瀝青路面車轍產生的原因與防治措施

2022-05-02 17:36:04 字數 3352 閱讀 5218

摘要:瀝青路面車轍的過量存在是直接影響路面平整度和路面使用效能的重要因素之一, 本文從車轍的分類方法中對瀝青混合料、路面結構組成、交通荷載等方面就車轍產生的原因進行了分析, 並在此基礎上從材料、結構組合、施工和日常養護方面針對性地提出了防治措施

關鍵詞:車轍;瀝青混合料,路面結構組成,高溫穩定性

中圖分類號:tf526+.3文獻標識碼:a 文章編號:

1.瀝青路面使用現狀

瀝青混凝土路面車轍是路面結構各層永久變形的積累,由兩部分組成:一部分是由路面結構層在行車荷載反覆作用下進一步壓密產生的,即壓密形變:另一部分是因瀝青混凝土在高溫時的強度不足以抵抗重荷載的反覆作用,輪下的部分瀝青混合料產生剪下變形逐步被壓到兩側。

使兩側的瀝青面層鼓起,產生的側向移動。車轍的過量存在是直接影響路面平整度和路面使用效能的重要因素之一。近年來,隨著城市道路交通量的迅速增加。

瀝青路面的車轍在影響道路綜合完好率各項破損型別中所佔的比重也越來越大。研究瀝青路面車轍產生的因素,**減少車轍的措施,提高道路完好水平,是我們市政道路施工、養護工作者所面臨的重要任務。

2.車轍的定義

車轍是瀝青路面特有的一種損壞現象,它是在高溫條件下車輛荷載長時間作用的結果,車轍經常發生在車輪經常碾壓的輪跡帶上,輪跡帶逐漸產生下窪形變,並形成兩條縱向的槽,即為車轍

3.瀝青路面車轍現象與危害

車轍的產生, 因不同的情況貫穿於整個瀝青路面使用的全過程, 個別路段因各種因素的影響在投入運營的初期就有明顯的車轍現象產生。這不僅增大了高等級公路瀝青路面的養護難度和費用, 同時也大大地降低了路面的使用效能及行車安全性。 瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、雜訊低、施工期短、養護維修簡便、適宜於分期修建等優點,因此獲得越來越廣泛的應用。

在高速公路的建設中,我國絕大部分高速公路都採用瀝青路面。但隨著我國社會經濟和交通運輸的快速發展,客運和貨運量迅速增加,道路交通流量迅猛增大,特別是過載車輛的增多和高壓輪胎的使用,交通流的渠化,車轍已成為高速公路瀝青路面的主要病害之一。

4.瀝青路面車轍產生的原因

影響瀝青路面車轍產生的原因很多, 歸結起來可分為內因、外因及其他因素三大類。內因主要反映在材料本身的質量上, 而外因則主要包括氣候條件和交通條件, 其他因素則是指路面基層和路面結構組成及其施工質量對路面車轍的影響。當內因、外因及其他因素結合在一起時就會對瀝青路面車轍的形成產生綜合影響。

4. 1車轍產生的內因

車轍產生的內因主要是瀝青混凝土的強度, 而瀝青混凝土的強度則取決於瀝青混合料的粘結力和內摩擦角。瀝青混凝土的粘結力又取決於所用瀝青的性質和稠度、瀝青礦粉比和瀝青與礦粉相互作用的性質。瀝青稠度越大粘結力越大, 瀝青混凝土的強度也就越高。

當瀝青用量超過最佳值時, 粘結力快速降低。近年來實踐證明: 在瀝青中摻入高分子聚合物改善瀝青的效能也可取得提高瀝青混合料高溫抗車轍能力的滿意效果。

此外, 礦料的級配組成、礦料的強度、顆粒的形狀和表面性質都影響瀝青混凝土的內摩擦角。顆粒尺寸增加, 內摩擦角增加;針片狀顆粒增加, 內摩擦角降低。因此所用材料的性質、規格及配比的合理與否是影響車轍產生的內因。

4.1.1瀝青型別

瀝青混合料的抗剪下能力主要取決於瀝青混合料的粘結力和內摩阻力,影響瀝青混合料粘結力的因素主要是瀝青粘度、瀝青用量、瀝青與礦料相互作用的特性,瀝青的粘度越高,瀝青混合料的粘結力越大,因而具有較高的抗剪強度。瀝青型別應根據環境氣候、交通條件等合理選用,尤其是氣溫高、渠化交通的道路應選用較粘稠的符合重交通瀝青技術要求的優質瀝青和改眭瀝青。從瀝青品質及路用效能來看,進口瀝青稍優於國產瀝青。

4.1.2瀝青用量

混合料的牯結力與瀝青用量有關,用量越大,礦料顆粒間游離的自由瀝青越多,礦料周圍的瀝青膜越厚,混合料的粘結力越低。反之。瀝青不能完全裹覆礦料顆粒介面也影響瀝青混合料的粘結力,同時混合料缺乏應有的工作度,難以壓實,且易出現鬆散、離析現象。

為了提高瀝青混合料的粘結力,除採用高質量的瀝青外.嚴格控制瀝青的合理用景是很關鍵的。瀝青用量必須嚴格按馬歇爾試驗指標,並綜合考慮氣候條件、交通型別,公路等級等因素。同時進行混合料的殘留穩定度和動穩定度檢驗,並對擬定的配合比進行車輛的試驗,合理確定最佳的瀝青用量。

4.1.3礦料級配,顆粒形狀及表面特徵

瀝青混合料的嵌擠力和內摩阻力主要取決於礦料級配、顆粒形狀及表面特性、瀝青用量等。為使瀝青混合料的內摩阻力增大,滿足抵抗永久變形的能力,除採用最佳的瀝青用鼉外。採用潔淨、具有良好的顆粒形狀、表面粗糙、壓碎值小、與瀝青有良好的粘附性的礦料是非常關鍵的。

試驗研究表明,礦粉用量對瀝青混合料的高溫穩定性的影響很大,對瀝青路ili『抗車轍能力的影響也很大。具體的影響為:(1)礦粉用量越大.瀝青混合料的馬歇爾模數越小,高溫穩定性愈差,瀝青路面抗車轍能力越弱。

(2)礦粉用量適當時,瀝青混合料的馬歇爾模數較大,高溫穩定性較好。瀝青路面抗車轍能力較強。

4. 2車轍產生的外因

4. 2. 1交通條件

交通條件對瀝青路面的影響可歸結為荷載、輪胎氣壓、行車速度、車流渠化等。通常情況下荷載越重, 輪胎氣壓越大, 行車速度越慢, 渠化交通的程度越高, 將會大大加快瀝青路面車轍的形成。如石太高速公路, 由於大噸位、大流量、慢行駛的運煤車輛的組成特點是路面車轍形成的重要原因之一。

應特別指出的是超載車輛對車轍形成的影響程度將較正常荷載車輛的影響程度成倍數增加。

4. 2. 2氣候條件

氣候條件主要包括氣溫、日照、輻射、風、雨、地溫等, 但歸結起來主要反映在溫度因素上, 氣溫在25 ℃以上, 路表溫度在40 ℃以上時, 是瀝青路面產生車轍的重要外部條件。有試驗資料表明: 路表溫度在40 ℃—60 ℃之間時, 瀝青混合料溫度每上公升5 ℃其變形增加2 倍。

4. 3其他因素

主要是指路面基層及施工質量等。

4. 3. 1路面基層

當路面基層的強度和穩定性足夠時, 瀝青路面車轍的產生主要取決於瀝青面層和基層本身的性質, 所以, 保證面層和基層的強度和穩定性是防止瀝青面層產生車轍的基本條件。

4. 3. 2施工質量對車轍的影響

由於施工時沒有充分壓實或料溫不夠等施工原因導致的瀝青面層壓實不足, 而致使通車後的第乙個高溫季節瀝青混合料在行車作用下, 繼續壓密形成的車轍。這類車轍在我國已成為乙個比較突出的問題。以瀝青面層15 cm 計, 壓實度每相差1 % 時,車轍變形就會增加1.

5 mm。各國按車轍變形提出的車轍容許範圍雖然不盡相同但均在10 mm -20 mm 之間。根據規定, 熱拌瀝青混合料路面的

壓實度為96 %。這樣對即使達到壓實要求的瀝青面層, 在行車作用下繼續壓密達到100 % , 仍可產生6 mm 左右的車轍變形, 而對於施工中壓實度不滿足

要求的路面產生車轍的可能將更大。所以瀝青路面施工時壓實與否將是影響車轍形成的重要因素之一。

5.預防瀝青路面車轍的措施

瀝青路面車轍是由多方面原因引起的,往往是由多種因素的綜合作用而產生的。因此在防治車轍的對策上,也並非採取某種措施就能解決問題,只有綜合採取措施才能收到好的效果。對此可以從提高基層強度和剛度、瀝青混合料設計、瀝青路面施工以及道路交通管理等幾方面採取相應措施。

瀝青路面車轍病害分析

車轍型別 失穩型車轍 高溫穩定性不足時產生 結構型車轍 過載作用下的整體永久變形 磨耗型車轍 車輪磨耗而產生的變形。車轍產生機理 車轍的形成主要是因為 瀝青混合料的後續壓實 瀝青混合料的流動變形 瀝青混合料的結構性失穩變形。車轍的危害 影響平整度 強度降低,誘發各種病害 車轍積水導致車輛漂滑 車輛失...

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