低等级公路车辙分析及防治办法__墨水学术,论文发表,发表论文,职

所属栏目：推荐论文发布时间：2011-02-25浏览量:162

副标题#e#摘要:随着国民经济的高速发展，道路交通量、车辆荷载的日益增大以及平均行车速度的提高,使公路路面面临严峻的考验，公路沥青路面的车辙损坏非常严重,严重影响了道路的使用寿命。本文重点分析了低等级公路沥青路面沥青混合料高温稳定性,车辙的形成机理,并从实际出发,提出抗车辙的预防措施。
　　关键词沥青混凝土路面车辙危害成因分析控制措施
　　随着国民经济的高速发展，低等级公路建设的大量修筑及交通管理的改善，渠化交通的出现，一般性公路沥青混凝土路面车辙也日益显现，越来越受到道路工作者的重视。车辙是路面结构各层永久变形的累积。沥青混凝土路面的永久变形是直接影响路面平整度、路面使用性能、行车安全和舒适的重要因素。它与疲劳裂缝一样，是沥青混凝土路面的主要损坏现象之一。本文以从路面结构及组成、交通条件、环境因素等方面，分析其对路面车辙的影响，以期在公路设计、施工、养护中为有效控制车辙的产生和发展提供参考。
　　1.低等级公路路面结构类型
　　1.1在宁夏普通公路国省道干线公路路面面层以上面层+下面层居多，须兼顾稳定性和耐久性。其稳定性可以通过粗集料间骨料的相互接触以及高温稳定性好的胶结料来获得。为了获得较大的内摩阻力,形成坚实的骨架必须采用经破碎的集料。
　　1.2沥青混合料表面层对表面层的材料要求一般更多的是取决于当地的环境、经验和经济条件。为了保证混合料的耐久性,要尽量降低混合料的现场空隙率,一般控制在6%以下。此时须对混合料进行性能试验,车辙试验。
　　1.3沥青混合料下面层沥青混合料下面层用来抵抗交通荷载作用下路面结构的弯曲疲劳。大量研究指出:高沥青含量有助于防止沥青混合料的疲劳裂缝。保证沥青路面疲劳寿命的另一途径是路面结构有足够的厚度,以降低下面层拉应变水平。下面层的沥青含量应考虑现场压实度为最大密度的96%—98%,沥青性能应兼顾上面层的高温特性和中面层的低温特性。
　　2车辙类型
　　2.1结构性车辙
　　由于荷载的作用，发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久变形。这种车辙宽度较大，两侧没有隆起现象，横断面成凹字形。
　　2.2流动性车辙
　　在高温条件下，车轮碾压反复作用，荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限，使流动变形不断积累形成车辙。这种车辙一方面车轮作用部位下凹，另一方面车轮作用甚少的车道两侧反而向上隆起，在弯道处还明显向外推挤，车道线或停车线因此可能成为变形的曲线。
　　2.3磨损性车辙
　　由于车辆不断地磨损路面．特别是大量重型超载车辆渠化行驶在主车道上，磨损路面也会形成车辙。
　　2.4压实不足引起的车辙
　　这属于非正常情况车辙，是由于施工控制不严引起的。由于沥青面层本身压实不足．致使通车后的第一个高温季节混合料继续压密，在交通车辆的反复碾压作用下，空隙率不断减小，达到极限残余空隙率才趋于稳定。它不仅产生压实变形，而且平整度迅速下降，形成明显的车辙。这种由于施工不良造成的非正常性车辙在我国是非常突出的。
　　3．车辙产生的因素
　　车辙的产生受内因和外因的综合影响．内因包括沥青混合料和路面结构设计，外因包括施工、交通、气候条件。
　　3.1沥青混合料
　　提高沥青混合料的抗车辙能力是防治车辙最有效的途径，下面从沥青、集料、矿粉、级配四方面阐述。
　　①沥青：车辙与沥青的粘度直接相关，提高沥青高温粘度是防治车辙的有效措施，所以施工时应选用低针入度、高软化点、低含蜡量的高粘度沥青。
　　②集料：在集料中掺加破碎砾石对抵抗车辙是不利的，因其缺乏棱角而易变形，酸性骨料容易降低混合料的水稳定性和高温稳定性。所以施工时应选用表面粗糙、嵌挤作用好、与沥青粘结性能强的集料．
　　③矿粉：为提高混合料的高温稳定性，必须使矿#p#副标题#e#粉有足够的数量，以减少游离沥青。
　　④级配；空隙率对车辙的影响非常大，增大集料粒径对提高车辙能力有一定效果．当然空隙率也不能太小，4％的空隙率为最小空隙率的临界。
　　3.2路面结构层厚度
　　沥青混合料的厚度是影响车辙的重要因素．一般来说路面厚度既要有足够的承载能力，又应有较好的抗车辙能力，在超过某一厚度后，沥青面层越厚，车辙越严重。
　　3.3交通条件
　　大量重型超载车辆在行车道上行驶．速度慢且渠化现象严重，由于其单轴载荷加大，甚至翻倍，从而使车辙更容易产生。
　　3.4气候条件
　　由于沥青混合料是粘弹塑性材料，沥青路面是黑色路面，吸收热量能力强，所以在气温较高时。路面在行车载荷反复作用下极易产生车辙。
　　3.5施工因素
　　在施工过程中要加强碾压，切忌片面追求平整度而放松压实。保证压实度，把空隙率控制在规范要求范围内，是避免压实度不足引起的车辙的有效途径。
　　4．对公路的损害
　　(1)车辙直接危害路面的质量,降低了路面的使用寿命,缩短维修周期。车辙内的积水下渗,对路面基层、路基均有不同程度的损害,是路面坑槽的诱因之一。经常被积水浸泡的沥青路面,也会加剧沥青的老化速度,引起沥青的剥落、移动、网裂和龟裂现象。有车辙的部位,产生的其它路面病害较多。
　　(2)正常行驶的车辆车道基本固定,方向转动很少,车轮一直在凹槽内沿着车辙行驶,感觉不到车辙的颠簸和危害,给驾驶员造成安全、平稳的错觉,警惕性放松,意识麻痹,以致于让汽车保持高速行驶的状态,即便在弯道上也不采取减速措施。
　　(3)弯道上行驶的车辆,横向同时受到离心力、车轮与路面横向摩擦力等力的共同作用,只要横向摩擦力与其他力之和保持平衡,车辆就会处于平稳的行驶状态。目前高速公路超高横坡度的设计值最大一般为4%,产生的向心力与横向摩擦力之和完全能克服设计最大车速时产生的离心力,使车辆不会因离心力而向弯道外侧滑动。当车辆行驶在车辙为深3cm的超高弯道上,车轮又正好碾压在车辙左侧的陡坡上,此时,车辙的10%～20%的横坡度与路面4%的超高横坡度方向正好相反,车轮底部即出现了6%～16%的反向横坡,车辆自重产生的横向水平分力指向弯道外侧,与离心力方向相同,此刻若两者的合力大于车轮与路面的横向摩擦力时,车辆则会向弯道外侧滑移,车速越高离心力越大,车轮越窄摩擦力越小,车辆事故越多。雨雪天及路面过于光滑时摩擦系数降低,发生事故的频率较多。当车轮碾压在车辙右侧的陡坡上时,出现事故的频率相对减少,但车中的乘员向左侧倾斜度加大,明显感觉不舒适。
　　5预防措施
　　解决沥青路面的车辙问题,必须使沥青混合料的粗集料形成骨架结构;避免水损害,必须使沥青与矿粉的胶体以及细集料紧密填充于骨架空隙内,形成既稳定又不透水的沥青混合料体系。
　　（1）首先应从设计入手,对沥青混合料的级配进行优化设计,吸收已成功的经验级配,进行全面的试验研究,并注意随时调整生产配合比；为提高沥青路面整体抗车辙性能,中下面层应设计为骨架密实结构;细集料尽量采用机制砂,或经过除尘且砂当量合格的石屑,不宜采用天然砂，设计指标应适当提高空隙率(4%—6%)。
　　（2）施工过程中应注意合理选择沥青混合料的级配、改善沥青结合料的使用品质、使用优质石料、严格控制施工质量。
　　①加强混合料现场碾压与质量控制,保证沥青路面压实度设备的合理配置。
　　②沥青针入度和粘度的控制:沥青的针入度越大,沥青混合料的粘结力越小,于是混合料的强度就越低,从而抗辙槽能力就越低;沥青的粘度越高混合料的强度就越高,于是抗辙槽的能力就越大,因此,要选择针入度较小的沥青。
　　③沥青和碎石粘结力的控制:沥青和碎石的粘结力越大,沥青混合料的粘结力就越大。碱性石料与沥青的粘结性较中性和酸性石料好,因此要选#p#副标题#e#择碱性石料。
　　④控制沥青用量:混合料中沥青的用量不宜过多。自由沥青相当于润滑油,它不但会大幅度地降低矿料的内摩擦力,而且会显著降低其粘结力,从而导致沥青混凝土强度的降低。
　　⑤控制集料的级配和密实度
　　适当增大集料的粒径,可以提高抗车辙能力。沥青混合料的密实度决定着其空隙率(VV)的大小,密实度越大,空隙率越小,混合料的抗辙槽能力就越强,但VV也不能太小,superpave认为,当VV<4%时,路面的抗车辙能力明显下降。
　　(3)限制超载车辆
　　超载车辆对公路的破坏程度十分严重,有的甚至是毁灭性的。目前,高速公路管理部门采取的加倍征收超载部分费用的措施,固然能减少超载的数量,但超收的费用要远远小于因超载车辆对公路的损害而引起的维修等费用。加上逃费车辆设法通过一般性公路，加剧了公路的车辙形成，使普通公路的寿命受到了严重影响，因此应从源头入手禁止超载、打击超载是减少车辙路面病害的根本措施。
　　
　　参考文献
　　[1]孙继友,张金彦。浅析沥青路面车辙的影响因素[J]。黑龙江交通科技,2004,130(12):24-25.
　　[2]朱洪洲,黄晓明.沥青混合料高温稳定性影响因素分析[J]。公路交通科技,2004,21(4):1-4.