沥青路面车辙损坏成因分析与防治对策
2011年第7期
(总第209期) 黑龙江交通科技
HE LLONGJIANG JIAOTONG KEJI No.7,2011
(Sum No.209)
沥青路面车辙损坏成因分析与防治对策
乐瑜,江建
(重庆市市政设计研究院)
摘要:深入分析了车辙形成的主要影响因素,主要外因是渠化交通和荷载作用次数的增加,内因是沥青混
凝土的高温稳定性和抗塑性变形能力差。在此基础上提出相应的对策。
关键词:沥青路面;车辙损坏;影响因素;防治措施
中图分类号:U416.217 文献标识码:C 文章编号:1008—3383(2011)07一o024—02
1沥青路面车辙的形成及类型
(1)沥青路面因施工碾压不充分,以及沥青路面在高温
下劲度下降迅速,使路面抗剪能力不足,导致矿料在轮载作
用下产生滑移与位错,混合料进一步被压实,这是压密过程。
(2)在高温下沥青变软,沥青劲度进一步下降,沥青对
网络骨架的约束减小,使得矿质骨架的稳定性下降,从而产
生失稳破坏,导致混合料产生重新组合与分布,引起沥青及
沥青胶(砂)浆的自由流动,在受载处出现压缩和侧向错位
而形成槽辙,这是混合料产生自由流动的过程。
(3)若沥青的软化在矿料间产生滑移作用,细集料相对
集中并产生剪切破坏,矿料将在荷载作用下沿矿料接触面处
产生滑动和挤压,最终导致骨架作用的丧失和部分骨料的破
碎,这是引起矿料的重分布和矿质骨架的破坏过程,这样就
使高温变形得以产生,如推移、拥包、搓板和车辙等。
根据车辙的形成原因和过程特点,将沥青路面的车辙分
为结构性车辙、流动性车辙、磨耗磨损型车辙、压密型车辙四
种类型。在我国,多数沥青路面修筑在半刚性基层上,且施
工中对压实度要求较高,基层强度及板体性好、变形小,除了
某些基层施工不良的路段外,结构型车辙一般很小,而磨损
性车辙在我国几乎是没有的。所以目前所见到的车辙基本
上都属于第二种类型,故目前讨论最多的是失稳型车辙,即
属于沥青混合料的流动性车辙。
2产生车辙的主要因素分析
从车辙的形成过程来看,主要是高温下沥青面层因沥青
软化而进一步密实,以及沥青变软对矿质骨架的约束作用降
低而使得骨架失稳,表明沥青对混合料的高温性能十分重
要。当然骨架的稳定性和细集料的多少也会影响车辙形成
的进程。在道路的交叉口或变坡路段,此类高温变形更易发
生,这主要与较大的水平荷载作用下抗剪强度相对不足有
关。影响沥青路面车辙形成及其深度的主要因素有以下几
个方面。
(1)沥青混合料。
我国现行的沥青路面设计的主要依据指标是沥青混合
料的强度,其取决于混合料的粘结力和内摩擦角,受集料物
理化学性质的影响;粘结力又取决于沥青材料的化学结构、
胶体结构、物理化学性质、稠度、沥青膜的厚度、沥青矿料比、
沥青与矿粉系的分散结构特征以及沥青与矿料的相互作用,
增加内摩擦角和矿料等颗粒间的嵌挤作用可以提高沥青混
合料的抗剪稳定性。
①材料性质。沥青的粘度和沥青与矿料之间的粘附性
是影响沥青混合料高温稳定性的两个因素;沥青粘度越大,
沥青与矿料之间的粘附越好,那么混合料的高温稳定性越
好,因此要选用粘度大的沥青和非酸性矿料以提高混合料的
高温稳定性和强度,以便产生较高的抗车辙能力;沥青改性
是一种提高沥青高温稳定性的有效手段,据佐治亚洲的加载
车轮检测结果证明,改性沥青混合料同标准混合料相比车辙
深度有明显减少。
②矿物集料的表面纹理、料颗粒大小、形状、级配、颗粒
相互位置、矿料数量、可以影响混合料的孔隙结构,即孔隙的 大小、形状与连通闭合情况、沥青用量状况以及沥青的用量
和沥青同集料的互相作用情况,因而可以对车辙的大小表现
出不同的影响。采用洁净坚硬的碎石,硬度大、棱角尖锐的
砂以及高质量的矿粉对于抵抗永久性变形十分有利。在整
个矿料混合料中对沥青温度稳定性影响最大的是矿粉,用石
灰岩和冶金矿渣制成的矿粉掺拌的沥青混合料有较高的高
温稳定性能。
沥青用量的多少直接影响着混合料中矿粉的骨架、嵌挤
作用,对沥青混合料的抗车辙能力有着至关重要的作用。沥
青用量过大,游离沥青较多,便削弱了矿料之间对高温稳定
性起决定性作用的嵌挤力,从而使混合料易于产生流动变形
而形成车辙,沥青用量过低混合料坚硬松散难以压实,也影
响沥青路面的抗车辙能力。有关环道试验表明:对于热拌沥
青混合料,最大的车辙是与高沥青含量相联系的,并且低沥
青含量的混合料抗车辙能力比最佳沥青含量的混合料差。
③矿料级配。为探讨集料级配对车辙大小的影响,有关研
究人员将集料分为过细级配组、细级配组和粗级配组三种,环道
试验结果表明:热拌沥青混合料在最佳沥青含量、8%空隙率时
粗级配有较大的车辙深度,过细级配次之,细级配组车辙深度最
小。另有单轴荷载试验资料:在最佳沥青含量时中粒式沥青混
合料车辙最小,细粒式次之,粗粒式大于细粒式,沥青碎石车辙
最大。可见,单纯增大矿料粒径并不能提高路面抗车辙能力,而
良好的级配和最大的密实度因增加了矿料之间的嵌挤力,而提
高了混合料的高温抗车辙能力。
④空隙率。在进行沥青混合料配合比设计时,对空隙率
的选择一般都是根据当地材料和经验进行的,当取值过高
时,提高密实度可增加骨料间的接触压力,从而提高路面的
抗车辙能力,相应地沥青和矿粉用量也要增加,从而又削弱
其抗车辙能力。当空隙率小于某一临界值后,继续减小空隙
率,使得混合料内部没有足够的空隙来吸收材料的流动部
分,造成混合料外部的整体变形,由此而形成车辙。大量试
验表明:各种级配的混合料在最佳沥青含量时,随空隙率的
增大车辙有所增加。
(2)路面结构组成。
沥青路面的抗车辙能力除了受所用材料及其性能影响
外,还与路基类型和路面厚度有关。沥青路面厚度与车辙的
关系较为复杂,同样的材料在不同的路面结构中会表现出不
同的性能,有关室内环道试验表明:当其路基为砂土材料时,
面层厚度对车辙影响很大,面层沥青混合料较薄时车辙较
深,而且较大部分来自路基的形变;而当面层较厚时,路基基
本上不产生车辙。在当路基为刚性或半刚性材料时,车辙的
深度随沥青混合料面层厚度的增大而增加,这时的车辙总量
90%来自于沥青混合料面层本身,由此认为,当路基和基层
强度较高时,采用薄沥青混合料面层可以有效地控制车辙深
度,而当路基基层强度较弱时应适当增加面层厚度,但这样
构筑的道路,往往由于路面回弹模量与路基回弹模量之间的
比值过大,带来不尽合理的结构组合,而且也不够经济。
(3)交通荷载及环境条件。
①渠化交通。由于城市道路交通组织的渠化,导致沥青路
收稿日期:2011—04—14
作者简介:乐瑜(1977一),女,浙江宁波市镇海区人,工程师,从事道路桥梁的勘察设计工作。
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第7期 乐瑜,江建:沥青路面车辙损坏成因分析与防治对策 总第209期
面车辙破坏的情况日渐突出,在同一结构、同一条道路上,划分
出不同交通形式的两段道路进行试验,结果证明:渠化交通路段
的车辙显著增长,混合交通路段车辙增加较慢,其原因是混合交
通时荷载作用范围较宽,变形面较大,同一位置的车辙累积较
小,而渠化交通同—位置处的车辙累积量大。
②荷载。日本研究人员的试验结果证明:车辆超载加快
路面的损坏。在不同的轴载作用下,重轴载作用产生的车辙
较轻轴载大得多;道路交叉I=I和停车点的车辙通常为正常行
驶路段的2—5倍。
(4)环境气候条件。
当气温较高时,沥青路面表现为强度降低容易产生车
辙,各种试验均表明:路表温度升高车辙增长加快,这是因为
沥青粘度的大小反映了沥青抵抗蠕变的能力,当温度升高时
沥青粘度变小,其抵抗蠕变的能力下降,在受到外力时很容
易产生永久剪切变形导致沥青材料横向流动而产生车辙。
当路面积水或路面结构含水量增加时,沥青和矿料之间
的粘结力在潮湿条件下会被削弱或破坏,在行车荷载和水分
的联合作用下,这种损坏会明显加剧,从而导致沥青路面产
生较大的车辙。
3解决措施
(1)合理的结构组合设计。面层直接承受车轮荷载反
复作用和自然因素影响,因此要有足够的承载力,以承担设
计期内累计轴载次数,限定车辙发展深度。合理选用技术参
数,各结构层模量不宜相差太大,特别是中间层的级配要合
理,表面层最佳油石比可以弥补第二层抗车辙能力。同时,
考虑到集料粒径对试件厚度的影响,应根据集料粒径大小选
择适宜的沥青层厚度,并预留一定空隙率,开放交通后沥青
进一步压密填充。
(2)材料的合理选用。集料强度、形状、表面性状、清洁 状态、沥青性能与集料相容性,特别是借鉴Superpave混合料
设计的先进理念,注重材料的协同性和料源特性,保证所用
材料的高品质。改善矿料级配同时适当增加粗集料用量和 控制剩余空隙率,使粗细集料形成骨架密实结构。可适当采
用高粘度的沥青。
(3)最优配合比设计。重视级配范围对抗车辙能力的
影响,关键是确定适宜的筛孔通过率、孔隙率、油石比。选用
温度敏感性低、稠度较高的沥青或改性沥青,同时严格控制
沥青的用量。严格准确地控制混合料配合比,设法加足矿
粉,严格控制运输车辆为便于卸料,涂抹油料;采用透层油与
粘层时也要严格控制用油量。
(4)使用改性添加剂。积极引进并采用新的改性剂如
橡胶、树脂、塑料、无机物改性剂、抗车辙剂、纤维等改性混合
料添加剂,适当提高粉胶比,提高胶结料粘附性,降低温度敏
感性。
(5)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。
特别对于压密型车辙,如果明确是由于压实不足产生,
可以在其上加铺罩面进行维修。由于我国采用了评优评分
的质量评定制度,工程报告不存在压实度不合格的记录,致
使事后检查困难。为减少车辙,首先是施工过程中要加强碾
压,使空隙率控制在要求范围内,这是非常重要的。
参考文献: [1]孙德栋,彭波.沥青路面设计与施工技术[M].郑州:黄河水利 出版社。2003. [2] 沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[k1].北京: 人民交通出版社。2001. [3] 张登良.沥青路面工程手册[M].北京:人民交通出版社。
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(上接第23页) 最佳含水量低1%(集料用量为85%时)至6%(集料用量为
零时),再结合当地实际情况,确定适宜的施工碾压含水量。
根据二灰碎石混合料的特性,施工温度宜掌握在10—25℃
之间,避免冬季和夏季炎热季节施工,从而避免温缩裂缝、干缩
裂缝的出现,有关资料也证实低于该温控区温缩变形逐渐增大,
高于该温控区干缩变形逐渐增大。另外,新近施工的二灰碎石
基层不宜越冬,应有一定的养生期(建议以半月为期)和面层的
保护。沥青路面温度随路面深度变化,其感温性有逐渐变小的
趋势,且温度变化随深度方向会有滞后现象,就是说路面在某一
深度温度可能常年保持基本不变。
另外,资料显示,多年通车的路面其基层稳定的含水量
都大于新建路面的最佳含水量。因此,只要控制好施工初期
公路沥青混凝土路面车辙成因及防治措施
公路沥青混凝土路面车辙成因及防治措施
摘要:随着科学技术的迅速发展,交通建设工程逐步增加。在道路工程施工中,沥青路面的应用最为普遍,沥青路面由于受到施工技术、环境以及交通量、载重量的影响,会出现不同程度的病害,特别是路面车辙病害。车辙病害的产生不仅影响到路面行车的安全性、舒适性,随着车辙的不断发育,还会使路面病害进一步恶化、降低使用寿命。因此,对沥青混凝土路面车辙的成因进行分析,制定出防治措施具有重要的意义。本文主要分析公路沥青混凝土路面车辙成因及防治措施。
关键词:沥青路面车辙;成因分析;防治措施
引言
车辙现象是高速公路的主要病害形式之一,它是指路面性能不佳时,高载量的机动车经过会引起车轮外缘轮迹路面的部分凹陷或隆起,是一种永久形变性质的路面损坏。对于出现车辙现象的路面,若机动车经过时不减速行驶,很容易会产生跳车现象,从而导致交通事故的发生。若是高速公路路段出现车辙问题,将会给城市交通带来极大的隐患。因此,深入探究路面的抗车辙性能,并提出防治措施,是具有现实意义的。
1、公路沥青路面车辙种类
沥青混凝土路面在长期的使用过程中,极易出现各种病害,其中车辙病害极为常见,在路面投入使用以后,长时间受到车辆荷载的反复碾压作用、自然因素的影响等,出现变形,极易形成车辙病害。目前公路沥青混凝土路面车辙病害的根据形成原因主要分为:①失稳型车辙。②结构型车辙。③压实型车辙。④磨耗型车辙。 2、公路沥青路面车辙影响因素
2.1外界温度的影响
根据沥青路面车辙形成的原因可知,该病害具有较强的季节性。在沥青路面的使用过程中,外界温度是导致车辙病害的重要因素之一。在我国大部分地区,夏季温度都在30℃以上,由于沥青路面具有较强的吸热能力,但散热能力不佳,夏季沥青路面的温度往往在40℃以上,在荷载的反复作用下,路面温度每升高5℃,发生形变的概率则升高2倍。因此,沥青路面车辙病害极易在夏季发生。
2.2沥青路面材料的影响
高等级公路沥青路面车辙病害成因和防治措施
高等级公路沥青路面车辙病害成因和防治措施
摘 要:本文分析了高等级公路沥青路面车辙的形成机理和影响因素,提出了相关的预防、控制办法与治理对策,供大家参考。
关键词:公路;沥青路面;车辙;防治措施
1前言
随着高等级公路建设的发展。沥青混凝土已成为沥青路面的主要形式。但伴随着国民经济的高速发展而带来的交通量迅速增长、车辆大型化、超载严重、车辆渠道化等。使沥青混凝土路面面临严峻的考验。车辙是路面结构各层永久变形的累积,沥青混凝土路面的永久变形是直接影响平整度、路面使用性能、行车安全和舒适的重要因素,它与疲劳开裂一样,是沥青混凝土路面的主要损坏现象之一。
2 车辙的形成机理
2.1 沥青混合料的后续压实
沥青混合料在被碾压成型前是由骨料、细砂、沥青和空气组成的松散混合物,高温下处于半流动状态,由沥青与矿粉组成的胶浆被挤进矿料间隙中,同时骨料被强力排挤成具有一定骨架的结构。碾压完毕交付使用后,沥青路面初级阶段,在汽车荷载作用下进一步压实,形成微量的永久变形,渠化交通后形成初始轮迹。施工技术规范规定,高速公路、一级公路压实度要达到实验室标准密度的96 。沥青路面厚度15 cm,在行车作用下压实度达到100% ,经
计算形成0.6 cm 的轮迹。
2.2 沥青混合料的流动变形
在高温及车辆荷载作用下,沥青混合料中的自由沥青及沥青与矿料形成的沥青胶浆会首先产生流动,从而弓}发沥青混合料的流动变形。
2.3 沥青混合料的结构性失稳变形
处于半固态的沥青混合料,因沥青及胶浆在荷载及高温作用下首先流动,混合料中粗细骨料组成的骨架逐渐成为荷载主要承担者。随着温度的升高或荷载的增大及荷载的重复作用,加上沥青的润滑作用,硬度较大的矿料颗粒在荷载作用下会沿矿料间的接触面滑动,促使沥青及胶浆向其轮迹的法线方向流动,导致沥青路面结构失稳,形成车辙。
沥青路面车辙病害成因分析及对策研究
沥青路面车辙病害成因分析及对策研究
摘要:车辙是沥青路面的主要病害,它的出现严重影响了沥青路面的使用质量及行车安全,因此,路面车辙的处理引起了业界人士的广泛关注。本文对沥青路面车辙病害的成因和危害进行了论述,并结合工程实例,提出了车辙病害的具体对策,取得了较好的效果。
关键词:沥青路面;车辙;成因;危害;对策
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,因此,沥青路面在道路建设中被广泛应用。随着道路的交通压力日益增长,许多沥青路面由于庞大的交通量以及轴载的增加,许多路面出现了泛油、坑槽、车辙、开裂等病害现象,其中最为严重的就是车辙损坏。车辙的出现严重影响了沥青路面的服务质量及行车安全,并缩短路面的使用寿命。因此,解决好沥青路面车辙病害问题是道路维护迫切关心的问题。
1 车辙成因与危害
1.1 车辙成因
车辙的类型及原因如下:
结构型车辙:由于荷载作用超过路面各层的强度,发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久变形。这种车辙宽度较大,两侧没有隆起现象,横断面呈V字形。
失稳型车辙: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,车轮反复碾压作用载荷应力超过沥青混合料的稳定度极限使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。
压密型车辙:该类车辙病害是由于施工质量控制不严,沥青面层本身压实度不足,致使通车后的第一个高温季节混合料继续压密,在交通荷载的反复碾压作用下,空隙率不断减小,达到极限残余空隙率才趋于稳定。它不仅产生压实变形,而且平整度迅速下降,形成明显的车辙,这类最为常见。
1.2 车辙危害
车辙的危害主要是影响行车安全和舒适性。对于轻微的车辙,当车辆变道或车轮稍稍偏离辙槽时会引起车辆的晃动和不舒适。对于严重的车辙,当车辆急速变道时会引发车辆侧翻。在阴雨天辙槽的水会造成水漂。
沥青路面车辙成因及预防措施分析
沥青路面车辙成因及预防措施分析
摘要:车辙是沥青路面常见的病害之一,对车辙的防止应贯穿于路面设计和施工等各个环节,在设计过程中应合理选择路面材料和结构形式,施工中应科学管理,合理组织,精心施工,并随时提出路面裂缝的防止对策,方能从根本上减少路面车辙的产生率,提高路面的使用性能,延长路面的使用寿命。
关键词:车辙成因措施分析
本文根据车辙的类型来对沥青路面车辙的成因及预防措施进行了着重的分析。
一、车辙类型
1、失稳性的车辙
由于沥青的混合料在温度方面的不隐定性所致。沥青和其混合料是感温材料,它们有着良好的流变性能,其在温度高和车辆超载的作用下,沥青的粘合度降低,其应用材料产生横向方面的拉力流动引起错位而形成。
2、压密性的车辙
沥青路面在其设计期内存在空隙率,在其施工期间的压实度低,造成结构方面的整体硬度降低,又因为车辆超载对沥青路面的二次压实作用而形成。
3、磨耗性的车辙
沥青道路表层的材料在运输过程中由于车轮的摩擦作用和周围环境影响,发生了连续性的消耗,路面沥青的结合料有了明显的减少和粘附能力不足或因为气温低的地方沥青发硬变脆而导致沥青混合料松散最终形成车辙。或在寒冷地区行驶的车辆为提高轮胎的抗滑能力而在轮胎上安装防滑链条或防滑钉,该类车辆在行驶过程中将与路面产生相对滑动而对路面产生磨损形成车辙。
二、车辙成因分析
1、气候环境
运营中的沥青路面暴露在大气环境中,其受到降水、气温及太阳辐射等因素影响,一旦环境温度过高则沥青混合料的劲度模量降低,尤其是连续高温导致路面内积聚的热量不能很快释放,混合料在持续高温环境下粘聚力降低,其抗剪强度降低则导致路面破损,最终导致车辙的形成。简单的来讲,在温度较低的地区,车辙一般不会出现,沥青路面平时在一定温度、日照与风力的作用下,浅灰色或彩色的沥青路面会吸收相对较多的热量,使路面的温度升高。因而这样的路面会产生车辙。一样的道理,在中国的南部地区和北部的夏季都容易出现。2、交通条
沥青路面车辙形成机理及防治措施探讨
沥青路面车辙形成机理及防治措施探讨
摘要:车辙是沥青路面重要的破坏形式之一,严重影响行车舒适性甚至威胁交通安全面对日益严峻的高温、重载和大交通量道路环境,沥青路面的抗车辙要求也越来越高。本文首先分析了车辙的类型及形成机理分析,最后提出了沥青路面车辙的防治措施。
关键词:沥青路面;车辙;措施
1车辙的分类
车辙是行车荷载反复作用在沥青路面各结构层上,路面行车道轮迹带永久下陷变形累积的结果。沥青混合料的粘滞流动、土基与基层的变形是车辙形成的主要原因,并且包括一定程度的压实作用和材料磨耗等因素的作用。目前,国际上根据车辙形成的原因,将将其分为四种类型。
1.1结构性车辙
结构性车辙是指主要发生在沥青面层以下,包括路基在内的各个结构层的永久变形,其形成的主要原因是荷载作用超过路面各层强度。这种车辙路面两侧不会产生隆起现象,只会产生下陷现象,并且这种下陷现象的宽度会比较大,断面形式主要呈 U 字型(凹形)。
1.2磨耗性车辙
磨耗性车辙是指沥青路面结构顶层材料在车轮磨耗和自然因素作用下持续不断的损失而形成的车辙形式。虽然在进行沥青混合料的设计和施工的过程中会想办法尽量避免沥青路面结构发生磨耗,但是随着各种防滑工具如防滑链和埋钉轮胎等的使用,使得磨耗型车辙在很多高等级路面上产生。虽然我国很少见到这种纯粹的磨耗性车辙,但是它在一些北欧国家却很常见。
1.3失稳性车辙
失稳性车辙是一种流动形式的车辙。产生这种车辙的主要原因是沥青混合料在高温环境下发生软化,在车辆荷载下路面整体结构内部的剪切力远远超过沥青混合料本身的抗剪强度时,车轮轮迹处变形得到累积形成的。这种车辙在车辆荷载的两侧发生“隆起”现象,产生W 型横断面的形态。
1.4压密型车辙
压密型车辙产生的主要原因是施工工艺不规范。在沥青混合料进行铺装后,有些施工单位会为了片面的追求施工进度或路面平整度进行快速或不完全的压实,造成部分路段压实不足。在车辆荷载的重复高强作用下,这些路段的沥青层空隙率不断减小,当超过极限空隙率时车辙就会产生。这种车辙形式只表现车辆轮迹处“下凹”,严重影响行车舒适性。
沥青路面车辙成因与防治措施研究
沥青路面车辙成因与防治措施研究
摘要:目前众多的沥青路面出现了车辙病害现象,影响了公路交通,应引起人们的重视。为了减少沥青路面车辙病害,并提高沥青路面的养护质量和管理水平,笔者针对沥青混凝土路面车辙破坏的成因,进行分析和实践,提出了有效的预防和处治措施。
关键词:沥青路面 车辙 成因 防治措施
前言:
近年来,随着我国公路建设的高速发展, 其中以沥青混凝土路面已成为我国公路的主要交通路面形式。包适高速公路、省城市道路及乡村公路等大部分都是采用沥青混凝土路面。但伴随着交通流量快速增长,客运和货运量迅速增加,并越来越多的车辆超载严重、车辆大型化、交通流的渠道化,使沥青混凝土路面都有可能随时出现车辙病害现象。因这些车辙病害的出现严重影响了车辆交通安全性和路面的使用和服务质量,因此分析研究沥青路面车辙原因并提出防治措施是很有必要的。
1,车辙形成原因分析
众所周知,影响沥青路面车辙产生的原因很多,主要可分为内在因素和外在因素。内在因素是筑建沥青路面所需要的材料本身质量上和当地地基路面结构基层,外在因素是当地的气候条件和交通条件。而出现严重车辙的主要原因表现在以下几个方面:
1.1结构性车辙,是由于地基路面结构层本身的缺陷不足所造成的车辙,通常说是压密性车辙。1.2失稳性车辙,主要是由于在路面温度升高下,沥青路面出现沥青软化、粘结力下降,并且沥青路面在车轮荷载反复作用下产生剪切变形,使沥青层出现粘性流动,形成的永久变形就是失稳性车辙。1.3磨损性车辙,沥青路面被带钉轮胎或带链条轮胎磨损而出现车槽,这类车辙主要发生在寒冷地区,在我国这类车辙基本上没有。
1.1.1沥青路面结构不合理是车辙产生的原因
沥青路面结构层不稳定、或路面平整度没有达到合格的要求、路面的压实度不足及工程压路机械使用不合理。以压实度为例,如果路面的初始空隙率为10%,
经过行车压实空隙率降低到4%,对于1cm厚的沥青层则会产生6~7mm的车辙,可见压实不足必然很快出现车辙。
沥青路面车辙病害原因与处治方案
沥青路面车辙病害原因与处治方案
一、 什么是车辙:
车辙是车辆在路面上行驶后留下的车轮永久压痕。 过去,人类广泛应用马车,在泥土路上走,由于土路较软,车过后路面就有压痕,雨后,路面有泥水压痕更深.古人云:“前面有车,后面有辙。"车走多了,路上留下两条平行的很深的车辙。 现代路面车辙是路面周期性评价及路面养护中的一个重要指标。路面车辙深度直接反映了车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用期限.路面车辙深度的检测能为决策者提供重要的信息,使决策者能为路面的维修、养护及翻修等作出优化决策。
二、 沥青路面车辙的类型和产生原因:
沥青路面的车辙分为磨耗磨损型车辙、结构性车辙、失稳型车辙、压密型车辙四种类型
1、磨耗型车辙
产生原因:在交通车辆轮胎磨耗和环境条件的综合作用下,路面磨损,面层内集料颗粒逐渐脱落;在冬季路面铺撒防滑料(如:砂)时,磨损型车辙会加速发展。
2、结构型车辙
产生原因:这类车辙主要是基层等路面结构层或路基强度不足,在交通荷载反复作用下产生向下的永久变形,作用或反射于路面。
3、失稳型车辙
产生原因:绝大多数车辙是由于在交通荷载产生的剪切应力的作用下,路面层材料失稳,凹陷和横向位移形成的。此类车辙的外观特点是沿车辙两侧可见混合料失稳横向蠕变位移形成的凸缘。一般出现在车辆轮迹的区域内,当经碾压的路面材料的强度不足以抵抗交通荷载作用于它上面的应力、特别是重载车辆高频率通过,路面反复承受高频重载时,极易产生此类车辙。 此外,在高速公路的进、出口,交费站或一般公路的交叉路口等减速或缓行区,这类车辙也较为严重.因为这些地区车速较低,交通荷载对路面的作用时间较长,易于引起路面材料失稳,横向位移和永久变形。
4、压密型车辙
在施工中碾压不足,开放交通后被车辆压密而形成车辙。不过这类车辙如果是由于路面施工质量控制不严造成的非正常病害,一般在讨论车辙时,多不考虑。
从车辙的形成过程来看,车辙主要是高温下沥青面层因沥青软化而进一步密实,以及沥青变软对矿质骨架的约束作用降低而使得骨架失稳,表明沥青对混合料的高温性能十分重要。当然骨架的稳定性和细集料的多少也会影响车辙形成的进程。在道路的交叉口或变坡路段,此类高温变形更易发生,这主要与较大的水平荷载作用下抗剪强度相对不足有关。
沥青路面的车辙成因和防治对策
沥青路面的车辙成因和防治对策
【摘 要】沥青混凝土路面因其本身的特点,广泛应用于各类公路建设中,但其在高温下表现出柔性特性,容易形成车辙,影响道路正常使用。本文对沥青路面车辙形成的过程、机理、影响因素、防治措施等进行了简要分析介绍。
【关键词】沥青路面;车辙;施工
沥青混凝土路面在各等级公路中应用广泛,特别是在刚等级公路中达到了75%左右,具有表面平整、耐磨、噪音小、施工和养护简便的优点。但沥青混凝土材料属于柔性结构,在车辆和温度等外界环境的长期作用下,不可避免的会产生较大的弯沉、车辙等损害,特别是在持续高温地区,这种现象就更为严重。
1 车辙形成过程及机理
1.1 形成过程分析
沥青混凝土在碾压密实后,骨料在压力的作用下形成一定的骨架结构,骨架之间还会留有相对较小的空隙,使用时,在较大的车辆荷载作用下,这些空隙必可避免的会进一步压实,从而对车轮两侧骨架造成一定的挤压,而不可恢复变形的增长,由于空隙的存在会大于相邻两侧的体积增加量。
当永久变形形成后,一旦遇到高温天气,沥青混合料中的沥青形成半固体状态,在荷载的作用下开始流动,矿料是荷载作用下的主要承受着,沥青的流动性又进一步的对矿料起到润滑作用,硬度大的骨料会沿着接触面滑动,造成沥青向矿料富集区流动,流动引起的变形会逐渐形成车辙。
1.2 形成的机理分析
沥青混合料是沥青将石质骨料粘结在一起的一种复合材料,具有颗粒性和粘弹塑性的双重特点,在高温时表现出流动性,低温时则以弹性为主,通常情况下则处于粘弹性状态。其应力和应变曲线没有明显的屈服点,具有不可逆性,试验时受到时间效应和温度效应的影响,表现出蠕变和应力松弛的特征。
沥青路面在荷载作用下瞬间会产生弹性和塑性应变,随着时间的进行,材料则会出现粘弹性应变和粘塑性应变,卸除荷载后一部分弹性变形会瞬间恢复,粘弹性变形在一段时间后恢复,而蠕变引起的塑性和粘塑性应变则形成永久变形,长期的作用下,永久变形不断增加,也即是路面上的车辙现象。
沥青路面车辙成因与防治措施
2008年第9期
(总第175期) 黑龙江交通科技
HEIL.ONGJlANG JIAOTONG KEJ NO.9,2008
(Sum No.175)
沥青路面车辙成因与防治措施
陈园明
(河北省大广高速京衡处)
摘要:目前沥青路面出现车辙的现象十分普遍,应该引起人们的关注。分析了沥青混凝土路面车辙的形成
原因及影响因素,提出在沥青路面设计、施工控制和管理等各个环节应采取相应的对策措施。
关键词:沥青路面;车辙;防治措施
中图分类号:U416.217 文献标识码:C 文章编号:1008—3383(2008)09—0006—02
1沥青路面车辙病害现象
在高速公路的建设中,我国绝大部分高速公路都采用沥
青路面。但随着我国社会经济和交通运输的快速发展,客运
和货运量迅速增加,道路交通流量迅猛增大,特别是重载车
辆的增多和高压轮胎的使用,交通流的渠化,车辙已成为高
速公路沥青路面的主要病害之一。车辙的出现严重影响路
面的使用和服务质量,路表过量的变形影响路面的平整度;
轮迹处沥青层厚度减薄,削弱了面层及路面结构的整体强
度,易于诱发其他病害;雨天车辙内积水导致车辆出现漂滑,
影响高速行车的安全性;在冬季车辙槽内聚冰,降低路面的
抗滑能力,行车产生冰滑现象;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。因此,研究分析其原因并
提出防治措施是很有必要的。
.2车辙形成原因分析
车辙的形成归纳起来主要有三方面的原因:一是结构性
车辙,也就是由于路面结构本身的缺陷所造成的车辙,这就
是压密性车辙;二是失稳性车辙,主要是在高温条件下,由于
路面温度升高,沥青粘度下降,路面在车轮荷载反复作用下
产生剪切变形,使沥青层出现粘性流动,形成了永久变形;三
是磨损性车辙,沥青路面被带钉轮胎或带链条轮胎磨损而出
现车槽,这类车辙主要发生在寒冷地区,在我国这类车辙基
本上没有。
2.1结构性车辙产生的原因
在过去一段时间里很多高速公路在建设中,将路面平整
沥青路面车辙成因及防治措施
措施
王定敏 L、 (海南省公路勘察设计院,海南海口570206)
摘要:在对沥青路面车辙的类型及其特征阐述的基础上,归纳总结车辙产生的内在因素和外在因素,并提出相应的预防 和处理措施。实践证明,这些预防和处理措施可以很好地预防车辙,并可以较好地提高原沥青路面的服务功能。 关键词:沥青路面;车辙;纵坡;剪应力 中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:1002—4786(2011)07—0033—03 D0I:10.3869 ̄.issn.1002—4786.2011.07.008
Asphalt Pavement Rut Cause and Prevention Measures
WANG Ding—min
(Hainan Provincial Highway Survey Design Institute,Haikou 570206,China)
Abstract:On the basis of elaborating the type and properties of asphalt pavement rut,intrinsic
factors and extrinsic factors causing rut are summarized and corresponding prevention and disposal measures are proposed.Practice shows that these prevention and disposal measures can better prevent
the rut and improve the service functions of original asphalt pavement. Key words:asphalt pavement;rut;longitudinal slope;shear stress
