沥青路面车辙病害原因及处治方案.doc

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沥青路面车辙病害原因与处治方案
什么是车辙：
车辙是车辆在路面上行驶后留下的车轮永久压痕。过去，人类广泛应用马车，在泥土路上走，由于土路较软，车过后路面就有压痕，雨后，路面有泥水压痕更深。古人云：“前面有车，后面有辙。〞车走多了，路上留下两条平行的很深的车辙。现代路面车辙是路面周期性评价及路面养护中的一个重要指标。路面车辙深度直接反映了车辆行驶的舒适度及路面的平安性和使用期限。路面车辙深度的检测能为决策者提供重要的信息，使决策者能为路面的维修、养护及翻修等作出优化决策。
沥青路面车辙的类型和产生原因：
沥青路面的车辙分为磨耗磨损型车辙、构造性车辙、失稳型车辙、压密型车辙四种类型
1、磨耗型车辙
产生原因：在交通车辆轮胎磨耗和环境条件的综合作用下，路面磨损，面层集料颗粒逐渐脱落；在冬季路面铺撒防滑料(如：砂)时，磨损型车辙会加速开展。
2、构造型车辙
产生原因：这类车辙主要是基层等路面构造层或路基强度缺乏，在交通荷载反复作用下产生向下的永久变形，作用或反射于路面。
3、失稳型车辙
产生原因：绝大多数车辙是由于在交通荷载产生的剪切应力的作用下，路面层材料失稳，凹陷和横向位移形成的。此类车辙的外观特点是沿车辙两侧可见混合料失稳横向蠕变位移形成的凸缘。一般出现在车辆轮迹的区域，当经碾压的路面材料的强度缺乏以抵抗交通荷载作用于它上面的应力、特别是重载车辆高频率通过，路面反复承受高频重载时，极易产生此类车辙。
此外，在高速公路的进、出口，交费站或一般公路的穿插路口等减速或缓行区，这类车辙也较为严重。因为这些地区车速较低，交通荷载对路面的作用时间较长，易于引起路面材料失稳，横向位移和永久变形。
4、压密型车辙
在施工中碾压缺乏，开放交通后被车辆压密而形成车辙。不过这类车辙如果是由于路面施工质量控制不严造成的非正常病害，一般在讨论车辙时，多不考虑。
从车辙的形成过程来看，车辙主要是高温下沥青面层因沥青软化而进一步密实，以及沥青变软对矿质骨架的约束作用降低而使得骨架失稳，说明沥青对混合料的高温性能十分重要。当然骨架的稳定性和细集料的多少也会影响车辙形成的进程。在道路的穿插口或变坡路段，此类高温变形更易发生，这主要与较大的水平荷载作用下抗剪强度相对缺乏有关。
影响沥青路面车辙形成及其深度的主要因素：
1、沥青混合料现行的沥青路面设计的主要依据指标是沥青混合料的强度，其取决于混合料的粘结力和摩擦角，受集料物理化学性质的影响；粘结力又取决于沥青材料的化学构造、胶体构造、物理化学性质、稠度、沥青膜的厚度、沥青矿料比、沥青与矿粉系的分散构造特征以及沥青与矿料的相互作用，增加摩擦角和矿料等颗粒间的嵌挤作用可以提高沥青混合料的抗剪稳定性。①材料性质。沥青的粘度和沥青与矿料之间的粘附性是影响沥青混合料高温稳定性的两个因素；沥青粘度越大，沥青与矿料之间的粘附越好，那么混合料的高温稳定性越好，因此要选用粘度大的沥青和非酸性矿料以提高混合料的高温稳定性和强度，以便产生较高的抗车辙能力；沥青改性是一种提高沥青高温稳定性的有效手段，据佐治亚洲的加载车轮检测结果证明，改性沥青混合料同标准混合料相比车辙深度有明显减少。②矿物集料的外表纹理、料颗粒大小、形状、级配、颗粒相互位置、矿料数量、可以影响混合料的孔隙构造，即孔隙的大小、形状与连通闭合情况、沥青用量状况以及沥青的用量和沥青同集料的互相作用情况，因而可以对车辙的大小表现出不同的影响。采用干净坚硬的碎石，硬度大、棱角锋利的砂以及高质量的矿粉对于抵抗永久性变形十分有利。在整个矿料混合料中对沥青温度稳定性影响最大的是矿粉，用石灰岩和冶金矿渣制成的矿粉掺拌的沥青混合料有较高的高温稳定性能。③矿料级配。为探讨集料级配对车辙大小的影响，有关研究人员将集料分为过细级配组、细级配组和粗级配组三种，环道试验结果说明:热拌沥青混合料在最正确沥青含量、8%空隙率时粗级配有较大的车辙深度，过细级配次之，细级配组车辙深度最小。另有单轴荷载试验资料:在最正确沥青含量时中粒式沥青混合料车辙最小，细粒式次之，粗粒式大于细粒式，沥青碎石车辙最大。可见，单纯增大矿料粒径并不能提高路面抗车辙能力，而良好的级配和最大的密实度因增加了矿料之间的嵌挤力，而提高了混合料的高温抗车辙能力。④空隙率。在进展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料和经历进展的，当取值过高时，提高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，相应地沥青和矿粉用量也要增加，从而又削弱其抗车辙能力。当空隙率小于某一临界值后，继续减小空隙率，使得混合料部没有足够的空隙来吸收材料的流动局部，造成混合料外部的整体变形，由此而形成车辙。大量试验说明:各种级配的混合料在最正确沥青含量时，随空隙率的增大车辙有所增加。2、路面构造组成沥青路面的抗车辙