滕州市通大路桥工程有限责任公司山东277500
摘要:随着公路建成交付使用,在行车荷载和环境因素的作用下,道路的路面质量和服务能力逐渐下降。路面损坏的形式有很多种,对路面性能有不同程度影响,使用2年以上的道路出现水损坏、车辙的病害比较多。车辙已成为继水损坏之后,引起普遍关注的路面病害类型。车辙始终是沥青混凝土路面的主要病害之一。
关键词:沥青路面;车辙病害;产生原因;车辙防治
前言:本文主要介绍了沥青路面车辙的防治及几种新工艺
1车辙的危害
车辙的出现,严重影响了沥青路面的服务质量及行车安全,并直接影响路面的使用寿命,造成维护成本的增加。
①车辙底部和上部的边缘位置产生集中应力,致使路面产生纵向裂缝,造成雨水等渗入下面层及基层,造成基层水损坏,使公路服务质量下降,增加维修成本。
②车辙降低了路面平整度,影响行车的舒适性。
③车辙造成路面排水不畅,降低路面的防滑能力,影响行车安全。
④车辙同时会影响行车的稳定性,使行车存在交通安全隐患。
2车辙病害主要类型
1、结构型车辙
由于荷载作用超过路面各层的强度,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,横断面呈V字形。
2、失稳型车辙
在高温条件下,由于沥青混合料中颗粒之间沥青膜在外力作用下产生了剪切变形,引起集料颗粒出现相对位移,车轮反复碾压作用载荷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。一方面是车轮作用部位下凹,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,车道线及停车线因此可能成为变形的曲线。对主要行驶双轮车的路段,车辙断面呈W形。
失稳型车辙主要发生在大坡道长坡段、弯坡桥匝道及收费站出入口等。
3、压密型车辙
该类车辙病害是由于施工质量控制不严,沥青面层本身压实度不足,致使通车后的第一个高温季节混合料继续压密,在交通荷载的反复碾压作用下,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,在我国是较普遍。
4、磨耗型车辙
当路面结构稳定,车辆行驶时,轮胎磨耗路表而产生此类车辙,车辙深度一般在5mm以内。这类车辙属正常现象,不需处理。
3车辙产生的原因
车辙是沥青混凝土路面特有的一种破坏形式,它是在行车荷载重复作用以及气候(高温)等因素综合作用下产生的一种永久性变形,表现为沿行车轮迹产生的纵向带状凹槽,严重时车辙的两侧会有突起形变,造成路面使用性能更加恶化。
车辙产生的因素,包括沥青材料、施工工艺、级配组成、施工控制、荷载作用、温度影响等等。
①沥青材料的高温稳定性及耐久性等较差,是产生车辙的主要原因之一。
②施工工艺不合理,是产生车辙的原因之一,比如对路基的反射应力没有使用合适的工艺进行分散处理,造成沥青面层局部受力不均匀产生车辙。
③重载和超载车辆的通行,也是产生车辙的原因。
④沥青混凝土级配不合理,造成车辙的出现。
4车辙的防治
1.选择适合的矿质混合料设计
矿料的合成比例决定了矿质混合料合成级配,JTJ032-94《公路沥青路面施工技术规范》要求,矿质混合料合成级配应使包括0.075mm、2.36mm、4.75mm筛孔在内的较多筛孔的通过率接近技术规范级配范围的中值,但“规范”未区别各地气候差异、道路交通条件和不同油面层位的功能要求进行合成矿料级配调整,设计时片面强调按密实级配原则设计矿质混合料,这类沥青混合料结构强度受温度影响较大,通常表现为低温抗裂性和密水性较好,高温抗变形能力差。
2.加强沥青路面施工质量
加强沥青路面现场施工各个环节的质量管理,保证沥青混合料摊铺均匀、稳定,碾压密实。为减少沥青混合料运输、摊铺过程出现的离析,中、下油面层建议使用两台摊铺机摊铺,表面层宜选用一台宽幅摊铺机摊铺。气温低于10℃度或天气下雨时不得进行沥青混合料摊铺。
3采用先进的新工艺,新技术。新材料。
①沥青纤维同步封层工艺,主要应用于道路面层或粘结层施工,由于破碎后的纤维细丝形成不规则网状结构与沥青结合同时洒布在路面上,极大的增加了沥青粘结层的强度,这种工艺能有效的解决路面的裂缝反射问题,有效的吸收应力和分散应力,防止车辙的产生。
玻璃纤维本身具有刚性和韧性,其受力特点是应力分散,应力分散作用的直接效果是加筋路面,从而实现抗车辙、抗裂缝作用。同时由于采用沥青纤维同步封层工艺,玻璃纤维与沥青结合料的粘结性,具有很好的防水性。
②用胶粉改性沥青铺设的路面具有优良的抗高温性和耐久性。据了解,用胶粉改性沥青铺设的路面,与普通路面相比,可延长使用寿命1-3倍,提高路面的耐热(80℃高温下不软化),有效的避免和减少由于普通沥青材料的高温稳定性及耐久性等较差而造成的车辙。
③微表处修复车辙施工技术是以聚合物改性乳化沥青为粘结料、借助专用的摊铺设备进行施工的一种冷拌沥青混合料不等厚薄层摊铺技术,具有施工进度快、成本低、效果好等优点,可以迅速恢复和改善原沥青路面的平整度提高防水性和抗滑性。车辙横断面一般为下凹形曲线,其填补厚度为变量,这就需要混合料中骨料粒径按照辙槽的断面正态分布。
用于微表处的摊铺机配置一个“v”形摊铺槽,在摊铺过程中混合浆体中各种粒径的骨料就会在“v”形摊铺箱内经搅拌按照厚度变呈正态分布进行摊铺,同时在辙槽上方形成一定的预留拱度,为混合料经受行车荷载进一步压密作出预留。
④同步碎石封层技术,对路面的防水性及车辙出现有明显效果。由于同步碎石封层具有定点定向撒布的特性,可以根据路面车辙的面积及深度,进行相应的施工,如根据车辙的宽度,来调整沥青和石料的撒布宽度;根据车辙的深度,进行单层或多层同步碎石封层进行修补,降低维修成本,快速恢复路面使用性能。
⑤传统的处理车辙的方法是将路面出现车辙部分及周围路面进行铣刨,然后进行热摊铺重新罩面,罩面后路面的路用性能往往可以得到很好的恢复,但是由于热摊铺成本比较高,同时也不利于环保。但是当路面车辙比较严重的时候,热摊铺还是很有效的一个方法。
5束语
近年来,我国公路交通量增长非常迅猛,往往远远地超过了设计预期增长速度,同时高速公路重车比例在不断提高,车辆超载超限现象非常普遍,这种交通条件对路面的破坏作用非常严重,尤其会导致路面车辙的产生。我们应该重视车辙问题,并且积极引进国际先进的防治车辙的新工艺、新技术以及新材料。