高速公路沥青混凝土路面车辙成因研究

《高速公路沥青混凝土路面车辙成因研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、高速公路沥青混凝土路面车辙成因研究　　摘要：车辙是沥青路面常见病害，除了超载等外在因素影响以外，沥青路面本身的设计是导致其出现车辙的主要原因。公路建设者出于成本考虑，往往选择成本较低、承载能力较差的水稳路面基层和普通类型的沥青混合料路面。选择性能较差的沥青路面和路面基层不可避免地导致了车辙等病害。本文对高速公路沥青路面出现的车辙现象进行分析，并针对性的提出了处治措施及建议。关键词：高速公路；沥青路面；车辙；成因；措施中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：车辙病害是沥青路面常见的病害之一，它是在重复的渠化行车荷载、高温以及路面本身缺陷等诸多因素综合

2、作用下形成的路面永久变形，这种变形表现为路面产生带状凹坑。沥青路面车辙会导致行车颠簸和路面服务性能下降。随着车辆轴重的增加、交通量的猛增和越来越多的超载现象，沥青路面的车辙现象越来越严重。高速公路沥青路面车辙深度轻者在10mm以下，重者甚至达到40mm以上，严重影响了高速公路的服务性能。如何解决好高速公路的车辙病害也成为专家和学者关注的焦点。一、高速公路沥青混凝土路面车辙的形成机理1、沥青混合料的后续压实7沥青混合料在被碾压成型前是由骨料、细砂、沥青和空气组成的松散混合物，高温下处于半流动状态，由沥青与矿粉组成的胶浆被挤进矿料间隙中，同时骨料被强力排挤成具有一定

3、骨架的结构。碾压完毕交付使用后，沥青路面初级阶段，在汽车荷载作用下进一步压实，形成微量的永久变形，渠化交通后形成初始轮迹。施工技术规范规定，高速公路、一级公路压实度要达到实验室标准密度的96%。沥青路面厚度15cm，在行车作用下压实度达到100％，经计算形成0.6cm的轮迹。2、沥青混合料的流动变形在高温及车辆荷载作用下，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首先产生流动，从而引发沥青混合料的流动变形。3、沥青混合料的结构性失稳变形处于半固态的沥青混合料，因沥青及胶浆在荷载及高温作用下首先流动，混合料中粗细骨料组成的骨架逐渐成为荷载主要承担者。随着温

4、度的升高或荷载的增大及荷载的重复作用，加上沥青的润滑作用，硬度较大的矿料颗粒在荷载作用下会沿矿料间的接触面滑动，促使沥青及胶浆向其轮迹的法线方向流动，导致沥青路面结构失稳，形成车辙。二、高速公路沥青混凝土路面车辙成因分析7大量研究资料表明，在车辆经常制动、启动的位置附近和长陡坡路段的路面受到的剪应力较大，从而引起车辙等破损从面层表面向下发展，沥青路面面层3～8cm深度为容易产生剪切变形的区域。中、下面层对抵抗车辙起着主要作用。引起路面产生严重车辙的原因主要有三个方面。1、原材料（1）沥青高速公路上中下面层全采用70号基质沥青，其抗车辙能力较差。（2）碎石原材料中

5、石灰岩碎石成分不均匀，对沥青路面性能也产生影响，尤其是沥青与碎石颗粒的粘附性会降低，导致沥青膜剥离。2、配合比设计配合比设计是保证沥青混合料达到最佳性能的关键步骤。良好的级配和最佳油石比是一个好的配合比设计不可忽略的因素。3、施工工艺良好的施工工艺是保证沥青路面质量的关键点。中面层和下面层沥青混合料压实度不足，这也是导致车辙病害的主要原因之一。沥青路面施工时，沥青混合料温度偏低或碾压次数不足会导致路面压实度不足，引起车辙和渗水等病害。7三、高速公路沥青混凝土路面车辙预防措施1、设计阶段防治车辙的措施（1）特殊路段特殊设计加载速率对车辙的形成具有显著的影响，车速越

6、慢，对于同一点的荷载作用时间就越长，对于处于粘弹性状态的沥青混合料的蠕变变形，也就越大。长大上下坡路段（因减速或制动)的车辙往往要比平缓路段严重的多。因此，对于重车较多，坡度较陡的路段，沥青混合料要进行特殊设计，采用比正常路段更高抗车辙性能的混合料。（2）加强中面层抗车辙性能研究表明，高温季节时，沥青面层中最高温度位于顶面下9cm左右，最大车辙发生在顶面以下5cm~10cm处。而我国高速公路建设中一般只重视上面的抗车辙性能，只在上面层使用改性沥青，致使中下沥青面层变形成为车辙发生的主要原因。这在许多高速公路路面大修时，沥青面层的横断面中得到证实。因此应加强中面层

7、的抗车辙性能，在中面层也使用第一个标号的沥青或者改性沥青或者添加抗车辙剂等，并对中面层提出动稳定度要求。（3）重视层间结合7沥青路面的结构设计以弹性层状体系理论为基础，结构层之间完全连续是一个整体，只有这样才能符合完全连续的界面条件。如果几层沥青层没有粘结好，在使用过程中进入水分，则沥青层与沥青层之间的界面条件将变成不完全连续，甚至完全不连续，导致沥青路面的受力状态发生质的变化。因此，各沥青层之间必须喷洒粘层油，粘层油宜采用快裂或中裂乳化沥青、改性乳化沥青。工程实际结果证明，使用SBR改性乳化沥青作粘层油后，两层沥青层芯样根本无法破开，证明沥青面层已形成整体。2

8、、生产配合比控制在生产过