路面车辙的主要成因及减缓措施

发表时间:2020/10/13   来源:《城镇建设》2020年第19期   作者:张谦
[导读] 车辙会影响路面平整度,降低行车舒适感,
        张谦
        陕西省通达公路建设集团有限责任公司  710068
        摘  要:车辙会影响路面平整度,降低行车舒适感,在严重时会导致交通安全事故出现,减少沥青路面车辙病害至关重要。只有深入分析路面车辙形成的原因,才能有效减少运营过程中车辙病害的出现,从而延长道路的使用寿命。基于此,本篇文章对路面车辙的主要成因及减缓措施进行研究,以供参考。
关键词:路面车辙;主要成因;减缓措施
        引  言
        路面车辙严重破坏路面结构强度,降低了驾驶的舒适性和稳定性,同时,也对路面的平整度、车辆行驶安全性有很大影响。车辆在车辙严重路段行驶,会出现颠簸等现象。同时,车辆在颠簸过程中会对路面施加一定作用力,这将进一步导致路面、路基产生严重损害,甚至造成路面裂缝的产生,大大降低了路面的使用寿命。因此,对路面车辙病害提出相应的防治措施具有重要的意义。
         一、车辙
        就城市道路路面病害而言,车辙不属于常发性的病害,且车辙的形成也须满足相应的条件。如路面受高温及重载车辆的长时间碾压,便会导致出现一定的车辙,进而破坏路面的平整度。这样待温度降低后,在路面上实施混合料铺设作业,会影响沥青材料的密度,并增大材料间的空隙,使水分极易流入材料空隙中,破坏路面材料的粘结性,从而引发车辙病害。
         二、路面车辙形成的原因
        (一)超载与纵坡
        在实际运营中,车辆经常出现超载现象,这就影响了沥青路面正常使用。尤其是在一些较长上坡以及下坡路段中,行车速度减慢,会让沥青路面承载外在压力时间增长。由于纵坡增大,受汽车荷载影响,会导致沥青层内部剪应力加大。因此,沥青内部剪应力也会在纵坡变大的情况下出现变化,从而导致变形。特别是在车况较差,汽车上坡速度缓慢的时候,对沥青路面的作用力很大,使沥青路面内部的温度增加,致使路面产生变形,进而形成车辙。
        (二)路面结构与温度
        在基层强度不够时,需要增加面层厚度,以此来预防车辙,减少路面病害。温度是影响沥青路面车辙病害的主要原因,车辙对温度很敏感,温度越高沥青混合料抗车辙能力越小。温度升高时,沥青的黏度变小,其抵抗蠕变的能力下降,当沥青受到外力时,很容易发生永久剪切变形,导致沥青材料横向流动而产生车辙。在夏天炎热的地区,沥青路面在一定的气温和日照条件下,能吸收大量热量,从而导致路面温度上升,产生车辙。
        (三)整体面层级配不合理
        主要筛孔的通过率变化比较大,粗骨料用量过少,且中间档骨料用量太多,导致骨架结构的密实度达不到设计要求,进而影响了结构的抗剪性能,最终引起路面的车辙问题。因为施工所用的沥青混合料中细骨料及矿料的含泥量超标,致使混合料劲度模量超标,增大了路面在交通荷载影响下出现剪切形变的概率,从而也降低了沥青混合料在高温下的抗车辙能力。
        (四)沥青混合料
        沥青混合料是高速公路施工中的主要材料,沥青混合料级配也是导致高速公路出现车辙的主要原因。在施工过程中,矿料质量会直接影响沥青混合料强度,应加大矿料颗粒嵌锁作用,提高材料抗剪稳定性,从而增加路面抗车辙能力。除此之外,路面孔隙率若过低,也会导致沥青混合料外部变形,从而出现车辙。
        (五)施工因素
        沥青混凝土在施工的过程中,由于施工材料、混合料配比,温度等各方面因素都会对施工质量产生影响,若出现施工不到位,施工人员责任心不强,安全措施没做好等各种情况,都会影响施工质量,从而导致早期车辙病害的出现,特别是施工过程中,若压实不充分,压实度达不到设计的要求,经过高低温季节变化和车辆载荷的作用,更容易导致车辙的出现。


         三、路面车辙的预防措施
        (一)改进沥青混合料设计
        为了提高沥青混合料的抗车辙性能,必须对混合料进行合理的设计或者采用新型材料来提高沥青混凝土性能。对混合料进行合理设计主要采取的方法有:采用粗级配、增大集料粒径、减少沥青用量以及采用粘度更大的沥青等;采用新型材料提高沥青混凝土性能主要方法有:沥青中掺加改性剂(如SBS等)、添加掺合材料(如聚酯纤维等)等。掺加聚酯纤维是一种较有效的提高沥青混凝土抗车辙性能的方法,其原因是聚酯纤维能吸收沥青混合料中多余的游离沥青,增加集料周围沥青膜的厚度,从而提高集料与沥青的粘聚力。此外,聚酯纤维还具有增强作用,有利于混合物的高温稳定性。在低温性能方面,由于掺加了聚酯纤维,沥青混凝土用油量增加,在低温下仍具有较好的柔韧性,能减少温缩裂缝的产生。可见聚酯纤维是一种性能优良的掺合材料。
        (二)摊铺与碾压
        在摊铺实施过程中,先将摊铺机熨平板预热到100℃。摊铺机要做好速度控制,保证匀速前进。为了提升路面平整性,要尽量保障摊铺作业的连续实施。在路面碾压过程中,压实度、厚度与平整度都是衡量碾压效果的关键因素。要在保障压实度的基础上,尽量提升路面平整度。在碾压时可采用钢轮静压和钢轮振压的方式,在温度降低时,抗车辙沥青混合料强度会增加,需要在混合料温度高时做好压实工作,压路机要紧跟铺摊机连续实施碾压。最初混合料温度不能低于120℃,若是低于120℃则不能进行振动碾压,而最终碾压的温度不能低于90℃。为了防止沥青混合料被挤出,压路机在混合料摊铺之后,需要在距离路面30cm的地方开始碾压。
        (三)沥青的选择
        沥青材料应按照公路所属等级、当地的气候、交通、路面土质类型及结构层位置具体受力等条件来决定,同时需要考虑当地的具体施工条件和技术。高速公路和一级公路考虑到夏季气温很高并且昼长夜短,载重较大的交通工具和上行路段应该采用具备稠度高特点的沥青,实际施工时较多选择A级标号50-90的沥青类型。寒冷地区的公路运输量比较小,应该选择稠度较低的沥青,但低温状态下的延度较高。对于施工条件较好的地区可以考虑选择聚合物改性沥青。
        (四)施工缝处理
        沥青路面施工缝是避免温度影响高速公路整体性的施工措施。在沥青路面施工期间,高速公路基于施工差异性影响,无法一次完成浇筑,便需要提供完善的维护结构和连接部件,才能在分区浇筑施工期间,提升高速公路面层的整体性。施工缝必须满足紧密、平直且美观的原则,并在摊铺过程中根据施工环境等因素,对施工缝进行封堵,避免对道路环境造成影响。另外,根据现阶段道路施工缝工艺要求,在浇筑和摊铺工作落实之后,施工缝宽度应保持在10~20mm之间,且不应立即做碾压处理。此时施工缝可作为后续摊铺工作基准线,等到面层标高与道路强度满足要求后,再运用合理的方法进行跨缝碾压处理,为面层形变提供了缓冲空间,同时满足美观性的要求。
        (五)公路检修
        公路养护企业必须严格按照预先制定的养护计划开展公路路面病害的检查工作,然后根据实际检查尽可能采用预防性手段降低路面病害造成的影响,延长路面的使用寿命。如果在路面病害检查过程中发现问题,必须在第一时间进行处理,避免后期出现严重病害影响公路的正常使用。
         四、结束语
        公路路面一旦出现车辙病害,不仅会影响道路的舒适程度和使用安全性,对道路寿命也会造成很大影响。因此,需要合理选择沥青路面结构类型,注重材料和添加剂的质量,采取合适的施工技术,才能有效减少车辙病害的形成。
         参考文献:
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