车辙病害范文

2024-07-11

车辙病害范文（精选5篇）

车辙病害第1篇

1 车辙分类

根据车辙的整个形成过程,可以将车辙分为三类:①失稳性车辙,这类车辙是由于在高温条件下的车辆负荷压力作用下,使得沥青混合物的粘合性能下降,从而使沥青层在力的作用下发生了流动性的变形,由此而形成车辙。②压密性车辙,在沥青路面的设计中,常常留有一个路面设计的空隙数值,在实际的施工过程中,路面得不到彻底的压实,剩下的空隙就要求在路面的行车过程中,进行进一步的压实,而这一部分的压实结果就会在轮迹处形成一个比较轻微的变形,这就叫做压密性车辙。③磨耗型车辙,这一类的车辙大多在降雪比较频繁和结冰的区域比较常见,主要是由于车辆防滑设备的安装,在行驶的过程中与地面发生的滑动摩擦产生的。

2 车辙成因

2.1 路面材料

沥青材料的路面有一个显著的特点就是蠕变性,在受力过大的时候就会有一定程度的松弛,在经过长时间的车辆负荷压力的作用下,就会使得整个路面的受力超过自身能够承受的极限,引起可塑性的变形产生,经过不断的压力累计最后就会形成路面车辙病害。在沥青混合料的使用上,选取多大比例的沥青混合将会直接影响路面的物理粘性以及路面沥青的稠度比,选取较大比例的沥青混合料就会增加车辙的发生几率,而稠度比相对来说比较小的沥青在抗高温时就没有足够的稳定性。

2.2 路面的设计与实施

在沥青路面的设计中,沥青材料是有着高温指标的,在材料中掺杂多少的沥青以及其他细集料的比例都有着一定的设计标准,如果使用不当,是很容易造成车辙的。在路面实施的过程中,路基压实度的实现、排水性能的优劣、整个路面的导热稳定性等有着具体的实施标准,操作不当都有可能导致车辙的产生。此外,路面的厚度也与车辙的产生有一定的关系。从物理学上来说,沥青路面的设计有一个临界厚度的数据标准,当在设计中路面的厚度值大于这个标准的临界值时,当沥青层数增加就会引起车辙的大幅度增大。

2.3 路面交叉口

在路面的交叉口处,没有太大的间距,而这个地方又多采用交通信号灯进行控制。基于这个原因,在路面交叉口处常会发生频繁的车辆刹车和启动情况,这就使得在这一段的路面会比一般的路段承受更大压力的车轮负荷,在这样长期的作用下,就很容易引起整个路面的物理结构发生变化,出现车辙病害。同时,在信号灯是红灯的状况下,车轮负荷的压力作用路面的时间延长,更容易导致路面的变形,产生车辙。

2.4 气候因素

沥青路面是长时间暴露在大气状态下的,当出现降水、温度变化以及太阳辐射强度变化时,是会直接受到影响的。而且。沥青材质的混合料有一个显著的特点就是,当温度升高的时候,就会显现出流变性,并且其明显性是随着温度升高的程度而变化的。当温度升高到一定程度时,就会使沥青的整个粘度下降到最低点,从而丧失在高温状态下抵抗车辙产生的能力,进而导致车辙的形成。

2.5 交通条件

在交通量相对较大的路段,路面就会承受较大的车辆压力负荷,并比起其他路面有更大的压力作用时间,高频率长时间的压力作用就会使得路面没有足够的时间缓冲这种压力带来的弹性变形,在长时间的累计下,就会导致车辙病害。在现行的关于沥青路面的设计中有一个标准的轮压值,当实际的路面车辆的轮压值大于标准数值的话,路面就有极小的应对压力稳定程度,这个时候就有很大的可能引起车辙的产生。

3 车辙防治方法

3.1 路面材料选择

在沥青的选择上面,要选用软化点相对较高的沥青材料,例如改性沥青,以此来满足在沥青混合料方面规定的动稳定度要求。在集料的选择上面,坚硬度较好的集料、表面粗糙不细化的集料以及颗粒最大限度接近立方体形状的集料都可以极大程度的提高沥青混合料耐高温作用的稳定性和抵抗车辙的能力。在沥青混合料中的相应原料混合比例的设计上,应严格遵照设计标准,进行相关试验的测定的结果相应的实验结果分析,根据试验得出的数据再进行混合料比例的设计,尽可能的选择有较大粒径的集料,在符合沥青用量规定范围的前提下,合理选择沥青的用量,减小沥青在混合料中的稠度比例,提高沥青路面在高温状态下抵抗车辙的能力。

3.2 路面的设计

在整个路面的设计阶段,要整体考虑该路面地区的自然环境条件,依据实际情况选择合理的沥青标号。在夏季气温比较高的地区,选取质量规格高、粘度高的沥青材料,提高路面抗高温的稳定性。在沥青混合料中加入一定比例的抗剥落剂,以此来增加沥青与矿料之间的粘合程度,进而减小车辙发生的可能性。在进行沥青路面厚度数据的设计工作时,要事先进行周密的计算并作出细致的力学分析,结合当地具体的环境条件,进行合理的符合实际要求的路面结构设计。

3.3 路面的施工

在路面的施工方面,施工方应该严格按照施工图纸的设计标准进行施工工作,并对施工图中涉及的施工材料以及施工技术标准规范使用。在施工材料的采购上面,要有严格的材料审查标准,对于不满足施工图纸要求标准的以及没有经过合格检验的材料不允许进入施工场所。施工过程中的集料选择要严格按照设计要求,选取粒径大、棱角性好的集料,依据设计的配料比进行材料的混合使用。在路面的施工中,对于混合料的规范拌合温度标准要严格遵守,加强相关配料的现场检测力度。施工期的选择,应该尽量避开多雨的季节,对于施工现场的排水情况,要进行周密的探查处理,确保整个路段地基不能够被雨水侵袭浸泡。整个施工的供需应该要有严格的计划,对每一个阶段有相应的质量检查,整个施工阶段要有紧密的连续性,每一阶段完成相应的施工任务。对于已经完工的路面,要加强交通方面的管.制工作,对于一些没有达到行车标准的路面,严禁施工车辆。

3.4 交叉口路面

对于相较其他路面承受更大车辆负荷压力的交叉口路面,在路面设计时应该考虑到这个路段的特殊性,在沥青混合料的配置中加入一定量的抗车轴剂。经过添加剂的加入,可以使沥青混合料的整体强度增大,对于粘性方面也有一定程度的提升,既不对低温条件下的沥青性能造成影响,又能进一步的提升其在高温条件下的稳定性。

3.5 车辙路面治理

在整个沥青路面的施工完成后,应该制定相应的关于沥青路面的具体防护保养措施和相应的养护标准体系,对于那些已经形成车辙无法改变的路面,要及早的进行相应的处理,不能放任不管,使其从小病害演变成大病害。在车辙路面的处理过程中,要根据车辙的形成成度进行不同层次的处理。对于刚形成,比较轻微的车辙现象,可以进行整个路面的清扫操作,然后选取颗粒比较细的沥青混合料对整个车辙的路面进行填充,将路面的水分彻底压实。对于那些比较严重的在局部范围内的车辙,可以先用专门的机器进行车辙表面的处理,使其平整,完成清扫工作后,在整个发生车辙的路面周围洒上粘层油,最后选择同样的沥青混合料对车辙路面进行相应的填充和将其压实。对于那些车辙范围大、受损程度高的路面,必须先用专业的机器进行刨深修整,然后重新进行该路面的设计,采用新的路面施工工艺对受损路面进行平铺操作。

4 结语

沥青路面出现车辙现象是十分常见的,关于整个路面的应对车辙的防范工作要始终坚持在路面的设计、施工以及后续保养的各个阶段,对于一些能够提早解决的潜在引起车辙的因素要尽早的解决。在路面的设计过程中,要根据出实际的环境条件对施工材料进行合理的选择并进行科学的路面结构型式的选取,在整个施工阶段,应该严格遵守施工图纸的设计标准,严谨不合格的施工材料进入,加强对施工质量的监督。最后,在路面完成后的养护工作上,要预先制定合理的养护方案,预防车辙的产生,对于已经形成的车辙路面,要马上采取相应的解决措施,不能任其发展。加强路面整个阶段的车辙防范工作,不放松每一个具体环节,只有这样,才能极大减少车辙病害发生的可能性,提高整个道路交通的行车安全性,增加整个路面的寿命使用时间。

参考文献

[1]周建松,王建坤.沥青路面车辙病害分析及处理措施[J].交通科技,2013(10).

[2]谭季青.沥青路面车辙病害处理方法研究[J].中外公路,2009(19).

车辙病害第2篇

【关键词】沿海高速;车辙;沥青混凝土路面

车辙已经成为我国高速公路沥青路面的主要病害形式之一。近年来，由于交通量的增加，重载超载车辆比例加大，加之高速公路渠道化交通，车辙必然成为沥青路面早期普遍的破坏。它不仅使沥青路面的耐久性下降，影响了行车舒适性，也给行车安全埋下了隐患。

1.车辙的类型

目前国际上将车辙分成以下几种类型:（1)由沥青路面以下各结构层的永久变形引起的结构性车辙;（2)由混合料的侧向流动变形引起的剪切性车辙;（3)由冬季埋钉轮胎引起的磨损性车辙;（4)还有一种在国外很少发生却在我国常见的车辙形式，即由于公路施工时没有充分压实，致使通车后第一个高温季节混合料继续压密而形成。而在我国高等级公路车辙病害中，主要是以第二类车辙为主，即由混合料的侧向流动变形引起的剪切性车辙。

2.车辙的形成过程及危害

2.1车辙的形成过程

2.1.1 开始阶段的压密过程

沥青混合料在碾压成型前是由骨料、沥青及空气组成的松散混合料，经碾压后，高温下处于半流动状态的沥青以及由沥青与矿粉组成的胶浆被挤进矿料间隙中，同事骨料被强力排列成具有一定的股价结构。碾压完毕交付使用后，当汽车荷载作用时，此密实过程还会有进一步的发展。

2.1.2 沥青混合料的流动

高温下的沥青混合料是以粘性为主的固体，在车轮荷载作用下，沥青及沥青胶浆将产生流动，从而使混合料的网络骨架结构失稳。这部分半固态物质除部分填充混合料间隙外，还将随沥青混合料产生自由流动，从而使路面受荷载作用处被压缩而变形。

2.1.3 矿料骨架的重新排列及矿料骨架的破坏

高温下处于半固态的沥青混合料，由于沥青及胶浆将在荷载作用下首先流动，混合料中粗、细骨料组成的骨架逐渐成为荷载的主要承担者，再加上沥青的润滑作用，硬度较大的矿料颗粒在荷载直接作用下会沿矿料之间的接触面滑动，促使沥青及胶浆向富集区流动，以至流向混合料的自由面，特别是当骨料间沥青及胶浆过多时，这一过程会更加明显。

2.2车辙的危害

车辙直接危害路面的质量，降低了路面的使用寿命，缩短维修周期。车辙处积水下渗，对路面基层、路基均有不同程度的损害，是路面坑槽产生的原因之一。还会进一步促进沥青的老化速度，进而产生大量病害。路面过量的变形，从而影响路面的平整度。轮迹处沥青层厚度减薄，从而削弱面层及路面结构的整体强度，易于诱发其他病害。雨雪天路标排水不畅形成积水或结冰，降低路面的抗滑能力影响高速行车的安全性。

车辙的隐蔽性强，不容易被驾驶员发觉和重视。这样在高速行驶中，方向稍微转动时，容易出现难以应对的事故。

3.车辙产生原因分析

我们通过对车辙路段进行钻孔取芯及选取典型部位进行车辙断面切割，并进行相应的室内试验，通过对比分析，对于沿海高速公路车辙的产生总结为以下几方面：

（1）交通量增长快、超载车辆多，加上高温天气，这些是沿海高速公路近年来路面出现早期疲劳破坏和使用性能差的主要外在因素。近些年来华北地区气温明显偏高，特别是近几年，日最高温度达到43℃，而且持续几天高温，路面温度可达到60～68℃，沥青路面具有高温软化特性，持续的高温造成路面软化，加上上述交通量大，在重载，尤其是超重车较多的作用下，路面长时间处于疲劳状态。超载车辆将加速沥青面层的剪切破坏。

（2）沿海高速公路路面的车辙病害主要发生在行车道上。通过现场面层钻芯切样等试验结果来看，无论车辙严重处还是路面完好的段落面层底面、基层顶面一般都保持平整完好，无明显变形现象。

（3）沿海高速公路的路面车辙主要还是由于沥青面层的失稳变形引起的。从整个行车道切割断面以及面层切割结果分析可以看出，沥青路面各结构层都存在不同程度的变形，以中、上面层变形为主，尤其以中面层变形最为严重。主要表现为压密性车辙和失稳性车辙。所谓压密性车辙就是由于压应力超过沥青混合料的抗压强度，碾压追密造成的车辙，车辙深度一般小于10mm；而失稳性车辙就是由于高温条件下，剪应力超过沥青混合料的抗剪强度，导致沥青混合料侧向流动变形，不断累积形成的车辙，车辙深度一般大于10～15mm，在横断面上呈W型。

4.车辙病害处理方式

根据《公路沥青路面养护技术规范》，车辙养护质量标准要求不大于15mm。根据检测结果本次设计对车辙较大路段进行微表处修复治理。

微表处修復车辙施工技术是以聚合物改性乳化沥青为粘结料、借助专用的摊铺设备进行施工的一种冷拌沥青混合料不等厚薄层摊铺技术，具有施工进度快、成本低、效果好等优点，可以迅速恢复和改善原沥青路面的平整度，提高防水性和抗滑性。车辙横断面一般为下凹形曲线，其填补厚度为变量，这就需要混合料中骨料粒径按照辙槽的断面正态分布。

用于微表处的摊铺机配置一个“V”形摊铺槽，在摊铺过程中混合浆体中各种粒径的骨料就会在" V'，形摊铺箱内经搅拌按照厚度变化呈正态分布进行摊铺，同时车辙槽上方形成一定的预留拱度，为混合料经受行车荷载进一步压密作出预留。

5.总结

随着公路里程的增加，养护的任务势必越来越繁重，为使公路充分发挥其应有的功能，养护工作必须向高科技、现代化方向发展。随着科技的进步，路面病害处理的方法也会越来越多，养护的机械化水平也会越来越高。各种新技术、新材料、新设备、新工艺的应用，必然回推动我国沥青路面养护技术向高科技、现代化方向发展。

【参考文献】

［１］公路沥青路面养护技术规范（JTJ 073.2-2001）.

浅析沥青路面病害之车辙和对策第3篇

沥青路面的损害有裂缝类、变形类、耗损类和其他四类。而其中变形类中的车辙损坏是高级沥青路面的主要破坏形式。据统计,在高等级公路或交通繁忙的二级公路上,车辙及由车辙引起的推移占据路面损坏的30%。按照车辙产生的原因来划分,车辙可分为磨耗型车辙、结构型车辙、失稳型车辙三大类。磨耗型车辙是由轮胎磨耗和环境条件综合作用下,路面磨损,面层内集料颗粒逐渐脱落而产生,尤其是在撒铺防滑料时,磨耗型车辙会加速发展;结构型车辙是基层等路面结构层或路基强度不足,在交通荷载的反复作用下而产生的永久变形,使之反射于路面而形成;失稳型车辙则是由于沥青结构层在车轮荷载作用下,内部材料流动,产生横向位移而发生。通常集中在轮迹处。

1 车辙成因的综合分析

沥青路面的车辙其成因总体来说可分为外部环境因素和内部混合料因素两个方面:

1.1 外部环境因素

外环境因素主要包括高温、重荷载、渠化交通、车流量、车速、路面纵横坡的影响。其中高温和重荷载是两大影响最大、最普遍的因素。由长大纵坡、车速缓慢而引起的车辙和推移也不容忽视。

1.1.1 高温对车辙的影响

荷载和温度是路面产生车辙的两个重要因素,车辙的发展过程实际上是沥青混合料在高温下施加荷载的压密蠕变过程。温度越高,沥青混合料的劲度模量就越低,抗车辙的能力就越小。研究表明,处于45℃以上的沥青路面受交通荷载作用最易造成较大的车辙。例如,调查发现某国道二级干线公路在每年的4~6月份中K674+300~K676+500段左侧发生的严重车辙加推移现象。而当地的气温统计表明,每年的4月份受日照辐射的影响,气温开始升高,至6月份最高,极限温度可达41.7℃,沥青路面温度可达五、六十度,甚至更高。该温度已超过了沥青的软化点温度。沥青混合料在持续高温环境下,粘聚力降低,导致了沥青路面出现了严重的车辙。

1.1.2 重载和交通量的影响

调查发现,车辙严重的路段超重载汽车所占比例较大,对于超载重车,沥青路面的二次压密现象突出,原沥青混合料面层的空隙率大时,这种现象就更加突出。车辙就易出现。

1.1.3 渠化交通的影响

在道路的交叉口,特别是有控制信号灯的交叉口,停车极易区域形成较为明显的车辙。

1.1.4 长大纵坡的影响

超重载货车在上坡路段的速度一般为20km/h。车辆如果以100km/h的速度行驶,对路面沥青层的作用时间约为0.02s,如果行驶速度只有20km/h,对路面沥青层的作用时间约为0.1s,而沥青混合料的蠕变就是由加载时间决定的。据计算,纵坡为6%,横坡为2%的路段,载重为10吨的载重车比平坡多克服0.63吨的惯性下滑力。相应的沥青混合料所承受的剪应力也大幅提高。这就是长大纵坡爬坡段出现车辙与推移的主要原因。

1.2 内部沥青混合料的因素

1.2.1 路面结构设计

采用密实悬浮结构在高温的作用下,沥青混合料的粘度降低,在车辆荷载的作用下极易产生车辙。

1.2.2 原材料的影响

(1)沥青的影响

沥青混合料的高温劲度取决于沥青的劲度。沥青在高温和长时间荷载作用后,劲度随时间急剧下降,随着温度上升,沥青的稠度降低,其劲度也随之降低。低劲度模量的沥青往往易导致混合料劲度的降低。

(2)矿料级配颗粒形状及表面特征的影响

矿料的级配影响着沥青混合料的内摩阻力,洁净、具有良好颗粒形状、表面粗糙和压碎值小的矿料组成的沥青混合料具有较好的粘聚力。在掺入沥青之后,矿粉的含量决定了矿料与沥青的粘聚结合力。反之,如果矿料中矿粉含量过大,则沥青与矿料的粘聚结合力就低,抗车辙能力就弱。

1.2.3 沥青用量的影响

沥青用量越大,矿料颗粒间游离的自由沥青就越多,混合料间的粘结力就越低,沥青混合料难以压实,易出现松散、离析现象。在高温、轮荷载作用下,车辙极易出现。

1.2.4 沥青混合料空隙率的影响

文献[4]中对“空隙率对车辙的影响”进行了研究。得出了“当沥青混凝土路面空隙率小于2%时,或者在4%左右时,对于其抗车辙性能是极为不利的”结论。

1.2.5 沥青路面层间结合

沥青路面层间滑动或松散则易造成路面结构的丧失效应。沥青层间抗剪能力降低,沥青混合料因应力重分配而使得沥青混合料失稳移动。而在结构层间设置透层沥青或粘层沥青则能有效的减少层间滑动现象。沥青路面只进行面层补强时尤其注意这方面的问题。因为补强前,沥青面层已使用很长时间,表面已趋光滑,抗滑力下降。故在重新补强前应采取措施,如铣刨、拉毛、增撒粘层沥青或加铺土工织物等,来增加层间的摩阻力。

1.2.6 施工工艺的影响

施工配比与设计配比不一致、原材料及拌合质量不高、碾压机械组合不合理、混合料温度及碾压温度控制失当等原因均会对车辙的产生产生影响。

2 沥青路面车辙的防治措施

由于产生车辙的因素众多且较复杂,除外部影响因素重载、超载可以人为控制外,其余均不能有效控制,故只能采用其工程措施及改善沥青混合料性能施工工艺着手来解决。

2.1 沥青混合料配合比设计

文献[4]提出了以车辙指标表示道路的通行能力,并以此指标的设计弯沉与临界车辙的弯沉之差来确定薄层沥青罩面的厚度。推荐对有车辙又有推移的路段采用双层表面处置的方法来解决。

文献[5]采用了GTM成型方法对沥青混合料进行设计,并与马歇尔成型法进行了对比。得出用GTM试验的方法设计出的沥青混合料配合比优于马歇尔试验的方法。以AC-13的油石比为例,GTM法的最佳沥青用量为4.12%,而后者则为4.31%,差异达4.61%。高温抗车辙性能试验对比也表明,沥青混合料的密度前者较后者提高了2.64%,动稳定度远高于马歇尔试验,比规范规定值大幅提高。文献[6]中指出:“沥青混合料的高温抗车辙能力有60%依赖于矿料级配的嵌挤作用。沥青混合料则提供40%的抗车辙能力。”他建议在矿料级配设计时增加粗集料的含量,降低细集料的含量。天然砂掺量增加1%,沥青混合料的动稳定度则降低4%,同时还建议,对超重载路段的面层限制或不用天然砂,而用级配良好的机制砂代替,其0.075㎜筛孔的通过率应严加控制。试验证明,矿粉与沥青用量之比宜控制在1.8~2.0。

综上所述,沥青混合料在进行配合比设计时应采用间断级配。文献[4]中建议,关键的4.75 mm筛孔通过率最好要小于30%,2.36mm~1.18 mm筛孔的石料含量最好低于3%,这样级配曲线呈S形石料嵌挤作用强。

2.2 空隙率

降低沥青混合料的空隙率,可以降低车轮对沥青混合料的二次压密,从而降低车辙出现的风险。文献[5]和文献[6]的试验均证明了这一点。在此不再赘述。

2.3 沥青用量

控制好沥青用量是预防车辙的关键措施之一,文献[4]建议在高温地区沥青用量应在最佳沥青用量的基础上降低0.3%左右。这样有助于提高沥青混合料的动稳定度,从而改善抵抗车辙能力。从上述的GTM法与马歇尔法的试验也已证明。

2.4 沥青混合料中加入抗车辙剂,提高其抗车辙性能

文献[4]中对掺入木质素的沥青混合料和不掺入木质素的沥青混合料进行了对比试验,掺入沥青用量的3%的木质素沥青混合料的动稳定度值是未掺入木质素的2倍。

文献[4]中对掺入0.35%和5%抗车辙挤的沥青混合料的60℃动稳定度进行了测试,测试结果分别是6000次/㎜和8000次/㎜以上,并与改性沥青混合料的60℃动稳定度进行对比。对比表明,掺入抗车辙剂后的沥青混合料的弯拉模量和劲度模量都有所提高。

因此,在沥青混合料中加入抗车辙剂,可以大幅提高沥青混合料的抗车辙性能。

2.5 旧沥青路面车辙处理方案

旧沥青路面除采用微表填补技术,铣刨技术和铣刨加铺技术外,还应对长大纵坡的车辙段做加铺土工布织物处理,以提高结合面的抗弯拉及抗剪能力。

2.6 施工工艺

2.6.1 拌合质量控制

(1)矿料的级配控制

为了尽可能减小设计级配与实际级配之间的差异,在正式出料之前,应进行试拌,试拌时混合料级配应与设计配合比一致。

(2)沥青混合料的出料温度控制

沥青的加热温度在160℃~165℃之间,矿料加热温度在170℃~190℃之间,沥青混合料的出料温度在160℃~165℃之间。

2.6.2 运输

运输时沥青混合料应进行覆盖保温。

2.6.3 摊铺与碾压

摊铺时沥青混合料应均匀一致,避免混合料离析。一定要制定合理的碾压方案、合理的机械组合、合适的混合料碾压终了时的温度。

3 工程实践

前例的出现车辙的长大纵坡路段的治理措施为:

(1)挖出出现车辙的路段。加固路测的边沟与硬路肩,以增加其抗推能力。

(2)铣刨下伏的老沥青路面,撒鋪粘层沥青。在车辙和推移路段钉铺土工织物。

(3)按照前述方法重新设计沥青混合料配比,并加入抗车辙剂。

(4)做好施工。特别是注意压实质量。

4 结语

沥青路面的车辙病害虽然普遍,但是可以有效的运用一些技术手段加以避免。在这之中沥青混合料的配比设计时关键,建议用GTM试验方法进行沥青混合料的设计。同时,控制好沥青用量和施工压实度也至关重要。

参考文献

[1]JTG H20-2007公路工程技术状况评定标准[S].

[2]邓学军.路基路面工程[M].人民交通出版社,2006(2).

[3]沥青路面道路质量评估及养护指南[M].人民交通出版社.

[4]谭忆秋,公维强,宋建辉.沥青混凝土路面车辙形成机理及主要因素分析[J].公路,2008(11).

[5]沥青路面高效能抗车辙研究成果[Z].交通部科学研究院,2010,1.

[6]黄绍龙.沥青路面车辙病害及抗车辙剂解决方案[Z].2011.

沥青路面的车辙病害分析及其对策第4篇

车辙是路面结构及土基在行车荷载作用下的补充压实, 以及结构层中材料的侧向位移产生的累积永久变形。车辙容易造成路面水损害[1], 在我国高等级公路和城市主要干道中, 车辙已成为沥青路面的主要病害之一。随着经济建设的快速发展, 公路交通量的不断增加, 沥青层厚度增加, 路面车辙问题会越来越严重。特别是在重载高速公路、城市道路交叉口、公交停靠站等路段, 路面车辙病害尤为突出, 较深的甚至10 cm以上, 给行车安全带来极大威胁。车辙严重影响行车的舒适性, 而且削弱沥青路面结构的整体强度, 是其他病害发生的诱因[2]。车辙对路面的最直接的危害就是使路面的局部变形过大, 导致车辆高速行驶时, 形成晃动或不舒适, 甚至引发车辆倾覆[3]。我国很多路面通车后很短时间就被破坏了[4], 研究车辙等早期病害, 对于延长道路使用寿命、提高服务水平有着现实意义。

1 车辙类型

车辙是高级沥青路面的主要破坏形式。车辙还容易造成积水, 进而导致车祸的发生。

1.1 压密性车辙

由于沥青混合料的空隙率太大, 辗压造成压密性车辙。一般侧向隆起较小。压密性车辙如图1所示。

我国沥青路面有时为了追求平整度, 刻意等沥青混合料温度下降后再碾压, 因此压实度不够, 进而造成压密性车辙的发生。沥青面层本身的压密产生的是一种正常的车辙, 有时片面追求平整度, 在降温后碾压, 造成压实度不足, 就产生这种非正常的车辙。平整度固然重要, 但压实度更重要, 必须在确保压实度的前提下提高平整度。

1.2 磨耗性车辙

磨耗性车辙的原因是冬季埋钉轮胎、履带车、防滑链等造成的, 或龄期增长造成的。磨耗性车辙如图2所示。由于我国面层集料一般采用玄武岩, 因此磨耗性车辙少见。

1.3 失稳性车辙

在高温条件下, 由于沥青混合料中颗粒之间沥青膜在外力作用下产生了剪切变形, 引起集料颗粒出现相对位移, 车轮反复碾压作用使沥青混合料流动变形不断积累形成车辙。一方面是车轮作用部位下凹, 另一方面车轮作用甚少的车道两侧反而向上隆起, 在弯道处还明显向外推挤, 车道线及停车线因此可能成为变形的曲线。对主要行驶双轮车的路段, 车辙断面呈W形。失稳性车辙如图3所示。

我国一般为失稳性车辙, 因此, 必须提高沥青混合料的高温稳定性, 即提高粘结力和内摩阻力。

2 影响车辙的主要因素

车辙本质是由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下, 内部材料流动, 产生横向位移, 在轮迹处出现变形。

研究表明, 处于45℃以上的沥青路面受交通荷载的作用最易造成较大的车辙。路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形, 主要是由于路基变形传递到面层引起。

2.1 外部环境因素

外部环境因素主要包括高温、重荷载渠化交通、车流量、车速、路面纵横坡的影响。其中高温和重荷载是两大影响最大、最普遍的因素。由长大纵坡、车速缓慢而引起的车辙也不容忽视。

1) 高温对车辙的影响。荷载和温度是路面产生车辙的两个重要因素。车辙的发展过程实际上是沥青混合料在高温下施加荷载的压密蠕变过程。温度越高, 沥青混合料的劲度模量就越低, 抗车辙的能力就越小。

2) 重载和交通量的影响。调查发现, 车辙严重的路段超重载汽车所占比例较大。对于超载重车对沥青路面的二次压密现象突出。原沥青混合料面层的空隙率大时, 这种现象就更加突出, 车辙就易出现。

3) 交通条件的影响。在道路的交叉口, 特别是有控制信号灯的交叉口, 停车区域由于频繁的启动刹车, 产生较大的水平荷载, 若沥青面层的相对抗剪切能力不足, 极易形成较为明显的车辙。

4) 长大纵坡的影响。沥青混合料的蠕变就是由加载时间决定的。因此, 上坡路段造成的车辆减速、下坡路段造成的车辆制动导致的车辙往往要比平缓路段严重得多。沥青混合料所承受的剪应力也大幅提高, 因此, 对于重车较多、坡度大的道路, 车辙严重得多。

2.2 内部因素

2.2.1 路面结构设计

采用密实悬浮结构在高温的作用下, 沥青混合料的黏度降低, 在车辆荷载的作用下极易产生车辙。

混合料剩余空隙率太小, 遇到高温天气时, 在重载车辆的作用下, 路面产生的塑性变形无处藏身, 在车轮的多次作用下, 出现相互排挤、来回移动的现象。车轮作用的部位下凹, 两侧向上隆起, 形成车辙。研究表明当沥青混凝土路面空隙率小于2%时, 对于其抗车辙性能是极为不利的。

2.2.2 原材料

1) 沥青的影响。沥青混合料的高温劲度取决于沥青的劲度, 沥青在高温和长时间荷载作用后, 劲度随时间急剧下降。随着温度上升, 沥青的稠度降低, 其劲度也随之降低。低劲度模量的沥青往往易导致混合料劲度的降低。沥青用量越大, 矿料颗粒间游离的自由沥青就越多。混合料间的粘结力就越低, 沥青混合料难以压实, 在高温、轮荷载作用下, 车辙极易出现。

2) 矿料级配颗粒形状及表面特征的影响。矿料的级配影响着沥青混合料的内摩阻力。洁净、具有良好颗粒形状、表面粗糙和压碎值小的矿料组成的沥青混合料具有较好的粘聚力。在掺入沥青之后, 矿粉的含量决定了矿料与沥青的粘聚结合力。反之, 如果矿料中矿粉含量过大, 则沥青与矿料的粘聚结合力就低, 抗车辙能力就弱。

2.2.3 沥青路面层间结合

沥青路面层间滑动或松散则易造成路面结构的丧失效应, 沥青层间抗剪能力降低, 沥青混合料因应力重分配而使得沥青混合料失稳移动。而在结构层间设置透层沥青或粘层沥青则能有效减少层间滑动现象。沥青路面只进行面层补强时应尤其注意这方面的问题。因为补强前, 沥青面层已使用很长时间, 表面已趋光滑, 抗滑力下降。故在重新补强前应采取措施, 如铣刨、拉毛、增撒粘层沥青或加铺土工织物等来增加层间的摩阻力。

2.2.4 施工工艺的影响

施工配比与设计配比不一致、原材料及拌合质量不高、碾压机械组合不合理、混合料温度及碾压温度控制失当等原因均会对车辙的产生影响。

3 减少车辙的措施

防治车辙病害, 应从路面结构设计、针对性的高性能材料应用、配合比设计优化、施工质量管理等多方面因素着手, 才能达到理想效果。提高沥青混合料的高温稳定性是防治沥青路面产生车辙最有效的途径。具体有以下措施。

3.1 从集料方面

1) 集料破碎面多, 石质坚硬, 具有良好的表面纹理和粗糙度。

2) 集料级配良好, 有足够数量粗集料形成空间骨架结构。

3) 配合比设计合理, 合理调整矿料级配, 使之形成走向成“S”型的间断级配。增加粗集料用量, 保证粗集料与粗集料颗粒之间有良好的嵌挤作用, 使沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力, 即使在高温, 沥青黏度有所下降的条件下, 对这种抵抗能力的影响也不会减小, 因而具有较强的高温抗车辙能力。

3.2 从沥青方面

1) 使用黏度高的改性沥青或添加纤维。

2) 提高沥青材料的粘稠度。选用高黏度沥青, 使用添加改性剂的改性沥青, 以保证沥青混合料有足够的高温稳定性和低温抗裂性。

3) 控制沥青与矿粉的比值, 严格控制沥青用量。

4) 外掺抗车辙剂, 可以提高沥青混合料夏季高温抗变形能力。

3.3 施工方面

严格控制施工质量。从拌料、运输、摊铺、碾压、养护全程监控, 对拌和、摊铺、压实温度和混合料密度、孔隙率、均匀性、结构层厚度、平整度等重点把关。充分压实, 保证压实质量。

4 车辙治理总结

1) 出现车辙的长大纵坡路段的治理措施为挖除出现车辙的路段、加固路测的边沟与硬路肩, 以增加其抗推能力。

2) 铣刨下伏的老沥青路面、撒铺粘层沥青。在车辙路段钉铺土工织物。

3) 重新设计沥青混合料配比, 并加入抗车辙剂。

5 结语

本文列举了车辙的类型, 分析了车辙产生的内因和外因, 提出了减少车辙的措施和治理车辙的工程实践总结。对于减少和治理车辙病害有一定的现实意义和指导意义。

摘要：为了解决日益突出的路面车辙问题, 通过分析车辙的类型、影响车辙的内部和外部因素, 归纳总结了车辙的预防和治理的对策, 结论是通过材料、施工等方面的措施, 可以减少车辙。对于减少和治理车辙病害有一定的现实意义和指导意义。

关键词：沥青路面,车辙,对策,材料,施工

参考文献

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车辙病害第5篇

沥青路面的永久变形主要是沥青路面各结构层在车辆荷载的作用下,在自身结构以及环境的影响下发生的不可恢复的变形。其最直接的表现形式就是路面表面车辙,车辙是指沿道路纵向在车轮集中通过的路面位置上出现的带状凹槽,它是路基和路面各结构层在荷载作用下塑性变形的累积。车辙深度同重复荷载的大小、作用次数、路基和路面各结构层材料的材料组成和材料特性以及所处的环境温度状况等因素有关。目前随着渠化交通的形成和重载车辆的出现,车辙已成为高速公路沥青路面的一种主要病害,是导致沥青路面破坏的重要原因。

近些年,随着我国高等级公路建设的迅猛发展,交通量、车辆轴载的不断增大和车辆行驶的渠化,无论是在城市干道还是在高速公路,车辙引起的破坏已越来越突出。车辙对沥青路面的破坏影响主要体现在以下几个方面:

(1)路表的永久变形直接影响路面的平整度,从而降低了道路的服务水平;

(2)轮辙处沥青混合料厚度减薄,削弱了面层及路面结构的整体强度,缩短了路面的使用寿命;

(3)由于路表车辙处雨天排水不畅,降低了路面抗滑能力,甚至因积水而导致车辆漂滑和冰滑,影响行车的安全;

(4)由于车辙处的凹陷,会使超车或更换车道时方向失控,从而影响了车辆的操作稳定性,导致交通事故的发生。

由此可见沥青路面的车辙对于车辆行驶时的安全性和舒适性以及道路的通行能力等都产生了重要影响,甚至是道路交通事故的罪魁祸首,也是道路发生水损坏,强度破坏的诱因。

2 车辙成因分析

目前,国内外将沥青混凝土路面车辙普遍分为四类:第一类是结构性车辙,第二类是流动性车辙(失稳性车辙),第三类是磨损性车辙,第四类是固结性车辙。

2.1 内因分析

2.1.1 沥青

沥青作为沥青混凝土路面中的粘结剂,其性能的好坏直接影响到路面质量,也是沥青混凝土路面会不会产生车辙的主要内因之一。

(1)沥青质量。国内有学者就不同沥青抗车辙能力进行对比研究,表明:(1)沥青性质好,抗车辙能力强;(2)改性沥青比基质沥青抗车辙能力高(3)动稳定度与永久变形相关性:动稳定度与永久变形相关性较好,动稳定度大,相应的永久变形小。

(2)沥青含量。沥青是各种尺寸矿料的粘结剂,它将各种尺寸的矿料混合粘结在一起,经过压实后形成高强度的沥青混合料,因此沥青的质量和用量直接影响到沥青路面的使用性能。

(3)沥青感温性。不同的温度条件下,沥青粘度随温度的改变产生一定的改变,呈现出明显的状态变化,这种随温度的改变产生粘度变化的特点称为沥青的感温性。沥青感温性可用针入度和软化点两个指标来表示。针入度指数越大,表明沥青对温度的敏感性越小,也就是说在温度升高时,沥青状态改变的程度较小。表现为夏季高温时沥青不易变软,有一定的抗车辙变形能力;但另一方面冬季沥青较硬,开裂的可能性增加。

(4)沥青的耐久性。路用沥青在储运、加热、拌和、摊铺、碾压、车辆荷载和自然因素的作用下,产生一系列的物理化学变化,从而使沥青逐渐改变其原有性能而变硬变脆,使沥青的路用性能明显变差,这种变化称为沥青的老化。

引起沥青老化的直接因素有:(1)热的影响:热能加速沥青内部组分的挥发变化,促进沥青化学反应,最终导致沥青性能的劣化;(2)氧的影响:空气中的氧被沥青吸收后产生氧化反应,改变沥青的组成比例引起老化;(3)光的影响:日光特别是紫外光照射沥青后,使沥青产生光化学反应,促使沥青的氧化过程加速;(4)水的影响:水在与光、热和氧共同作用时,起到加速老化的催化作用;(5)渗流硬化:沥青中轻组分渗流到矿料的孔隙中导致沥青的硬化。从以上因素中可以看出,沥青的老化过程是诸多因素综合作用的结果,这一结果最终导致沥青发硬变脆,引起沥青路面开裂,产生车辙等病害。

2.1.2 混合料空隙率

一般车辙主要来源于沥青混合料的粘性流动,如果混合较空隙率小于2.5%,使得混合料内部没有足够空隙吸收流动部分,这会减小颗料间的接触压力,势必造成混合料整体流动,从而降低其抗车辙能力;如果混合料空隙率大于8%(密级配),颗料间的接触压力不够,混合较内部空隙除吸收沥青结合料外,还有多余空隙,当经受行车荷载后,会进一步压密,从而产生车辙,因此增加其密实度可增加颗料间的接触压力,从而提高混合料的抗车辙能力。可见,抗车辙能力强的混合料空隙率应在某一范围内,并且一般有一个最佳抗车辙空隙率。

2.1.3 矿粉

在混合料中加入矿粉的目的一是为了满足混合料压实度的要求,使混合料在压实过程中更易于压实,另一个目的是为了满足空隙率的要求。但是,矿粉的加入会减小集料的内摩擦角,从而导致混合料的嵌挤力降低,高温稳定性下降,其抗车辙能力也会随之减弱。

2.2 外因分析

2.2.1 超载、重载车作用

由于剪应力产生失稳性车辙,说明随着轴载的增加,剪应力高值的分布范围由表面层向中面层转移,使产生失稳性车辙的深度增加,中面层更容易产生失稳性车辙,其次为表面层,再次为下面层。

2.2.2 渠化交通

高速公路的交通组织管理方式为划线分车道行驶,车辆只能在划定的车道内行驶,这就形成了渠化交通。高程度的渠化交通,使行车道一旦产生车辙后,车辆只能在形成的车辙槽内行驶,进一步加剧车辙的加深。通常车辙产生在行车道的轮迹带上,其宽度在0.4~0.6cm左右。

2.3 其他因素

目前,国内高速公路沥青混凝土路面施工基本上全部采用大型设备,质量有较大的保证。但在施工过程中,仍然有许多地方存在问题,导致出现质量隐患。主要存在的问题为:片面追求平整度,导致路面压实度降低,空隙率过大,造成通车后的追密性车辙;混合料运输距离过长,或者运输时未覆盖,造成温度离析,混合料难以压实;个别施工单位存在偷工减料的行为,油石比偏低;石料质量不高,通车后被压碎,细集料增多,混合料高温稳定性降低。

3 车辙处治对策研究

(1)选用高品质、高性能的原材料。粗集料应选用洁净、干燥、无风化、无杂质,具有足够的强度、耐磨耗的石料。沥青应选用针入度较小、软化点较高、含蜡量较低的沥青。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的颗粒组成,与沥青有良好的粘结能力。矿粉应干燥、洁净,平均粒径小,比表面积大,且不含粘土类杂质。

(2)中面层使用改性沥青。由于中面层的实际温度在夏季已经超过了50℃,而且高温持续时间较长,因此应选用软化点较高的改性沥青,改善因沥青软化点较低而产生车辙的情况。

(3)控制混合料级配和空隙率。有研究认为,对于沥青混合料的抗永久变形性能,集料的贡献占70%,沥青占30%左右。在集料因素方面,集料的级配又有很大的影响。因此,控制集料的级配显得非常重要。

(4)长大纵坡面层沥青混凝土中增加沥青抗车辙材料。

(5)加强超载车辆管理,尽量减少超载车上路行驶。

(6)改善路面结构。

4 结束语

近些年,随着我国高等级公路建设的迅猛发展,交通量、车辆轴载的不断增大和车辆行驶的渠化,车辙引起的破坏已越来越突出,如何预防和处治至今仍是人们关注的热点话题。因此研究车辙处治措施在施工中具有一定的指导意义。

摘要：车辙是沥青混凝土路面早期病害的主要形式之一,如不及时处治,将对路面整体结构造成破坏,对车辆行驶安全带来威胁。文中从实际出发,全面分析了沥青混凝土路面产生车辙的原因,并提出了对沥青混凝土路面车辙的预防和处理措施。

关键词：沥青路面,车辙病害,成因分析,处治对策

参考文献