高速公路沥青路面车辙产生机理及预防措施

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1、高速公路沥青路面车辙产生机理及预防措施摘要:车辙是目前高速公路沥青路面主要病害之一，该文通过分析车辙产生的机理，阐述了影响车辙的因素，提出了防治车辙的有效措施，为我国高速公路沥青路面车辙研究提供有价值的参考。关键词:车辙，机理，因素，防治措施Abstract:Therutisoneofthemaindiseasesofthehighwayasphaltpavement,thetextgeneratedbyanalysisrutmechanismtoexplainthefactorsaffecti

2、ngrutting,effectivemeasuresforpreventionrutofhighwayasphaltpavementruttingstudiesprovidevaluablereference.Keywords:rutting,mechanism,factors,preventionandcontrolmeasures.中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：引言6近年来，随着高速公路的快速发展，交通量的急剧增长，渠化交通的日益增大，轴载有了明显增加，沥青路面产生

3、明显的早期损害，其中的车辙损害逐步成为国内外高速公路沥青路面损害中的主要病害。车辙的产生影响了路面的平整度，从而使行车的舒适性下降，降低高速公路沥青路面的服务质量和使用寿命。当车辙深度达到某值时，大量雨水在车辙凹槽内积聚，形成水泊，车辆行驶速度较快时将出现漂滑，造成一定的行车安全隐患，容易导致交通事故，降低了沥青路面的使用质量和服务水平[1]。在高速公路沥青路面通车初期通常没有车辙，它在路面营运一段时间后才开始产生的，并且给路面的养护带去不少难题。我国多条高速公路沥青路面均时因为车辙变形过大，影

4、响车辆正常行驶而进行大面积铣刨修补。如何减少车辙的产生，降低路面的养护周期及其成本是沥青路面病害研究课题主要任务之一[2]。一、车辙产生机理车辙是车轮在路面行车道上反复作用下产生的沥青混合料压密变形和塑性变形的累积。在车辆荷载的反复作用之下，车轮下方的沥青混合料在荷载作用下先被压密然后被推挤到车轮作用区域两侧，一方面在行车轨迹处产生凹陷的永久变形，另一方面在行车轨迹处两侧产生向上的隆起。6在美国国家高速公路官员协会（AASHO)试验路，车辙深度被定义为轮迹带内1.2m直尺和直尺以下路面表面之间最

5、大深度。根据车辙深度的不同，将车辙划分为四类：1）车辙深度为5mm至6.25mm之间，开始出现漂滑现象；2）低等，车辙深度6.25mm至12.5mm之间；3）中等，车辙深度在12.5mm至25mm之间；4）高等，车辙深度大于25mm。对具有2%路拱横坡的路面，车辙深度达到12.5mm时，积水足以造成行驶速度50km/h或更高的汽车在水上滑行。根据车辙的不同形成过程．可将其分成三大类型：失稳型车辙、结构型车辙、磨耗型车辙。高速公路沥青路面常见的车辙类型为结构型车辙，见图1。结构型车辙指沥青路面结构

6、在交通荷载作用下产生的整体永久变形，其形成过程可分为以下三个阶段：（一）压密变形沥青混合料碾压成型之前是骨料、沥青胶结料及空气组成的松散混合物。在高温下碾压，处于半流态的沥青胶浆被挤进矿料间隙中，骨料在外力作用下排列成具有一定骨架支撑的结构。沥青路面交付使用的图1结构型车辙图形初期阶段，在汽车荷载的作用下沥青混合料得到进一步压实，孔隙率降低，压实度增加，形成微量永久变形。如果在沥青路面施工阶段压实效果良好，这一微量永久变形可以忽略不计。（二）流动变形6在高温及车辆荷载共同作用下，尤其是重载车辆的

7、作用，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先产生流动，由沥青混合料中、粗骨料组成的骨架来承受荷载作用，随着温度的升高，荷载作用次数的增加，沥青粘度开始下降，下降后的沥青那个胶结料在沥青混合料结构中起润滑作用，硬度较大的矿料颗粒在荷载直接作用下会沿矿料间接触面滑动，促使沥青及胶浆向其富集区流动，由此引发沥青混合料的流动变形，但此时沥青混合料尚没有出现结构性破坏，在宏观上表现为车轮作用处沥青混合料体积减少，呈现凹陷趋势，在轮迹带两侧则呈现隆起趋势，沥青混合料体积增大[3]。（三）结构性

8、破坏沥青混合料横向流动发生到后期阶段，轮迹带两侧的沥青混合料，先经历来自轮迹带处沥青及沥青与矿料形成的胶浆的填充，然后发生隆起现象，最后由于受到轮迹带下沥青混合料的横向推挤作用，超过沥青混合料的承受极限，沥青混合料开始发生松胀现象，由于作用在行车道上的车辆荷载存在横向分布，当车辆荷载作用在发生松胀的沥青混合料上时，导致沥青混合料原来稳定的骨架结构失去稳定性，沥青混合料极易发生松散、水损害等病害。在车辙发展的后期阶段，伴着诱发病害诸多因素的综合作用，路面很快进入结构性破坏阶段。二、影响车辙因素（一