沥青路面车辙形成机理与影响因素.docx

沥青路面车辙形成机理与影响因素摘要：简要论述沥青路面的车辙形成机理通过对机理的分析更加深入的了解车辙病害的形成分析出里沥青路面车辙形成的影响因素为以后的施工与养护提供借鉴作用。关键词：沥青路面；车辙；形成机理；影响因素随着我国高速公路网的初步形成沥青路面的早期病害也变得日益严重。特别是轴载的加重和交通渠化使得车辙成为高速公路最主要的早期病害。车辙在全国范围内都普遍存在严重损害了沥青路面的使用性能。因此防止车辙病害已成为目前亟需解决的问题。本文重点研究了车辙的形成机理和影响因素为日后的养护提供借鉴作用。1形成机理沥青路面的车辙由车轮反复碾压形成。它起因于沥青混合料的粘滞流动、土基与基层的变形并包括一定程度的压实作用和材料磨耗。半刚性基层沥青路面的车辙主要来源于沥青混合料的粘滞流动和一定程度的压实作用。沥青混合料的变形力学特性极为复杂其粘弹性理论的基本假定有着很大的偏差。在高温下由于车轮反复碾压沥青层将产生横向剪切流动。这种流动己不再是经典粘弹性理论中的微观层次上的流动而是混合料结构不断调整在细观层次上的流动。材料本身的应力变形力学特性是产生这种细观流动的内在因素；具有一定横向分布的车轮反复碾压则是产生细观流动的外界条件。沥青混合料是松散矿料颗粒由沥青胶结作用以及矿料间自身相互嵌挤的作用共同组成的混合料体系。在外荷载作用下微结构应力克服某些粘结较弱的团粒间沥青膜粘滞力作用而促使某些团粒发生相互错动。由于荷载不断重复作用迫使这种相互错动将在更深更广泛的范围内不断重复产生并逐步累积形成宏观车辙变形。在轮载作用下路面要产生弯沉盆随着车轮的移动弯沉盆也作相应移动。因此实际沥青路面中混合料团粒间的相互错动不是单向性的而是随着弯沉盆移动团粒错动往复地进行这与室内静力蠕变试验有着显著差别。此外实际行车都有一定的横向分布这使得团粒错动具有多向性就一定的团粒而言某一行车可能使该团粒向一个方向平行错动而另一行车又可能使该团粒向另一方向平行错动甚至由于骨料嵌挤作用使该颗粒产生旋转错动颗粒的这种多向运动最终导致沥青面层推移和拥包加速加载试验结果表明沥青面层的推移和拥包对车辙形成起着重要作用。若以原来的路表为基准拥包的最大高度可以达到路面塌陷的而且在整个变形过程中由于荷载的横向移动拥包高度和塌陷深度并不总呈增长趋势。2影响因素影响沥青路面高温稳定性的因素很多总的来说可归纳为内在因素与外在因素。内在因素主要包括路面材料质量和路面结构外在因素则包括气候条件及交通条件等。内在因素细分则包括矿质集料特性、级配、沥青胶结料性能、沥青与矿料之间的相互作用及路面结构等具体讨论如下：（1）集料特性通常认为沥青混合料的高温抗车辙能力有60%是依靠集料的嵌挤力而集料的嵌挤作用在很大程度上取决于集料级配及表面特征。集料的形状和表面粗糙度影响了沥青混合料的嵌挤作用强弱及内摩阻角的大小。一般情况下坚硬、纹理粗糙、多棱角、颗粒接近正方体的集料其相应的沥青混合料具有较好的高温稳定性。填料是指沥青混合料组成中粒径小于0.075mm的矿料颗粒在我国俗称矿粉通常加入填料是为了降低沥青混合料的空隙率并和沥青形成胶浆。填料的颗粒尺寸、形状和聚散程度都影响了沥青胶浆的性能从而进一步影响沥青混合料的高温稳定性。为了使沥青混合料具有必要的稳定度需要有一定数量的填料但填料过多会使沥青混合料发脆并开裂降低沥青胶浆的粘聚力同时使沥青混合料容易产生大的塑性变形因此要严格控制沥青混合料中的填料含量。（2）级配级配是集料所有技术性质中最重要的几乎能影响沥青混合料的所有性能对高温稳定性亦是如此。集料级配决定了矿料颗粒间嵌挤力的大小及混合料的密实程度直接影响沥青混合料的高温稳定性。SHRP的研究表明在通常情况下有合理密级配的沥青混合料的高温稳定性要优于间断级配沥青混合料（SMA除外）。形成骨架结构的级配受温度影响较小有较好的高温抗车辙能力而悬浮型结构抗车辙能力较差。（3）沥青性质沥青的种类和自身物理性质对沥青混合料抗车辙性能有重要影响。在一定温度和加载速率下沥青粘度越大混合料的粘滞阻力也越大抗剪切变形能力越强沥青混合料抗车辙性能越好。沥青胶结料所提供的粘结力大小与沥青混合料本身的性质、沥青用量及沥青与矿料之间的相互作用密切相关沥青混合料在高温条件下的粘结力与沥青本身在高温条件下的粘结力有关。反映沥青高温性能的指标通常有两个：一个是软化点一个是60℃粘度。很显然沥青的软化点越高60℃粘度越高沥青的高温性能越好。（4）沥青用量沥青用量对沥青混合料的高温稳定性有明显的影响。矿料表面裹覆的沥青膜分为结构沥青和自由