层间接触对沥青路面抗车辙性能的影响
层间接触对沥青路面抗车辙性能的影响
? 层间接触对沥青路面抗车辙性能的影响 层间接触对沥青路面抗车辙性能的影响 彭妙娟， 赵文宣 (上海大学，
上海 200444) 摘要： 针对沥青路面车辙的影响因素，建立了沥青路面车辙分析的有限元模型，采用黏弹塑性理论，利用有限元软件ABAQUS分析了层间接触对沥青路面车辙的影响。对不同荷载、不同层间接触和不同路面结构的沥青路面的剪应力和车辙深度进行了计算。结果表明：对半刚性基层路面和柔性基层路面，良好的层间接触均能提高沥青路面的抗车辙能力；在相同荷载和层间摩阻力下，柔性基层沥青路面的车辙变形要大于半刚性基层沥青路面；对于半刚性基层路面，基面层的接触状态对沥青路面车辙的影响要比中下面层的接触状态大；在不同的层间接触和不同的沥青路面结构下，随着荷载的增大，层间接触较差的路面车辙变形大，超载对柔性基层路面车辙变形的影响要大于半刚性基层路面。 关键词： 道路工程；沥青路面；有限元法；车辙；黏弹塑性理论；层间接触 0 引言 车辙是在渠化交通的道路上，沥青路面在车辆荷载反复作用下产生的竖向累积永久变形，表现为沿行车轨迹产生纵向的带状凹槽，严重时车辙的两侧会有隆起变形，是沥青路面主要的早期破坏形式之一，而层间接触状态直接影响车辙的产生。我国的道路设计一般假设道路是层状弹性体系，然而在道路设计与施工中，由于各层材料的差异性，要达到完全黏结的状态几乎无法实现，特别是铺筑沥青面层之前，由于水稳性基层需要经过一段时间的养护，表面的灰尘清除不净等问题，经常造成层间不连续程度的加剧，导致沥青道路的使用寿命大大缩短。因此，对沥青路面层间接触的研究非常必要。 Romanoschi应用弹性层状理论对层间接触和水平轮载对柔性路面使用寿命的影响进行了研究，研究结果表明应力和应变分布受沥青路面层间接触条件影响很大[1]。Mariana对柔性路面路用性能的影响进行了研究，通过水平剪切模量定量反映层间接触情况，利用层状线弹性程序对路面结构进行了分析。结果表明，由于联结层与基层的不良接触导致路面寿命缩短可多达80%；在表面层和联结层接触不良的情况下，路面寿命对水平交通荷载特别敏感，水平力是引起表面层和联结层层间接触不良的主要原因[2]。Hyunwook等人利用大型有限元软件ANSYS对考虑层间接触状态下的半刚性基层沥青路面结构进行了模拟计算[3]。张起森根据弹性层状体系层间接触的实际状态，提出了一种考虑层间非线性的有限元增量子结构分析法，研究结果表明，这种分析方法较弹性层状体系理论假定接触界面完全滑动或完全连续的分析结果更为合理[4]。关昌余等引用古德曼(Goodman)层间结合力学模型来描述多层柔性路面结构层间的半结合状态，并基于这种力学模型给出了求解半结合N层弹性体应力和位移理论解的边界条件[5]。孙立军、胡小弟等对沥青路面非均布荷载下层间接触条件不同时力学响应进行了有限元分析，结果表明，不同的层间接触条件会对沥青路面的力学响应产生很大的影响[6]。李铁洪等应用层状弹性理论对半刚性路面层间实际结合状态进行了有限元模拟，分析了路面在层间实际结合状态、不利因素影响下的应力及弯沉变化情况[7]。艾长发等人采用非线性有限元软件ABAQUS模拟计算了沥青路面在温度、水平荷载、竖向荷载耦合作用下的力学响应，分析了各响应指标随层间接触状态变化的特性，解释了考虑接触状态的沥青路面在不同环境温度下破损行为的机理[8] 。赵孝辉采用大型有限元软件ANSYS对考虑层间接触状态的沥青路面进行了数值模拟，对比了接触模型和连续模型沥青路面结构层的力学响应结果，模拟了层间不同接触状态下沥青路面结构接触模型的力学响应[9]。柳浩、谭忆秋等采用BISAR3.0软件对不同基-面层间结合状态下沥青路面基-面层间的正应力、剪应力和相对位移突变进行了分析，结果表明, 基-面层间结合状态的缺失将直接导致层底拉应力和基-面间最大剪应力的大幅突变,
且极有可能引起层间相对累积滑移[10]。张久鹏等应用黏弹塑性理论, 研究了沥青混合料一维黏弹塑性本构关系, 并运用ABAQU软件建立了柔性基层沥青路面车辙分析的有限元模型, 研究了路面车辙的发展规律[11]。彭妙娟等对沥青路面车辙的本构模型、车辙预估模型以及非线性分析的有限元方法进行了研究，建立了一个新的非线性黏弹-弹塑性本构模型，提出了一个新的沥青路面车辙预估公式，该预估公式可根据材料特性直接预估车辙深度，推导了广义Maxwell 模型的非线性黏弹性有限元法[12-14]。 路面结构层间接触状态有两种理想的假设，即层间完全连续和层间完全光滑。而实际路面结构的层间接触介于两种极端情况之间，目前考虑层间接触问题的路面理论研究多采用弹性层状体系理论，数值分析多采用有限元法对沥青路面的力学响应进行线性研究，这些模型与实际工程情况存在差距。本文针对沥青路面车辙的影响因素，建立了沥青路面的有限元模型，采用黏弹塑性理论，利用有限元软件ABAQUS分析了层间接触对沥青路面车辙的影响，对不同荷载、不同层间接触状态和不同路面结构的沥青路面的剪应力和车辙深度进行了非线性分析。 1
有限元模型及计算参数 1.1 路面结构 本文采用目前工程中常用的两种高等级沥青路面结构作为研究对象，即半刚性路面结构与柔性基层路面结构，参数如表1所示。 表1 半刚性路面结构和柔性基层路面结构Tab.1 Semi-rigid and
flexible base pavement structures结构组合沥青结构层厚度/cm结构组合沥青结构层厚度/cm半刚性路面沥青混凝土中粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土水泥稳定碎石二灰土4684020柔性基层路面沥青混凝土中粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土级配碎石二灰土516162020 1.2 材料参数 考虑到沥青混凝土具有弹性、塑性、黏弹性和黏塑性，采用了ABAQUS有限元软件中的Drucker-Prager蠕变模型来模拟沥青混凝土层的黏弹塑性。 对于受力状态应力保持不变时，时间硬化蠕变模型表达式为： (1) 式中，C1，C2，C3为模型参数，与温度有关，通常C2≥0，C3≤1；t为时间；q为应力。 在分析中假定路面所受压力不受时间的影响，即在式(1)中的q不随时间t发生变化，有: (2) 令 (3) (4) (5)
则有： , (6) 式中，cr为等效蠕变应变率；t为时间；q为应力。A，m，n为蠕变参数，它们对温度和材料具有较强的依赖性。A, n >0；-1m≤0。 式(6)即为本文车辙分析所采用的模拟沥青混凝土蠕变行为的Drucker-Prager蠕变模型。 为了让模型更贴近沥青路面实际情况，将温度随沥青层深度变化的影响纳入考虑范畴，其中上面层采用60 ℃时的蠕变参数，中面层采用50 ℃时蠕变参数，下面层采用40 ℃时蠕变参数[15-16] 。根据沥青混凝土材料蠕变试验，通过多元线性回归得到3种不同沥青混合料在不同温度下的蠕变参数A，m和n，如表2所示。因基层与土基对车辙的影响较小，所以将其视为弹性体，基层与土基结构层参数如表3所示。 表2 沥青混合料蠕变参数Tab.2 Creep parameters of asphalt
mixtures沥青材料Anm上面层沥青混凝土6.802×10-60.803-0.532中面层沥青混凝土4.361×10-80.773-0.522下面层沥青混凝土3.150×10-80.384-0.502 表3 基层与土基结构层参数Tab.3 Parameters of base layer and soil
foundation结构层弹性模量/MPa泊松比水泥碎石稳定层12000.2级配碎石3000.2二灰土8000.3土基450.4 1.3 模型参数 引入摩阻系数的概念来反映层间的接触状态，摩阻系数越大，层间越接近完全接触，摩阻系数越小越接近光滑。层间接触状况良好的沥青路面，不容易产生压密型车辙和流动型车辙，能延长沥青路面的使用寿命，改善行车条件。 层间摩阻力在ABAQUS软件中通过设置摩阻系数来实现，通过ABAQUS计算发现，当摩阻系数为0.1～1.0时，对层间剪应力和车辙深度影响较大；当摩阻系数为1.0～5.0时，对层间剪应力和车辙深度还有一定的影响；当摩阻系数大于5.0时，层间剪应力和车辙深度变化趋于稳定，表示层间接触状态良好，对路面车辙的影响较小。所以，本文计算时选取摩阻系数在0.1～5之间。本文将荷载70～130 kN 作为研究对象，更贴近实际道路的使用情况。 1.4 荷载模型简化 在现行的《公路沥青路面设计规范》中规定标准轴载为单轴双轮均布荷载，轮胎接地压力为0.7 MPa。根据文献[17]的研究结果，车胎对路面的作用并不是圆形分布，而是根据不同的轮压、车辆荷载和轮胎花纹等不同变化的，车辆轮胎与路面的接触形状更加接近矩形，接地长度L=0.15～0.3 m。本次研究中采用如图1所示的长方形均布荷载作为荷载作用范围。本文将100 kN等效为矩形荷载，其荷载宽度为B=18.6 cm。 图1 轮载作用简化图
Fig.1 Simplified diagram of wheel load 在接地压力和接地长度一定的情况下，根据行车速度v，有: (7) 式中，v为行车速度；L为接地长度；t0为每次轮载时间。 本文研究采用轮载作用次数100万次，即车载累计作用10 000 s进行分析。
1.5 有限元模型 用单路幅宽度3.5 m作为道路模型宽度。深度方向为2.0 m，即x方向3.5 m，y方向2.0 m。边界条件：在左右两侧没有x方向位移，即ux=0；在模型底部没有y方向位移，即uy=0。层间接触通过设置摩阻系数来实现，分别在3个位置处设置层间摩阻力。位置1：面层与基层；位置2：中面层与下面层；位置3：上面层与中面层。图2为有限元分析模型图。 为满足计算精度和控制计算时间，本文采用局部细化的方式划分网格，荷载作用部分的沥青层细化，网格尺寸为0.02 m×0.02 m，沥青层未受荷载部分网格尺寸为0.05 m×0.02 m。在基层和土基部分：荷载作用部分网格尺寸采用0.02 m×0.1 m，在未受荷载作用部分网格尺寸为0.5 m×0.1 m。在土基1 m以上部分采用八节点平面应变二次等参单元CPE8R，土基1 m以下部分采用无限元来模拟土基的半无限体性质。 图2 有限元分析模型图
Fig.2 Finite element analysis model 2 计算结果及分析 2.1
半刚性路面层间摩阻力对沥青路面车辙影响分析 使用ABAQUS有限元软件分别计算了半刚性沥青路面在不同荷载和不同层间接触情况时的剪应力与车辙深度，图3为不同荷载下半刚性路面剪应力与面层与基层摩阻系数的关系图，图4为不同荷载下半刚性路面车辙深度与下面层与基层摩阻系数的关系图。从图3和图4可知，当荷载为130 kN情况下，下面层与基层间摩阻系数为0.1时，层间剪应力为1 300
kPa，车辙深度为41.2 mm；当荷载为130 kN 情况下，下面层与基层间摩阻系数为5时，层间剪应力为1 086 kPa，车辙深度为20.55 mm。由此可见，荷载不变时，随着层间摩阻系数的增大，半刚性沥青路面的剪应力减少了16.5%，车辙深度减少了50.12%。 计算结果表明，层间摩阻力对半刚性路面车辙变形有着较大的影响，提高下面层和基层之间的摩阻力可以提高路面的抗车辙能力。 图3 不同荷载下半刚性路面剪应力与面层与基层摩阻系数的关系图
沥青混合料抗车辙性能影响因素分析
第１２卷第１２期２０１２年４月 １６７ｌ～１８１５（２０１２）１２－３０１５—０４ 科学技术与工程 Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．１２ Ｎｏ．１２ Ａｐｒ．２０１２ ⑥２０１２ Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ．
交通运输
沥青混合料抗车辙性能影响因素分析
张敏邹桂莲 胡金龙 万涛涛 彭小林
（华南理工大学土木与交通学院，广州５１０６４０）
摘要为更有针对性地预防沥青路面车辙的产生，选取了混合料类型、温度、荷载、行车速度四个因素，分析其对混合料抗 车辙性的影响规律。通过设计正交试验方案，选择动稳定度作为考核指标。分析得出，各因素对沥青混合料抗车辙性的影响 程度由大到小排序，依次为：混合料类型、温度、行车速度、荷载。并提出了相关预防车辙建议。 关键词沥青混合料 动稳定度 正交试验 影响因素 中图法分类号Ｕ４１７．６８； 文献标志码Ｂ
随着经济的发展，交通量迅速增大、超载严重、
车辆渠道化、及近年来的持续高温等因素的影响，
使得沥青路面车辙病害日益加剧，在需要维修的沥
青路面中，有８０％以上都是由车辙变形引起。车辙
造成路表过量的变形，影响路面的平整度、并削弱
了面层及路面的整体强度；雨天时，车辙内的积水，
可能导致车辆漂滑，影响行车安全；在车辆变道时， 车辙影响车辆操作的稳定性。因此，车辙直接影响
了行车的安全性和舒适性，且大大缩短沥青路面的
使用寿命…。
影响沥青路面车辙的因素有多种，主要分为三
类：内因、外因、其他因素。内因主要包括：沥青类
型及用量、集料的性能、混合料类型、空隙率等；外
因主要包括：气候条件（温度、降雨量等）、道路交通
量、荷载、行车速度等；其他因素主要指路基路面的
施工质量等对路面造成的影响 。
根据广东的气候条件，本文选择了混合料类
型、温度、荷载、行车速度四个因素，并设计正交试
验方案，分析各因素对车辙的影响规律，并提出了
相应的预防措施。
沥青路面车辙的形成原因及防治措施
沥青路面车辙的形成原因及防治措施
随着我国经济的发展，交通量不断增加，轴载明显增大，现代交通的渠化设计给沥青路面带来了明显的早期损害。车辙是早期损害中最普遍的现象之一，严重影响行车质量，降低沥青混凝土路面的使用寿命，甚至引发交通事故。本文分析了沥青路面车辙形成的机理和成因，并提出了相应的防治措施。
标签：沥青路面； 车辙
车辙是公路沥青路面一种危害性较大的病害类型，在现代交通状况下，车辙出现的速度和普遍性大大超过了预期，严重影响了公路的服务质量和行车的安全，并直接影响路面使用寿命，给沥青路面和路面使用者带来诸多危害。
1.沥青路面车辙的类型
车辙是由路面的结构层及土基在行车荷载反复作用下，以及结构层材料的侧向位移产生的累积永久变形。沥青路面车辙按成因分三类：①结构型车辙主要是由于路面基层和路基的强度不够，在车辆荷载的作用下，路面基层及路基变形引起的。车辙的宽度较大，两侧没有明显隆起现象，横断面呈U字形；②失稳型车辙是在高温条件下，荷载应力超过沥青混合料所能承受的稳定性应力极限，发生流动变形并不断累积所形成的车辙。一般发生在上坡路段、交叉口附近，车速慢，轮胎接地时间长，横断面呈W形；③磨耗型车辙是由于沥青路面顶层的材料在车轮磨耗和自然环境因素下不断的磨蚀形成的，尤其是冬季埋钉轮胎形成的磨损性车辙。
2.外部因素
2.1超载对车辙的影响
车辙产生的主要原因之一是在车轮竖向和水平荷载作用下，沥青层内产生剪应力，致使沥青混合料产生剪切变形，不可恢复变形的不断累积形成车辙。以半刚性基层沥青混凝土路面作为典型结构，根据有限元力学计算分析方法对计算结果的分析，无论在平坡还是在上坡路段车辆轴重越大，剪应力越大。车辆在平坡路段行驶时，当车辆轴重从100kN增加到150kN、200kN时，最大剪应力由0.157MPa增加为0.232 MPa、0.308 MPa，分别增加了48%和96%，在深度4～6cm范围内剪应力较大。通过上述分析发现，随着轴重增加，剪应力几乎按照相同的比例增大，即剪应力与车辆轴重近似地表现为45°线性递增的比例关系。
沥青路面车辙变形特性及其影响因素分析
栗培龙，等：沥青路面车辙变形特性及其影响因素分析 ・３７・
沥青路面车辙变形特性及其影响因素分析
栗培龙 ，舒延俊 ，张争奇
（１．长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，西安７１００６４；２．西安公路研究院，西安７１００５４）
摘要：针对高速公路沥青路面日益严重的车辙病害进行调查，选择代表性路段钻芯取样，分析 路面车辙变形分布特征以及混合料密度和沥青含量变化规律，研究混合料空隙率、级配指数及车辙变 形率与路面车辙深度的关系，并采用灰色理论对影响混合料抗车辙性能的因素进行灰关联分析。结果 表明：中面层对路面车辙贡献率最大，伴随着车辙变形存在混合料进一步压密、沥青流动迁移现象，
在空隙率、级配指数、车辙变形率、中面层４．７５ ｍｍ通过率和粉胶比五个因素中，车辙变形率与车辙 深度有最大的灰色关联度，对车辙深度的影响最为显著，可充分体现沥青混合料的抗车辙性能。
关键词：道路工程；车辙变形特性；抗车辙性能；灰色关联度
中图分类号：Ｕ４１６．２１７ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３—８８２５（２０１１）０３—００３７—０４
０ 引言 车辙是我国高等级公路沥青路面的主要损坏类 型之一，许多研究者 已对车辙成因及机理进行 了大量研究，认为高温、超载等因素是产生车辙的重 要肇因。但调查发现，对于气候环境和交通状况相同 的同一公路上，有的路段车辙严重，而有的路段未发 现车辙。可见车辙与路面材料和结构有很大的关系， 将车辙主要归结于重载、高气温等客观原因是不合适 的，也不利于车辙问题的解决。本文从路面材料的角 度出发，通过实际路面车辙调查，深入分析车辙的变 形特性以及车辙变形处的沥青、集料级配等的变化特 征，并借助灰色理论方法，对影响混合料抗车辙性能 的诸多因素进行灰关联分析，为正确认识车辙病害成 因，优化路面材料和结构设计，解决车辙问题提供 参考。
１ 沥青面层各结构层变形特性 路面芯样携带结构层的变形信息，可直观地观测 车辙发生的层位和变形分布规律。以上、中、下面层 设计厚度分别为４０，５０，６０ ｍｍ的陕西一高速公路为 调查对象，选取六个断面分别在行车道车辙处、隆起 处和基本没有车辙的停车道钻芯取样，分析车辙变形 分布规律和沥青含量的变化特性。芯样厚度变形测量 结果和变形率如表１和表２。
抗车辙剂在沥青路面中面层的路用性能探析
材料研究与应用 广东建材２０１２年第６期
抗车辙剂在沥青路面中面层的
路用性能探析
李建新李晓琛
（广东省建筑科学研究院）
摘 要：研究了在沥青路面中面层中使用不同种类的沥青混合料的路用性能。对普通沥青混合料、
抗车辙剂沥青混合料及改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及低温抗裂性能进行的比对与分析，
建议在沥青路面中有针对性地推广和使用抗车辙剂。
关键词：沥青混合料；中面层；抗车辙剂；路用性能
１背景
随着我国社会经济的发展，公路交通量日益增加、
汽车轴载不断加大及渠化交通的形成，公路沥青路面的
车辙问题越来越突出。车辙使路面平整度变差，轮迹处
沥青层厚度减溥，削弱面层及路面结构的整体强度，从
而诱发网裂、坑洞、坑槽等病害。雨天排水不畅，降低路
面抗滑能力；车辆在超车或更换车道时方向失控，影响
车辆行驶安全，路面车辙病害越来越引起人们的关注
［¨。 在沥青路面中，由于上面层表面粗糙，防渗水性能
相对低一些，需要中面层具有较好的防渗水性能，防止
雨水从表面层渗入到底面层、基层、底基层中，对沥青路
面产生破坏作用。车辙病害调查表明：中面层的车辙变
形占沥青路面总车辙变形的比例最大，因此，提高中面
层的抗车辙性能对整个路面的路用性能有着非常重要
的作用㈨］。
２试验材料与方案
２．１试验材料
（１）道路石油沥青：采用茂名石化７０＃Ａ道路石油沥
青；
（２）改性沥青：采用茂名石化ＳＢＳ（Ｉ—Ｄ）聚合物改性
沥青；
（３）粗集料：采用惠州某石场的花岗岩碎石；
（４）细集料：采用惠州某石场的花岗岩石屑；
（５）矿粉：采用广州某厂生产的，由石灰岩磨制而成；
（６）抗车辙剂：采用深圳某公司生产的车辙王。
２．２试验方案
６ 在沥青路面中面层（ＡＣ一２０Ｃ）中，对普通沥青混合料
（不添加抗车辙剂）进行常规马歇尔试验，根据马歇尔体
积指标确定沥青混合料最佳油石比，采用相同的矿料级
配，通过普通沥青混合料（不添加抗车辙剂），普通沥青
沥青路面抗车辙性能分析
沥青路面抗车辙性能分析
单景松;吴淑印
【摘 要】为探究沥青路面车辙形成过程,以力学-经验法研究了3种结构类型沥青路面的车辙累积规律,研究流程包含温度场、沥青混合料动态模量和沥青混合料动态蠕变模型3个分析模块,其中沥青混合料动态模量和动态蠕变模型通过试验方法获取.由温度场分析模块得到不同时刻沥青路面各层的温度,通过不同温度和加载频率下试验获取沥青混合料动态模量,以此作为力学模型参数计算获取不同时刻沥青路面各层的应力状态,进而根据动态蠕变模型分析沥青路面不同层位的塑性应变,累积得到整个沥青路面面层的车辙量.结果表明:AC+AC+AC结构上、中面层为车辙产生的主要层位,而将该结构AC上面层替换为SMA上面层可显著降低沥青路面的车辙量,此时中面层对路面的车辙贡献最大.因此,从减少车辙的角度出发,推荐沥青路面结构采用SMA+AC+AC或SMA+ AC+ LSPM(大粒径排水碎石)结构,同时应加强中面层材料的高温稳定性设计.
【期刊名称】《建筑材料学报》
【年(卷),期】2016(019)001
【总页数】7页(P124-130)
【关键词】沥青路面;车辙;力学-经验法;动态模量;动态蠕变模型
【作 者】单景松;吴淑印
【作者单位】山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266510;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266510 【正文语种】中 文
【中图分类】U414.0
车辙是沥青路面的主要病害之一，特别是交通运输向大型化、重型化的方向发展使沥青路面在抗车辙能力方面面临更大的挑战.目前对沥青混合料抗车辙性能已开展了大量研究，结果表明矿料级配、集料形状、沥青胶结料类型都是影响沥青混合料高温变形的主要因素[1-3].沥青路面车辙变形除与沥青混合料本身的高温变形性能相关外，也与外界温度变化和交通荷载密切相关，对沥青路面车辙变形进行合理评估一直是沥青路面结构设计面临的难题.目前人们主要采用经验法、理论分析法和力学-经验法对沥青路面车辙变形进行研究.
如何提高沥青路面的抗车辙能力
如何提高沥青路面的抗车辙能力
近年来，中国沥青路面抗车辙能力存在很多问题，本文将从路面车辙的概念，沥青路面车辙产生的危害，沥青路面车辙的防治措施等方面进行分析探讨，希望对该领域的研究提供一定的借鉴。
标签： 提高；沥青路面；抗车辙能力
一、前言
关于如何提高沥青路面的抗车辙能力的研究在我国相关领域一直占据着十分重要的地位，虽然已经取得了一定的成绩，但在实际应用，特别是我国如何提高沥青路面的抗车辙能力中还存在着一定的问题，有必要从我国路面车辙的概念，沥青路面车辙产生的危害，沥青路面车辙的防治措施等方面进行更加深入的探讨。
二、路面车辙的概念
车辙是沥青路面特有的一种损坏现象。一般表现为在汽车荷载反复作用的轮迹带上产生竖直向下的永久变形，较严重时两侧通常有隆起变形。随着全球气候变暖，夏季气温不断升高，沥青路面的温度也随之升高，再加上我国车辆超重严重，而且数量巨大，车辙已经成为我国高速公路沥青路面的主要病害之一。
沥青混凝土路面开放交通之后，在行车荷载反复作用下，车辙的形成过程可分为开始的压密、沥青混合料的流动、矿质骨料的重排及矿质骨架的破坏等三个阶段。
开始阶段的压密过程：沥青混合料在被碾压成形前是由矿料、沥青及空气组成的松散混合物，经碾压后，高温下处于半流动状态的沥青及沥青与矿粉组成的胶浆被挤进矿料之间，排出部分空气，同时集料被强力排列成具有一定骨架的结构。碾压完毕交付使用后，当汽车荷载作用时，此压密过程还会进一步发展，在轮迹带形成不可恢复的变形，即车辙。
沥青混合料的流动：高温下的沥青混合料成为以粘性为主的半固体，在轮胎荷载作用下，沥青及沥青胶浆便开始流动，路面受载处被压缩而变形。
矿质骨料的重排及矿质骨架的破坏：高温下处于半固态的沥青混合料，由于沥青及沥青胶浆在荷载作用下首先流动，混合料中粗、细集料组成的骨架在荷载直接作用下，沿矿料间接触面滑动，促使沥青及胶浆向富集区流动，甚或流向混合料自由面。
沥青路面车辙形成原因及防治途径
沥青路面车辙形成原因及防治途径
日益增长的交通量、车辆大型化及重载车比例的不断增加，对路面的要求越来越高。如何提高路面的使用性能已成为广大道路工作者的重要课题。沥青是一种典型的流变材料，它的强度和劲度模量随着温度升高而降低，所以沥青混凝土路面在夏季高温时在重交通的重复作用下，由于交通的渠化在轮迹带逐渐形成变形下凹，两侧鼓起的所谓“车辙”。
1．沥青混合料强度形成原理
为了防止沥青路面产生高温剪切破坏，在柔性路面设计方法中对沥青路面抗剪强度应进行验算，要求在
沥青路面层破裂面上可能产生的应力小于沥青混合料容许剪应力即Tаб混合料的抗剪应力T取决于沥青混合料的抗剪强度T即T为系数（即沥青混合料的抗剪强度T可通过三轴试验方法应用莫尔—库仑包路线方程T求得。所以沥青混合料的抗剪强度主要取决于粘聚力C和内摩擦角两个参数，即T=。
沥青路面的车辙变形、雍包等主要发生在夏季高温情况下，是一种混合料各种成份位置的变化。这时沥青的粘度较低，粘结集料抵抗变形的能力有限。而沥青混合料的高温稳定性能实际上是抵抗车辆重复压缩变形反侧面流动的能力。它首先取决于矿料骨架，尤其是粗骨料的相互嵌挤作用。同时沥青结合料则起到阻碍混合料发生剪切变形的牵制作用。因而两者都十分重要，在通常情况下，矿料级配的作用率占60%，沥青结合料则提供40%的抗车辙能力。
2 与车辙形成有关的内部因素
2．1配合比中矿料结构的选择
沥青路面的车辙现象是在高温时，由抗剪强度不足或塑性变形过剩产生堆积现象。所以配合比设计时要求沥青混合料在高温时必须具有一定的抗剪强度和抵抗变形的能力。在进行配合比设计时应优先选用密实骨架结构，即采用间断密级配矿质混合料与沥青组成的沥青混膈料。由于这种矿质混合料断去了中间尺寸粒径的集料，既有较多数量的粗集料可形成空间骨架，同时又有相当数量的粗集料可填密骨架的空隙，因此形成密实骨架结构，而且肯有较大的内摩擦角，满足设计要求。
三种不同沥青路面结构的抗车辙性能研究
三种不同沥青路面结构的抗车辙性能研究
中图分类号：u416.217 文献标识码：a 文章编号：
摘要：本文以甬台温高速拟采用的三种沥青路面结构足尺环形试验路施加车轮荷载，通过位移计和断面仪，实测环道试验路面表面、路面各结构层土基变形随荷载作用次数的变化，分析了不同基层类型和较厚沥青层对车辙的影响，同时研究了三种沥青路面结构的抗车辙能力。
1.前言
随着交通量和重载交通的增加，我国沥青路面的车辙问题日益严重。当车辙深度超过一定限度时，将会影响行车安全和汽车行使的舒适性。因此，沥青路面的抗车辙能力长期以来一直受到各国公路工程技术人员的重视。
用于评价沥青路面抗永久变形能力的试验方法很多，包括车辙试验、环道试验、直道试验以及现场实际路面结构的加速加载试验等。室内环道试验作为一种能较真实模拟路面实际受力状态，控制路面的温度和湿度，使路面在较短的时间内达到较大的轮载作用次数的大型足尺试验，其试验结果被认为能够较好反映将来现场路面的实际使用情况。
试验准备
2.1环道试验路的布置
试验路铺于“hs—10.5”环道试槽内，圆形环道试槽中心线周
长33m，槽宽3.5m，深2m。三种试验路结构方案如下：
方案a：4cmsma+8cmsup20+8cmsup25+20cmlsm+20cm水泥稳定碎石
方案b：5cmsma+16cmsup20+16cmsup25+22cm级配碎石
方案c：4cmsma+8cmsup19+15cmsup5+1cm封层+36cm水泥稳定碎石
将环道路面分为3个路段，每种结构的试验路占整个环道的三分之一，分段后每一试验路段长11m宽3.5m。
2.2试验荷载、温度条件
本次环道试验采用重庆交通科研设计院“hs—10.5”环道加载装置，模拟双轮组单轴荷载110kn，轮胎气压0.7mpa，运行速度35±5公里/小时的动载工况，环道加载采用固定轮迹，不作横向移动，同时采用室内环道试验室的温控系统，将环道试验路面表面温度控制在50℃～60℃范围之内。
沥青路面车辙形成原因及解决措施
沥青路面车辙形成原因及解决措施
摘要：结合某公路工程实例，对沥青路面车辙形成原因及处理措施进行分析。研究结果表明，沥青路面车辙病害对人们的出行体验影响巨大，其主要形成原因包括内部因素与外部因素，路面出现车辙问题后，施工单位要及时进行处理，修复车辙病害，以提升人们的出行体验，延长公路的使用寿命。
关键词：沥青路面;车辙原因;解决措施;
1 工程概况
某公路工程修建于2016年，路线全长12.69km，路面为沥青混凝土结构，在公路多年的运营中，由于众多因素的影响，现阶段路面已经出现不同程度的车辙病害，对公路的行车安全造成巨大威胁，为解决此问题，决定对公路沥青路面车辙形成的原因进行分析，并将现存问题加以解决。
2 沥青路面车辙形成原因分析
2.1 车辙检测
本工程车辙病害发生后，为准确测定车辙病害程度和发生原因，在路面出现车辙的位置选取了6个截面进行取芯检测，并将检测结果与未发生病害位置的芯样对比，最终得出路面车辙的病害程度，公路路面的车辙指数优良率为72.8%，其中主干线车辙的深度在10mm以上的，车辙面积约为总线路面积的7.4%，车辙深度在15mm以上的，车辙面积约为总线路面积的0.9%；在辅线中，车辙深度在10mm以上的，车辙面积约为总线路面积的11.3%，车辙深度在15mm以上的，车辙面积约为总线路面积的4.5%，由检测结果可知，路面车辙病害情况已经相当严重，需要进行调查与处理。
2.2 车辙成因分析 通过分析选取的6组芯样，外加对路面现场的实际调查，综合得出导致路面车辙问题的原因共包括五项，主要分为内因和外因两大类，其中外因主要包括行车荷载和温度变化，内因主要包括设计因素、材料因素、施工因素。
2.2.1 外部因素
(1）行车荷载因素：车辆的长期荷载是产生车辙的主要原因，路面在车辆水平和竖向压力下，沥青路面内部会出现剪切应力，长期作用下，剪切应力会导致沥青混合料出现变形，而路面无法得到有效的缓解，情况愈加严重，最终形成车辙；随着时间的累积，沥青混合料的剪切应力逐渐向中面层甚至下面层转移，车辙的程度就会越来越深，从而导致路面出现严重的车辙病害，此外，在本次调查中发现，该公路的行车量巨大且不乏超载车辆的通行，这进一步加剧了车辙病害的蔓延。
沥青路面车辙产生的原因和防止措施
沥青路面车辙产生的原因和防止措施
沥青路面车辙产生的原因和防止措施
摘要：现在我国广泛采用半刚性基层沥青路面，目前主要表现出来的早期破坏形式是路面裂缝及水损坏，但随着经济建设的快速发展，公路交通量的不断增加，交通渠化以及重型车辆的出现，沥青层厚度增加，路面车辙问题逐渐变得突出，必须引起重视。
关键词：沥青路面，车辙，原因，防止
车辙是现代高等级沥青路面最常见的病害。近几年来，尽管我们在一些高等级沥青路面中采取了一些措施，如：添加改性剂或使用改性沥青、铺筑SMA沥青路面、调整矿料级配。这些措施虽然对提高沥青路面的高温稳定性有了很大进步，但如何真正控制住沥青路面车辙的发生仍是我们所面临的课题。随着公路运输量日益增长和运输向重型化发展，尤其是高等级公路渠化交通的运行，高等级公路沥青路面的车辙日趋严重。由于路面上产生过大车辙，会使：1）路表过量的变形影响路面的平整度；2）轮迹处沥青层厚度减薄，削弱了路面整体强度，易于诱发其它病害；3）雨天车辙内积水导致车辆出现水漂，影响高速行车的安全性；4）在冬季车辙槽内聚冰，降低路面的抗滑能力，导致行车危险；5）使车辆在超车或变换车道时方向失控，影响车辆的操纵稳定性。由此可见，由于车辙的出现，会严重影响路面的使用和服务质量。
我国以前公路等级较低，交通量小，基本上未形成渠化交通，且沥青面层较薄，因此车辙没有成为主要问题，路面设计规范也未考虑车辙设计。现在我国广泛采用半刚性基层沥青路面，目前主要表现出来的早期破坏形式是路面裂缝及水损坏，但随着经济建设的快速发展，公路交通量的不断增加，交通渠化以及重型车辆的出现，沥青层厚度增加，路面车辙问题逐渐变得突出，必须引起重视。本文分析了沥青路面车辙形成的机理，对沥青路面车辙预估方法进行了评述，并讨论了沥青路面车辙的控制标准。
1.车辙的类型
沥青混合料是一种典型的流变性材料，它的强度和劲度模量随着温度的升高而降低。所以沥青混凝土路面夏季高温时，在交通的作用下，由于交通的渠化，在轮迹带逐渐形成变形下凹，两侧鼓起的所谓车辙。根据它形成的原因，可分为下列三种类型：