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沥青路面车辙病害分析
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沥青路面车辙病害分析
2022年03月24日    阅读量:25545    新闻来源:沥青网 sinoasphalt.com  |  投稿

沥青路面车辙病害分析 沥青网,sinoasphalt.com

作为城市路面的主要形式,沥青混凝土路面质量的好坏影响着人们的出行质量。其中,以车辙为主的路面病害形式的存在,直接威胁着出行者的交通安全,越来越引起道路设计和建设人员及出行者的高度关注。

 

一 何为车辙?


车辙是路面受到行车荷载的反复作用,在纵向上不断发生微小变形,这种变形再经过不断叠加、累积而形成的压痕,主要表现为在轮迹内形成凹陷,而在轮迹两侧产生隆起的凸起,是沥青混凝土路面的主要病害形式之一沥青网sinoasphalt.com。

路面铺筑初期,车辙深度几乎为零,乘车舒适度较好;但是随着行车次数的不断增加,车辙深度不断增大,对行车造成的影响也不断变大,乘车舒适度明显下降;当车辙深度达到一定值时,甚至会对出行者的行车安全产生一定程度的影响。

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二  车辙的四种类型


我国根据车辙产生原因的不同对车辙病害类型进行了划分,主要分为以下四种:结构型车辙、失稳型车辙、磨耗型车辙和压密型车辙。

1、结构性车辙

由于荷载作用超出了路面的承受力,会造成沥青面层以下的包括路基在内的结构发生永久性的变形,这种现象叫做结构性车辙。这种车辙现象的特点是:宽度大,两侧无明显的隆起显像,V字形横断面。

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2、失稳性车辙

另外还有一种车辙叫做沥青混合料的流动性或失稳性车辙,即在高温条件影响下,车轮反复作用,使荷载能力超出沥青混合料的稳定极限所导致的现象。

损坏时容易使车轮对应的路面部位下凹,车轮作用的路面两侧容易产生隆起现象。在弯道处还明显向外推挤,使车道线与停车线容易变成弯曲的曲线,造成交通事故的发生。

毫无疑问,这部分的车辙主要表现为于沥青混合料流动的特性。这种车辙现象主要发生在上坡路段和交叉口附近,因为这段里面的车速慢、轮胎接地发生的横向应力较大,对主要行驶双轮车的路段,车辙断面成w形,对行驶宽幅单轮车的路段,车辙成非对称形状。

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 3、磨损性车辙

磨损性车辙的发生现象是比较少的,由于我国的基层基本上都是半刚性基层,而车辙基本上都属于沥青混合料的流动性车辙,目前,针对这一车辙只能通过采用新材料和改造再生材料来对付和防止磨损性车辙现象的产生。


4、压密型车辙

由于沥青面层的压密性而造成的,有些高速公路在压实施工方面没有使路面的形成充分的压实度,并且过分的追求平整度,待降低温度后碾压,都会造成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,在交通车辆的反复碾压作用下,空隙率不断减小,达到极限的残余空隙率后才趋于稳定。

车辙产生的原因是压密变形导致平整度下降,造成明显的车辙现象。

此车辙也有明显的特点;两侧未隆起,有下凹,V字形或w形呈现。这属于施工不当造成的非正常情况下的车辙现象。主要表现在车辙形成的初期,车道线附近,而对车轮作用次数较少的部位,产生的变形影响不大。为减少车辙,碾压的加强时施工中最重要的一个过程,不要一味的追求平整度而忽略了对压实度的充足,要把孔隙率控制的规定的范围内。

三 车辙产生的原因


根据上述对车辙种类的了解,大家可以发现车辙产生的原因多种多样,其中有不可控因素的影响,同时可控因素也很多,主要包括集料性质不达标、级配选择不合理、结构设计不合理、施工技术、交通环境及气候环境的影响等原因。

 

1、集料性质不达标

根据规范的要求,铺筑沥青混凝土所采用的集料达到一定的技术性质和技术要求,即需要具有一定的抵抗压碎、冲击、碰撞及摩擦的能力,才能保证铺筑的沥青混凝土路面满足稳定性、耐久性等的要求。

但是随着交通的进一步发展,道路不断铺筑,对石料的需求量大大增加,导致了石料供不应求的现状。于是,在集料的实际应用时,材料检测过程中很多人为因素的调节,导致对路用材料的检验不过关,使得集料性质达不到规范的要求值,容易发生破碎,导致车辙病害的发生。同时,我国石料针片状颗粒含量明显偏多,也容易导致车辙病害。

对细集料的使用上,应严格控制以下两点:一是粉尘含量,碎石加工厂如果不配置除尘设备,石屑中的粉尘含量必然偏高,导致合成级配曲线0.075~0.6mm出现驼峰曲线,降低抗高温车辙性能,另外0.075mm通过率偏高导致粉胶比偏高,粉胶比高于1.6时,抗高温车辙性能迅速下降。因此施工中的石屑一定要除尘,并控制0.075mm通过率。二是砂当量,砂当量低,即含泥量高必然降低混合料的抗高温车辙性能。

 

2、级配选择不合理

一谓追求路面平整度和稳定性,在混合料中掺配的细集料过多、粗集料太少,导致混合料内部摩擦角较小,形成了一种悬浮密实结构。然而,这种结构在温度较高时,状态极不稳定,且强度明显较低,在车轮反复碾压过程中极易发生车辙病害。


3、结构设计不合理

在进行沥青混凝土路面设计时,将弯沉值作为唯一的控制指标,但是由于弯沉指标无法与路面损坏类型相统一,导致设计模式与损坏模式有很大差别,导致道路在早期便表现为较为严重的车辙损坏。

 

4、道路横、纵坡的影响

道路横坡的存在使得沥青混凝土路面受到行驶车辆车轮两侧压力有所不同,道路外侧受到的压力大于内侧,这样导致路面外侧车辙深度要大于路面内侧。横坡越大,内外侧差也越大。

许多调查研究发现,陡坡路段车辙病害现象明显比一般路段严重。不仅是由于该路段受力较大,还由于车辆在上坡路段行驶速度减慢,该路段受力时间延长,导致车辙损害较严重。纵坡越大,车辙病害越严重。

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5、交通环境的影响

由于对生活水平和生活质量要求的提高,私家车数量不断增加,人们的出行率不断增大,交通量不断增大;同时,由于对生活物资需求的增加,货车出行率明显增多,轴载不断加重;此外,车辆超载现象时有发生,导致路面受到的车轮压力有所增加、受车轮作用的时间也相对延长,车辙病害发生的频率不断增快。


6、气候环境的影响

车辙的产生受到气候条件的影响。在温度较高的7、8月份,沥青混凝土路面持续在高温环境下,热量积聚后难以释放,导致粘聚能力明显下降,车辙病害较为严重。但是如果高温天气中有降雨的存在,此时路面积聚的热量不断被带走,可以适当的降低车辙病害。因此,在寒冷、多雨地区车辙病害相对较少,炎热、少雨地区车辙病害相对较严重。

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7、施工方面的影响

沥青路面在施工中,除了应严格按施工规范要求进行施工外,最重要的有两点:一是沥青混合料施工温度的控制,包括拌合、摊铺、压实温度,都要严格控制;二是沥青路面的压实,及时有效压实更是沥青路面施工的最后一道工序,也是防止或减轻路面车辙的最重要的一个环节。


四 车辙的治理


根据车辙产生原因和严重程度的不同,其所需要的处理方式也各不相同。

 

 1、微表处治直接填补修复技术

 压密型车辙和磨耗型车辙一般并不太严重,深度大约在2cm以内。当车辙深度小于1cm时,只需要进行简单的单层微表处治填补修复;如果车辙深度在1cm~2cm时,需要进行复式双层微表处治填补修复;同时,如果路面磨光严重或水损坏严重,不仅要进行微表处治填补修复,还要进行加铺罩面处理。

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 2、铣刨后加铺沥青混凝土面层修复技术

当车辙深度较大,达到2cm以上时,此时一般为失稳型车辙。由于损坏较为严重,不可以直接进行简单的填补修复,只能先采用铣刨的方法将损坏的面层除去,之后认真观察裸露出来的新面损坏情况,根据实际情况给予相应的处理,最后铺筑新的沥青混合料或再生后的混合料。

 受横向推挤形成的车辙,如果已经稳定,可将凸出的部分削除,在波谷部分喷洒或涂刷粘结沥青,填补沥青混合料,并找平、压实。

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 3、灌注水泥沥青混凝土路面

 该方法需要首先铺筑沥青混凝土面层,然后使用稀浆封层摊铺机将水泥乳浆“灌入”沥青混凝土层中,养生后形成半刚半柔性路面。


五 减少车辙病害的建议


1、严格集料性质监督管理

铺筑沥青混合料路面所使用的集料必须根据施工地点的实际情况,严格按照相应规范要求的技术指标和方法进行检验,之后将满足使用要求的集料厂家提供给承包商,由承包商负责专门的采购及运输工作。

 

2、优化沥青混合料级配

不能一谓追求路面平整度和稳定性,应同时考虑实际应用情况,经过多次试验,综合考虑各种因素最终确定核实的沥青混合料级配范围。

 

3、加强路面结构设计

探索新的多指标路面结构设计方法,以改变单指标设计带来的理论与实际脱轨的现状。

 

4、对长大陡坡路段的路面进行特殊设计

对纵坡较大、长度较长的路段,其路面结构必须进行特殊设计,尽量减小坡度,降低车辙病害的严重程度。

 

5、施工季节的选择及环境的改变

根据施工地点的气候状况,选择合适的施工季节,适时的对路面进行洒水处理,降低路表温度,在一定程度上减少车辙病害。


标签:综合论文,施工案例,技术中心,沥青混凝土
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