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【摘要】形成车辙的原因很多,分为内因和外因影响,内因是指沥青混凝土路面结构设计和沥青混凝土本身,外因是指气候、交通量、交通组成、施工等外界因素。
【关键词】高速公路;沥青路面;车辙
在对车辙路段进行铣刨、重铺过程中,我们如何能提高新铺沥青路面的抗车辙能力,从而达到节约资金,使之发挥最大的社会经济效益,就成了亟待解决的问题。
1. 形成车辙的原因分析
渠化交通是高等级公路沥青路面形式车辙损坏的主要原因。它在一般等级的公路上很少见到,其原因就是汽车的混合行驶使轮迹分布在很宽的范围内,从根本上减少了车辙的发生。车辙一般是在温度较高的季节,沥青面层在车辆的反复碾压下产生永久变形和塑性流动而逐渐形成的。它通常是在伴随沥青面层压缩沉陷的同时,出现侧向隆起,二者组合起来构成的。对于半刚性基层沥青路面,由于半刚性基层具有较大的刚度,所以路面的永久变形主要发生在沥青面层中。因此,为了延缓车辙的形成,主要应从提高沥青面层材料的高温稳定性来着手考虑。此外,车辙的严重程度与沥青面层的结构组成和配合比有极大关系。
车辙的产生受内因和外因的综合影响,内因是指沥青混凝土路面结构设计和沥青混凝土本身,外因是指气候、交通量、交通组成、施工等外界因素。
1.1形成车辙的内因分析。
沥青混凝土的强度和抗车辙能力取决于混合料中各种材料的性能及其它们的组成级配,影响它的主要因素有很多,如有:
(1)矿料的质量,通常要求选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石集料。同时颗粒形状接近立方体,扁平长条颗粒的含量不能超过规范要求。
(2)沥青的材料特性,沥青的针入度和粘度是两个不同的指标。沥青的针入度越大,混合料的粘结力越小,沥青混合料的强度或抗辙槽能力就越差。沥青的粘度越高,混合料的强度或抗辙槽能力就越大。沥青的感温性是指沥青粘度随温度变化而变化的程度,温度变化时,如沥青的粘度产生大的变化,沥青的感温性就大,反之沥青的感温性就小。沥青的感温性越大,高温时沥青混合料的粘结力越弱,抗辙槽能力也越小。
(3)混合料的级配和密实度,增大集料粒径对提高其抗车辙能力有一定的效果,沥青混合料的密实度决定着混合料中的空隙率的大小,密实度越大,空隙率越小,混合料的抗车辙槽能力越强。
(4)沥青用量,沥青是各种尺寸矿料混合料的粘结剂,它将各种尺寸的矿料混合料结在一起,经过压实后形成强度高的沥青混合料。实际情况并不是沥青用量多,包覆矿料的沥青膜厚,沥青混合料的粘结力就大。因此,沥青用量过多不但会显著降低沥青混凝土的内摩擦力,还会显著降低其粘结力,其结果是大幅度降低沥青混凝土的抗辙槽能力。
(5)沥青与碎石的粘结力,沥青与碎石的粘结力越大,沥青混合料的粘结力也越大。同一种沥青与不同岩石碎石的粘结力有显著的差别。碱性石料与沥青的粘结性好,中性石料与沥青的粘结性中等,酸性石料与沥青的粘结性差。实践证明,在沥青混合料中添加抗剥落剂,不但能够增加石料与沥青的粘结力,还可以显著提高沥青混合料的抗辙槽能力,其抗辙槽能力甚至大于沥青与碎石粘结力已达5级但不加剥落剂的沥青混合料。
(6)填料种类和比例,对于传统的连续级配沥青混凝土,矿粉与沥青之间比常为0.6~1.2。对于粗集料级配沥青混凝土,矿粉与沥青之比可高达1.6以上。
1.2形成车辙的外因分析。
(1)交通量大、超载车辆多、气温高以及施工控制不严是形成车辙的主要外因。
(2)货车超载是目前引起车辙的主要原因之一。货运汽车的轴载已远远超过汽车和公路的设计值,故大大减少了道路使用寿命。高速公路交通量非常大,而且大、中型车辆占车车辆总数的60%以上,大、中型车的严重超载,是导致早期出现车辙的主要原因之一。
(3)天气温度是导致沥青混凝土弹性模量降低的主要因素。沥青混凝土的刚度随温度的升高而急剧下降,从而随温度增加,沥青混凝土的结构强度急剧下降。
(4)施工质量控制是影响沥青成型后质量的关键。施工过程中影响质量的因素较多。如施工设备的种类、车况、施工程序的规范化、驾操人员的操作水平等都会影响到最终到沥青路面的质量。
2. 如何预防沥青路面的车辙
高速公路车辙病害处理是养护人员遇到的最大技术难题,也是高速公路界的普遍难题,如何处理好高速公路沥青路面的车辙。在养护施工过程中主要抓好以下几点:
(1)施工机械设备的压力要够,这是保证其有合理的压实度。如施工机械设备陈旧、不配套,会使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。
(2)成型的沥青混合料温度要控制好,不要偏低,也是保证压实度,沥青混合料加热温度过高,沥青和矿料拌和时,沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化,使路面强度不足,产生松散、坑槽等病害。碾压温度过高,造成温度过高的原因有两种情况:一是沥青混合料出厂温度超过规范规定的上限值;二是沥青混合料出厂温度虽然在规定的范围内,但接近高限,如果运距较短,摊铺碾压又很及时,就会使碾压温度超过规范高限。如果碾压温度过高,混合料就压不实,就会出现推移,发生微裂。
(3)原材料沥青要选择好的沥青,软化点高的,如果原材料质量检验不严,对沥青混合料的配合比控制不够,特别是矿粉和沥青用量不准,会使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。碎石的级配要好,一般认为粗型的骨架型的,材料进场要做好原材料抽样试验检测,因为试验与工程施工是分不开的,要用试验数据来控制整个施工过程。在施工过程中要做好验证试验检测。检测质量是否合格,通过试验分析其不合格原因。路面出现车辙光分析压实度是不够?要从原材料分析其原因,如矿料的质量、沥青的材料的选择、沥青用量、沥青与碎石的粘结力、填料种类和比例等。还有摊铺温度的控制。有必要的话还要查查施工原始记录,看施工天气情况,如果雨天施工,那它就是引起松散的主要原因。
(4)应加强沥青路面施工技术培训,特别是对路面病害较复杂的更应该有科学的方案和严谨的施工控制,使病害得到有效控制并逐步提高路面整体质量。
高速公路沥青路面的抗车辙破坏,不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关,而且与路面形成后的使用、养护和管理联系紧密。因此,要消灭沥青路面车辙这一质量通病,延长沥青路面的使用周期,提高投资效益,需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责,分头把关,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能,相信这一顽疾一定会得到根治。
【关键词】高速公路;沥青路面;车辙
在对车辙路段进行铣刨、重铺过程中,我们如何能提高新铺沥青路面的抗车辙能力,从而达到节约资金,使之发挥最大的社会经济效益,就成了亟待解决的问题。
1. 形成车辙的原因分析
渠化交通是高等级公路沥青路面形式车辙损坏的主要原因。它在一般等级的公路上很少见到,其原因就是汽车的混合行驶使轮迹分布在很宽的范围内,从根本上减少了车辙的发生。车辙一般是在温度较高的季节,沥青面层在车辆的反复碾压下产生永久变形和塑性流动而逐渐形成的。它通常是在伴随沥青面层压缩沉陷的同时,出现侧向隆起,二者组合起来构成的。对于半刚性基层沥青路面,由于半刚性基层具有较大的刚度,所以路面的永久变形主要发生在沥青面层中。因此,为了延缓车辙的形成,主要应从提高沥青面层材料的高温稳定性来着手考虑。此外,车辙的严重程度与沥青面层的结构组成和配合比有极大关系。
车辙的产生受内因和外因的综合影响,内因是指沥青混凝土路面结构设计和沥青混凝土本身,外因是指气候、交通量、交通组成、施工等外界因素。
1.1形成车辙的内因分析。
沥青混凝土的强度和抗车辙能力取决于混合料中各种材料的性能及其它们的组成级配,影响它的主要因素有很多,如有:
(1)矿料的质量,通常要求选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石集料。同时颗粒形状接近立方体,扁平长条颗粒的含量不能超过规范要求。
(2)沥青的材料特性,沥青的针入度和粘度是两个不同的指标。沥青的针入度越大,混合料的粘结力越小,沥青混合料的强度或抗辙槽能力就越差。沥青的粘度越高,混合料的强度或抗辙槽能力就越大。沥青的感温性是指沥青粘度随温度变化而变化的程度,温度变化时,如沥青的粘度产生大的变化,沥青的感温性就大,反之沥青的感温性就小。沥青的感温性越大,高温时沥青混合料的粘结力越弱,抗辙槽能力也越小。
(3)混合料的级配和密实度,增大集料粒径对提高其抗车辙能力有一定的效果,沥青混合料的密实度决定着混合料中的空隙率的大小,密实度越大,空隙率越小,混合料的抗车辙槽能力越强。
(4)沥青用量,沥青是各种尺寸矿料混合料的粘结剂,它将各种尺寸的矿料混合料结在一起,经过压实后形成强度高的沥青混合料。实际情况并不是沥青用量多,包覆矿料的沥青膜厚,沥青混合料的粘结力就大。因此,沥青用量过多不但会显著降低沥青混凝土的内摩擦力,还会显著降低其粘结力,其结果是大幅度降低沥青混凝土的抗辙槽能力。
(5)沥青与碎石的粘结力,沥青与碎石的粘结力越大,沥青混合料的粘结力也越大。同一种沥青与不同岩石碎石的粘结力有显著的差别。碱性石料与沥青的粘结性好,中性石料与沥青的粘结性中等,酸性石料与沥青的粘结性差。实践证明,在沥青混合料中添加抗剥落剂,不但能够增加石料与沥青的粘结力,还可以显著提高沥青混合料的抗辙槽能力,其抗辙槽能力甚至大于沥青与碎石粘结力已达5级但不加剥落剂的沥青混合料。
(6)填料种类和比例,对于传统的连续级配沥青混凝土,矿粉与沥青之间比常为0.6~1.2。对于粗集料级配沥青混凝土,矿粉与沥青之比可高达1.6以上。
1.2形成车辙的外因分析。
(1)交通量大、超载车辆多、气温高以及施工控制不严是形成车辙的主要外因。
(2)货车超载是目前引起车辙的主要原因之一。货运汽车的轴载已远远超过汽车和公路的设计值,故大大减少了道路使用寿命。高速公路交通量非常大,而且大、中型车辆占车车辆总数的60%以上,大、中型车的严重超载,是导致早期出现车辙的主要原因之一。
(3)天气温度是导致沥青混凝土弹性模量降低的主要因素。沥青混凝土的刚度随温度的升高而急剧下降,从而随温度增加,沥青混凝土的结构强度急剧下降。
(4)施工质量控制是影响沥青成型后质量的关键。施工过程中影响质量的因素较多。如施工设备的种类、车况、施工程序的规范化、驾操人员的操作水平等都会影响到最终到沥青路面的质量。
2. 如何预防沥青路面的车辙
高速公路车辙病害处理是养护人员遇到的最大技术难题,也是高速公路界的普遍难题,如何处理好高速公路沥青路面的车辙。在养护施工过程中主要抓好以下几点:
(1)施工机械设备的压力要够,这是保证其有合理的压实度。如施工机械设备陈旧、不配套,会使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。
(2)成型的沥青混合料温度要控制好,不要偏低,也是保证压实度,沥青混合料加热温度过高,沥青和矿料拌和时,沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化,使路面强度不足,产生松散、坑槽等病害。碾压温度过高,造成温度过高的原因有两种情况:一是沥青混合料出厂温度超过规范规定的上限值;二是沥青混合料出厂温度虽然在规定的范围内,但接近高限,如果运距较短,摊铺碾压又很及时,就会使碾压温度超过规范高限。如果碾压温度过高,混合料就压不实,就会出现推移,发生微裂。
(3)原材料沥青要选择好的沥青,软化点高的,如果原材料质量检验不严,对沥青混合料的配合比控制不够,特别是矿粉和沥青用量不准,会使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。碎石的级配要好,一般认为粗型的骨架型的,材料进场要做好原材料抽样试验检测,因为试验与工程施工是分不开的,要用试验数据来控制整个施工过程。在施工过程中要做好验证试验检测。检测质量是否合格,通过试验分析其不合格原因。路面出现车辙光分析压实度是不够?要从原材料分析其原因,如矿料的质量、沥青的材料的选择、沥青用量、沥青与碎石的粘结力、填料种类和比例等。还有摊铺温度的控制。有必要的话还要查查施工原始记录,看施工天气情况,如果雨天施工,那它就是引起松散的主要原因。
(4)应加强沥青路面施工技术培训,特别是对路面病害较复杂的更应该有科学的方案和严谨的施工控制,使病害得到有效控制并逐步提高路面整体质量。
高速公路沥青路面的抗车辙破坏,不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关,而且与路面形成后的使用、养护和管理联系紧密。因此,要消灭沥青路面车辙这一质量通病,延长沥青路面的使用周期,提高投资效益,需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责,分头把关,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能,相信这一顽疾一定会得到根治。