瀝青路面車轍成因與防治措施研究

1、 瀝青路面車轍成因與防治措施研究摘要：目前眾多的瀝青路面出現(xiàn)了車轍病害現(xiàn)象，影響了公路交通，應(yīng)引起人們的重視。為了減少瀝青路面車轍病害，并提高瀝青路面的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量和管理水平，筆者針對瀝青混凝土路面車轍破壞的成因，進(jìn)行分析和實踐，提出了有效的預(yù)防和處治措施。關(guān)鍵詞：瀝青路面 車轍 成因 防治措施前言：近年來，隨著我國公路建設(shè)的高速發(fā)展, 其中以瀝青混凝土路面已成為我國公路的主要交通路面形式。包適高速公路、省城市道路及鄉(xiāng)村公路等大部分都是采用瀝青混凝土路面。但伴隨著交通流量快速增長，客運和貨運量迅速增加,并越來越多的車輛超載嚴(yán)重、車輛大型化、交通流的渠道化,使瀝青混凝土路面都有可能隨時出現(xiàn)車轍病害現(xiàn)

2、象。因這些車轍病害的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了車輛交通安全性和路面的使用和服務(wù)質(zhì)量，因此分析研究瀝青路面車轍原因并提出防治措施是很有必要的。1，車轍形成原因分析眾所周知，影響瀝青路面車轍產(chǎn)生的原因很多，主要可分為內(nèi)在因素和外在因素。內(nèi)在因素是筑建瀝青路面所需要的材料本身質(zhì)量上和當(dāng)?shù)氐鼗访娼Y(jié)構(gòu)基層，外在因素是當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和交通條件。而出現(xiàn)嚴(yán)重車轍的主要原因表現(xiàn)在以下幾個方面：1.1結(jié)構(gòu)性車轍,是由于地基路面結(jié)構(gòu)層本身的缺陷不足所造成的車轍,通常說是壓密性車轍。1.2失穩(wěn)性車轍,主要是由于在路面溫度升高下,瀝青路面出現(xiàn)瀝青軟化、粘結(jié)力下降,并且瀝青路面在車輪荷載反復(fù)作用下產(chǎn)生剪切變形,使瀝青層出現(xiàn)粘性流動

3、,形成的永久變形就是失穩(wěn)性車轍。1.3磨損性車轍，瀝青路面被帶釘輪胎或帶鏈條輪胎磨損而出現(xiàn)車槽,這類車轍主要發(fā)生在寒冷地區(qū)，在我國這類車轍基本上沒有。1.1.1瀝青路面結(jié)構(gòu)不合理是車轍產(chǎn)生的原因瀝青路面結(jié)構(gòu)層不穩(wěn)定、或路面平整度沒有達(dá)到合格的要求、路面的壓實度不足及工程壓路機(jī)械使用不合理。以壓實度為例,如果路面的初始空隙率為10%,經(jīng)過行車壓實空隙率降低到4%,對于1cm厚的瀝青層則會產(chǎn)生67mm的車轍,可見壓實不足必然很快出現(xiàn)車轍。1.1.2失穩(wěn)性車轍形成的原因瀝青路面失穩(wěn)型車轍可根據(jù)失穩(wěn)的部位不同又分為以下三種：（1）面層失穩(wěn)性，是由面層產(chǎn)生失穩(wěn)性車轍,主要是由于瀝青混合料中顆粒之間瀝青膜

4、在外力作用下產(chǎn)生了剪切變形,引起集料顆粒出現(xiàn)相對位移的結(jié)果。因此,面層失穩(wěn)性車轍主要與瀝青結(jié)合料的性質(zhì),一方面與超載交通有關(guān),另一方面也與瀝青性能有關(guān),在使用了改性瀝青后車轍明顯減輕?；旌狭现袨r青用量過多,是引起車轍的重要原因。過多的瀝青也使混合料很容易壓密,使空隙率大為降低。研究表明,當(dāng)瀝青路面空隙率小于3%時,路面將很快出現(xiàn)失穩(wěn)性車轍。（2）基層失穩(wěn)型主要原因是基層承載力不夠或水穩(wěn)性差。這類車轍的主要特征是車轍內(nèi)有唧漿現(xiàn)象。（3）瀝青路基失穩(wěn)型主要原因是地基路層不均勻不規(guī)則沉下降。這類車轍的主要特點是車轍內(nèi)有縱向裂縫。1.2瀝青路面層和瀝青混合料級配不合理依據(jù)公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范(j l

5、j014-97)規(guī)定，瀝青路面的其中上面層主要功能是封水，其次是抗高溫車轍性能，有的路面層設(shè)計中的i型級配屬于懸浮密實結(jié)構(gòu)，內(nèi)摩阻力小，在高溫下易出現(xiàn)車轍現(xiàn)象。級配是瀝青混合料中礦料的最重要特性，級配是否合理，幾乎影響到瀝青混合料的所有重要特性。經(jīng)實驗表明以瀝青公路設(shè)計級配4.75mm篩孔以上偏細(xì)，級配已形不成嵌擠結(jié)構(gòu)，也是形成車轍主要原對車轍的影響。1.3，較大重荷載和高溫度是產(chǎn)生車轍的兩個重要因素車轍產(chǎn)生主要原因是由大量來往車輛和長時間的重荷載作用下，瀝青路面和結(jié)構(gòu)層內(nèi)產(chǎn)生相互剪應(yīng)力，致使瀝青路面混合料或路面結(jié)構(gòu)層受力下，所產(chǎn)生的剪切變形，且不可恢復(fù)變形在不斷累積下形成的車轍。再是瀝青混合

6、料在高溫下的蠕變過程。如溫度越高，瀝青混合料的粘勁聚力度模量越低，其抗剪壓強度降低，從而導(dǎo)致了路面的破損車轍。經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，我國部分高速公路車轍的形成，一般都是發(fā)生在每年的高溫季節(jié)7到8月份中，特別是連續(xù)幾天高溫天氣時，很容易出現(xiàn)車轍現(xiàn)象。2，瀝青路面車轍的防治措施因為瀝青路面車轍形成的原因很多,基本都是多種因素的綜合作用下而產(chǎn)生的。因此在對防治車轍的對策上,大多是采取以下幾方面防治措施。2.1最大限度的采用改性瀝青，因改性瀝青具有軟化性、粘度高，其所拌制的混合料也具有高溫穩(wěn)定性能。這與普通瀝青無法比擬的。改性瀝青以當(dāng)用廣義剪切勁度模量來衡量比較時,則可以清楚地看到,改性瀝青混合料的車轍量

7、明顯減少。所以在一些重要的交通公路，采用改性瀝青能有效防止車轍產(chǎn)生。而我國現(xiàn)在的瀝青路面基本是采用了改性瀝青，有些公路不僅將改性瀝青用于路面上層,而且中面層也采用改性瀝青。增強了對抗車轍能力。比如使用50號瀝青,或在瀝青中添加天然湖瀝青、巖瀝青,以提高瀝青的粘度。都能有效的減少車轍病害的產(chǎn)生。2.2，在瀝青混合料中添加抗車轍劑為了提高瀝青混合料本身的抗車轍性能，常在中面層的瀝青混合料中添加抗車轍劑。常用的抗車轍劑有法國pr公司生產(chǎn)的pr plasts，就是一種專門用于改善熱拌瀝青混合料特性尤其是其抗車轍能力的聚合物。對于在采用普通重交瀝青的ac-16i和ac-25i瀝青混凝土中添加pr pla

8、sts后，它們的動穩(wěn)定度都達(dá)到了8000次/mm左右。添加0.6pr plasts后ac-16i型和ac-25i型瀝青混合料的低溫和高溫試驗數(shù)據(jù)如表1。路孚8000也是一種功能強大的瀝青混凝土改進(jìn)劑，通過交通部科學(xué)研究所的各種試驗鑒定，它的各項指標(biāo)都超過了當(dāng)前現(xiàn)有改性瀝青的特點。普通瀝青混凝土加0。8%路孚8000添加劑后在高溫條件下它抗車轍的動穩(wěn)定性達(dá)8000次/mm左右，低溫抗開裂能力也有很大的提高等。表1 添加pr plasts瀝青混合料試驗結(jié)果2.3，嚴(yán)格控制瀝青混合料的用量和優(yōu)化瀝青混合料級配2.3.1瀝青用量過多也是產(chǎn)生車轍的主要因素，因此必須加強嚴(yán)格控制。按馬歇爾法進(jìn)行配合比設(shè)計

9、，相對于低速行駛、重載交通的壓實功偏小，故瀝青用量偏多。也可以適當(dāng)增加礦粉用量，以增大粉膠比，提高混合料的物理化學(xué)吸附作用，增加其相互作用的粘聚力，提高路面的抗車轍性能。2.3.2優(yōu)化上、中、下面層瀝青混合料級配范圍，建議采用“抬頭平尾”的骨架密實型級配，形成各層瀝青混合料緊密嵌擠骨架結(jié)構(gòu)靠近中，且中、上面層不采用天然砂，而采用機(jī)制砂，同時控制機(jī)制砂的粉塵含量不超過10。對下面層可采用天然砂，但其含量不應(yīng)超過混合料總重量的10。2.4， 嚴(yán)格施工加強控制和管理，保證瀝青混凝土施工質(zhì)量改善碾壓工藝，當(dāng)發(fā)現(xiàn)石料有壓碎現(xiàn)象時，原則上盡可能采用輪胎壓路機(jī)搓揉碾壓。按照瀝青混合料的配比要求，保證瀝青混凝

10、土的拌和質(zhì)量，碾壓時要一氣呵成，合理提高壓實度，適當(dāng)減少空隙率，直至達(dá)到所要求的壓實度，以免孔隙率偏大，影響瀝青路面的穩(wěn)定性和抗疲勞強度，導(dǎo)致瀝青混凝土路面的早期破壞。2.5，加強路政管理和提高路檢力度當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\輸管理部門要認(rèn)真貫徹超限運輸車輛行駛公路管理規(guī)定，并對違規(guī)超限的車輛依法檢查和進(jìn)行必要的處罰。減少或杜絕的各種車輛超限超載。嚴(yán)格限制車輛的改裝，同時建議汽車生產(chǎn)廠對重型車的研制和生產(chǎn)要結(jié)合我國公路的現(xiàn)狀。再是要配備先進(jìn)的檢測設(shè)備，提高檢測效率，加強上路檢查的力度。以免加速公路的早期破壞。3， 結(jié)語瀝青路面產(chǎn)生出現(xiàn)車轍的因素很多，要減少車轍，必須要在瀝青路面設(shè)計和施工的各個環(huán)節(jié)應(yīng)采取相應(yīng)的防范措施,全面加強控制好質(zhì)量，并認(rèn)真總結(jié)國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗和方法，結(jié)合當(dāng)?shù)氐穆访鎸嶋H情況，提高科學(xué)管理水平等。都能有效的防范瀝青路面早期的車轍病害。參考文獻(xiàn)1