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沥青路面车辙形成原因分析及处理措施摘要:沥青路面具有众多优势,因此,在我国道路建设中应用 广泛。但随着沥青路面的增多,沥青路面早期病害也越来越引起人 们的重视。本文主要论述了沥青路面车辙形成原因,并结合沥青路 面实例,对沥青路面车辙的处理措施进行了介绍,具有一定参考借 鉴意义。关键词:沥青路面;车辙;形成原因;处理措施随着道路建设快速的发展,沥青路面具有表面平整、行车舒适、 耐磨抗滑、低噪声、施工周期短、维修简便等特点,而被广泛应用。 但受内因与外因及施工工艺等多种因素影响,车辙病害大量出现, 尤其在路口停止线和公交车站处,更是车辙病害多发部位。路面车 辙不仅影响行车,而在严重车辙的地方还会威胁交通安全,如车辆 在变换车道时困难,车辙内积水使行车形成水漂,使制动距离不足, 轮迹处沥青层减薄,削弱了路面结构的整体强度,对路面的使用品 质和使用寿命造成了严重危害,从而造成了巨大的经济损失。因此, 处理好沥青路面车辙病害问题是道路维护迫切关心的问题。1车辙形成原因和主要类型1.1车辙形成原因车辙是沥青混凝土路面特有的一种破坏形式,表现为沿行车轨迹 产生纵向的带状凹槽,严重时车辙两侧出现隆起变形。车辙的成因 非常复杂,主要原因是沥青混合料的压实密度低、剪切破坏和基层 的垂直变形所造成。近年来,随着大功率压路机的使用和基层强度 的提高,道路基层和土基所产生的永久变形不再显著,目前普遍认 为沥青路面结构的车辙主要发生在沥青面层。1.2车辙主要类型根据车辙形成的原因,将其分为以下类型:1)压密性车辙。该类型车辙是由于在沥青路面铺筑过程中没有 充分压实或为了片面追求平整度而在温度较低的情况下碾压造成 压实度不足引起的,致使通车后的第1个高温季节混合料在车辆的 反复碾压下空隙率不断减小,达到极限的残余空隙率后趋于稳定, 形成车辙。2)流动型车辙。沥青路面处于高温状态时,结构层在车轮碾压 的反复作用下,荷载产生的剪应力超过沥青混合料的抗剪强度,使 流动变形不断积累形成,通常发生在轮迹带附近,主要由于沥青混 合料的高温稳定性不足造成的。我们通常所说的车辙基本上都是这 种类型。3)结构型车辙。这类车辙是由于路面结构在交通荷载作用下产 生整体永久变形而形成。它主要是发生在沥青面层以下包括路基在 内的各结构层的永久性变形。这类车辙主要由于路基强度不足而引 起的。基层施工不良和超载特别严重的路段会出现结构型车辙。4)磨耗型车辙。多为寒冷地区,由于沥青路面结构顶层的材料 在车轮磨耗和自然环境因素作用下连续不断的损失形成,汽车使用 了防滑链和突钉轮胎后,这种车辙更容易产生。这种车辙类型所占 比例较少,具有很强的区域性。2城市道路交叉口车辙处理措施在提高道路交叉口抗车辙能力的同时,还需兼顾提高防水损害、 耐久性与低温抗裂性能。根据shrp研究,通常情况下,合理的密 级配混合料的高温稳定性要优于间断级配的混合料,只有sma例外。 因此,沥青面层级配仍采用ac-13c型密实级配,但拟进行矿料级 配调整,提高骨架相互嵌挤作用;使用添加剂,提高沥青结合料的 胶结作用,来实现高温抗车辙性能的改善。2.1抗车辙沥青混合料级配设计(1)矿料级配调整选用破碎、坚硬、纹理粗糙、多棱角、颗粒方正的机制矿料。矿 料应具有很强的抗变形能力,当荷载作用时,集料能够紧紧束缚在 一起,产生较大的内摩阻力,增大抗剪强度。试验使用常用的石灰 岩集料。在设计空隙率时,对粗集料骨架间隙率vca的关键性筛孔 进行了控制,希望通过矿料合成级配的调整有效利用粗集料良好的 嵌挤作用,减少沥青混合料的横向剪切移动,提高沥青混凝土路面 的抗车辙能力。ac-13c型矿料配合比设计(含ar-13橡胶)如表1 所示。表1 ac-13c型矿料级配设计从表1可以看出,ac-13c设计值比常用值的骨料份额有所增加, 控制骨科架间的空隙,形成足够的比表面吸附沥青膜层。级配中对 粗集料骨架间隙率vca关键筛孔2.36mm的通过量比例控制在30% 左右(jtgf40-2004规范中ac-13c要求车辙检测数据显示:普通密 级配ac-13c经过级配调整,粗集料间的嵌挤作用有所改善,抗车 辙强度满足规范要求;掺用抗车辙剂后,动稳定度效果最为明显, 主要是其对集料发挥了表面增黏、加筋、填充及沥青改性等多重作 用,抗车辙性能得到大幅提升。3交叉口车辙处理案例3.1道路现状某市政沥青道路设计标准高,交通流量大。该道路于2008年7 月改造完成,道路结构层原设计如表2所示。表2模范马路机动车道路原设计结构层3.2车辙处理方案车辙处理方案主要是铣刨沥青结构层,调整沥青混合料矿料级 配,添加抗车辙剂,改善和提高沥青混合料高温抗车辙能力。设计 方案如表3所示。表3抗车辙设计(1)矿料级配kac-20矿料生产级配如表4。表4 kac-20型矿料生产级配设计(2)混合料生产与施工控制1)拌和集料比例按试验室出具的目标配合比与生产配合比控制。2)抗车辙剂采用人工直接投放,掺加比例为0.4%,延长10s左 右干拌时间,以保证矿料与外掺剂均匀拌和。3)抗车辙沥青混合料拌和温度为175185C。4)对混合料实施过程控制和总量检验,按规范及时抽检产品质 量,进行动稳定度检测,验证抗车辙能力。5)运输车辆必须备有保温、防雨、防污染用的苫布,全覆盖整 个车厢。6)混合料到场温度控制在170C以上。7)压路机应紧跟摊铺机进行碾压,做到“紧跟、有序、慢压、 高频、低幅”,保证沥青混合料在高温条件下完成碾压。摊铺速度 控制在13m/min,保持匀速不间断地摊铺。碾压需及时跟进,前 进时静压、返回时振压。8)混合料初压应在160165C温度下进行,复压与终压都要跟 上,应尽可能在高温状态下碾压,终压温度110115C。(3)现场检测2010年8月对该交叉口进行检测,无明显车辙现象。对抗车辙混 凝土路面进行渗水系数及纹理、摩擦系数试验。4结语总之,沥青路面车辙病害严重影响了行车的安全性和路面的使用 寿命。为了有效防治这类病害,需要设计、施工、养护管理等各方 面的共同来解决,对交通流量大、反复荷载作用较多的区域要尽量 考虑采用抗车辙材料,合理有效地采用抗车辙沥青混凝土设计,以 保障与延长沥青路面的使用寿命,为国家节省了费用,使沥青路面 得到越来越广泛的应用。参考文献1石贤增.城市道路沥青路面车辙成因分析及预防措施j.华 章,2012年第16期2马高强.沥青路面车辙产生原因及常见处理措施j.山西建筑,2011年13期
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