高速公路沥青路面车辙病害成因分析及防治技术研究
张力升 宋小敬
葫芦岛鑫达公路工程监理咨询有限责任公司 辽宁省葫芦岛市 125000
车辙属于高速公路沥青路面比较常见的一种病害,顾名思义就是车辆长时间的通行碾压使得路面某部分下沉形成轮印。随着汽车的数量不断增加,尤其是重型车辆的增加,车辙病害越来越严重,给道路平整和行车安全造成了极大的危害。车辙产生的原因一般有沥青混合料的配比,施工工艺,温度的变化,交通荷载等等。特别是在温暖的气候条件下,沥青路面的流动性大,车辙的现象就更为明显。
一、高速公路沥青路面车辙病害的成因分析
(一)交通荷载的影响
高速公路的交通荷载也是车辙病害产生的原因之一,尤其是一些重型货车频繁经过,对路面的压力非常大。重车的长期荷载使沥青路面受到严重的压缩,沥青混合料中的沥青流动性变大,逐渐形成车辙。荷载反复出现不但改变了沥青路面外表的样子,也让路面结构变得不稳定,加重了车辙现象的产生。因此在车流量大的道路上,尤其是有很多重型车经过的路段,车辙病害出现的概率就大很多。这说明道路的设计、材料的选择在防止车辙中起着非常重要的作用。
(二)气候因素的影响
气候条件属于对沥青路面车辙病害形成起到关键作用的外部因素之一,在温暖或炎热的地方,温度的大起大落会让沥青路面的结构受到影响。温度升高时,沥青的粘度变小,流动性变好,使路面变软;气温骤降时,沥青的脆性增大,容易产生裂缝。在长时间的车轮荷载作用下,沥青路面会产生永久性变形,也就是车辙。高温潮湿的气候条件非常容易发生车辙,尤其是夏季,沥青的塑性变大,路面变形的速度加快。因此不同的气候环境要根据实际情况选择合适的材料和结构设计来缓解气候变化对路面的不利影响。
(三)施工工艺与材料选择的影响分析
沥青路面施工工艺不当或者使用了不合格的材料,这也是车辙病害产生的一个原因。在施工过程中,沥青混合料的配比,拌和温度,摊铺厚度 质量和耐久性。特别是在炎热的天气里,沥青混合料的拌和温度过高或者 的强度和稳定性不足,容易出现车辙。再者就是使用不适宜当地气候与交 也会对路面的耐久性、承载力造成影响。适当的材料选择以及严格的施工质量控制措施可以有效地防止车辙病害的发生,所以施工工艺和材料的合理选择就是预防车辙的重要部分。
二、高速公路沥青路面车辙病害的防治
(一)优化沥青混合料的设计
沥青混合料设计的好坏,直接影响到沥青路面的使用性能及寿命。为了有效地预防车辙病害的发生,必须按照道路的交通荷载,气候条件等,来改进沥青混合料的配比和性能。采用高粘度、低温流动性的改性沥青能提高沥青混合料的抗变形能力,减少车辙的产生。骨料在沥青混凝土路面中是基础的施工材料,在传统的高速公路施工过程中,为了节省施工的成本,很多企业都会选择级别较低的骨料当作施工的原材料,这样也会加大车辙病害的发生几率。为此,为了改善此状况,施工人员在实际施工过程中,要合理控制骨料级配,选用较高等级的骨料。这些材料棱角分明,在微观环境之中,表面较为粗糙,在之后的压实过程里,骨料就会彼此嵌合,这样就增强了结构的整体性,也就提高了沥青混凝土路面的抗压能力,使高速公路的寿命得以延长。
(二)优化路面结构层设计与施工强化方案
要想提高沥青路面的耐久性,避免车辙病害的发生,合理的路面结构设计就显得尤为重要。不同路段根据当地的交通流量,荷载大小和地质的不同进行合适的路 面层次的结构。采用三层结构的路面可以有效地分散交通荷载,减小单一层次受压的程度,从而减少车辙 保证各层之间粘结性及层间力学性能协调性,也是十分重要的。提高压实度、控制温度和采用质量较好的材料,有利于保证路面结构的稳固性,减少由于不均匀沉降或者应力集中造成的车辙。路面结构层的改良既可以进步抗车辙的能力,也能延长路面的生命期。
(三)提高施工质量控制水平
严格把控施工质量是车辙病害的防治基础。施工时要保证沥青混合料的温度控制在合理的范围内,不能因为温度过高或者过低而影响到沥青的质量。同时要加强对摊铺机的控制,保证沥青混合料摊铺均匀、厚度达到设计要求。在压实过程中,选择合适的机械设备,保证压实的效果,防止由于压实不足造成的路面变形。在施工过程中,沥青混合料的配比,拌和工艺,摊铺及压实过程中的每一个环节都要严格把控,保证最后的路面结构有足够的抗变形能力,防止出现车辙病害。
(四)定期检测与养护管理
沥青路面养护管理对于预防车辙、治理车辙起到关键的作用。定时进行路面检测以及病害评定能够尽快地查觉车辙问题的预兆,运用沥青维修,部分加固之类有效的养护手段,以阻止病害状况愈发加重。对出现车辙的路段要及早做局部加铺、结构加固等处理。通过制定出科学合理的养护方案,可以在一定程度上使路面恢复到较好的平整度以及承载能力上。而且伴随着车辙病害的出现,要运用一些长期的、有效的监测办法,让公路在使用的途中得到维修,进行恢复,保证高速公路在行车使用过程中不会受到破坏,影响行车的安全性。
三、结束语
高速公路沥青路面车辙病害发生对公路的通行能力及行车安全造成严重影响,加大了养护、维修费用。通过分析车辙形成的因素,即交通荷载,气候条件,施工工艺等,文章提出了相应的防治技术措施。优化沥青混合料设计、加强路面结构层设计和施工,提高施工质量控制,定期检测养护等措施,都可以有效的减小车辙病害的发生。将来在建造维护高速公路的时候一定要多留心这些技术的应用状况,这样才能更好地提高路面质量,延长其使用寿命。
参考文献
[1]曹言华。高速公路沥青混凝土路面车辙病害及防治对策分析[J].智能城市,2019,5(19):186-187.
[2]高鹏,胡旭辉。高速公路长大坡路段沥青路面车辙成因分析[J].山西建筑,2012,38(24):152-153.
[3]钱霞,张久鹏,黄晓明,闫其来。沥青混凝土路面车辙病害调查及机理分析[J].交通标准化,2007(01):175-176.