瀝青路面車轍形成原因及防治途徑

1、瀝青路面車轍形成原因及防治途徑瀝青路面車轍形成原因及防治途徑日益增長的交通量、車輛大型化及重載車比例的不斷增加，對(duì)路面的要求越來越高。如何提高路面的使用性能已成為廣大道路工作者的重要課題。瀝青是一種典型的流變材料，它的強(qiáng)度和勁度模量隨著溫度升高而降低，所以瀝青混凝土路面在夏季高溫時(shí)在重交通的重復(fù)作用下，由于交通的渠化在輪跡帶逐漸形成變形下凹，兩側(cè)鼓起的所謂“車轍”。1瀝青混合料強(qiáng)度形成原理為了防止瀝青路面產(chǎn)生高溫剪切破壞，在柔性路面設(shè)計(jì)

2、方法中對(duì)瀝青路面抗剪強(qiáng)度應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，要求在瀝青路面層破裂面上可能產(chǎn)生的應(yīng)力小于瀝青混合料容許剪應(yīng)力即Tаб混合料的抗剪應(yīng)力T取決于瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度T即T為系數(shù)（即瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度T可通過三軸試驗(yàn)方法應(yīng)用莫爾—庫侖包路線方程T求得。所以瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度主要取決于粘聚力C和內(nèi)摩擦角兩個(gè)參數(shù)，即T=。瀝青路面的車轍變形、雍包等主要發(fā)生在夏季高溫情況下，是一種混合料各種成份位置的變化。這時(shí)瀝青的粘度較低，粘結(jié)集料抵抗變形的能力有限。

3、而瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能實(shí)際上是抵抗車輛重復(fù)壓縮變形反側(cè)面流動(dòng)的能力。它首先取決于礦料骨架，尤其是粗骨料的相互嵌擠作用。同時(shí)瀝青結(jié)合料則起到阻礙混合料發(fā)生剪切變形的牽制作用。因而兩者都十分重要，在通常情況下，礦料級(jí)配的作用率占60%，瀝青結(jié)合料則提供40%的抗車轍能力。2與車轍形成有關(guān)的內(nèi)部因素21配合比中礦料結(jié)構(gòu)的選擇瀝青路面的車轍現(xiàn)象是在高溫時(shí)，由抗剪強(qiáng)度不足或塑性變形過剩產(chǎn)生堆積現(xiàn)象。所以配合比設(shè)計(jì)時(shí)要求瀝青混合料在高溫時(shí)必須具

4、有一定的抗剪強(qiáng)度和抵抗變形的能力。在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)，即采用間斷密級(jí)配礦質(zhì)混合料與瀝青組成的瀝青混膈料。由于這種礦質(zhì)混合料斷去了中間尺寸粒徑的集料，既有較多數(shù)量的粗集料可形成空間骨架，同時(shí)又有相當(dāng)數(shù)量的粗集料可填密骨架的空隙，因此形成密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)，而且肯有較大的內(nèi)摩擦角，滿足設(shè)計(jì)要求。22瀝青的選擇選用高粘度瀝青或在瀝青中摻加各類型的改性劑。在其它因素固定的條件上，瀝青混合料的粘聚力隨著粘度的提高而增加，高粘度的瀝

5、青能賦予瀝青混合料較大的粘滯阻力，因而具有較高的抗剪強(qiáng)度。試驗(yàn)研究表明，在相同的礦料和組成情況下，隨著瀝青粘度的提高，瀝青混合料的粘聚力有明顯的提高，同時(shí)內(nèi)摩擦角亦稍有提高。此外在固定質(zhì)量的瀝青和礦料條件下，瀝青與粉的比例是影響瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的重要因素。當(dāng)瀝青用量很少時(shí)，瀝青不足以形成結(jié)構(gòu)瀝青的薄膜來粘結(jié)礦料顆粒，混合料沒有粘聚力。隨著瀝青用量的增加，結(jié)構(gòu)瀝青逐漸形成，瀝青更為完滿地包裹在礦料表面，使瀝青與礦料間的粘聚力隨著瀝青用量

6、增加而增加。當(dāng)瀝青足以形成薄膜并充分粘附礦料顆粒表面時(shí)，瀝青砂具有最優(yōu)的粘聚力。如瀝青用量過大則在顆料間形成未與礦料交互作用的自由瀝青，在粗集料間起著潤滑劑作用，因而降低了瀝青混合料的內(nèi)摩擦角。所以在配合比設(shè)計(jì)時(shí)瀝青用量的確定至關(guān)重要，確定瀝青用量時(shí)要慎之又慎。23適當(dāng)增大粉膠比在瀝青數(shù)量一定時(shí)，礦粉用量對(duì)礦料的表面積影響最大，因而直接影響瀝青薄膜厚度，礦粉之間的滑動(dòng)變形將因粉膠比增大而減少。所以為使混合料有好的高溫定性，必須使礦粉有足

7、夠的數(shù)量，以減少起潤滑作用的游離瀝青的比例，比較薄的瀝青膜使混合料結(jié)成堅(jiān)實(shí)的整體，這也是十分有效的措施。一般認(rèn)為粉膠比不宜小于1~1.2。24空隙率的確定對(duì)密集級(jí)配瀝青混凝土而言，增大集料粒徑對(duì)提高車轍能力有一定效果，但同時(shí)必須保證有較好的級(jí)配，以增大密度。試驗(yàn)表明，空隙率對(duì)車轍的影響非常大，增大混合料中的粗集料的粒徑和數(shù)量后，如果級(jí)配不好，空隙率增大，將同樣使混合料變的不穩(wěn)定，容易造成車轍?？障堵室膊荒芴?，美國WESTRACK環(huán)道試

8、驗(yàn)結(jié)果表明，4%的空隙率是最小空隙率的臨界限。隨著空隙率的增加，車轍變形也增大。3與車轍形成有關(guān)的外部因素31瀝青面層的厚度很顯然，瀝青厚度是影響車轍的重要因素。在我國目前的瀝青層厚度情況下，厚度大的車轍不一定嚴(yán)重，厚度過薄可能變形更大。我國瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度與瀝青混合產(chǎn)類型選技不是很匹配。瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度至少應(yīng)為集料最大公稱尺寸的3倍，我國表面層常用的AC~16、AK~16與我國表面層最常用的厚度4CM相比，明顯過大，從而路面混合料

9、容易離析形成車轍。32車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度的規(guī)定我國現(xiàn)行《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ032~94）規(guī)定，用于上、中面層的瀝青混凝土在60度時(shí)車轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度時(shí)高速公路不小一800次MM，對(duì)一級(jí)公路或城市主干路宜不小于600次MM。車轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度提出新的要求。日本1993年新版瀝青路面綱要中重交通道路車轍驗(yàn)算車轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定要求較前又有所提高，規(guī)定大于1500次MM，大型車交通量大的路段要求大于3000次MM。由于我國系首次引起

10、此項(xiàng)指標(biāo)，故規(guī)定的動(dòng)穩(wěn)定度要求較低，隨著研究工作的深入，對(duì)避免高溫變形車轍的形成也將更有利。33施工中壓實(shí)度的影響另外一種常常發(fā)生的車轍是由于瀝青面層本身的壓實(shí)度造成的情況，這是非正常的車轍。施工時(shí)沒有充分壓實(shí)，有的受排名搶先的思想驅(qū)動(dòng)過分地求平整度，在降低溫度后碾壓，造成壓實(shí)度不足，致使通車后的第一個(gè)高溫季節(jié)混合料繼續(xù)壓密，在交通車輛的反復(fù)碾壓作用下，空隙率不斷減小，達(dá)到極了限的殘余空隙后才趨于穩(wěn)定。它一方面產(chǎn)生壓實(shí)變形，同時(shí)平整度迅

11、速下降，甚至形成明顯的車轍。這種車轍兩側(cè)沒有隆起，只有下凹，成V字形或W形。這是由于施工不良造成的非正常情況的車轍。因此，施工過程中加強(qiáng)碾壓，切忌片面追求平整度而放松壓實(shí)，保證壓實(shí)度使空隙率控制在要求的范圍內(nèi)。4提高路面抗車轍能力幾點(diǎn)建議1.使用粒徑較大、表面微觀粗糙度大、嵌擠作用好、與瀝青粘附性強(qiáng)的接近立方體的堅(jiān)硬碎石。2選擇使用結(jié)構(gòu)層穩(wěn)定性好，又不影響施工，具有良好性能的級(jí)配組成。3確定合理的瀝青用量。避免多余的自由瀝青。使用粘度高