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瀝青混凝土路面車轍原因分析及防治對策論文
摘要：車轍是瀝青混凝土路面主要的破壞形式之一，當前我國公路瀝青路面的車轍問題越來越突出。文章闡述了瀝青路面出現(xiàn)車轍的危害，分析了瀝青路面形成車轍的主要影響因素，針對瀝青混凝土路面車轍病害提出了相應的預防對策。
關鍵詞：瀝青路面；車轍；破壞；對策
許多高等級公路瀝青混凝土路面建成通車不久，在車輛荷載和環(huán)境條件的重復作用下，發(fā)生了較為嚴重的早期車轍損壞。瀝青混凝土路面車轍病害對車輛的行駛速度、行車舒適性及交通安全造成較大的影響。在高速公路及城市干線道路上過量的車轍造成了路面使用性能降低、維修期提前以及維修費用大幅度的增加。因此，研究如何提高瀝青路面的抗車轍能力，延緩車轍病害的發(fā)生具有重要意義。
1.瀝青路面出現(xiàn)車轍的危害
車轍是指在高溫和渠化交通的作用下，瀝青路面結構層出現(xiàn)的永久變形。車轍的出現(xiàn)，嚴重影響了路面的使用壽命和服務質(zhì)量，給路面及路面使用者帶來了許多危害，如影響路面的平整度，路面平整度下降，降低了行車舒適性；輪跡處瀝青層厚度減薄，削弱了瀝青及路面結構的整體強度，大大降低面層、基層以及路面結構的整體強度，使得其它路面病害更易發(fā)生，從而誘發(fā)各種病害，如網(wǎng)裂和水損壞等；雨天路表排水不暢，降低了路面的抗滑能力，甚至于會由于車轍積水而導致車輛漂滑，從而影響安全行車，冬天車轍內(nèi)存水凝結成冰，路面抗滑能力下降，影響高速行車的安全。瀝青路面早期車轍破損問題，已成為影響我國公路健康發(fā)展的突出問題。
2.瀝青路面形成車轍的主要影響因素分析
2.1瀝青路面結構類型
在一定厚度范圍內(nèi)，瀝青路面的厚度越大，永久變形也越大。采用剛性基層或半剛性基層材料的瀝青路面，由于基層具有很高的高溫穩(wěn)定性和抗剪切變形能力，因此，車轍主要產(chǎn)生在瀝青面層內(nèi)，而剛性基層和土層所產(chǎn)生的車轍只占很小的比例。在相同條件下，同樣厚度的路面，改性瀝青混合料的動穩(wěn)定度大于普通瀝青混合料，總變形量遠遠小于普通瀝青混合料。
2.2瀝青混合料級配
瀝青混合料的高溫抗車轍能力60%是依靠集料的嵌擠能力。因此，集料的級配對瀝青路面的車轍有重大影響。高溫時的車轍，主要是混合料強度不足或塑性變形過剩造成的。瀝青混合料的強度取決于混合料的內(nèi)摩擦角和黏聚力，而在高溫時，瀝青混合料的勁度模量降低，其高溫抗車轍的能力有60%以上來自集料的嵌擠力。所以混合料應該有良好的級配組成，最大程度的發(fā)揮集料的嵌擠能力。
2.3施工因素的影響
瀝青混合料在施工過程中，材料的質(zhì)量控制、瀝青混合料的材料與溫度均勻性，各種材料用量的控制、壓實溫度及壓實度的控制、層間的潔凈度及粘結效果等都會影響到路面的抗車轍能力。如施工時沒有充分壓實或料溫不夠等施工原因導致的瀝青面層壓實不足，而致使通車后的第一個高溫季節(jié)瀝青混合料在行車作用下，繼續(xù)壓密形成的車轍。
2.4高溫對車轍的影響
溫度是影響瀝青路面車轍深度的主要原因，車轍對溫度很敏感，溫度升高時，瀝青的粘度變小，其抵抗蠕變性能的能力下降，當瀝青受到外力時，很容易發(fā)生永久剪切變形，導致瀝青材料橫向流動而產(chǎn)生車轍。在夏天炎熱的地區(qū)，瀝青路面在一定的氣溫和日照條件下，能吸收大量熱量，從而導致路面溫度上升，產(chǎn)生車轍。
3.預防瀝青路面車轍病害的對策
3.1混凝土路面結構選擇
在條件允許的情況下，多選擇半剛性基層。在進行瀝青混凝土面層結構的選取時應考慮路面應具有密實上面層，可以提供良好的通行能力，能提供有力的抗車轍能力，并滿足抗水損壞能力與抗疲勞能力；中下面層應盡量采用低瀝青含量、骨架型結構或間斷級配，且有較好的使用性能。因此，瀝青路面上面層主要考慮防止水損害的發(fā)生，可以選取改性密級配瀝青混合料（AC）、高性能瀝青混合料（Superpave）、瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）等。相比之下，下面層的抗車轍作用更為重要，可以選取密級配瀝青混合料（AC）、密級配瀝青碎石（ATB）、開級配瀝青碎石（ATPB）c適當考慮超載車輛對路面的影響，在上、中面層選用改性瀝青；細集料采用機制砂。
3.2抗車轍瀝青混合料級配設計
為了提高混合料在高溫時的抗剪能力，應充分的發(fā)揮集料之間的嵌擠作用，級配設計應形成骨架結構。因為瀝青材料本身的特性，科學的選擇瀝青混合料配合比，能提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。同時，在重載交通路段下，瀝青混合料可采用特殊的抗車轍混合材料，提高其動穩(wěn)定度指標，減少重載和渠化交通對路面的影響。
3.3抗車轍劑的應用
通過添加專用的抗車轍改性劑可提高瀝青混合料動穩(wěn)定度，能夠有效地提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，且施工方便、價格適中、效果顯著。如車轍王是一種由多種聚合物復合成的瀝青混合料添加劑，它通過集料表面的增黏、加筋、填充以及瀝青改性、彈性恢復等多重作用而大幅提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，并對瀝青混合料的水穩(wěn)定性和低溫抗裂性也有改善。
3.4加強施工質(zhì)量控制
進行混凝土面層施工時，要加強混凝土面層混凝土的施工質(zhì)量，瀝青混合料的施工應嚴格按照《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》執(zhí)行，鋪筑瀝青層前，應檢查基層或下臥瀝青層的質(zhì)量，不符要求的不得鋪筑瀝青面層。確定石油瀝青加工及瀝青混合料施工溫度應根據(jù)瀝青標號及粘度、氣候條件、鋪裝層的厚度。
3.5嚴格控制超載車輛的通行
避免超載現(xiàn)象的發(fā)生，并控制高壓輪胎的使用，因為重載車的高壓輪胎發(fā)生的剪應力在夏季高溫期很容易使瀝青混凝土路面發(fā)生失穩(wěn)性車轍病害，所以必須對大型重載車超載現(xiàn)象進行嚴格檢查，減少路面養(yǎng)護成本和交通安全隱患。
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