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1、路面车辙分析高速公路路面车辙成因及防治摘要：最近随着高速公路的突飞猛进的发展，高速公路的各种病害也随之而来。本文主要对病害屮的车辙原因进行分析，对车辙简单的分类，研究防治车辙的各种方法，并简单的介绍几种车辙的处理方法。关键词：高速公路车辙原因分析维修方法1车辙形成原因分析1.1路面结构不合理现行设计规范认为粗粒径混合料比细粒径混合料的抗高温车辙性能强，仅要求层厚大于最大公称粒径的2倍。殊不知，实际施工过程中,粗粒径混合料离析严重,粗集料“顶天立地”导致碾压难以密实，有时甚至将石料压碎。如铜黄高速公路，査原竣
2、工图，发现妞层结构为:上面层采用4cm中粒式沥青混凝土(AC—161)、中面层采用4cm中粒式沥青混凝土(AC—201＞、下面层采用5cm粗粒式沥青混凝土(AC—25I)。此结构存在两个缺陷:一是表层空隙率大,雨水易渗入并聚积在结构内。二是各层集料最大粒径与层厚不匹配，导致碾压效果不佳，使后续变形过人。1.2血层级配不合理现行设计规范强调中、上面层主要功能是封水，其次是抗高温车辙性能,导致屮上面层都采用I型结构，有的甚至提出屮面层的空隙率应降低为2%〜4%.实际上I型级配属于悬浮密实结构，内摩阻力小z抗高温
3、车辙性能差,如再将空隙率降低为2%〜4%,则高温情况下自由沥青膨胀之后无处去，就会加剧高温形变。另一方面，中下面层设计虽为中粒式沥青混凝土(AC—20I)和粗粒式沥青混凝土(AC—251),但从对屮下面层混合料抽提试验结果看施工配合比级配偏细。1.3层间结合处理不当从多条高速公路取芯发现，基层与面层间没有透层油渗入的痕迹，在取芯过程中，很难取出基层和面层连在一起的整体芯，而是两者分开的,这反映了基层与面层的粘结强度很低，故在陡坡地段发生推移现象是必然的。1.4交通荷载考虑不周在高速公路的交通构成中，重载卡车
4、数量较多，而且行车速度慢。调查发现,大型货车屮轴载超过我国标准轴载10t的比例为37%〜46%,平均为40.6%,超过国际上最大标准轴载13t的比例为24%〜28%,平均为25.7%,有2〜4%的甚至超过了18t,可见超重载现象非常严重。经分析，轴载从10t依次增加到13t、15t、18t,剪应力高值的分布范围从层下3〜6cm依次增加到3〜7cm、3〜8cm、3〜9cmU应力的最大值位置从4cm依次增加到4cm、5cm、5cm。说明随着轴载的增加，剪应力高值的分布范闱由表面层向中面层转移,使产生失稳性车辙的
5、深度增加。因此，承受重载慢速交通要求沥青混凝土有较好的抗车辙能力。但是，目前高速公路设计中没有详细考虑此因素。1.5没有考虑纵坡的影响从调查发现，车辙严重的路段均在陡坡路段。我们调查超重载货车在上坡路段的速度一般为20km/h,根裾沥青材料的温度时间换算法则，长时间承受荷载与高温条件是等效的，而且时间是累积的。车辆如果以100km/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20km/h,则对路面沥青层的作用时间约为0.1s,即以20km/h速度行驶产生的形变相当于以100km/h速度
6、行驶5遍所产生的形变。所以，对于具有粘弹塑性的沥青混合料，纵坡越大,除了因为应力增加和作用深度加深而增加车辙外，还因为行车速度慢和应力作用时间长而更容易加重车辙。因此,用于上坡路段上的沥青混凝土需要有较大的抗车辙能力，但是设计屮没有对此作特殊的处理。1.6温度的影响高温对车辙有明显的影响，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。有关研究表明:路表下4〜9cm处的温度最高，这一区域正好位于屮面层。且表面高温很容易与大气
7、发生热交换，高温持续时间短，而沥青混合料的导热系数小，内部高温不易与大气发生热交换，内部的高温持续时间长，对于具有粘弹塑性的沥青混合料，其形变与高温持续时间成正比，因此中妞层更易于发生车辙。1.7材料把关不严0前大部分高速公路对沥青的选择是比较注重的，大多选用优质进U1沥青,上面层采用改性沥青J旦是忽视丫砂石料的影响。砂石料基本上由当地群众自发组织的小料厂生产，产量低、规格少、质量差。而高速公路建设速度快，用量大，形成明显的反差。真正用于高速公路㈤层的砂、石材料并非全部合格品，更谈不上优质品了。有的砂石料含
8、泥量和风化料远远超标，根裾施工现场调査,有的高速公路用于面层的粗集料含泥量在1.5%〜2.0%,扁平颗粒占30%〜80%,有的风化严重，有的细集料在饱水的情况下能摸成团。从己通车的沥青路面钻芯取样和病害开挖的结果来看,面层结构的粗集料的压碎值达不到规定的要求，有些粗集料可以看到明显的裂痕，在行车荷载和环境等因素的反复作用下被压碎，而使得粗集料强度偏低。粗集料屮含有风化石和通水易崩解的红砂岩，在结构层中可以观察到成
