高速公路路面车辙成因与防治措施_图文


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高速公路路面车辙成因与防治措施
韩红亮 中交国通公路工程技术有限公司 , 河南南阳 473000 摘 要 据国际调查显示 , 在公路工程中 , 最常见的沥青路面损坏现象就属车辙现象了 , 这对于路面的养护 , 有着一定 的影响 , 据统计在沥青养护中 , 约有一半以上的路面都是由于车辙变形引起的。相对于开裂、水损 , 危害性更大 , 对交通 安全造成直接的威胁。本文就路面车辙问题病害的成因以及措施进行详细叙述。 关 键 词 高速公路 ; 路面车辙成因 ; 防治措施 中图分类号 U41 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2011)40-0150-02 在公路施工中 , 出现车辙较明显的是二级公路以上的并实行 渠化交通的公路沥青路面 , 流动变形就是在平交路口、汽车经常 制动、启动极易停车经常拥堵的现象。而对于高速和一级公路行 驶车辆实行严格的渠化变通以后 , 有关车辙病害问题越显突出。 部位 , 产生的变形影响不大。为减少车辙 , 碾压的加强时施工中 最重要的一个过程 , 不要一味的追求平整度而忽略了对压实度的 充足 , 要把孔隙率控制的规定的范围内。 1.2 车辙产生的原因 沥青路面的车辙是外因与内因共同作用的结果 , 一方面是由 于在高温的影响下 , 加上荷载的反复作用 , 时沥青混合料黏塑性 变形累积的结果。一般认为沥青对车辙的贡献率可达 40%, 其中 主要因素是沥青的高温黏度和沥青用量。占贡献率 60%的非沥青 因素 , 主要是沥青混合料的组成结构是原材料、 级配和工艺的函数 , 骨架结构的稳定性起着关键性作用。 1.2.1 荷载 车辆荷载一次作用下沥青路面产生的变形可分为 3 类 : 弹性 的、黏弹性的和黏塑性。形成车辙是由于在渠化交通下 , 不可恢 复的黏塑性变形和来不及恢复的黏弹性变形长年累积造成的结果 , 因此交通荷载对车辙的影响不但包括大小、作用次数而且还包括 作用的间歇时间。这也是一个由静态到动载的发展。超载的影响 程度与交通量大作用相比 , 前者对路面的影响程度要更加的不利 , 如果是轴重超载 , 作用在路面上的压力是相当大的 , 而分布在边 缘轮胎的作用力要大于中间的压力。采取相应措施来提高轮胎压 力超载 , 中心压力又会大于边缘 , 在交叉路口与停车站所产生的 刹车作用力也往往是加剧车辙引发推移变形的关键原因。 1.2.2 温度 影响车辙的发生因素其中也包括温度 , 在我国 , 一般采用的 我是 7 月份的平均温度来表明影响车辙的温度值 , 由于荷载里产 生黏弹与黏塑两部分的黏性变形 , 而车辙也是由于这些大小不同 的黏性变形累及形成的 , 因此采用平均气温较合适 , 不要以最高 温度来表达环境温度的影响。例如欧洲、美国、日本这些都是与 中国地区在同纬度的地区 , 有年温差较大的特点。在我国不仅华 北夏季炎热 , 就连东北的温度也有明显上升的趋势。 1.2.3 沥青 随着科学技术的发展 , 掺入橡胶、塑料、树脂三大类添加剂 的改性沥青技术正进入工程应用的研究阶段 , 在提高抗车辙方面 效果较为显著。 沥青用量(%) 欢喜岭沥青 DS(次 /mm) 辽河沥青 DS( 次 /mm) 胜利沥青 DS( 次 /mm) 4.3 1820 707 553 4.6 1351 680 529 4.9 611 299 291 5.2 363 251 214

1 车辙的成因
车辙问题已经逐渐成为我国沥青路面破坏的重要问题 , 这种 病害现象不仅对行车舒适度造成一定影响 , 而且对于交通安全也 构成一定威胁 , 如在车辆变换操作路道时 , 车辙内积水及产生高 速行车水漂或结冰 , 另外就是气候的影响 , 例如在恶劣的气候条 件下造成制动距离不足。 1.1 车辙的分类 在正常情况下 , 沥青路面的车辙有 3 种类型 : 1)结构性车辙 由于荷载作用超出了路面的承受力 , 会造成沥青面层以下的 包括路基在内的结构发生永久性的变形 , 这种现象叫做结构性车 辙。这种车辙现象的特点是 : 宽度大 , 两侧无明显的隆起显像 , V 字形横断面。 2)失稳性车辙 另外还有一种车辙叫做沥青混合料的流动性或失稳性车辙 , 即在高温条件影响下 , 车轮反复作用 , 使荷载能力超出沥青混合 料的稳定极限所导致的现象。损坏时容易使车轮对应的路面部位 下凹 , 车轮作用的路面两侧容易产生隆起现象。在弯道处还明显 向外推挤 , 使车道线与停车线容易变成弯曲的曲线 , 造成交通事 故的发生。毫无疑问 , 这部分的车辙主要表现为于沥青混合料流 动的特性。这种车辙现象主要发生在上坡路段和交叉口附近 , 因 为这段里面的车速慢、轮胎接地发生的横向应力较大 , 对主要行 驶双轮车的路段 , 车辙断面成 w 形 , 对行驶宽幅单轮车的路段 , 车辙成非对称形状。 3)磨损性车辙 磨损性车辙在我国的发生现象是比较少的 , 几乎可以说从来 没有发生过 , 由于我国的基层基本上都是半刚性基层 , 而车辙基 本上都属于沥青混合料的流动性车辙 , 目前 , 针对这一车辙还没 有研究出有效的解决方法 , 只能通过采用新材料和改造再生材料 来对付和防止磨损性车辙现象的产生。 还有一种现象 , 在我国发生的频率较高 , 而在国外却很少出 现的情况 , 在我国 , 由于沥青面层的压密性而造成的 , 有些高速 公路在压实施工方面没有使路面的刀片充分的压实度 , 并且过分 的追求平整度 , 待降低温度后碾压 , 都会造成压实度不足致使通 车后的第一个高温季节混合料继续压密 , 在交通车辆的反复碾压 作用下 , 空隙率不断减小 , 达到极限的残余空隙率后才趋于稳定。 车辙产生的原因是压密变形导致平整度下降 , 造成明显的车辙现 象。此车辙也有明显的特点 ; 两侧未隆起 , 有下凹 ,V 字形或 w 形呈现。这属于施工不当造成的非正常情况下的车辙现象。主要 表现在车辙形成的初期 , 车道线附近 , 而对车轮作用次数较少的

沥青用量对沥青车辙也有着显著的影响 , 过多的沥青用量将 在沥青混合料中形成游离的自由沥青 , 黏性流动变形在高温条件 下因荷载的作用发生明显。 对混合料的配合比也要严格准确控制 , 粗、细集料级配变异 过大 , 表面积的比度不同 , 就算沥青的用量控制很高 , 也难以应 付用油量的相对波动。应指出 ,现行规范对级配容许误差过宽。 (下转第147页)

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Applied Technology 5)混凝土灌筑 混凝土自模板窗口 , 由下向上 , 对称分层 , 先墙后拱灌筑 , 倾落自由高度不超过 2.0m。因意外混凝土灌筑作业受阻不得超过 2 个小时 ,否则按施工缝处理。衬砌混凝土施工均为机械振捣 , 插入式振动棒和附着式振捣器振捣密实 , 并避免碰撞钢筋、模板、 预埋件和止水带等。振动棒插入下层混凝土 50mm 左右。 6)混凝土养护及整修 模筑混凝土衬砌应根据不同地段承压情况 , 混凝土强度分别 达到设计强度的 100%、70% 及 8MPa 时方可拆模。 7)质量保证技术措施 衬砌施工前 , 应对中线、高程、断面尺寸和净空大小进行仔 细检查核对 , 准确无误符合设计要求后 , 方可灌筑混凝土。 施工前做好地下水的封堵、引排 , 仰拱及基础部位的浮碴、 积水必须清理干净 , 衬砌混凝土必须在无水情况下进行施作 , 以 保证混凝土质量。混凝土灌筑前 , 对模板、支架、钢筋、预埋件 和止水带进行仔细检查 , 符合要求后方能灌筑。 混凝土中掺入外加剂 , 控制混凝土的水灰比 , 控制混凝土中 水泥用量等措施 , 增加混凝土的密实性并减小因水化热引起的混 凝土温度应力和收缩。 混凝土衬砌灌筑过程中 , 严禁损坏防水板。 (上接第145页) 真空泵 , 当体内的空气压强维持在 -0.06MPa~-0.09MPa 值时 , 这 时候关闭真空泵即可开始灌浆作业 , 打开灌浆阀 , 当浆体经过空 气滤清器时 , 关掉真空泵及抽气阀 , 打开排气阀。在灌浆的过程 中要时刻观察排气管的出浆情况 , 当浆体稠度和灌入的泥浆稠度 一样时 , 关掉排气阀 , 这时候仍要保持继续灌浆 2min~5min, 使管 道内有一定的压力 , 最后关掉灌浆阀。

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检测试验中心按规定要求在灌筑混凝土现场做试件 , 并详细 填写施工记录。 2.3.3 注浆回填 为了确保初期支护与二次衬砌密实无空洞 , 二次衬砌时 , 在 拱部每隔 3m 预埋一根注浆管 , 注浆管采取保护措施 , 防止混凝土 进入将其堵死 , 在衬砌混凝土强度达到后进行注浆 , 注浆材料选 用水泥砂浆(水灰比 1 : 砂灰比 2 : , 1, 1) 注浆从低标高注浆孔开 始注浆压力不小于 1MPa 或高标高拱顶注浆孔冒浆为止。

3 结论
高等级公路和城市道路的隧道工程对于施工质量、施工进度 及外观质量均有较高要求。模板台车施工二衬能够较好地满足上 述要求这是一种值得广泛推广的施工工艺。

参考文献 [1]公路隧道施工技术规范(JTJ042. 94)[S].北京:人民交通 出版杜,1994. [2]公路陡道设计规范((JT1026. 90)[S].北京:人民交通出 版社,1990.

(上接第150页) 尤其是对矿粉 , 矿粉用量的慎重 , 其混合料的比对表面影响也很大。 当沥青达到一定数量时 , 对沥青膜的厚度 , 集料之间的滑动变形 将因粉胶比造成直接的影响 , 一般认为粉胶比不宜小于 1:12。而 矿粉的质量沥青膜的黏结力存在直接和显著的影响 , 因此 , 在工 程建设中 , 对配合比的要求必须按照原设计进行以此来加足矿粉。

2 高速公路沥青路面车辙的防治措施
防治高速公路沥青路面的车辙早期损坏的方法是多样的 , 首 先我们要从沥青路面自身来认真分析 , 包括材料从材料、设计、 施工等方面人手 , 来提高沥青混合料的抗车辙性能。有效的防治 车辙的措施还必须从根本原因入手 , 包括高温的避免、超载的治 理、 大纵坡的避免等多方面 , 多管齐下才能出效果。尤为重要的是 , 要加强“治超”工作。超载问题严重的影响车辙的质量 , 这一问 题的解决对车辙现象的避免将会起到明显的效果。目前 , 我国从 中央、各级政府到交通公安等部门都加大了对于超载问题的重视 并出台一系列的切实可行的治超法规与相关政策 , 从而努力使这 一现象得到明显的好转。 高温属于自然现象 , 我们是无法改变的 , 但是可以针对这一 问题提出相应的对付措施 , 国外的一些做法很值得我们借鉴 , 如 在夏季高温的情况下 , 对一些高速路段的通行有所控制 , 尤其是 对货车的限制和重载的通行限制 , 这对于交通工作不会造成很大 的影响 , 全年的高温天气较少 , 这种措施所达到的效果是很好的 , 另外 , 可以通过对在高速公路上行驶车辆的速度给予限制 , 过大 和过小的速度会影响高速公路的交通安全和交通通畅 , 从而对路 面车辙的破坏程度更大 , 因此 , 要严格的控制车辆的行驶速度。

4 灌浆施工中的质量控制要点
近年来 , 我国公路工程施工技术发展很快 , 真空灌浆施工技 术作为一种新型的加固方法得到了广泛的应用和推广 , 目前主要 应用的领域有很多种 ,如 :软土地基处理、高速公路桥头跳车、 桥梁加固等。在工程质量方面大多数病害原因主要是由于下承层 造成的。在施工过程中 , 要着重对灌浆施工过程进行控制。实践 证明灌浆钻孔深度一般为混凝土板底 3cm~5cm 为宜 , 钻孔深度应 穿透基层达到垫层中。真空灌浆在施工过程中要从以下几点加以 注意 : 1)对进场材料进行严格的控制 , 不符合标准者严禁入场 ; 2)泥浆拌和要均匀 , 严格控制配合比 , 注重用水量 ; 3)做好安全检测工作 , 在灌浆过程中若发现灰浆溢出时 , 应 及时用木塞塞紧 ,10min 后拔出木塞 ; 4)做好灌浆的后续工作 , 对交通进行控制 , 禁止车辆在灌浆 完成后的板块通行 , 待灰浆强度大于 3MPa 以上时方可开放交通。

5 结论
综上所述 , 真空灌浆施工技术在我国工程施工当中应用逐步 走向成熟 , 由于该技术具有较高自身控制水平 , 应用前景十分广 阔。施工实践当中 , 有些施工细节问题还需进一步去完善 , 在今 后的工作当中亦当时刻保持积极探索不断进取的精神 , 针对新问 题, 研究新对策。

3 结论
综上所述 , 以上就是对沥青路面车辙原因与防治措施的分析 , 从中我们可以了解到 , 在高速路面施工过程中 , 加大对路面质量 与环境质量的控制势在必行。沥青路面的车辙病害对行车的安全 性与路面的使用寿命较大的影响 , 因此 , 要提高沥青混合料抗车 辙的性能必须首先提高车辙病害的防治技术。 参考文献 [1]张毅.陕西省高速公路沥青路面车辙成因及对策研究[D]. 长安大学,2004. [2]傅珍.超载运输对路面结构的损伤研究[D].长安大学, 2004.

参考文献 [1]韦瑞.青真空辅助压浆技术在连续箱梁施工中的应用[J]. 企业科技与发展,2010(22). [2]朱祥瑞.真空灌浆技术在水泥混凝土路面施工中的应用 [J].价值工程,2010(27). [3]陆凯华,陈研.预应力混凝土真空辅助压浆技术的探讨 [J].江苏建筑,2010(3).

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