沥青路面车辙病害及抗车辙剂解决方案课件
沥青路面车辙的成因及防治措施分析
沥青路面车辙的成因及防治措施分析沥青路面以其优良的路用性能被广泛应用,沥青混合料是组成沥青路面的重要材料,车辙现象是由于沥青混合料中的沥青胶质和骨料之间的黏结性减弱或者在较大的外力下,沥青混合料中骨料达到抗剪切力的最大值,而使混合料产生流动变形。
车辙的形成不仅影响着路面结构的平整度和舒适性,而且在雨季会产生水漂现象,严重威胁着行车安全。
因此探究车辙的形成原因,采取相应的防治措施是非常有必要的。
1.车辙的形成原因1.1车辙形成的内因车辙形成的内因主要包括:路面结构形式,材料,施工工艺的方面。
1)路面结构的层厚不同,其模量也不同,产生车辙的厚度也不同,我国公路设计时,主要注重路基的强度设计,路面的厚度一般较薄,但实际研究表明路面结构同样承受较大的剪力,因此路面结构可能产生较深的车辙破坏。
2)路面沥青混合料的材料组成对车辙的形成也有影响。
混合料中的粗骨料含量直接影响混合料骨架的形成,而良好的骨架结构对混合料抗剪能力的增强有重要作用,细集料的含量影响混合料整体的黏结性,细集料含量越多其表面积越大,与沥青的胶结越好,混合料抗剪切能力越强,抗车辙能力越强。
粉胶比大小也影响着沥青混合料的抗车辙能力,粉胶比越小说明自由沥青含量较大,混合料的流动性就大,抗车辙能力就弱。
3)路面结构的设计、施工因素。
沥青混合料的施工配合比设计与计算配合比设计的差别,路面的振动、压实等影响混合料的空隙率,当孔隙率提高3%时,混合料的形变率提高2-3倍,冬季压实和夏季压实的路面的孔隙率存在较大差异,因此抗车辙能力也有很大的差别。
1.2 车辙形成的外因车辙形成的外因主要包括:交通情况和气候条件。
1)交通量越大,荷载作用次数就越多,大型车量、超重车辆越多,荷载作用就越大,路面的车辙量也随之增大,大量实验表明,车辙的深度随累计荷载作用次数的增加而增加。
2)气候条件不同的地区,车辙的影响也有所不同。
沥青材料是一种感温性较强的材料,在其吸收热量之后,呈现出流动状态,经受荷载作用时极易产生车辙,因此在寒冷地区车辙出现的可能性较小,在炎热地区车辙出现的可能性较大。
沥青路面车辙病害及抗车辙剂解决方案
此类路段是最容易产生车辙的路段。推荐在中面层掺加0.5%的 抗车辙剂,而且上面层宜采用SMA。
(3)市政干道十字路口及大型公交枢纽站
此类路段是城市道路中最容易产生各种高温破坏的部位,主要 是由刹车、起步引起的剪切力造成的。因此对于此类路段应建议在 中面层掺加抗车辙剂,掺量0.3~0.5%。
+70#A AC-20+SBS改性沥青
未浸水(KN) 9.326 12.104
11.642
浸水(KN) 8.162 10.983
10.355
残留稳定度比(%) 87.52 90.74
88.95
3 抗车辙剂的性能及与改性沥青对比
3.3 高温稳定性能
AC-20混合料车辙试验结果
60℃动稳定度 (次/mm)
上世纪70年代美国的调查表明:在州际和主要公路上车辙所致的路 面损害约占30%;80年代日本的调查表明:由于车辙所引起的路面损 害高达80%。
国内随着高速公路的建设,近年来(1999年以后)不同省份通车的 沥青路面都出现了车辙。
1998年通车的沈阳~山海关高速公路2年后就出现了较 严重车辙
由于沥青 混合料的 空隙率太 大,碾压 追密造成 压密性车 辙。一般 侧向隆起 较小。
压密型车辙
3.3 失稳型车辙
对于半刚性基层主要是由于沥青混合料结构失稳而致;含有柔性基 层的沥青路面也与基层和土基的不稳定有关。
4 原因分析
4 原因分析
路面结构 矿料级配 交通荷载 纵坡的影响 温度的影响 原材料 沥青的影响
5 车辙王抗车辙剂施工工艺
掺加方式与剂量:车辙王是按一定质量直接投入到拌合缸内与集 料进行拌合的,无需特殊的设置。常规掺量为沥青混合料总重量 的3‰-5‰ 。可以设计应用于上面层、中面层和下面层沥青混合 料中。 沥青混合料的拌和:首先将不同规格的冷集料按确定比例(由实 验室确定,符合某一级配规格)进入烘干筒,集料的烘干温度一 般为180-190℃,然后在正常的拌合工艺下,将一定比例的车辙 王抗车辙剂加入到拌合缸内与集料进行干拌,在原干拌时间基础 上增加10秒,再喷入已加热到160-170℃的热沥青,进行湿拌, 湿拌时间为40秒,直到拌合均匀无花白料为止。
公路沥青路面车辙的防治及维修方法
公路沥青路面车辙的防治及维修方法导读上一期内容我们介绍了沥青路面车辙病害的成因及危害,这一期我们将对沥青路面车辙的防治和养护维修进行分析。
沥青混合料是粘弹性材料,在高温条件下,其刚度会显著降低,防治车辙病害的关键在于提高高温条件下沥青混合料的稳定性;而路面车辙病害的维修则是为了恢复沥青路面的服役性能。
01温度和荷载对沥青路面车辙的影响(1)温度影响温度是沥青路面车辙病害产生的重要影响因素。
温度越高,沥青面层的劲度模量越低,抗车辙能力越小。
沥青混合料动稳定度和温度的关系如下:图1 沥青混合料动稳定度和温度的关系上图解释了为什么沥青路面车辙病害通常发生在夏季高温条件下。
(2)荷载影响荷载是沥青路面病害的产生另一个重要原因。
我国沥青路面高温稳定性设计采用的是标准荷载。
伴随着国民经济的迅速发展,交通量飞速增长,物流运输行业的需求进一步增加,车主的利益驱使以及因为部分执法机关以罚代管的管理手段致使物流价格偏离市场价格,形成不超载就赔钱,越罚越超,越超越罚的恶性循环。
导致超载问题十分突出。
荷载大小对沥青混合料的动稳定度的影响如下:图2 荷载水平对沥青混合料动稳定度的影响02沥青路面抗车辙性能的研究方法上一部分提到的动稳定度概念是沥青混合料动稳定度试验的试验指标。
那么有哪些手段可以对沥青混合料的高温性能进行研究呢?(1)车辙试验我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定的沥青混合料高温稳定性测试方法就是动稳定度试验,动稳定度试验仪如下:图3 车辙试验仪构成图4 车辙试验仪的外观沥青路面车辙试验是试件在规定温度和荷载作用下,测定试验轮往返行走所形成的车辙变形速率,以每产生1mm变形行走的次数即动稳定度表示。
(2)小型加速加载试验小型加速加载试验属于路面加速加载试验APT (Accelerated Pavement Testing)的一种,具有操作简便,移动方便,设备低廉,试验周期短等优点。
MMLS3系统包括:荷载模拟器、环境控制箱、表面光度仪、温度控制箱、湿度控制箱、路面加热器振动轴和外框架。
沥青路面车辙病害分析与处理对策以及沥青混合料车辙试验
当路 粘度, 从而改善沥 青混 合料的高温稳定性 , 可大 向凹陷。 在交通荷载 重复作用以及气候 ( 度) 变形 导致 沥 青材料横向流动而产生车 辙。 温 沥青和矿料 大提高抗车辙能 力, 但在 选用时, 需兼顾高低温 等 因素 综 合 作用 下, 青 混 凝土 材 料 被推 离 面积水或路 面结构 含水量增加时 , 沥 在 性能。 荷载作用区域 , 结果 在轮迹 内形 成纵 向带状 凹 之间的粘结力在潮湿条件下会被削弱或损坏, 行车荷载和水分的联 合作用下, 这种损坏会明显 () 3 沥青用量对混 合料 的抗车辙能力有极 陷, 严重时 而在轮 迹的两侧 形成隆 起的 凸脊 , 为明显的影响, 应根据当地气候条件按 公路沥 从而导致沥青路面产生较大 的车辙 。 造 成路面使 用性能 更加恶 化 这类永久 变形主 加剧, 因此根据 车辙形成 机理 , 可将其 分为四种 要产生 于重型车 辆 频 繁行 驶的 高 温区域 以 及 在交叉路 I、 : 城市 道路 公 1 辆 的停 靠站 、 坡 类 型 : ( 、 1 失稳型车辙 ) 道、 加速减 速地 段 , 费站以 肢其他交 通拥挤 收 它是由于沥青层在车轮荷载作用下, 内部材 的地方 等处。 常, 通 车辙 出现在 路面 的表 层。 通常发生在轮迹 车辙的出现, 严重影响了路面的使用性能和 料 的流动产生横向位移而形成。 处。 当沥青混合料 的高温稳定性不足时 , 外力 在 服务质量。 () 1 影响 路面平 整度, 降低 了行车 平顺性 作用下就会产生这种车辙 。
| 技 回程 术
沥青路面车辙病害分析与处理对策以及 沥青混合料车辙试验
王沂海 山东省潍坊市公路管理局
面和路基造成水损害, 同时车辙内往往积水而造 成车辆行驶中的水滑现象, 影响行车安全。 ( 、 3 磨耗 型车辙 ) 由于沥青路面面层材料受车 轮摩 擦和自 然 () 4 车辙 底部的沥 青面 层厚度减薄 , 弱 环境 因素作用下持续 不断损耗而形成 。 减 () 压密型车辙 4、 了 青层以及路面结构的整体强度 , 沥 容易引起 更 多病害, 如网裂和龟裂等。 由于沥青混合料设计及铺筑 压实原因, 使沥 三 车辙 形成的机 理 青混 凝土初始空隙率较大。 开放交通后, 轮迹带 我国目前广泛 采用半刚基层沥青路面, 种 下的沥 青混凝土产生 压密变形。 这 路面结构使得路 基和基层产生的永久变形 占路 四. 车辙 的防治 l 原因分析 、 面的总永久变形的比例很低, 而主要的永久变形 主要是 由于沥青混 合料级配设计不合理, 发生在沥青混合料层, 量的试验路观测和计算 大
沥青路面常见病害及处理措施
一、沥青路面常见的病害1.变形类车辙属变形类,是指路面上沿行车轮迹产生的纵向带状凹槽,深度1.5cm 以上。
车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生永久性变形积累形成的带状凹槽。
车辙降低了路面平整度,当车辙达到一定深度时,由于辙槽内积水,极易发生汽车飘滑而导致交通事故。
产生车辙的原因主要是由于设计不合理以及车辆严重超载导致的。
影响沥青路面车辙深度的主要因素是沥青路面结构和沥青混凝土本身的内在因素,以及气候和交通量及交通组成等的外界因素。
车辙产生的主要原因有:(1)沥青混合料油石比过大;(2)表面磨损过度;(3)雨水侵入沥青混凝土内部;(4)由于基层含不稳定夹层而导致路面横向推挤形成波形车辙。
2.裂缝类裂缝主要有三种形式:纵向裂缝,横向裂缝和网裂。
沥青路面建成后,都会产生各种形式的裂缝。
初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能基本上没有影响,但随着表面雨水的侵入,导致路面强度下降,在大量行车荷载作用下,使沥青路面产生结构性破坏。
沥青路面裂缝的形式是多种多样的,裂缝从表现形式可分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。
影响裂缝的主要因素有:沥青的品种和等级、沥青混合料的组成、面层的厚度、基层材料的收缩性、土基和气候条件等。
坑槽(裂缝类)是常见的沥青路面早期病害,指路面破坏成坑洼深度大于2cm,面积在0.04㎡以上。
形成坑槽主要是车辆修理或机动车用油渗入路面,污染使沥青混合料松散,经行车碾压逐步形成坑槽。
3.松散类沥青路面的松散是指路面结合料失去粘结力、集料松动,面积0.1㎡以上。
松散是直接影响行车安全的路面病害,松散可能出现在整个路面表面。
也可能在局部区域出现,但由于行车作用,一般在轮迹带比较严重。
其产生的主要原因有:(1)局部路基和基层不均匀沉降引起路面破坏;(2)碎石中含有风化颗粒,水侵入后引起沥青剥离;(3)随着使用时间的增多,沥青结合料本身的粘结性能降低,促使面层与轮胎接触部分的沥青磨耗,造成沥青含量减少,细集料散失;(4)机械损害或油污染。
车辙的形成原因及预防措施课件.doc
沥青路面车辙产生的原因及防治措施随着公路运输量日益增长和运输向重型化发展,尤其是高等级公路渠化交通的运行,高等级公路沥青路面的车辙日趋严重。
由于路面上产生过大车辙,会使:1)路表过量的变形影响路面的平整度;2)轮迹处沥青层厚度减薄,削弱了路面整体强度,易于诱发其它病害;3)雨天车辙内积水导致车辆出现水漂,影响高速行车的安全性;4)在冬季车辙槽内聚冰,降低路面的抗滑能力,导致行车危险;5)使车辆在超车或变换车道时方向失控,影响车辆的操纵稳定性。
由此可见,由于车辙的出现,会严重影响路面的使用和服务质量。
我国以前公路等级较低,交通量小,基本上未形成渠化交通,且沥青面层较薄,因此车辙没有成为主要问题,路面设计规范也未考虑车辙设计。
现在我国广泛采用半刚性基层沥青路面,目前主要表现出来的早期破坏形式是路面裂缝及水损坏,但随着经济建设的快速发展,公路交通量的不断增加,交通渠化以及重型车辆的出现,沥青层厚度增加,路面车辙问题逐渐变得突出,必须引起重视。
1.车辙的类型沥青混合料是一种典型的流变性材料,它的强度和劲度模量随着温度的升高而降低。
所以沥青混凝土路面夏季高温时,在交通的作用下,由于交通的渠化,在轮迹带逐渐形成变形下凹,两侧鼓起的所谓“车辙”。
根据它形成的原因,可分为下列三种类型:(1)结构性车辙:这种车辙是指土路基、(底)基层、沥青面层等结构层的强度不够引起的永久变形。
它的特点是宽度比较大,两侧没有隆起,横断面呈凹陷。
(2)失稳性车辙:这种车辙是指沥青面层进一步被压实及侧向流动的变形,这种变形主要发生在重载车辆车轮经常作用的部位。
其特点是车轮作用的部位下陷,两侧向上隆起,看是一种槽沟。
(3)磨损性车辙:这种车辙是人为性因素造成的。
比如:有些车辆在雨雪天气里,为防止轮胎打滑,在车轮上加防滑链或使用镀钉轮胎,多发生在我国北方寒冷地区。
2、车辙形成的过程我们知道,任何一种形式的沥青路面压实度都没有达到百分之百,也就是说压实完的沥青路面还留有一定的空隙,正因为存在这种空隙,遇到高温天气时,在车轮荷载的作用下,特别是在重载、超载车辆的作用下,路面进一步被压实,使沥青混合料产生了塑性流动,导致混合料中的矿质混合料原有的骨架被重新进行排列。
如何解决沥青路面车辙问题
如何解决沥青路面车辙问题一、沥青路面抵抗交通极限荷载、气候极限温度、交通累计微变形等不利条件,克服沥青路面不可逆转的车辙变形病害所使用的解决新结构方案—高模量抗车辙改性沥青混合料设计体系。
病害分为短时间的车辙变形,或6年-8年累计车辙变形超过容许变形的病害。
科路泰第4代纳米快速全溶高模量抗车辙改性沥青混合料体系主要解决了沥青路面抗永久变形的车辙深度,10年沥青路面车辙深度低于8mm,15年沥青路面车辙深度低于10mm。
沥青路面第1病害是高温车辙,第2病害是水害坑槽,第3病害低温可变性,也称为低温破坏应变。
根据道路交通、气候、雨量确定三大性能的主次,选择中国科路泰交通解决方案。
直投式改性添加剂解决方案是将改性剂在沥青搅拌锅拌和过程中7s内快速催化改性的技术体系。
世界现阶段最前沿的改性技术。
湿法改性属于第三代改性技术。
直投式或干法改性技术属于第四代改性技术。
其优点可以将第三代无法兼容高低温性能的高分子材料进行混合料催化改性,改性效果比第三代湿法性能提高30%以上。
降低能耗15%。
2、适用范围科路泰DH系列第4代快速全溶纳米高模量抗车辙改性沥青混合料适合重载、高温、潮湿的城市公交车道、城市快速通道、山区地方道路、弯道、上坡路段以及高速公路等最不利条件。
3、设计参数沥青路面存在潜在抗车辙风险路段设计掺加沥青混合料的0.1%-0.5%。
高温动稳定度(科研车辙仪)由3000次/mm、6000次/mm、8000次/mm、12000次/mm、18000次/mm;依次对应的车辙板轮压车辙深度小于1.5mm/2560轴次、小于1.1mm/2560轴次、小于0.8mm/2560轴次、小于0.5mm/2560轴次、小于0.2mm/2560轴次。
沥青混合料油膜厚度0.68um为标准配合比设计参数。
低温破坏应变适合沥青混合料不掺加科路泰的增韧解决方案时,DH系列第4代快速全溶纳米高模量抗车辙改性路面掺量低于0.3%的低温破坏应变应大于2300uε。
沥青路面车辙病害成因及防治对策
沥青路面车辙病害成因及防治对策1.车辙的定义及类型车辙是沥青路面特有的一种损坏现象,它是在高温条件下车辆荷载长时间作用的结果。
车轮经常碾压产生出轮迹带,轮迹带逐渐产生下洼形变,并形成两条纵向的槽,即为车辙。
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。
车辙分为结构型、流动型、磨损型、压密型四种类型。
多数沥青路面修筑在半刚性基层上,且施工中对压实度要求较高,基层强度及板体性好、变形小,除了某些基层施工不良的路段外,结构型车辙一般很少,而磨损性车辙在我国几乎是没有的。
目前所见到的车辙基本上都属于流动性车辙。
2.沥青公路现状沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点,因此获得越来越广泛的应用。
车辙的产生,不仅增大了高等级公路沥青路面的养护难度和费用,同时也大大地降低了路面的使用性能及行车安全性。
我国绝大部分高速公路都采用沥青路面。
随着我国社会经济和交通运输的快速发展,客运和货运量迅速增加,道路交通流量迅猛增大,特别是重载车辆的增多和高压轮胎的使用,交通流的渠化,车辙已成为高速公路沥青路面的主要病害之一。
平钟高速公路是桂林至梧州公路的重要组成部分,是连接桂中和桂东两个经济区域的黄金通道,其采用正的是沥青路面。
2008至2010年,平乐至钟山高速公路G65二塘-钟山段K2598+000~K2655+365双向路段、G78贺州支线K688+500~K719+000双向路段共87.865km,产生了大量的重车辙需要专业处理,严重影响车辆行驶和路面养护。
3.产生车辙的主要原因分析国内的高速公路绝大多数都采用半刚性基层沥青路面的结构形式,车辙主要来自于沥青面层在车载作用下产生的永久变形,在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。
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。
影响沥青路面车辙形成及其深度的主要因素有以下几个方面。
高速公路沥青路面重车辙病害原因及处治措施
2023-11-08•引言•高速公路沥青路面重车辙病害原因•高速公路沥青路面重车辙病害处治措施•工程实例分析•结论与展望目录01引言我国高速公路的发展历程和现状沥青路面重车辙问题的普遍性和严重性重车辙对高速公路安全和运营的影响背景介绍研究目的和意义探讨有效的处治措施和解决方案为高速公路建设和维护提供参考和建议分析高速公路沥青路面重车辙病害的原因02高速公路沥青路面重车辙病害原因交通量增大随着交通量的不断增大,路面所承受的压力也逐渐增大,特别是在高速公路的出口匝道、立交桥的匝道等路段,车辆速度较慢,车流密度较大,更容易产生车辙。
车辆类型重型货车和大型客车对路面的压力更大,是导致重车辙的主要因素之一。
交通量及车辆类型对重车辙的影响沥青混合料强度沥青混合料的强度越高,抵抗车辙的能力越强。
因此,采用高强度沥青混合料是防止重车辙的有效方法。
沥青混合料级配沥青混合料的级配对抵抗车辙的能力也有影响。
级配不合理可能导致沥青混合料易产生车辙。
沥青路面材料对重车辙的影响路面厚度越大,抵抗车辙的能力越强。
因此,适当增加路面厚度可以防止重车辙的产生。
路面厚度排水不良可能导致路面长时间处于湿润状态,从而降低路面的抗车辙能力。
路面排水系统路面结构对重车辙的影响在高温环境下,沥青混合料的强度会降低,同时车辆对路面的压力增大,更容易产生车辙。
降雨降雨后路面湿度增大,车辆对路面的压力也会增大,也容易导致车辙的产生。
高温气候条件对重车辙的影响VS03高速公路沥青路面重车辙病害处治措施实施沥青路面表面封层包括雾封层、还原剂封层、微表处、同步碎石封层等,以防止水侵入路面并阻止路面的老化。
加强超载车辆管理通过加强交通管理,限制超载车辆的行驶,以减少路面承受的动荷载。
加强沥青路面结构设计合理设计沥青路面的厚度、级配以及混合料的类型和配合比,尤其是要控制好关键部位(如轮迹处)的级配和孔隙率。
对于小面积的路面破损,如坑槽、松散等,可以采用局部挖补的方法进行修复。
沥青路面病害类型及防治措施(车辙、低温开裂)ppt课件
(2)路面结构种类 基层类型、沥青路面厚度等因素也影响着 沥青路面的抗车辙能力。
基层类型: 对于刚性和半刚性基层沥青路面,90%的路 面车辙源自沥青混合料面层。 对于柔性基层沥青路面(如沥青稳定碎石 基层),基层也会产生一定的永久变形。
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沥青面层厚度:一般认为沥青面层越厚,路 面车辙越大,但路面车辙并不是随面层厚度 增长而线性增大,当沥青面层达到一定厚度 后,路面车辙基本不再增长。
它一般适用于旧路面车辙深度不大于 15mm的情况,超过 15mm 的必须分两层铺筑, 或先用 V 形车辙摊铺箱摊铺。
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沥青路面病害类型之低温开裂
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概述
沥青是一种温度敏感性材料,温度的变 化会使其力学性能发生很大的变化。夏季, 温度的升高会使其强度显著降低,导致车 辙和波浪等病害发生。随着温度的降低, 沥青混合料的强度和劲度都会明显增大, 然而,其变形能力却会显著下降,并会出 现脆性破坏。
沥青路面的低温裂缝很普遍,不但在北 方冰冻地有,在南方非冰冻地区也有。只 是裂缝的轻重程度不同(单位长度内裂缝的 条数或单位内裂缝的长度和裂缝的宽度)。 由于我国在各个地区沥青路面比较普遍, 而且我国沥青路面所用沥青多是质量不好 的渣油和国产多蜡沥青。此外,我国沥青 路面大多铺筑在收缩性很大的半刚性基层 上,因而我国的沥青路面上的裂缝特别严 重。
沥青路面破坏类型及防治措施
——车辙、低温开裂
组员:夏杨嘉玲 赵地 周勇 廖晓帆
1
由于沥青混凝土路面具有表面平整、行车 舒适、耐磨、噪音小、施工周期短、养护维 修简便等优点,被广泛的应用于各等级道路 中,国内大部分高等级公路都采用沥青类路 面结构形式。
2
但沥青路面也不可避免的存在着一些不足 之处。
公路沥青路面车辙病害成因分析及防治措施
高温天气下,沥青路面温度升高,沥青混合料变 软,抗车辙性能下降。
降雨
降雨会使沥青路面变得湿滑,降低车辆轮胎与路 面的摩擦力,加重车辙病害。
风力
强风会吹走路面的尘土和污染物,加速沥青路面 的磨损和老化,降低抗车辙性能。
地形条件的影响
地形起伏
地形起伏会使沥青路面受到不均 匀的车辆载荷和应力,容易产生 车辙。
仍需加强。
未来研究应关注以下几个方面:新型防 治技术的研发、环保型材料的推广应用 、路面养护及修复技术的改进等,以提 高公路沥青路面的使用寿命和经济效益
。
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结构型车辙
由于路面结构强度不足, 无法承受车辆载荷,导致 路面产生车辙。
流动性车辙
由于车辆载荷和温度变化 的共同作用,路面产生横 向或纵向的位移,形成车 辙。
车辙病害的表现形式
路面出现凹槽
车辙表现为路面出现明显 的凹槽,影响行车舒适性 和安全性。
路面的平整度下降
车辙会导致路面的平整度 下降,影响车辆行驶速度 和安全性。
增加粗集料数量
粗集料数量的增加可以增加沥青混合料的抗车辙能力。
控制沥青混合料的孔隙率
孔隙率过高会导致雨水容易渗透,进而引起车辙。
交通控制的措施
限制车辆速度
车辆速度越快,对路面的冲击越大,容易引起车辙。
减少超载车辆行驶
超载车辆对路面的压力更大,容易引起车辙。
表面处理方法
铣刨表面层
对于轻微的车辙,可以铣刨表面层,再重新铺设一层沥青混合料。
坡度
坡度会使车辆对沥青路面的压力 分布不均,加重车辙病害。
施工因素的影响
施工工艺
施工工艺的优劣直接影响沥青路面的 质量和抗车辙性能。
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4.3 交通荷载的影响
超重载现象严重 在某高速公路上,大型货车中轴载超过我国标准轴
载10T的比例平均:40.6%;
不同比例超载车辆作用下的车辙预估
轴载(kN) 轮压(MPa)
100
0.707
1200.848来自1400.990
160
1.131
180
1.273
超载车比例 (%) 0 20 50 20 50 20 50 20 50
机制砂通常有良好的抗车辙性; 石屑应严格控制0.075mm筛孔通过率。
沥青
采用较硬的沥青或改性沥青。 在超载车辆多、气温高、上坡段等地段,建议沥青胶结料的选用应
考虑高温再提高一个或两个性能等级。
沥青用量
应严格控制沥青用量,在高温地区在最佳沥青用量 基础较低0.3%左右用量,有助于提高沥青混合料的动稳 定度,从而改善抗车辙能力。
国内随着高速公路的建设,近年来(1999年以后)不同省份通车的 沥青路面都出现了车辙。
1998年通车的沈阳~山海关高速公路2年后就出现了较 严重车辙
1999年10月通车的北京~秦皇岛高速公路,2000年7月 份就出现了断断续续的车辙
2000年通车的机荷高速公路,在2003年7月出现了严重 车辙,车辙最大深度达8cm,远超过设计要求的1.5cm
结构层
对于高温地区的超重载道路,应该提高中面层的 车辙标准;
在不提高车辙标准的情况下,车辙试验的试验压 强和试验温度应模拟当地路面实际情况。如65度, 0.9MPa等
施工方面
正确处理规范级配、目标级配和施工级配之间的关系 合理提高压实度,适当减少空隙率
采用实测密度与理论密度双控空隙率,保证理论密度不低于94%,实测 空隙率在4%左右。 严格控制沥青用量
4.1 路面结构的影响
一般认为沥青路面的车辙产生在面层,这主要是与我国大多 采用半刚性基层有关;对于半刚性基层沥青路面,来自面层的车 辙占整个路面的90%以上。
对于柔性基层来讲,沥青路面结构产生的车辙来自整个路面 结构,尤其是土基。
沥青层厚度对车辙影响
剪应力与失稳性车辙
剪应力沿面层厚度分布图
中面层容易产生失稳性车辙 轴载从10T依次增加到13T、
车辙(mm)
14.38 19.67 26.05 34.61 40.25 58.43 72.97 73.46 89.39
4.4 纵坡的影响
从调查发现,车辙严重的路段均在陡坡路段,特别 在高速公路行驶重载和超重载车辆的情况下,往往容易 产生较严重的车辙。超重载货车在上坡路段的速度一般 为20km/h,车辆如果以100 km/h速度行使,对路面沥青 层的作用时间约为0.02s,如果行使速度只有20 km/h, 则对路面沥青层的作用时间约为0.1s。
当ESAL=(1~3) ×107时 提 高一个等级
当ESAL>3×107时,可考虑再提 高一个等级
对慢速移动设计荷载,提高一 个等级
对停驻的设计荷载,提高二个 等级
4.5 温度的影响
没有高温,即使在超重载的交通状况下,车辙也难 以产生。随着温度的升高,沥青的粘度呈对数级下降, 沥青混合料的抗压强度和抗剪强度快速下降。
3.2 压密型车辙
由于沥青 混合料的 空隙率太 大,碾压 追密造成 压密性车 辙。一般 侧向隆起 较小。
压密型车辙
3.3 失稳型车辙
对于半刚性基层主要是由于沥青混合料结构失稳而致;含有柔性基 层的沥青路面也与基层和土基的不稳定有关。
4 原因分析
4 原因分析
路面结构 矿料级配 交通荷载 纵坡的影响 温度的影响 原材料 沥青的影响
通过量(%)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0.075
级配上限 合成级配
0.15
0.3
级配下限 级配中值
0.6
1.18
2.36
4.75
9.5
13.2
筛孔尺寸(mm)
细集料
天然砂掺量每增加1%,沥青混合料的动稳定度降低4%。 对于超重载路段的面层建议限制甚至不用天然砂。
2003年通车的郑少高速公路,在通车不到半年就相继 出现了车辙,在上坡路段最大车辙深度达10cm.
桥面铺装车辙
行车道车辙(雨天雨水聚集)
车辙深度
车辙处切面
行车道(中等和重车辙)
车辙伴随坑槽
3 车辙分类
磨耗型车辙 压密型车辙 失稳型车辙
3.1磨耗型车辙
磨耗型车辙
当路面结构 稳定,车辆 行驶时,轮 胎磨耗路表 而产生此类 车辙,车辙 深度一般在 5mm以内。
4.5 沥青的影响
对许多密实型连续密级配沥青混凝土来说,粗集料 是呈悬浮结构状态,相互嵌挤作用相当有限,这时沥青 结合料的高温劲度就起到更为重要的作用。 可以使用低标号的沥青,如50#,70#
5 预防措施
沥青面层级配
沥青混合料的高温抗车辙能力有60%依赖于矿料级配的嵌挤作 用,沥青结合料则提供40%的抗车辙能力。
夏季中午路表温度最高达60~70℃,有时路表温度 大于60℃的时间大于5个小时,远远大于重交沥青的软 化点 。
4.5 材料的影响
目前大部分高速公路对沥青的选择是比较注重的,大多选用 优质沥青,上面层采用改性沥青,但是忽视了砂石料的影响。
粗集料棱角性不足,细集料多用石屑或砂。 材料来源于不同的料场,级配很难控制。
15T、18T,剪应力高值的分布 范围从面层下3~6cm依次增加 到3~7cm、3~8cm、3~9cm, 剪应力的最大值位置从4cm依 次增加到4cm、5cm、5cm。
4.2面层级配的影响
通常级配越细,沥青混合料产生车辙的可能越大; 矿粉沥青比对沥青混合料车辙影响较大; 骨架密实级配通常有好的抗车辙性能;悬浮密实和骨架空隙结
沥青路面的车辙病害
1 车辙定义
在高温和渠化交通的作用下,沥青路面结构层 出现的永久变形。
车辙的形成主要是 沥青面层在行车荷载的 作用下,进一步压密、 挤压使轮迹带下沉,两 侧面鼓起,形成波峰和 波谷状,波峰和波谷的 高差即为车辙深度.
2 车辙产生的背景和现象
上世纪70年代美国的调查表明:在州际和主要公路上车辙所致的路 面损害约占30%;80年代日本的调查表明:由于车辙所引起的路面损 害高达80%。
建议缩小沥青用量允许误差的范围,将规范规定的允许误差士0.3% 缩小为士0.2%。 严格控制石料的压碎值