高速公路沥青路面车辙成因及防治措施

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 高速公路沥青路面车辙成因及防治措施 作者:张永忠 来源:《建材发展导向》2013 年第 04 期 摘 要:高速公路路面大多采用了沥青做材料,但是从使用实况来看车辙严重影响着沥青 路面。以某省的高速公路作为案例,探究出现车辙的成因,并在该基础上结合实况提出合理的 防治措施。 关键词:防治措施;车辙成因;高速公路 某省近些年所修建几条高速路都出现了各种车辙,甚至一些路段经历第一个高温期后就出 现了 10—100mm 后的车辙。因此,探究车辙的成因以及防治措施具有现实意义。 1 造成沥青路面形成车辙的原因 1.1 路面的结构不合理 该省的高速公路路面上的沥青结构为,最上层使用了 4cm 后沥青混凝土,而中面层使用 了 5cm 厚的粒式的沥青混凝土,下面层使用了 6cm 后粗粒式的沥青混凝土。采用这种结构做 表层有一定缺陷,其一空隙率比较大,一旦进入雨水就极易聚积在层中;其二因表层集料的最 大粒径和层厚不匹配,不能够满足三倍关系,致使碾压的效果不佳,造成后续变形较大。 1.2 面层级配存在缺陷 按照公路沥青路面的设计要求,上层与中层主要是用来封水,还要抵抗高温车辙的性能, 因此中上层几乎都适应了 I 型结构,有一些还在中面层空隙率降低了 2%—4%。其实 I 型级配 是一种悬浮密实结构,其内部阻力较小,抵抗高温车辙的性能较差,如果再降低了空隙率,一 旦处于高温环境沥青就会膨胀而加剧了高温变形。该省所用沥青路面的面层中合成级配都处于 中值附近,这种级配最大缺陷就是粗料少、细料多,混合料内摩擦角较小,强度也不高,进而 形成了骨架属于悬浮式的结构,主要是以沥青的粘结力作为主要,从实况来看降低了稳定度及 抗车辙的能力。 1.3 处理层闯结合不当 从高速路的沥青路面现象进行取芯, 发现基层和面层之间并没有透层油渗入痕迹,而且 从取芯来看,极难获取到基层与面层形成整体的芯,几乎二者都是分开的,从而体现出这二者 粘结度比较低,因此陡坡地段必定会出现车辙现象。 1.4 交通荷载存在差异 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 从目前各个地方高速公路通车情况分析发现,载重的卡车数量比较多,并且行驶速度都比 较缓慢,这样对沥青路面的碾压力度比较大。对该省的调查发现,许多大型货车的中轴载都远 远超过了国际标准,超重载现象极为严重,如果设计路面没有考虑到这些因素必然出现车辙现 象。比如某大桥新修不久就被重卡车压翻了,这就是严重荷载有差异现象。 1.5 忽略了纵坡影响 从该省的实况来看,车辙比较严重路段几乎都在陡坡的路段,从调查中发现超重载的货车 在上坡路段时其速度大约是 20 km/h,按照沥青材料温度和时间换算规则,较长时间的承受荷 载和高温等效的,并且属于时间累积。假如车辆按照 100 km/h 进行行驶,作用到沥青路面的 时间大约是 0.02s,但是如果是 20 km/h,且只有 0.1s,也就是说后者对里路面所产生的形变超 出了 100 km/h 产生形变的 5 倍,因此可见对于斜坡必须要加大其路面的抗击车辙能力,可是 许多设计之中并没有做特殊要求。 1.6 没有严格把关集料 随着国民经济建设快速增加,各个地方的高速公路都是快速发展,但是从实况来看与之配 套石料市场却并没有跟上,市场管理上极为混乱,并没有制定统一标准。甚至还缺乏主管部门 的监督与引导。很多地方都是老百姓自发的组织建立一些小石料厂,规格较小、产量较低以及 质量差。甚至有一些砂石的含泥量与风化都大大超标,但是因为修建高速公路的工期比较紧, 因此石料仅仅能够勉强使用,因此很多施工现场没有选择余地,只有使用到施工中去。为产生 车辙埋下隐患因素。 2 防治沥青里面出现车辙的措施 2.1 加强管理矿料质量 沥青面层使用的集料都必须按照项目建设的执行机构定出条件,严格对石料厂进行考察, 给承包商提供符合要求石料,而承包商只需要进行采购即可。 2.2 应用混合式的基层 对于正在修建的高速公路都应该使用半刚性的基层加上沥青稳定碎石基层共同组成混合式 的基层,而沥青的厚度应该从过去 15cm 加厚到 18—22cm,这样就能够降低基层间剪切应 力,降低半刚性的基层疲劳应力,就能够增强沥青路面的整体抵抗车辙能力。 2.3 将沥青的混合料级配进行优化 高速公路的沥青路面混合料都应该使用骨架密实的结构,而里面的中上面层是不能够使用 天然砂,而应该使用机制砂,还要对机制砂中粉尘含量进行控制,不能够超过 10%,下面层是 能够使用天然砂,但是含量是不能够超过混合料重量综合 10%。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 2.4 大陡坡路段应该特殊设计 当纵坡长度超出了 500m 路段,都必须要采取特殊设计路面结构,这样才能够有效增强路 面抗击车辙的能力。 2.5 将抗车辙剂添加到沥青的混合料中 在施工中要提升沥青的混合料自身抗车辙的性能,时常将抗车辙剂添加到中面层沥青混混 合料中,这样就能够让动稳定度能够高达 6000 次/mm 之上,比较常用是法国的 PR Plasts,使 用中一般用量要达到总重量 0.3%为好。 2.6 应用混合料转运车 在高速公路施工中应该尽可能降低温度离析与集料离析,因此在摊铺沥青混凝土时就要使 用转运车,这样能够有效缓解集料的离析现象,有效提升沥青混合料抗击车辙的能力。 3 结语 总而言之,车辙成为了影响沥青路面正常使用重要病害之一,因此就必须要分析其产生成 因,并且结合当地实况采取合理防止措施,但是还要制定一系列措施限制车辆超载现象,只有 从各个方面入手才能够增强沥青路面的抗车辙能力。 参考文献 [1] 沙庆林.沥青和沥青混凝土现状[M].国外公路,2009(2). [2] 樊欲良.高速公路沥青路面出现早期车辙现象的原因[J].山西建筑, 2010(27). [3] 张庆华.高速公路沥青路面早期车辙病害产生原因分析[J].交通世界,2009(15).

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