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沥青路面车辙形成原因和预防措施

杨文龙
  
建筑仓库媒体号
2023年18期
江苏泰康工程咨询监理有限公司 江苏盐城 224000

摘要:随着我国城市化的迅速发展,交通量随之获得了显著增加,由于长期的重载和超载,车辆的比例不断攀升,车辙是目前对沥青道路造成损害的最主要原因,主要会对沥青路面造成早期破坏和路面使用性能下降。本篇文章针对沥青路面造成车辙病害的原因进行深入分析,仔细分析造成车辙病害的影响后果,找到能够预防车辙出现的技术,考虑到不同的防治措施所用的原理不同,所以本文只是为科学的防治沥青路面车辙状况提供一定的参考,

关键词:沥青路面;车辙;形成原因;预防措施

一、沥青路面车辙类型

(一)失稳性车辙

沥青混合料高温状态下稳定性不足,就会导致出现失稳性车辙,因为沥青混合料和沥青都是感温材料,流通性能比较好,在高温的条件下或者如果交通荷载的作用下就会导致沥青的粘度下滑,结构材料出现横向移动,由此出现位移,而后导致车辙形成,也就是说因为混合料的高温稳定性太低,容易产生流动性的变化,最终形成车辙。

(二)压密性车辙

路面在进行设计时一般都会有设计空隙率,所以会在路面建设时导致压实度小于百分百,从而影响整体结构的刚性,在投入使用后,由于车辆荷载会导致路面产生压紧紧密作用,从而发生永久性变形,长此累积下就会形成压密性车辙。

(三)磨耗性车辙

在沥青路面投入使用后,表层材料会由于自然的车轮摩擦和环境原因出现损耗,特别是沥青结合料明显下降,或者由于吸附性太低所产生的车辙,除此之外,还有一种原因是由于寒冷地区沥青路面会发硬变脆,从而导致沥青混合料松散。由于部分的寒冷地区地面过于光滑,所以为了能够让轮胎的抗滑能力提升,就会在轮胎上安装防滑链条或者防滑钉,在行驶的过程中,该类车辆会由于路面的相对摩擦产生变形,从而导致磨耗性车辙。

二、沥青路面车辙形成的原因

(一)超载与纵坡

在投入使用后,路面上经常会出现车辆超载的情况,就会导致沥青路面的正常使用情况被破坏。特别是一些比较长的上坡和下坡的路段中,由于行车的速度比较慢,沥青路面所承受的压力时间会随之增长。纵坡增长会影响到汽车的核载情况,导致沥青层内部剪力增大。行车的过程中如果遇到较差的情况,导致汽车的上坡速度比较慢,会影响到沥青路面的作用力,从而导致内部温度急速上升,发生沥青变形的现象,更容易出现车辙。

(二)沥青混合料

沥青混合料是高速公路施工过程中最经常采用的材料,由于沥青混合料的材料配比不达标,从而出现的高速公路车辙现象也数不胜数。施工时选取的矿料质量也会影响到沥青混合料的强度,所以要选择性的加入矿料颗粒,才能让材料的抗剪稳定性得以提升,除此之外,沥青混合料外部出现变形,还有可能和路面的孔隙率过低有联系,更容易出现车辙。

(三)路面结构与温度

基层的强度不达标会影响到车辙形成的速度,所以要适当的增加基层的厚度,才可以有效的抵抗外部的损伤。出现车辙病害的另一个主要原因就是因为温度的变化,由于路面长期暴露在自然环境之下,会随着温度的升高或者降低产生影响,随着温度的升高,沥青混凝土的抗车辙能力随之下降,并且温度的变化也会影响到沥青的粘度,从而影响抵抗蠕变能力,在高温的加持之下,受到外界的压力,很有可能让沥青发生永久剪性变性,影响沥青材料横向流动的效果,导致出现了车辙。夏天的温度普遍较高,在超强的光照和温度的影响之下,沥青路面长时间的吸收热量,内部温度急剧上升,这时在有车辆行驶,在压力的作用下,很容易出现车辙。

(四)施工因素

开展施工时,由于沥青混凝土的混合料配比不达标,对后续的道路质量影响有较为明显的效果,除此之外就是温度,如果施工的过程技术使用不够到位,施工人员不能明确自身的责任,无法承担自身应承担的义务,及时做好防范措施,导致施工质量下滑,更容易出现车辙的状况。特别是在施工的过程中,压实的步骤没有严格按照要求进行,不能达到设计的标准,在季节温度的变化之下,车辆来回的碾压会导致路面车辙的形成。

三、产生车辙的主要因素

(一)基层强度和刚度不足

基层是最重要的承重层,需要保障基层的强度和硬度,才能够承担起车辆来回碾压的荷载力,防止出现裂缝,一旦沥青路面出现裂缝,在反复的碾压后就会更容易出现车辙。目前我国最常使用的为半刚性基层的沥青混凝土路面,除此之外,还有效地结合无机结合料,将原本的稳定图变为无机结合料稳定料,这种新加入的材料具有较强的刚度和硬度,可以有效预防车辙的产生。

(二)沥青混合料性质差

1.沥青性质

沥青质量是对后续的沥青混凝土质量产生影响最高的一个原因。如果沥青的质量较差,并且容易产生高温软化的现象,就会导致车辙容易产生,形成对于沥青混凝土路面的破坏。如今我国的交通,石油沥青的质量普遍处于较为低下的水平,所以在建设高速公路时,一般都要从国外进口,但是进口沥青也不能保证完全的符合质量标准。

2.碎石最大粒径、表面粗糙度、颗粒形状

高温稳定性和孔隙率的指标是对沥青混合料影响最为重要的,能够保障沥青混合料的稳定性和强度,要让混合料内部的摩擦力达到一定的标准,可以有效的抵抗外界温度的变化,防止产生变形的状况,在固定的使用时间之内提升材料的孔隙度。尽量的可以选择较为粗糙、形状接近立方体的框料可以有效的让沥青混合料的摩擦阻力上升,防止出现变形状况。较大集料也能够增加沥青混凝土的抗滑能力。

3.矿粉、砂的用量及矿料级配

矿粉的选择会影响到最终的混凝土性质,所以矿损的选择要格外慎重,适当的选择矿粉,起到对沥青的润滑和减少沥青膜厚度的作用,尤其是选择0.075mm的筛孔最佳,能够防止剥落,增加沥青胶砂的强度,让混凝土的性质更佳。添加矿粉也能让混合料的表面积和构造深度都得到改善,减少摩擦力较小的缺点。

4.沥青含量

沥青的含量对沥青混凝土的多种特质都有影响。添加的沥青数量较多,就会导致沥青的高温稳定性达不到标准,更容易形成车辙,反之如果沥青含量比较低,会出现早期裂纹增生和松散程度大的情况。

5.沥青混合料的施工密实度

如果沥青混合料的施工密度增长、孔隙变小,沥青地面的稳定度和抗压度也会随之增大,相对使用寿命就越久,在行车时就不容易产生压密形变。一般要求高速公路的沥青面层压实度在98%左右,可以有效的减缓压密形变,让抗车辙能力得到提升。

四、沥青路面车辙的预防措施

(一)施工与材料

1.材料控制

沥青尽量要选用质量较高、粘度较高的重交沥青,在可允许的范围内可以使用改性沥青,充分的利用改性沥青可以有效的提升路面的高温性能效果。集料选择时要注意材料的坚硬、干净和粗糙,尽量选择外形近似立方体的粗细集料,有效的控制集料的破碎面、控制细集料的棱角性,大面积的推广机制砂,严格控制粗集料的针片状,所加入的天然砂用量要在10%以内。

2.材料施工

在不同的层次下,共同作用最终会形成沥青路面的车辙病害,面层结构问题的优化可以有效地让路面的抗车辙能力得到提升。施工控制在混合料配比设计时要严格根据预期的配合比和生产配合比以及配合比验证等众多阶段进行设计,才能保障配合比的正确恰当,矿料级配根据S型曲线让集料的嵌挤能力得到提升。施工时把握好混合料的拌合温度、出场温度、到场温度、初压温度和终压温度。考虑到拌合料的空隙率和路面的耐久性相关,所以要尽量的保障空隙率的减小,处在一个临界值,使用时距离这个值越多,则能够提升的抗车辙能力越明显,对于一般的混合料来说,空隙率为4%,应该是最接近临界,所以在该值的基础之上,考虑到矿料空隙率和沥青所占的空隙率以及剩余的空隙率该如何分配。除此之外,不同的面层的回弹模量值尽量处于相同的大小。最后一步在确定基层不会开裂的情况之下,尽量的让面层的厚度降低,面层的厚度低,再加上较强的基层,这种结构才更有效的提升抗车辙能力。

(二)路面设计

设计时要考虑到该地区的规划条件,按照地区气候的不同,选择恰当的沥青标号,对于部分地区长期处于高温状况下,尽量采取粘度较高、质量较高的重交通道路沥青,可以恰当的添加沥青改性剂。在沥青中增加抗剥落剂,可以有效的提高沥青和矿料的凝聚力,而且在让矿料增强的同时,也能够让沥青的粘附性能提升,两者相搭配,有效的保障抗车辙能力。最好使用较粗的C型密集配沥青混合量,和SMA沥青混合料。根据不同的结构特点,详细的设计路面的整体结构形式。

(三)重视后期维护管理

在后期进行沥青路面维修时也是能够提升质量的关键。运营期间要及时对沥青路面进行养护,排除积雪,防止出现路面车辙进一步恶化的情况,如果运行模式比较困难,也可以恰当的分区段和车型进行交通管控,依法根治路面破坏问题。

(四)车辙处理

如果只是有轻微磨损的车辙和磨耗性车辙可以先清扫,再喷洒粘层油,利用细沥青混合料填充紧实。

结束语

随着我国城市化的运行,交通运输行业获得了前所未有的发展,重在交通势必会变得越来越多,在强压之下,沥青路面更有可能出现问题。所以在工程开展时需要选取恰当的混合料结构,及时进行后期养护。

参考文献:

[1]王利伟.沥青路面车辙的形成原因及防治措施[J].交通世界,2020(17):80-81.

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