郝朝
摘要:沥青路面發生车辙病害,严重影响着路面的行车质量和运行安全,因此越来越引起人们的重视。通过对不同不同车辙病害的研究,提出不同的处置措施,更好的解决沥青路面的车辙问题
关键字:沥青路面、车辙、防治对策
车辙病害严重的影响了行车的安全性和舒适性,而且缩短道路的使用寿命,给国家造成巨大的经济损失。为了提高行车的安全及舒适性,减少经济损失,有必要对车辙提出必要的防治措施。根据前两章的试验分析结果,并综合其他影响车辙的内因、外因等因素,从设计、施工、运营期管理三个方面,制定出相应的防治对策。
1 路面结构设计及材料设计
1.1 路面结构设计改进模量设计参数
我国现行的沥青路面设计规范规定,沥青路面材料设计参数选用 15℃、20℃时的抗压回弹模量,15℃时的劈裂强度。我国大部分地区夏季最高气温在 30℃左右,以气温为 30℃计,沥青路面的温度高达 45~60℃。沥青混合料是感温性材料,因此,温度是影响模量的主要因素,模量随着温度的升高而降低。因此,规范所采用的温度远小于实际路面温度,在此种温度下的模量不能反映出材料的抗变形能力。应结合实际情况,选用能够反映路面实际高温的温度。
(2) 增加反映抗车辙性能设计指标
我国在沥青路面结构设计理论及方法方面进行了长期的研究。迄今为止,交通部共发布1958 年、1978 年、1986 年、1997 年和 2006 年五个版本的设计规范。路面弯沉一直是我国沥青路面设计的主要指标。在高温及行车荷载的反复作用下,沥青混合料发生粘滞流动、土基与基层发生变形、路面层被压实或磨耗,最终积累为竖向永久变形,即车辙。车辙可能出现在不同位置。从一些路面的长期观测资料来看,路面弯沉在较长使用期限内并未发生明显的变化,但实际路面已经出现了较严重的车辙病害。因此,路面弯沉指标值无法反应路面结构的车
辙情况。
1.2 道路材料设计
(1) 修正车辙试验条件
目前,我国采用的沥青混合料设计方法为马歇尔试验配合比设计方法。根据规范,对沥青混合料高温车辙性能进行评价的试验为车辙试验,评价指标为动稳定度。标准的车辙试验是在温度 60℃、荷载 0.7MPa、速率 42 次/min 条件下进行的。根据第三章的调查结果,通常广东省夏季路面温度将超过 60℃,甚至可达到近 69℃;车辆各轴型轮胎接地压强大0.7MPa 的比例分别大致为 65%;在长陡坡路段,车辆行驶速度约为30~40km/h。显然,规范所规定的试验条件与实际情况相差较大。经过正交试验分析,温度、荷载、速度对动稳定度的影响都非常大。因此,有必要对试验条件进行修正。
建议在标准车辙试验中,根据实际情况,在长陡坡路段、公交车停靠站等荷载大、温度高的路段,使用更高温度、更大荷载试验条件下的动稳定度,作为参考指标。而且施工规范中对动稳定度的技术要求指标,也应相应增大。同时,应该跟踪道路材料的使用性能,以便及时改进。
(2) 选用高温抗变形力强的沥青材料
沥青是影响沥青混合料抗车辙性能的主要因素之一。由重复蠕变试验可知,沥青的性能对混合料的抗车辙性能影响较大,改性沥青的最终残余变形远小于基质沥青,其弹性恢复变形大于基质沥青,抗变形能力明显优于基质沥青。因此,提高沥青的弹性恢复能力,是改进其抗车辙性能的有效措施之一。抗变形力强的沥青材料有多种,如 SBS 改性沥青、橡胶沥青、高模量沥青,或在沥青中添加抗车辙剂、界面改性剂。
(3) 选用合适的级配
采用间断级配的沥青混合料抗车辙性能优于采用传统连续式密级配的沥青混合料,因此,矿料级配也是影响混合料抗车辙性能的一个非常重要的因素。较粗的级配有较好的抗车辙能力,但不易控制,如果太粗,则会降低其抗车辙能力。形成骨架结构的级配受温度变化影响较小,主要靠矿料间的嵌锁力抵抗变形,有较好的抗车辙能力,而悬浮型结构抗车辙能力较差。建议可优先选择间断级配、骨架嵌挤密级配来做为抗车辙级配。
2 施工质量及管理
完善的设计是确保路面使用性能良好的前提,规范的施工是确保路面使用性能良好的关键。为了提高路面抗变形能力,应采取一定的措施,来保证路面质量,主要包括以
下几点:
(1)保证现场试验数据的完整和准确,杜绝弄虚作假。特别是沥青材料、砂石料的试验数据,必须做到抽样合理,数据真实,保证沥青路面材料的路用性能。对高路堤、软基处理、填挖结合处、结构物两端填土等重点部位的施工重点监控,防止不均匀沉降影响沥青路面的使用性能。
(2)混合料的目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证,这三阶段配合比设计是一个完整的整体,必须通过设计找到一个平衡点,材料、性能、经济各方面都满意,然后得出一个标准配合比,取得监理、业主的批准,方可在生产中使用。
(3) 沥青混合料是感温性材料,对温度敏感性高。在拌和、摊铺、压实时,应严格控制温度。
(4) 重视并协调道路沥青路面的压实度、均匀度、平整度和构造深度等指标,特别处理好平整度与压实度的关系。好的混合料设计,只有通过充分的压实才能获得优良的性能,碾压次数少,肯定不能达到压实度要求,而过度压实,也会使压实度降低。适度的碾压才能保证良好的压实度及良好的抗车辙能力。
3 道路运营期管理
路面高温、路段重载慢速的交通特性下是诱发车辙产生的关键因素,仅从设计及施工的角度无法有效解决车辙问题,因此还需要从路面运营期间交通管理的角度提出车辙病害防治体系。
(1) 陡长坡路段沥青路面车辙与重车慢速形式有密切关系,轴载加大则沥青路面受到剪应力增大,车速降低则荷载作用时间越长,相同交通量所引起的路面车辙越大。目前,国内各公路超载现象普遍,超载率高,使得轴载远远大于控制指标,各轴型轮胎接地压强>0.7MPa
的比例都在 65%左右,尤其在长陡坡路段还会使速度降低,延长了作用时间,使路面产生了严重的车辙。因此必须采取一定的措施严格限制重载、超载车,构建治理公路运输超载长效机制,坚持治理运输超载。治理超限超载运输是一个社会性问题,涉及到交通、公安、汽车以及运输多方部门,而这一问题必须通过技术和政策两方面才能解决。
(2) 沥青路面车辙与温度场密切相关,温度越高,车辙越大。可借鉴气象部门的高温预警办法,在高温时段对长陡坡路段、公交停靠站等车速缓慢路段,每隔一段时间进行洒水降温,可有效降低路面温度,延缓车辙病害形成。
4 小结
本章针对道路车辙的实际情况,从道路的结构设计及材料设计、施工质量及管理、
道路运营期管理三个方面分别提出了相应的沥青路面车辙防治对策。
参考文献:
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