干线公路改造工程沥青混凝土路面车辙的防治措施.docVIP

湖南省公路工程专业二级建造师继续教育必修课培训班论 文培训座位号：208姓 名：罗勇 工作单位：湖南省隆回县路桥工程公司联系电话线公路改造工程沥青混凝土路面车辙的防治措施摘要：本文阐述了干线公路改造工程沥青混凝土路面预防车辙的产生原因、防治措施。关键词：沥青混凝土路面、车辙、防治措施1前言近来年，湖南省干线公路改造中正大力推广沥青路面，沥青混凝土已成为干线公路的路面结构主要形式。但伴随着国民经济的高速发展而带来的交通量迅速增长、车辆大型化、超载严重、车辆渠道化等，使沥青混凝土路面面临严峻的考验。许多公路沥青路面建成不久就不能适应交通的需要，早期破坏时有发生，车辙已成为沥青路面潜在的最严重的破坏形式。2产生车辙的主要原因 车辙发展成槽形就变成撤槽，车辙实际上是在行车道轮迹带上产生的永久性变形，它由车辆通行压密变形和高温流动变形组成。2.1 车辆通行压密变形压密变形是车辆在道路上行驶而使道路得到进一步压实而产生的永久性变形。压密形变是有限的，主要由沥青混凝土的施工孔隙率引起。由马歇尔结果引起的孔隙率一般35，而施工过程中，当要求严实度达到98时，引起的施工孔隙率为57，这样沥青混凝土路面在行车荷载的反复碾压下，就会使孔减少，从而产生压密形变。2.2 高温流动变形高温流动形变是在高温时沥青混凝土路面中沥青软化、粘结力降低，在轮栽的反复作用 ，轮下沥青混合料产生剪切而被挤压到两侧而形成的形变，实质原因是沥青混凝土的粘力和内摩擦角较小。3 车辙产生的原因及施工预防措施半刚性基层路面的车辙主要产生于沥青混凝土面层，而车辙的主要原因是沥青混合料的高温稳定性不足，在车辆的重复荷载作用下产生变形累积。影响沥青混合料高温稳定性主要是沥青混合料的高温抗剪切能力及内摩阻力。通过沥青类型、沥青用量、矿料级配、颗粒形状及表面特性、沥青混凝土空隙率等多方面控制可以有效提高沥青混合料的高温抗剪切能力及内摩阻力。3.1 沥青类型沥青混合料的抗剪切能力主要取决于沥青混合料的粘结力和内摩阻力、影响沥青混合料粘结力的因素主要是沥青粘度、沥青用量、沥青与矿料互相作用的特性，沥青的粘度越高，沥青混合料的粘结力越大，因而具有较高的抗剪强度。沥青类型应根据环境气候、交通条件等合理选用，尤其是气温高、渠化交通的道路应选用叫粘稠的符合重交通沥青技术要求的优质沥青和改性沥青。从沥青品质及路用性能来看，进口沥青稍优于国产沥青。近年来，我国对国产稠油沥青在级公路工程的应用进行了大量的研究及工程实践，表明用满足重交通石油沥青技术要求的稠油沥青铺筑高等级路面，其路用性能达到或超过进口沥青，因而可以取代进口沥青。但对每批沥青包括进口沥青均应进行抽样试验，严格检测，从质量和经济两方面综合考虑选用。3.2 沥青用量混合料的粘结力与沥青用量有关，用量越大，矿料颗粒间游离的自由沥青越多，矿料周围的沥青膜越厚，混合料的粘结力越低。反之，沥青不能完全裹覆矿料颗粒界面也影响沥青混合料的粘结力，同时混合料缺乏应有的工作度，难以压实，且易出现松散、离析现象。为了提高沥青混合料的粘结力，除采用高质量的沥青外，严格控制沥青的合理用量是很关键的。沥青用量必须严格按马歇尔试验指标，并综合考虑气候条件、交通类型、公路等级等因素，同时进行混合料的残留稳定度和动稳定度检验，并对拟定的配合比进行车辆的试验，合理确定最佳的沥青用量。3.3 矿料级配、颗粒形状及表面特性沥青混合料的嵌挤力和内摩阻力主要取决于矿料级配、颗粒形状及表面特性、沥青用量等。为使沥青混合料的内摩阻力增大，满足抵抗永久变形的能力，除采用最佳的沥青用量外，采用洁净、具有良好的颗粒形状、表面粗糙、严碎值小、与沥青有良好的粘附性的矿料是非常关键的。矿料的最大粒径、极配组成不同，所组成的沥青混合料强度构成不同，受自然因素的影响也不同。嵌挤型的沥青混合料的强度是以矿料间的嵌挤力和内摩阻力为主，沥青的粘结力为辅而构成，其受温度的影响较小，但透水性大，耐久性差。密实级配型的沥青混合料的强度是以沥青与矿料间的粘结力为主。矿料的嵌挤力和内摩阻力为辅而构成，其透水性小，耐久性好，但受温度影响较大。沥青混凝土的最大粒径不同，其抵抗变形能力不同，根据有关文献试验结果表明，中粒式沥青混凝土抗车辙性能最好，细粒式沥青混凝土次之，粗粒式沥青混凝土最差。沥青面层采用沥青碎石+中粒式沥青混凝土的路面，其抗变形能力要优于采用沥青碎石+细粒式沥青混凝土路面的抗变形能力。沥青混合料的采用应根据各种沥青混合料的特性和面层所应起的作用合理选择适宜的沥青混合料。必要时对沥青混合料的级配作适当调整改善，如适当增大集料粒径和增加粗集料用量，采用棱角尖锐的机制砂，提高沥青混合料的嵌挤力和内摩阻力，适当增加粉料用量，提高沥青混合料的粘结力及密实度，以满足沥青混合土路面的抗变形能力。沥青面层的表面特性直接由沥青表面层提供，如摩擦系数和表面构造深度等，同时表明直接受环境因素和行车荷载的作用，因此，表面层应具备良好的强度和温度稳定性及不透水性，以保证路面的耐久性及抗变形性能力。从已建成通车的沥青路面来看，高温车辙和低温缩裂的病害都有，混合料组成设计应充分考虑热稳定性和低温稳定性。沥青表面层还应推广使用沥青玛蹄脂碎石混合料。3.4 空隙率空隙率对沥青混凝土的耐久性和热稳定性均有影响，从耐久性角度出发，希望其空隙率尽可能减小，从热稳定想角度来讲，其空隙率又不能太小，当然空隙率较大对热稳定性也不利。空隙率对沥青混合料的抗车辙能力降低越大。4的空隙率最接近临界值。马歇尔试验法决定沥青用量时，空隙率是一个关键的指标，同时又是一个不易控制的指标。马歇尔试验时不仅要求尽可能测试准确，同时应综合考虑矿料空隙率、沥青所占的空隙率和剩余空隙率的分配问题。在施工时，保证沥青混凝土良好的压实，对改善沥青混凝土面层的抗变形能力是很有帮助的。4 避免产生车辙的方法4.1 限载严格限制车辆的改装（载重汽车一般通过增大车厢容积、加强弓字板、采用高强度轮胎来进行改装以提高轴载标准），限制超重车辆的通行。4.2 重交通道路要进行单独设计在对有重载交通的路面进行设计时，可以通过调整结构类型来提高路面的整体强度，在计算结构层时应将超载车辆对路面的破坏能力考虑在内，或设计成水泥混凝土路面，或对沥青混凝土提出更高的要求，以提高抵抗车辙的能力。4.3 提高粗骨料用量，掺加外加剂，降低沥青用量目前公路一般通过掺加外加材料提高沥青混凝土本身的强度以抵抗永久变形能力，如SBS改性沥青混凝土等，建议对用于重载车较多的路面的沥青混凝土组成设计进行抗车辙试验，以满足重载车辆对路面的特殊要求。4.4 保证沥青混凝土施工质量在正式拌和前，要校核拌和楼的计量系统，以满足配合比的精度要求，取缔小型连续式沥青混凝土拌和设备在高级路面施工中的使用，保证沥青混凝土的拌和质量，碾压时要一气呵成，直至达到所要求的压实度，以免孔隙率偏大，影响