沥青混凝土路面抗车辙性能研究
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公路沥青混凝土路面车辙成因及防治措施摘要:随着科学技术的迅速发展,交通建设工程逐步增加。
在道路工程施工中,沥青路面的应用最为普遍,沥青路面由于受到施工技术、环境以及交通量、载重量的影响,会出现不同程度的病害,特别是路面车辙病害。
车辙病害的产生不仅影响到路面行车的安全性、舒适性,随着车辙的不断发育,还会使路面病害进一步恶化、降低使用寿命。
因此,对沥青混凝土路面车辙的成因进行分析,制定出防治措施具有重要的意义。
本文主要分析公路沥青混凝土路面车辙成因及防治措施。
关键词:沥青路面车辙;成因分析;防治措施引言车辙现象是高速公路的主要病害形式之一,它是指路面性能不佳时,高载量的机动车经过会引起车轮外缘轮迹路面的部分凹陷或隆起,是一种永久形变性质的路面损坏。
对于出现车辙现象的路面,若机动车经过时不减速行驶,很容易会产生跳车现象,从而导致交通事故的发生。
若是高速公路路段出现车辙问题,将会给城市交通带来极大的隐患。
因此,深入探究路面的抗车辙性能,并提出防治措施,是具有现实意义的。
1、公路沥青路面车辙种类沥青混凝土路面在长期的使用过程中,极易出现各种病害,其中车辙病害极为常见,在路面投入使用以后,长时间受到车辆荷载的反复碾压作用、自然因素的影响等,出现变形,极易形成车辙病害。
目前公路沥青混凝土路面车辙病害的根据形成原因主要分为:①失稳型车辙。
②结构型车辙。
③压实型车辙。
④磨耗型车辙。
2、公路沥青路面车辙影响因素2.1外界温度的影响根据沥青路面车辙形成的原因可知,该病害具有较强的季节性。
在沥青路面的使用过程中,外界温度是导致车辙病害的重要因素之一。
在我国大部分地区,夏季温度都在30℃以上,由于沥青路面具有较强的吸热能力,但散热能力不佳,夏季沥青路面的温度往往在40℃以上,在荷载的反复作用下,路面温度每升高5℃,发生形变的概率则升高2倍。
因此,沥青路面车辙病害极易在夏季发生。
2.2沥青路面材料的影响沥青材料是由多种材料混合而成的,无论其中哪一种材料发生变化,都会直接影响路面的抗车辙性能。
抗车辙剂改性沥青混合料动稳定度变异性研究摘要:目前,我国沥青混合料高温性能的评价方法主要是车辙试验,抗车辙剂改性沥青混合料动稳定度需达到2800次/mm,且同一试验变异系数不大于20%。
众多学者对抗车辙剂改性沥青混合料高温性能的影响因素做了大量研究。
王淑颖认为沥青种类、抗车辙剂和级配会影响沥青混合料抗车辙性能;张争奇等人探讨了抗车辙剂掺加量及矿料级配对沥青混合料高温抗车辙剂性能的影响规律;马峰等人认为抗车辙剂改性沥青混合料的矿料粒径和制备方法会影响其高温性能。
在施工、检测、科研试验中,同一样品、同样生产工艺的抗车辙剂改性沥青混合料成型的车辙试件,得到的动稳定度依然会出现变异性偏大的情况。
由于沥青混合料是复杂的混合物,往往由3到5种不同尺寸规格的集料配合应用,其中材料自身及取样代表性不足造成的变异性,极易造成矿料配比变异性过大,进而影响沥青混合料性能稳定。
因此,本文主要考察集料的取样方法对其矿料配比和抗车辙剂改性沥青混合料动稳定度变异系数的影响,分析结果得出结论。
关键词:抗车辙剂;动稳定度;沥青混合料;变异系数引言近年来,中国交通运输业飞速发展,重载车辆逐渐增多,伴随着环境、气候的不断变化,使沥青路面的早期病害越发普遍,很多新建沥青路面仅使用2~3a便发生了早期病害现象。
为改善沥青路面的使用性能,道路科技工作者针对不同的病害类型,在沥青混合料中尝试添加不同的改性材料。
如谢轶琼等针对沥青路面的高温稳定性,在沥青混合料中添加抗车辙剂,以提升沥青路面的抗车辙能力和水稳定性,但发现其对沥青路面的抗裂性能改善作用较小;韦佑坡等在沥青混合料中加入不同种类的纤维材料,发现这些材料能够大幅提升沥青路面的低温抗裂性能、抗疲劳性能和水稳定性,但对沥青路面的抗车辙性能提升不足。
1抗车辙剂1.1作用机理抗车辙剂对于提高沥青路面的抗车辙能力主要从以下几个方面表现:1、集料增粘作用在混合过程中,首先将抗车辙剂与集料混合。
由于混合时间短,它在集料的表面上部分熔融,提高了集料的粘结性,相当于对集料进行了预改性。
车辙形成的因素与评价沥青路面的车辙危害日益严重,文章总结了车辙形成的原因包括环境因素、荷载以及路面纵坡、沥青混合料的材料、设计、等。
总结了马歇尔试验、轮辙试验、主驱动轮式路面材料加速加载系统、环道或直道试验等评价抗车辙性能的方法的特点。
一、路面车辙问题日趋严重沥青路面因其良好的行车舒适性和优良的使用性能,且维修方便,是我国高速公路最主要的路面类型。
然而,由于交通量的迅猛增长和重载、超载情况的加剧,沥青路面的损坏现象也日趋严重。
国外认为当车行道车辙深度达到15mm~20mm时,路面就己经损坏,若按此标准,我国很多通车不久的高速公路都需要维修或改建[1]。
可见,我国沥青路面车辙的问题日趋严重。
二、车辙的诱因车辙是指路面的结构层及土基在行车荷载作用下的补充压实,以及结构层财料的侧向位移产生的累积永久变形。
车辙按成因不同分四类:结构性车辙、由混失稳性车辙、压密性车辙和磨损性车辙[2]。
(一)环境因素夏季连续高温下重载慢速交通是造成沥青路面车辙最直接的原因。
随着我国经济建设的发展,温室气体排放量猛增,全球气候暖化已经是全人类所关注的焦点。
我国夏季高温的情况似乎有所加剧,例如1997年华北地区的高温,2001年山东省的高温,2006年、2010年南方大面积的持续高温天气。
研究表明[11],车辙的产生多发生于持续的炎热天气下,当气温连续多天超过40 ℃时,沥青路面几天内就会发生严重的车辙损坏,车辙深度将以厘米级的速度发展。
(二)汽车荷载汽车荷载尤其是重载车辆的作用是路面产生车辙的主要因素,重载产生的车辙比轻型荷载大得多,轴载增加1倍,其车辙要达到10~15倍。
近年来由各种客观因素的影响,国内公路运输成本大幅提高,致使货运司机倾向于采用超载运输以保证利润空间,高速公路上出现了大量超限超载车辆,车辙过早产生的与之有着直接关系。
我国“八五”科技攻关课题对交通荷载与动稳定度关系的研究结果表明,动稳定度与轮胎的接地压强成对数关系。
沥青混凝土路面产生车辙的原因及处理措施摘要: 随着我国社会经济的快速发展,道路交通量日益增大,车辆大型化和车辆超载等问题给沥青混凝土路面带来明显的早期损害,其中车辙是早期损害中最为常见的一种现象,直接影响到车辆的运行安全。
因此,文章针对车辙形成的主要影响因素进行深入的分析,提出相应合理有效的处理措施。
为同类型研究提高参考与借鉴。
关键词: 沥青混凝土路面; 产生车辙;影响因素;处理措施Abstract: with the rapid development of social economy in our country, the road traffic increases day by day, the vehicle large-scale and overloading of vehicles to problems of asphalt concrete pavement brings apparent early damage, including rut is most common in the early damage of a phenomenon, directly affects the safety operation of the vehicle. Therefore, the article for the rut form the main influencing factors of thorough analysis, and put forward the corresponding reasonable effective treatment measures. For the same type research to improve the reference and the model.Keywords: asphalt concrete pavement; Have the wheel rut; Influencing factors; Processing measures沥青混凝土路面适合各种车辆的运行,其具有坚实、耐久、接缝少、防渗、低噪音、施工与养护简单和抗高温开裂的温度稳定性等优点,逐渐被广泛应用于我国的高级公路当中。
设计和维护标准对沙特沥青混凝土路用的混合文摘过早的车辙已经发生在一个许多高速公路最近的建造在沙特阿拉伯。
中华人民共和国交通部,为了解决这个问题,引发了大量的研究,并开始取代影响人行道。
本研究的目的是鉴别可能因素可能与车辙和推荐的维护和修理的标准,对现有的一条人行道。
这项研究涵盖十一个主要公路十九节。
结果表明,有直接关系的百分比车辙的百分比空隙;平衡的百分比矿料空隙;弹性模量,充满了沥青在25°C;和沥青的黏度。
这些特性被用作基地为维护标准以及标准设计的抗车辙和在沙特的道路。
©1999年农业科技有限公司。
保留所有权利。
1介绍在过去的20年里,沙特阿拉伯的国(KSA)已投资了超过120亿沙特政府在公路建设。
英国经历了一个极其迅速的发展速度在许多方面都有。
建设有几千公里的高速公路、高速公路和低流量的道路方面发挥了重要作用,在这样的发展。
这些快速发展产生了非常大的利率交通流量,特别是重型卡车在车行道上网络。
这些卷宗是正确、容量聪明。
气源然而,引人注目的车辙问题已经出现在过去的十年。
为了避免扩散的问题上最富盛名的车辙沙特道路网,一个5年国家合作研究项目名为高速公路,评价沥青混凝土路面永久变形的沙特阿拉伯发起在1987年7月。
这一研究项目的目标是:a一个识别因素可能与抗车辙能力;b修复推荐的标准,对现有路面车辙的;c推荐的方法和手段,最大限度地减少车辙,在未来的建设d选择一个模型来识别潜在的在不同沥青混凝土路用车辙的混合。
本文总结了前两个阶段的研究结果和建议,确定了抗车辙沥青混凝土混合物一些必要的局部车辙路面修复,现在轴载的重交通荷载和维修标准。
2研究方法位于十二19测试部分主要高速公路(表1)选择了这样。
1三个区域的王国的代表参加了(东、中、西);2交通特点包括体重和轮胎压力监测能简易、准确地,3部分道路上没有车辙问题的管理员4 无车辙深度段(小于10毫米)的道路与车辙问题以及部分的代表参加了车辙。
浅析SMA路面车辙成因及防治技术摘要:车辙是沥青混凝土路面最主要的病害之一。
由于车辙的出现,严重影响了路面的使用性能和服务质量,本文着重分析了沥青路面车辙病害产生的原因及防治措施,从而减轻沥青路面车辙病害的产生,提高沥青路面的使用性能和安全性能。
关键词:车辙形式;车辙成因;防治技术1.前言车辙已经成为国外高速公路沥青路面的一种主要病害,是导致沥青路面破坏的重要原因之一。
70年代末美国各州公路局曾做过调查统计,在被调查的44条主要公路中,有13条公路的破坏是由车辙引起的,占调查总数的29.5%,日本高速公路路面维修、罩面的原因,80%以上是由于车辙引起的。
随着公路交通量的增加、汽车轴载的加大及渠化交通的形成,重载、超载车的问题也越来越严重,我国公路沥青路面的车辙问题也已经成为引人注目的普遍性问题。
2.车辙病害形式沥青路面的车辙主要有以下3种类型:(1)由于荷载作用超过路面各层的强度,车辙主要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,叫做结构性车辙。
这种车辙的宽度较大,两侧没有隆起现象,横断面成浅盆状的U字形。
(2)沥青混合料的侧向流动变形。
在高温条件下,车轮碾压的反复作用,荷载产生的剪应力超过沥青混合料的抗剪强度,使流动变形不断累积形成车辙,叫做沥青的流动性车辙。
高温下处于以粘性为主的半固体,在轮胎荷载作用下,沥青及沥青胶浆便产生流动,从而使混合料的网络骨架结构失稳。
这部分半固体物质除部分填充混合料空隙外,还将随沥青混合料自由流动,从而使路面受载处被压缩而产生塑性变形。
(3)冬季埋钉轮胎形成的磨损性车辙。
在我国,由于基层基本上是半刚性基层,强度及板体性良好,基层及其以下的变形极小,除了某些基层施工不良路段外,第一类结构性车辙很少,而磨损性车辙几乎没有。
所以目前所见到的车辙基本上属于第二种类型。
但另外还有一种在国外较少发生而在我国却经常发生的车辙,它是沥青面层压密不足造成的,这是非正常的车辙,尤其是有些高速公路施工时没有很充分的压实,也有的工程片面追求平整度,在降低温度后碾压。
如何提高沥青路面的抗车辙能力近年来,中国沥青路面抗车辙能力存在很多问题,本文将从路面车辙的概念,沥青路面车辙产生的危害,沥青路面车辙的防治措施等方面进行分析探讨,希望对该领域的研究提供一定的借鉴。
标签:提高;沥青路面;抗车辙能力一、前言关于如何提高沥青路面的抗车辙能力的研究在我国相关领域一直占据着十分重要的地位,虽然已经取得了一定的成绩,但在实际应用,特别是我国如何提高沥青路面的抗车辙能力中还存在着一定的问题,有必要从我国路面车辙的概念,沥青路面车辙产生的危害,沥青路面车辙的防治措施等方面进行更加深入的探讨。
二、路面车辙的概念车辙是沥青路面特有的一种损坏现象。
一般表现为在汽车荷载反复作用的轮迹带上产生竖直向下的永久变形,较严重时两侧通常有隆起变形。
随着全球气候变暖,夏季气温不断升高,沥青路面的温度也随之升高,再加上我国车辆超重严重,而且数量巨大,车辙已经成为我国高速公路沥青路面的主要病害之一。
沥青混凝土路面开放交通之后,在行车荷载反复作用下,车辙的形成过程可分为开始的压密、沥青混合料的流动、矿质骨料的重排及矿质骨架的破坏等三个阶段。
开始阶段的压密过程:沥青混合料在被碾压成形前是由矿料、沥青及空气组成的松散混合物,经碾压后,高温下处于半流动状态的沥青及沥青与矿粉组成的胶浆被挤进矿料之间,排出部分空气,同时集料被强力排列成具有一定骨架的结构。
碾压完毕交付使用后,当汽车荷载作用时,此压密过程还会进一步发展,在轮迹带形成不可恢复的变形,即车辙。
沥青混合料的流动:高温下的沥青混合料成为以粘性为主的半固体,在轮胎荷载作用下,沥青及沥青胶浆便开始流动,路面受载处被压缩而变形。
矿质骨料的重排及矿质骨架的破坏:高温下处于半固态的沥青混合料,由于沥青及沥青胶浆在荷载作用下首先流动,混合料中粗、细集料组成的骨架在荷载直接作用下,沿矿料间接触面滑动,促使沥青及胶浆向富集区流动,甚或流向混合料自由面。
三、沥青路面车辙分类根据形成机理的不同,车辙可以分为以下几种类型:1、流动型车辙。
沥青混凝土路面抗车辙性能研究
【摘要】车辙是沥青混凝土路面的一种损坏形式,主要是由于混
凝土路面沥青混合料被压密和剪切变形所致,其表现为沥青混凝土路
面轮迹带范围内路面有下凹的现象,有时还伴随着轮迹带边缘的隆
起,并且一般发生在面层。本文介绍了我国现行沥青混凝土路面结构
设计方法中存在的问题,并就沥青混凝土路面车辙破坏类型以及危
害,同时探讨了沥青混凝土路面车辙产生的原因,在此基础上,提出
了沥青混凝土路面抗车辙能力技术措施。
【关键词】沥青混凝土路面抗车辙性能技术措施
0.引言
这年些来,沥青混凝土路面随着我国公路建设的飞速发展越来越
广泛地应用为公路主要的路面类型。同时我国渠化交通的形成、汽车
轴载的加大以及公路交通量的不断增加,沥青混凝土路面的车辙问题
已经成为一个普遍性的问题。据不完全统计,在维修以及养护沥青混
凝土路面中,由车辙引起的路面破损、毁坏大约占80%。总所周知,
由车辙引起的路面破损其危害性与其他路面病害相比是最大的,对交
通安全构成直接威胁,另外维修也是最困难的。因此研究沥青混凝土
路面抗车辙性能是非常有意义的。
1.沥青混凝土路面车辙破坏类型
车辙是沥青混凝土路面的一种损坏形式,主要是由于混凝土路面
沥青混合料被压密和剪切变形所致,其表现为沥青混凝土路面轮迹带
范围内路面有下凹的现象,有时还伴随着轮迹带边缘的隆起,并且一
般发生在面层。车辙按不同成因分为3类:
1.1.结构性车辙
结构性车辙大多数是因为指路面结构的设计存在缺陷或由于交
通荷载所致。此种类型的车辙宽度比较大,两侧不会有隆起现象,横
断面成浅盆状的凹型(U字型)。
1.2.压密性车辙和磨损性车辙
由于沥青层面本身的性质会引起压密形变等压密性车辙,它很容
易被认出来,因为是呈现V形状的。磨耗型车辙主要是由于在自然
环境作用下或车轮的磨损持续消耗了沥青混凝土路面结构的表层材
料所致。其外因是交通荷载存在反复作用;其内因是沥青混凝土材料
有高温稳定性以及其抗剪切变形能力有所不足。
1.3.失稳性车辙导致
产生失稳性车辙的主要原因是沥青混凝土路面的结构层的沥青
混合料缺少高温稳定性,在车轮荷载作用下沥青混合料流动产生横向
位移。失稳性车辙,从整体看呈现出W型,有较为明显的隆起。
2.车辙的危害
目前,半钢性基层在强度以及板体性方面都有比较突出的表现,
半刚性的基层沥青路面大都在国内得到比较广泛的应用。在形变方
面,半刚性基层以及基层以下部分的形变较小,因此,在此类基层方
面,造成沥青混凝土路面车辙的主要因素是车辙的作用。在国内,将
来的车辆将会比现在出现较大的增长,交通压力大,渠化的特性也在
车辆行驶中慢慢呈现,由于在车辆的长期作用下,沥青混凝土路面将
会发生永久性的变形,因此而导致了车辙的出现。一般来说,在车辆
长期的压力下,沥青的厚度将会变得更薄,将会降低路面和路面的结
构的强度,导致公路其他方面的病害出现,路面服务的质量降低,行
车的安全得不到保障,在公路的维修与养护方面的费用也将大幅度提
高。
2.1.降低服务质量,提高维护成本
在车辙的上部和底部将会出现集中的应力,这便会造成沥青混凝
土路面出现纵向的裂缝,雨水将会渗入路面层以及基层,这样不仅缩
短了公路基层的使用时间,也导致路面的服务质量得不到保证,路面
的维护与修理的成本也将大幅度提升。
2.2.会形成的安全隐患
车辙会导致路面出现凹凸不平的情况,对行车的舒适造成影响。
要是出现的车辙情况不是很严重,在车辆变道以及车轮在辙槽时会出
现轻微的晃动。在车辙较为严重的路面上,车辆在紧急变道时将会导
致失控甚至导致翻车。另外,在排水系统不好的车辙路面上,路面的
积水将会导致车辆出现滑移现象。在气温相对较低的地方,路面的积
水还会有可能结成冰,对安全行车造成严重的影响。
3.车辙产生的影响因素及原因分析
3.1.内部因素分析
3.1.1.原材料性质、材料设计等影响
沥青的影响:路面的使用性能直接受沥青质量优劣的影响,普通
沥青的各项指标与改性沥青相比都比较差,在抗车辙性能力方面改性
沥青也大大高于比普通的沥青。
沥青混合料级配的影响:在沥青p(4)控制油石比的准度不够;
中层间的结合偏差,致使沥青混凝土路面的层间出现滑动的现象等。
3.2.外部因素分析
3.2.1.所处地区的气候
车辆荷载以及气候(温度较高)是沥青混凝土路面产生车辙的主
要原因之一。沥青混凝土路面车辙的形成过程是一个长期动态变幻的
过程,所以沥青混凝土路面所处的地区温度越高,沥青混合料的劲度
模量就越低,所具备的抗车辙能力越小。
3.2.2.车辆的荷载与流量
车轮在进行竖向或水平荷载作用时,会使沥青层内部产生一定的
剪应力,而此种剪应力非常容易导致沥青混合料出现剪切变形的现
象,而且无法恢复,经过时间的累积,最终形成了车辙是沥青路面产
生车辙的主要原因之二。
4. 提高沥青混凝土路面整体抗车辙能力的技术措施
4.1. 优化沥青混凝土路面结构和级配
矿料级配的嵌挤作用在很大程度上(60%)决定了沥青混合料中
的高温抗车辙能力,而沥青结合料产生的抗车辙能力大约有百分之四
十。根据调查研究,发现假如规范级配的控制在整体范围内,在相对
的重排的情况下,集料颗料级配异常容易达到最密实的状态,而此种
级配对沥青的含量甚为敏感,混合料很容易变得有可塑性,从而导致
路面出现比较大的车辙,无法满足重载交通的严格要求。除此之外,
由于现代施工设备及工艺水平的飞速发展,对级配范围的要求也相对
比较高。因此,若要防止路面很快就出现较大车辙的情况,应该及时
优化上、中、下各层面的沥青混合料的级配范围,相应的调整现有的
规范级配范围,更加设计思想与紧密嵌挤骨架的结构逐渐靠近,采取
“抬头平尾”的骨架密实型级配,以此来满足抗滑的要求。同时,还要
适当的控制好4.75rnnl以上集料的使用量。
4.2.加强沥青混凝土路面层间结合
目前,某些工程项目一味的追求外观,在中面层完成之后,一次
性做多个项目(绿化、交通工程、通讯),然后都在上面层摊铺。但
这种做法很可能导致污染变重,因为中面层放置的时间太久。其中有
些施工单位会采用冲水的方式改善污染,但这样做,不仅无法使污染
得以改善,还容易致使泥水渗入中、下面层,最终致使层间积水。另
外,层间摊铺相距的时间过长也会加重污染,导致中、上面层粘结差,
进而无法达到层间基本的连续的规范要求,留下永久的隐患。因此,
建议沥青混凝土施工单位尽可能地合理安排的施工工序,尽可能的保
证层面摊铺的连续性,从根本上p研究沥青混凝土路面抗车辙性能,
有利于公路服务质量、行车安全的提高,有利于避免或消除行车隐患。
在科学理论的指导下对沥青混凝土的路面施工的各个关节进行严格
控制,从而提升沥青混凝土路面的整体服务质量和使用寿命。
【参考文献】
[1]浅谈沥青混凝土路面的施工工艺.珠江水运.2012.第23期(2)
[2]沈金安.李福普.陈景.沥青混凝土路面早期损坏与防治对策[M].
北京:人民交通.出版社.2004.12:157-217.
[3]李明国.牛晓霞.外部条件对沥青混凝土路面抗车辙能力影响
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