沥青路面抗车辙技术的研究与应用.pdf

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1、道路与交通工程沥青路面抗车辙技术的研究与应用李智（北京市首都公路发展集团有限公司，北京100073）摘要：结合北京市六环路沥青路面车辙损坏情况，对车辙形成的原因进行了研究分析；提出将原有路面结构中面层由6cmAC-20C改为7cmAC-25C（改性），其他结构材料不变的技术方案，并在六环路大修工程中得以应用，从原材料性能上对车辙加以分析和控制；采用有限元数值理论方法，对半刚性基层沥青路面结构进行了数值模拟研究验证，着重对比分析了2种不同中面层的路面结构在相同车辆荷载的反复作用下最终形成车辙的严重程度，从而得出通过改变沥青路面结构类型可有效控制高速公路沥青路面车辙损害的结论。关键词：沥

2、青路面；车辙；路面结构；有限元中图分类号：U416.217文献标志码：B文章编号：1009-7767（2015）02-0050-05ResearchandApplicationofAnti-ruttingTechnologyofAsphaltPavementLiZhi车辙是我国沥青路面最主要的破坏类型之一。车K104+000路段均出现不同程度的车辙，车辙深度为辙不仅直接影响了路面的平整度和使用性能，还威胁2～4cm，平整度指标不满足验评标准要求，现场芯样[1]着交通安全，尤其是高速行车时车辆的稳定性。从工反映出中面层、底基层大集料基本破碎。首发集团于程角度说，车辙维修难度较大，其破坏

3、不仅发生在表2011年底对此立项，2012年对该路段实施路面大修，[2]面，而且会深入到中下面层。目前，北京市首都公路2013年进行跟踪检测。发展集团有限公司（简称“首发集团”）负责管理的高速1.2取样分析公路里程约880km。由于交通量增长迅速，重车比例不选取六环路外环的芯样进行研究，分析芯样性能断提高，并且车辆超载现象严重，再加上近年来北京市指标与实际路面车辙深度的关系，并对沥青路面抗车夏季高温期延长以及渠化交通等方面的因素，高速公辙性能的影响因素进行研究。沥青路面各结构层的变路沥青路面出现了大量的早期破坏现象。其中，车辙现形量是指相对原铺筑厚度或设计厚度的改变量，变形象尤为普遍

4、，也最为严重。量的大小可以反映出车辙在各结构层的分布情况。根据近年来，随着计算机技术的发展以及沥青路面材调查数据可知，沥青路面各结构层的原设计厚度为：表面料研究的深入，采用有限元计算方法建立沥青路面结层为50mm厚SMA-16沥青混凝土；中面层为60mm构模型，利用计算机模拟计算沥青路面结构力学响应厚AC-20C沥青混凝土；底面层为70mm厚AC-25C的技术逐步发展成熟。因此，笔者首先对北京市六环路沥青混凝土。车辙的成因进行研究分析，然后针对出现车辙比较严选取六环路K90+450左侧、中间及右侧上坡段3个重的地段展开调研，并结合实际情况，对沥青路面结断面和K90+712左侧、中间及

5、右侧3个断面的6个芯构进行车辙计算分析，最后提出技术改进措施并应用样，并对其变形情况进行了分析，见表1。到实际路段。观察所取得的沥青混凝土芯样试件，可以看出：试1车辙成因分析件3～10cm之间粗集料破碎非常明显；中面层和底面1.1工程概况层出现了一些较大孔隙；中面层部分地方出现了一定北京市六环路于2005年开通，由于超重车辆的的离析现象。从表1可以看出，上、中、下面层均有不同快速增加，自2006年9月开始，六环路K82+000—程度的变形，总体来说，车辙主要发生在中面层和表道路与交通工程表1芯样各层厚度及变形情况取芯位置表面层厚度/mm表面层变形率/%中面层厚度/mm中面层变形率/%

6、底面层厚度/mm底面层变形率/%K90+450左侧343242306310K90+450中间40205312666K90+450右侧36284525649K90+712左侧38244328657K90+712中间4216558674K90+712右侧39224328666[1-2]面层，中面层产生的变形最大。分析认为，中面层在行等；外部条件包括交通条件、气候条件、施工条件等。车荷载的作用下所承受的剪应力最大，同时在高温季1.3.3车辙的形成过程节中面层的温度较高，容易产生车辙。车辙的形成过程可简单地分为以下3个阶段，见1.3车辙形成原因图2。国内外学者的大量研究资料表明，车辙是沥青路

7、面在车辆荷载反复作用下产生的竖向累积永久变形，通常表现为沿轮迹带方向的纵向压缩，同时两侧伴有隆起。因此，沥青混合料的变形特性是导致沥青路面产生车辙的直接原因。1.3.1沥青混合料变形特征沥青混合料是一种典型的黏弹性材料，与常见的图2车辙形成过程弹性材料相比，沥青混合料在荷载作用下的变形更加复杂（见图1）。车辙主要是在交通荷载作用下由沥青混合料的压密变形和剪切变形引起的。其中压密变形主要是由行车荷载的进一步压实作用引起，通常伴随着体积的变化，有些情况下石料被