沥青路面车辙分析与防治 第3页

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路面结构
在路面结构方面, 现行设计规范认为, 粗粒径混合料比细粒径混合料的抗高温车辙性能强, 仅要求层厚大于最大公称粒径的2倍。但是, 在实际施工过程中, 粗粒径混合料离析严重, 粗集料碾压难以密实, 有时甚至将石料压碎。毕业论文http://www.751com.cn
不同的路面结构类型和沥青混凝土面层厚度对车辙深浅的影响也不同。对于柔性路面, 沥青混凝土面层、柔性集料基层、底基层、土基各自的性质、压实度和受力特点决定着车辙变形的大小。一般来讲, 控制土基的位移和压实度对于提高柔性路面的抗车辙变形能力有决定性的意义。对于半刚性路面, 一般底基层和土基顶面是处于弹性工作阶段的, 因此其车辙变形主要是由沥青混凝土的压密和受到剪切应力的作用引起的。对层间连续理想的三层式沥青面层而言, 中面层通常是发生车辙变形的主要层位。但路面施工中很多因素, 如层间污染、沥青层厚、各层模量差、压实度等, 均将影响三层式沥青面层的车辙组成与发展。现行设计规范强调中上面层的主要功能是封水, 其次是抗高温车辙性能, 这导致中上面层都采用Ⅰ型结构, 有的甚至提出中面层的空隙率应降低为2%～4%。实际上Ⅰ型级配属于悬浮密实结构内摩阻力小, 抗高温车辙性能差, 如再将空隙率降低为2%～4 %, 则高温情况下自由沥青无处膨胀就会加剧高温变形。
2.3.1 路面结构组成本文来自辣,文*论.文|网
沥青路面的抗车辙能力除了受所用材料以及其性能的影响外，还与路基类型和路面厚度有关。沥青路面厚度与车辙的关系比较复杂，同样的材料在不同的路面结构中会表现出不同的性质，有关室内环道实验证明：当其路基为砂土材料时，棉曾厚度对车辙的影响很大，面层沥青混合料较薄时车辙较深，而且较大部分来自路基的变形；当面层较厚时，路基很小或基本上不产生车辙。当路基为刚性或半刚性材料时，车辙的深度随沥青混合料面层厚度的增加而增大，这时的车辙总量90%来自于沥青混合料面层本身，因此认为：当路基和基层强度较高时，采用薄沥青混合料面层可以有效地控制车辙的深度，而当路基基层强度较弱时，应适当增加面层厚度，但这样构筑的道路，往往由于路面回弹模量与路基回弹模量之间的比值过大，带来不尽合理的结构组合，而且在经济投入上也不一定合算。
2.3.2 空隙率不当
在进行沥青混合料配合比设计时对空隙率的选择一般都是根据当地材质和经验进行的，当选择的混合料空隙率过高时，提高其密实度可增加骨料间的接触压力，从而提高路面的抗车辙能力，相应的沥青和矿粉用量也要增加，从而又削弱其抗车辙能力。当空隙率过小时，小于某临界值后，继续减小空隙率，使得混合料内部没有足够的空隙来吸收材料的流动部分，必然造成混合料外部的整体变形，因此形成车辙。大量的实验表明：各种级配的混合料在最佳沥青含时，随空隙率的增大车辙有所增加，同时证明：沥青混合料的空隙率不得小于3﹪控制值，相对而言4%的较适宜的空隙率推荐值。
现行设计规范强调中上面层的主要功能是封水, 其次是抗高温车辙性能, 这导致中上面层都采用Ⅰ型结构, 有的甚至提出中面层的空隙率应降低为2%～3%。实际上Ⅰ型级配属于悬浮密实结构,内摩阻力小, 抗高温车辙性能差, 如再将空隙率降低为2%～3% , 则高温情况下自由沥青无处膨胀,就会加剧高温变形
2.4 重载交通的影响
超载车辆对车辙形成的影响程度将较正常荷载车辆的影响程度成倍数增加。公路上对于超重车辆虽然可以采用限制手段, 但是要彻底解决尚待时日。为了说明在超负载情况下, 沥青路面会加速破坏, 可以利用不同接触压力条件下的车辙试验得到验证。图1表示了接触压力与动稳定度以及变形率的关系。很明显, 随着接触压力的增大, 沥青混合料的动稳定度迅速降低, 变形率迅速增大, 这意味着沥青路面的车辙量迅速增加。矿料级配中细料过多、矿粉掺量过大、天然的圆状集料颗粒的百分率高等; 外因主要是气候条件和重车数量的增加;
2.5 对纵坡的影响考虑不够
大量的车辙调查发现, 高速公路沥青路面的长大纵坡路段, 车辙发生要比其他路段量大而且车辙深度也大, 尤其是重载车辆通行的长大纵坡路段。据调查, 超重载货车在上坡路段的速度一般为20 km/h , 根据沥青材料的温度时间换算法则, 长时间承受荷载与高温条件是等效的, 而且时间是累积的。假如汽车荷载相同, 车辆如果以100km/h的速度行驶, 对路面沥青层的作用时间约为0.02s , 如果行驶速度只有20km/h , 则对路面沥青层的作用时间约为0.1s, 即以20 km/h的速度行驶产生的形变相当于以100km/h的速度行驶5遍所产生的形变, 也就是说, 车速降低对车辙的影响很大。
2.6  环境温度的影响
当环境温度超过沥青结合料的软化点以后,在荷载的作用下, 混合料变得更有流动性, 更容易出现车辙。实体工程中已经发现, 沥青路面的车辙并不是行车荷载所产生变形的长期累积结果,而经常是在高温季节的短时间内便产生较深的车辙, 其原因就是沥青路面的实际温度超过了沥青结合料的软化点, 致使沥青混合料的高温抗车辙性能急剧下降。当路面积水或路面含水量增加时沥青和矿料的黏结力在潮湿环境下会别削弱和损坏，在行车荷载和水分的联合作用下，这种损坏会明显加剧，从而导致路面产生较大的车辙。
3. 防治措施
近几年来,沥青混凝土路面车辙现象迅速发生,在高温地区、大型车辆以及超载重载路段,车辙已成为沥青路面潜在的最严重的破坏形式。防治车辙必须从开发抗车辙能力沥青混合料和施工工艺入手。
3.1 原材料的选择
3.1.1  沥青的选择
沥青选择选用粘度较高、针人度较小、软化点较高和含蜡量较低的沥青，必要时可采用外掺剂进行改性，经过改性的沥青其相对抵抗永久变形能力明显优于普通沥青。           
3.1.2  集料的选择毕业论文http://www.751com.cn
集料品种应力求选择表面粗糙、嵌挤作用好、与沥青粘附性强的集料。沥青混合料的嵌挤力和内摩阻力主要取决于矿料级配、颗粒形状及表面特性、沥青用量等。为使沥青混合料的内摩阻力增大,满足抵抗永久变形的能力,除采用最佳的沥青用量外,采用洁净、具有良好的颗粒形状、表面粗糙、棱角尖锐、压碎值小、与沥青有良好的粘附性的矿料以及高质量的矿料是非常关键的。就辽宁来说,由于地理位置的差异,其分布的岩石性质不同,但主要以石灰岩类和砂岩居多。石灰岩碎石的颗粒形状及与沥青的粘附性较好,但磨光值稍低,砂岩碎石的磨光值较好。但与沥青的粘附性差,吸水率大,颗粒形状不理想。沥青混合料的用量偏大,且其光泽、工作度差,使用于沥青面层时需采取抗剥离措施及加入碱性矿粉或符合要求的碱性细集料等予以改善。矿料的最大粒径、级配组成不同,所组成的沥青混合料强度构成不同,受自然因素的影响也不同。

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