沥青路面抗车辙技术在八达岭高速公路的应用.pdf

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1、道路与交通工程器Road&TrafficEngineering沥青路面抗车辙技术在八达岭高速公路的应用刘进东，杨丽英，王宝新，王建国，王垮(北京市政路桥建材集团有限公司，北京100176)摘要：车辙是北京地区沥青路面的主要病害形式。尤其是在大容量重载车作用下，车辙病害尤其严重。针对八达岭高速公路康庄段的车辙病害，通过分析车辙特征，研究了车辙产生的主要原因，从沥青路面结构和材料人手，制定路面车辙处理技术方案。通过对施工环节的控制和管理。保证了沥青路面抗车辙技术的效果。关键词：道路；沥青路面；车辙；养护；结构设计中图分类号：U418．68文献标志码：B文章编号：1009—7767(201

2、0)05—0023-04ApplicationofAnti-RuttingTechnologyofAsphaltPavementintheBadalingFreewayLiujindong，YangLiying，WangBaoxin，WangJianguo，WangCheng目前，车辙是沥青路面特有的一种破坏形式，尤其是在大交通量、高比例重载车作用下，沥青路面的车辙非常严重。在北京．沥青路面的车辙主要是流动性车辙．其典型特征表现为沿行车轨迹产生纵向的带状凹槽．车辙的两侧隆起变形。主要是由于轮迹带处沥青面层材料在行车荷载反复作用下产生了永久变形。车辙导致了路面平整度降低，影响了路面行车

3、安全，同时削弱了面层和路面结构的整体强度，容易诱发路面其他病害。l工程概况八达岭高速公路是北京至张家口1lO国道主干线的一部分．也是北京最繁忙的旅游路线。沿线的旅游风景区星罗棋布。包括八达岭长城、十三陵、居庸关、康西草原等。八达岭高速公路是大西北地区晋、冀、蒙、宁等省区通往北京的一条重要交通干道。又是晋煤外运过境北京的主要通道，重载车辆集中、交通量繁重，是北京地区交通压力最大的一条高速公路。八达岭高速路起点三环路马甸立交。终点于市界，全长70km。其中三期工程(西拨子一康庄共8．1lkm)于2001年9月完工通车。由于进京方向重载、超载车量较多，在八达岭高速公路三期丁程进京段出现大面

4、积的车辙病害，严重影响了行车安全(见图1)。其中某座通道桥上路面沥青面层剥落严重，局部已经露出桥面板钢筋。在车辙严重路段小型轿车已经不能通过，大型车辆仅能勉强通过，大大影响了该路段的通行能力，对行车安全造成了极大的威胁。由于八达岭高速路进京方向重载车辆集中，超载严重，而出京车辆则多是空车回驶，因此，该路的车辙病害具有明显的方向性，进京方向的路面车辙大于出京方向。图1沥青路面车辙2车辙特征与成因分析为了解沥青路面的内部结构并分析车辙的特点，选取了典型车辙断面进行取芯。其中：A芯样取自紧急停车带。B—E芯样取于行车道的不同位置。具体取芯位置如图2所示。图2车辙断面取芯位置图从图3可以看出

5、，在同一断面内，沥青面层的厚度2010iF第5■(9一)第28毫辛荭投东一盯23器道路与交通工程Road&TrafficEngineering有明显变化。相对于在紧急停车带上所取的A芯样，车辙波谷的C、E芯样的厚度明显减少，而波峰处的B、D芯样则显著增加，这说明沥青路面的混合料已经发生了流动变形。在产生车辙的各结构层中，上面层的厚度变化相对较小．结构层厚度的变化主要发生在中、下面层，特别是下面层的最大差值超过了4cm。因此，认为路面结构在荷载和温度的作用下产生了侧向的流动变形，在轮胎两侧产生了两次隆起现象，形成车辙W状的断面，判断此车辙横断面为流动失稳性车辙。图3车辙断面芯样状况网(

6、cm)该路段严重车辙病害产生的原因．可以从内部因素和外部因素人手进行分析。外部因素主要包括：气候条件(如持续的高温)、交通条件(如重载、超载、渠化交通)等。八达岭高速公路康庄段进京方向交通量在近几年迅猛增长，特别是2004—2005年间，从34248辆／d增加到77986辆／d，增长率超过了125％。其中重型车辆和大型货车的增长量尤为突出，2005年重型车辆的比例已经增加到总交通量的44％左右。八达岭高速公路交通流的另一个特点是大型车辆超载严重(见图4)，车辆荷载的作用是产生车辙的直接外因。图4八达岭高速公路康庄段进京方向交通状况内部因素主要包括：路面的结构形式、结构组合、24辛笛数

7、右t．1目-2010No．5(Sep．)V01．28材料的性能与组成等。在高温和车轮碾压反复作用下，荷载产生的剪应力大大超过了沥青混合料的抗剪强度．沥青混合料产生流动变形，变形的不断累计形成了严重的车辙病害。从芯样室内试验分析可以看出八达岭高速路面层材料的高温性能较差，车辙严重处的中面层混合料的级配偏细、细料偏多，严重影响了混合料的高温抗车辙能力，从而降低了路面的抗高温性能，加剧了车辙的产生。3抗车辙沥青路面设计针对八达岭高速公路的特点和车辙特征及其产生原