高速公路車(chē)轍的成因與防治措施

《高速公路車(chē)轍的成因與防治措施》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。

1、高速公路路面車(chē)轍成因及防治關(guān)鍵詞：高速,高速公路,公路,路面,車(chē)轍,成因,防治摘　要　對(duì)高速公路使用產(chǎn)生車(chē)轍病害,從道路設(shè)計(jì)、施工工藝分析了形成的原因,并提出了相關(guān)的措施?！　〗陙?lái),我國(guó)修筑的一些高速公路均不同程度出現(xiàn)了較嚴(yán)重的車(chē)轍,有些路段在通車(chē)后的第一個(gè)夏季高溫期就產(chǎn)生深度10～50mm的車(chē)轍,有的甚至達(dá)100mm以上,使路面平整度變差,并很快出現(xiàn)網(wǎng)裂、坑槽等病害。下面我就車(chē)轍形成原因進(jìn)行分析,并提出防治措施。1　車(chē)轍形成原因分析1.1路面結(jié)構(gòu)不合理現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范認(rèn)為粗粒徑混合料比細(xì)粒徑混合料的抗高溫車(chē)轍性能強(qiáng),僅要求層厚大于最大公稱粒徑的2倍。殊不知,實(shí)際施工過(guò)程中,粗粒徑混合

2、料離析嚴(yán)重,粗集料“頂天立地”導(dǎo)致碾壓難以密實(shí),有時(shí)甚至將石料壓碎。如銅黃高速公路,查原竣工圖,發(fā)現(xiàn)面層結(jié)構(gòu)為:上面層采用4cm中粒式瀝青混凝土(AC—16I)、中面層采用4cm中粒式瀝青混凝土(AC—20I)、下面層采用5cm粗粒式瀝青混凝土(AC—25I)。此結(jié)構(gòu)存在兩個(gè)缺陷:一是表層空隙率大,雨水易滲入并聚積在結(jié)構(gòu)內(nèi)。二是各層集料最大粒徑與層厚不匹配,滿足不了2..53倍的關(guān)系,導(dǎo)致碾壓效果不佳,使后續(xù)變形過(guò)大。1.2面層級(jí)配不合理現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范強(qiáng)調(diào)中、上面層主要功能是封水,其次是抗高溫車(chē)轍性能,導(dǎo)致中上面層都采用I型結(jié)構(gòu),有的甚至提出中面層的空隙率應(yīng)降低為2%～4%.實(shí)際上I型

3、級(jí)配屬于懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu),內(nèi)摩阻力小,抗高溫車(chē)轍性能差,如再將空隙率降低為2%～4%,則高溫情況下自由瀝青膨脹之后無(wú)處去,就會(huì)加劇高溫形變。另一方面,中下面層設(shè)計(jì)雖為中粒式瀝青混凝土(AC—20I)和粗粒式瀝青混凝土(AC—25I),但從對(duì)中下面層混合料抽提試驗(yàn)結(jié)果看施工配合比級(jí)配偏細(xì)。1.3層間結(jié)合處理不當(dāng)從多條高速公路取芯發(fā)現(xiàn),基層與面層間沒(méi)有透層油滲入的痕跡,在取芯過(guò)程中,很難取出基層和面層連在一起的整體芯,而是兩者分開(kāi)的,這反映了基層與面層的粘結(jié)強(qiáng)度很低,故在陡坡地段發(fā)生推移現(xiàn)象是必然的。1.4交通荷載考慮不周在高速公路的交通構(gòu)成中,重載卡車(chē)數(shù)量較多,而且行車(chē)速度慢。調(diào)查發(fā)現(xiàn),大

4、型貨車(chē)中軸載超過(guò)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)軸載10t的比例為37%～46%,平均為40.6%,超過(guò)國(guó)際上最大標(biāo)準(zhǔn)軸載13t的比例為24%～28%,平均為25.7%,有2～4%的甚至超過(guò)了18t,可見(jiàn)超重載現(xiàn)象非常嚴(yán)重。經(jīng)分析,軸載從10t依次增加到13t、15t、18t,剪應(yīng)力高值的分布范圍從面層下3～6cm依次增加到3～7cm、3～8cm、3～9cm,剪應(yīng)力的最大值位置從4cm依次增加到4cm、5cm、5cm。說(shuō)明隨著軸載的增加,剪應(yīng)力高值的分布范圍由表面層向中面層轉(zhuǎn)移,使產(chǎn)生失穩(wěn)性車(chē)轍的深度增加。因此,承受重載慢速交通要求瀝青混凝土有較好的抗車(chē)轍能力。但是,目前高速公路設(shè)計(jì)中沒(méi)有詳細(xì)考慮此因素。1

5、.5沒(méi)有考慮縱坡的影響從調(diào)查發(fā)現(xiàn),車(chē)轍嚴(yán)重的路段均在陡坡路段。我們調(diào)查超重載貨車(chē)在上坡路段的速度一般為20km/h,根據(jù)瀝青材料的溫度時(shí)間換算法則,長(zhǎng)時(shí)間承受荷載與高溫條件是等效的,而且時(shí)間是累積的。車(chē)輛如果以100km/h速度行使,對(duì)路面瀝青層的作用時(shí)間約為0.02s,如果行使速度只有20km/h,則對(duì)路面瀝青層的作用時(shí)間約為0.1s,即以20km/h速度行駛產(chǎn)生的形變相當(dāng)于以100km/h速度行駛5遍所產(chǎn)生的形變。所以,對(duì)于具有粘彈塑性的瀝青混合料,縱坡越大,除了因?yàn)閼?yīng)力增加和作用深度加深而增加車(chē)轍外,還因?yàn)樾熊?chē)速度慢和應(yīng)力作用時(shí)間長(zhǎng)而更容易加重車(chē)轍。因此,用于上坡路段上的瀝青混

6、凝土需要有較大的抗車(chē)轍能力,但是設(shè)計(jì)中沒(méi)有對(duì)此作特殊的處理。1.6溫度的影響高溫對(duì)車(chē)轍有明顯的影響,沒(méi)有高溫,即使在超重載的交通狀況下,車(chē)轍也難以產(chǎn)生。隨著溫度的升高,瀝青的粘度呈對(duì)數(shù)級(jí)下降,瀝青混合料的抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度快速下降。有關(guān)研究表明:路表下4～9cm處的溫度最高,這一區(qū)域正好位于中面層。且表面高溫很容易與大氣發(fā)生熱交換,高溫持續(xù)時(shí)間短,而瀝青混合料的導(dǎo)熱系數(shù)小,內(nèi)部高溫不易與大氣發(fā)生熱交換,內(nèi)部的高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),對(duì)于具有粘彈塑性的瀝青混合料,其形變與高溫持續(xù)時(shí)間成正比,因此中面層更易于發(fā)生車(chē)轍。1.7材料把關(guān)不嚴(yán)目前大部分高速公路對(duì)瀝青的選擇是比較注重的,大多選用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口

7、瀝青,上面層采用改性瀝青,但是忽視了砂石料的影響。砂石料基本上由當(dāng)?shù)厝罕娮园l(fā)組織的小料廠生產(chǎn),產(chǎn)量低、規(guī)格少、質(zhì)量差。而高速公路建設(shè)速度快,用量大,形成明顯的反差。真正用于高速公路面層的砂、石材料并非全部合格品,更談不上優(yōu)質(zhì)品了。有的砂石料含泥量和風(fēng)化料遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo),根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,有的高速公路用于面層的粗集料含泥量在1.5%～2.0%,扁平顆粒占30%～80%,有的風(fēng)化嚴(yán)重,有的細(xì)集料在飽水的情況下能摸成團(tuán)。從己通車(chē)的瀝青路面鉆芯取樣和病害開(kāi)挖的結(jié)果來(lái)看,