东莞常平沥青道路工程承包价格

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沥青路面车辙是在路面上沿行车轮迹产生的纵向带状凹槽,一般情况下主要是指沥青路面在行车荷载反复作用下的竖向永久变形。作为沥青路面铺装层的重要病害之一,降低了路面使用性能和服务质量,是沥青路面的主要损坏现象之一,也是诱发沥青铺装层维修的主要因素。

有资料显示,车辙造成20世纪70年代美国将近30%的主要公路的路面损害,80年代日本将近80%的主要路面损害。与此同时我国也遭受同样严重的车辙损害问题。1995年通车的福建某高速公路和1997年通车的江西某省级高速公路,使用后分别不到一年和两年的时间,路面就出现不同程度的车辙现象;2003年广州某高速公路通车后不久也出现了车辙病害。如今,我国新建的部分高速公路在通车后都出现了不同程度的车辙,其中有的车辙深度10~50mm,严重的甚至达到100mm。显然,车辙问题是摆在我们面前严峻的道路病害。

一、公路车辙分类及表现

按产生原因进行分类,车辙可分为以下四类。

(1)磨耗型车辙:沥青路面结构面层顶层材料在车轮的物理磨耗和自然环境因素的作用下不断损失而形成,原因在于面层材料抗磨损能力不足。

(2)结构性车辙:发生在沥青面层以下,由路基变形传递到面层,路面结构在交通荷载的反复作用下产生永久变形而形成,原因在于路面各层抗压能力不足。

(3)压密型车辙:由于铺筑过程中压实不好或者混合料设计不当引起的。路面在碾压过程中,压实过密造成集料破碎;或者因为压实不足,造成空隙过大,在开放交通后,压应力大于混合料抗压强度,轮迹带下的面层继续受到压实,体积变化,产生压密变形。

(4)失稳型车辙:此种车辙是目前高速公路上车辙的主要类型,通常认为,在高温状态下剪应力超过沥青混合料的抗剪强度而产生侧向流动变形,在高温重载地区较为普遍。从沥青路面车辙的外形上看,如属路面推移产生的(如压密型车辙、失稳型车辙),则其变形部分包括凹陷和凸出的两部分。如属磨耗产生的(磨耗型车辙),则其变形部分包括凹陷部分。

二、沥青路面车辙形成机理

沥青面层的剪切流动变形是车辙的主要形成方式。许多研究表明,沥青面层的变形是剪切流动变形(横向流动变形),即变形中体积不变,少量变形为压密变形。就我国的情况而言,我国的路面结构以半刚性路面为主,路基和基层产生的永久变形占路面的总永久变形的比例很低,车辙主要发生在沥青层,而且几乎都是剪切流动变形。

三、道路车辙成因分析

3.1内因

内在因素主要集中在沥青和集料上。等研究表明,集料的品质、沥青的性能、空隙率是影响车辙产生的最主要因素,其中集料可以进一步影响混合料的孔隙结构和沥青同集料的作用情况,故起决定性作用。研究表明油量、级配和空隙率影响车辙的发展,油量偏大和级配偏细是导致部分高速公路车辙的重要原因。

路面结构类型也是重要影响因素,出现最大剪应力的位置与路面结构有关。相关研究表明,最大剪应力峰值基本出现在路面下1~4cm的平面内,且半刚性路面的刚度增大显著降低抗车辙能力。英国调查显示薄沥青路面(剪应力较大)更容易发生车辙且当沥青面层厚度大于180mm时,车辙发生率骤减,即面层厚度越小越易产生车辙。

另外,路表不规则也可能导致轮胎接地压力变异性较大,路面受力不均匀,进而诱发车辙产生。

3.2外因

外因主要包括交通荷载、环境因素和人为施工因素。车辙是多因素综合作用的结果,如重轴载车辆、渠化交通及过高的路表温度等都是导致沥青路面出现车辙的重要原因。具体而言,交通因素中轮压、轴载类型、轴载分布影响沥青层表面的应力分布,高轮压高荷载作用易产生车辙。

环境因素中水分的增加,如路面积水或路面结构内水分增加,会导致沥青与集料间粘结力下降,在和车载的联合作用下加剧粘结力的损害。高温是造成车辙的另一重要因素,研究表明,高温下沥青混凝土回弹模量降低,剪力峰值增大的同时抗剪能力却在降低,因此温暖地区的夏季更易产生车辙。

另外,实际施工沥青混合料均匀性、材料质量及用量控制、层间洁净度及黏结效果、压实温度及压实度控制等多方面因素也会影响车辙的产生。

四、沥青路面车辙解决措施

4.1材料选择及配比

表面粗糙、硬度大、棱角尖锐的机制碎石以及高质量的矿粉,高粘度低温敏的沥青和空隙率为4%(3%~5%)对于抵抗车辙十分有利。选用含活化矿粉多的矿料。采用石灰岩轧磨的矿粉配制的沥青混合料高温稳定性较高,含石英岩矿粉的沥青混合料高温稳定性较低。活化矿粉与沥青由于相互作用而形成较强的结构沥青膜,使沥青黏聚力明显提高。所以矿料选择时要尽可能选用含活化矿粉多的矿料,可以有效提高沥青混合料的抗剪切能力。设计合理的配比有助于提升抗车辙性能。沥青混合料配比形成的骨架作用由于使矿料间的嵌挤力增加而使其抗车辙能力得到提高。

采用抗车辙剂如KTL等可以提升沥青与集料间的黏结作用,显著改善抗车辙性。

4.2设计指标

现在的沥青混合料设计规范通常以室内车辙试验得出的动稳定度DS来作为材料的控制指标,但是路面设计中并没有相应的控制指标进行验算。应在评价指标方面综合考虑几种方法,法国沥青路面车辙仪(PRT)、汉堡车辙设备(HWTD)、佐治亚沥青路面分析仪(APA)等,更多相关研究也有待开展,如数据处理方式等方面。

4.3施工工艺

控制材料质量,要注意控制好沥青混合料温度、材料及碾压不均性。

提高碾压温度。在施工过程中为保证压实效果,常在摊铺的沥青混合料中部测定碾压温度,并尽量提高碾压温度,尤其是初压和复压温度。在表面不发裂情况下,初压的压路机可紧跟摊铺机,使沥青混合料热量损失减少,保证碾压过程的较高温度。保证路面层厚度不应太薄,一般要大于矿料最大粒径的三倍。保证压实度和有效压实时间。

4.4交通管理

主要是对超载、肩动与制动进行控制。采取提高行车速度、限制超载和定期对车道划线位置进行变更等交通管理措施对车辙产生进行预防。

车辙作为当前沥青路面的主要病害之一,亟待解决。综上所述,车辙的形成原因主要在于内因沥青和集料的性质、路面结构、路面平整性等,外因环境、施工、交通等因素。针对这些原因,可以从材料选择、配比和级配、路面结构设计、施工工艺、交通管制来进行预防,相关评价指标的研究也有待开展。

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