基于水破坏分析高速公路沥青路面车辙探究及处治

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1、基于水破坏分析高速公路沥青路面车辙探究及处治摘要：水破坏是造成高速公路沥青路面车辙病害的重要原因。选取试验路段，对车辙处进行钻芯取样，并进行抽提筛分，利用试验结果分析车辙产生的原因，并提出处治措施。关键词：沥青混凝土路面车辙水破坏沥青混凝土路面在我国高等级公路建设中使用非常广泛，其具有良好的力学性能和耐久性及行车的舒适性，是其他路面形式不可比拟的。但随着国民经济的发展，交通量不断的大幅增长，尤其是大型车辆的严重超载，使公路路面面临着严峻的考验。其中车辙就是最为典型的一种路面病害，车辙的出现不仅降低了道路整体结构的强度和稳定性，而且加大了路面不平度，

2、恶化了车辆行驶稳定性。车辙成因归结起来可分为内因、外因及其他因素三大类。其中内因主要反映在材料本身的质量上；外因主要是气候条件和重车数量的增加；其他因素则是指路面基层和路面结构组成及其施工质量对路面车辙的影响。其中，水是外因中最主要的自然因素,是形成车辙的重要原因。本文结合具体的试验路段，对水损坏造成的高速公路路面车辙进行研究分析，并提出处治措施。1沥青観路面车辙车辙是沥青混凝土路面特有的一种破坏形式，通常发生在沿线地形复杂，路线纵坡大，长陡坡路段多，受重载、超载及低速行车等诸多不利因素影响，车辙病害大量出现，特别在纵坡较大的上坡路段，当持续高温时

3、，车辙形成和发展快，它是在行车荷载重复作用以及气候（高温）等因素综合作用下产生的一种永久性变形，表现为沿行车轮迹产生的纵向带状凹槽，严重时车辙的两侧会有突起形变，造成路面使用性能更加恶化。目前可以将车辙分成四种类型：O1由沥青路面以下各结构层的永久变形引起的结构性车辙；02由混合料的侧向流动变形引起的剪切性车辙；03由冬季埋钉轮胎引起的磨损性车辙；04还有一种在国外很少发生却在我国常见的车辙形式即由于公路施工时没有充分压实致使通车后第一个高温季节混合料继续压密而形成。本试验项目在所选试验路段利用3m直尺进行测定现有路面结构层出现的车辙深度情况，发现

4、现有的路面结构层表面出现较严重的车辙，测定的几个点位处车辙深度全部都超过了1.5cm,大部分出现车辙路段的车辙深度已经达到3〜4cm,严重的路段已经达到4〜6cm,车辙病害十分严重，严重影响行车安全。调查发现主要是近几年试验路段所在地区的高温天气较多持续时间较长，并且原有的路面类型选择时对该方面考虑较少，以及相邻的几条高速公路相继贯通导致该路上的交通量飞速增加特别是重载车辆和超载车辆的运营与渠化交通等方面的原因造成目前的状况。图1和图2是两处车辙的实测照片。图1K73+465处路面严重车辙和泛油图2K102+250处路面车辙2沥青路面水破坏所谓沥青

5、路面水破坏，是指沥青路面在有孔隙水的工作条件下，由于交通动荷载和温湿胀缩的反复作用，进入路面孔隙的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的循环作用，致使水分逐渐侵入沥青与集料的界面，造成沥青膜从集料表面剥落、沥青混合料内部逐渐丧失粘结力、路面结构使用性能下降，并伴随麻面、松散、掉粒、坑洞或唧浆、网裂、辙槽等病害发生，同时诱发其他路面病害的损坏现象。水是危害路面水损害破坏的主要自然因素，现在的问题是沥青面层本身是透水的，即使是很致密的级配，也难免会由于沥青混合料摊铺时的离析而局部透水。因此，在雨季水进入沥青面层内部是不可避免的。结合当地实测数据及调查资料，

6、可以归结出试验路段水破坏的过程如下：在开始阶段水分侵入沥青与集料的界面，以水膜或水气的形式存在，影响沥青与集料的粘附性。在反复载荷的作用下，沥青膜与集料开始剥离。当集料与沥青膜剥离后，沥青混合料不再是一个整体，集料在载荷作用下，滞留在面层下部的水使矿料（特别是粗粒碎石）表面裹覆的沥青膜逐渐剥落，使沥青混凝土的强度逐渐损失，直至完全松散。此时剥离的沥青开始向中上面层进行迁移，导致上面层内沥青大量富集成团路面出现泛油。同时在行车轮迹下不但产生压缩形变，更严重的时候是产生剪切形变，并将沥青混凝土向两侧（特别是向路外侧）挤出，使轮迹带下陷，同时使其两侧鼓起

7、，形成严重的车辙和拥包。这种辙槽主要发生在行车道上，通常是外侧轮迹比内侧轮迹带严重。3钻心取样试件抽提筛分结果本试验项目调查过程中，对路面出现车辙处利用钻机进行现场钻芯取样，并对芯样进行抽提和筛分，以对现有路面的结构层厚度、结构层材料的用量、结构层材料的类型、路面结构出现车辙的部位等情况进行分析。以3#（K80+495）芯样（试样照片见图3）为例，对抽提和筛分结果进行分析。本芯样曾用改性沥青对上面层进行过车辙处理。我们首先对选取的芯样进行加热，温度控制在8（TC左右，时间为1〜2小时，然后对加热软化后的芯样上中下面层进行分离，分别对上中下面层进行试

8、验。图3抽提筛分试样照片依据JTJ052-2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T0723-1993沥青混合料中沥