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《高速公路车辙的成因与防治措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、高速公路路面车辙成因及防治关键词：高速,高速公路,公路,路面,车辙,成因,防治摘 要 对高速公路使用产生车辙病害,从道路设计、施工工艺分析了形成的原因,并提出了相关的措施。 近年来,我国修筑的一些高速公路均不同程度出现了较严重的车辙,有些路段在通车后的第一个夏季高温期就产生深度10～50mm的车辙,有的甚至达100mm以上,使路面平整度变差,并很快出现网裂、坑槽等病害。下面我就车辙形成原因进行分析,并提出防治措施。1 车辙形成原因分析1.1路面结构不合理现行设计规范认为粗粒径混合料比细粒径混合料的抗高温车辙性能强,仅要求层厚大于最大公称粒径的2倍。殊不知,实际施工过程中,粗粒径混合
2、料离析严重,粗集料“顶天立地”导致碾压难以密实,有时甚至将石料压碎。如铜黄高速公路,查原竣工图,发现面层结构为:上面层采用4cm中粒式沥青混凝土(AC—16I)、中面层采用4cm中粒式沥青混凝土(AC—20I)、下面层采用5cm粗粒式沥青混凝土(AC—25I)。此结构存在两个缺陷:一是表层空隙率大,雨水易渗入并聚积在结构内。二是各层集料最大粒径与层厚不匹配,满足不了2..53倍的关系,导致碾压效果不佳,使后续变形过大。1.2面层级配不合理现行设计规范强调中、上面层主要功能是封水,其次是抗高温车辙性能,导致中上面层都采用I型结构,有的甚至提出中面层的空隙率应降低为2%～4%.实际上I型
3、级配属于悬浮密实结构,内摩阻力小,抗高温车辙性能差,如再将空隙率降低为2%～4%,则高温情况下自由沥青膨胀之后无处去,就会加剧高温形变。另一方面,中下面层设计虽为中粒式沥青混凝土(AC—20I)和粗粒式沥青混凝土(AC—25I),但从对中下面层混合料抽提试验结果看施工配合比级配偏细。1.3层间结合处理不当从多条高速公路取芯发现,基层与面层间没有透层油渗入的痕迹,在取芯过程中,很难取出基层和面层连在一起的整体芯,而是两者分开的,这反映了基层与面层的粘结强度很低,故在陡坡地段发生推移现象是必然的。1.4交通荷载考虑不周在高速公路的交通构成中,重载卡车数量较多,而且行车速度慢。调查发现,大
4、型货车中轴载超过我国标准轴载10t的比例为37%～46%,平均为40.6%,超过国际上最大标准轴载13t的比例为24%～28%,平均为25.7%,有2～4%的甚至超过了18t,可见超重载现象非常严重。经分析,轴载从10t依次增加到13t、15t、18t,剪应力高值的分布范围从面层下3～6cm依次增加到3～7cm、3～8cm、3～9cm,剪应力的最大值位置从4cm依次增加到4cm、5cm、5cm。说明随着轴载的增加,剪应力高值的分布范围由表面层向中面层转移,使产生失稳性车辙的深度增加。因此,承受重载慢速交通要求沥青混凝土有较好的抗车辙能力。但是,目前高速公路设计中没有详细考虑此因素。1
5、.5没有考虑纵坡的影响从调查发现,车辙严重的路段均在陡坡路段。我们调查超重载货车在上坡路段的速度一般为20km/h,根据沥青材料的温度时间换算法则,长时间承受荷载与高温条件是等效的,而且时间是累积的。车辆如果以100km/h速度行使,对路面沥青层的作用时间约为0.02s,如果行使速度只有20km/h,则对路面沥青层的作用时间约为0.1s,即以20km/h速度行驶产生的形变相当于以100km/h速度行驶5遍所产生的形变。所以,对于具有粘弹塑性的沥青混合料,纵坡越大,除了因为应力增加和作用深度加深而增加车辙外,还因为行车速度慢和应力作用时间长而更容易加重车辙。因此,用于上坡路段上的沥青混
6、凝土需要有较大的抗车辙能力,但是设计中没有对此作特殊的处理。1.6温度的影响高温对车辙有明显的影响,没有高温,即使在超重载的交通状况下,车辙也难以产生。随着温度的升高,沥青的粘度呈对数级下降,沥青混合料的抗压强度和抗剪强度快速下降。有关研究表明:路表下4～9cm处的温度最高,这一区域正好位于中面层。且表面高温很容易与大气发生热交换,高温持续时间短,而沥青混合料的导热系数小,内部高温不易与大气发生热交换,内部的高温持续时间长,对于具有粘弹塑性的沥青混合料,其形变与高温持续时间成正比,因此中面层更易于发生车辙。1.7材料把关不严目前大部分高速公路对沥青的选择是比较注重的,大多选用优质进口
7、沥青,上面层采用改性沥青,但是忽视了砂石料的影响。砂石料基本上由当地群众自发组织的小料厂生产,产量低、规格少、质量差。而高速公路建设速度快,用量大,形成明显的反差。真正用于高速公路面层的砂、石材料并非全部合格品,更谈不上优质品了。有的砂石料含泥量和风化料远远超标,根据施工现场调查,有的高速公路用于面层的粗集料含泥量在1.5%～2.0%,扁平颗粒占30%～80%,有的风化严重,有的细集料在饱水的情况下能摸成团。从己通车的沥青路面钻芯取样和病害开挖的结果来看,
