《高速公路车辙病害分析及对策》-工学论文，科技论文-论文范文参考-科学狗论文网

网站首页词典首页

标题

高速公路车辙病害分析及对策

范文

郭治统

摘? 要：当前我国公路事业已经进入“建养并重”的阶段，在养护资金有限的前提下，如何提升路面质量成为了关键。该文结合具体工程案例，阐述了车辙现场检测情况，并结合以往经验，提出了具体施工方案，希望能够有效处治路面车辙病害，提高路面使用性能。

关键词：高速公路;车辙病害;处治方案;技术要点

中图分类号：U416? ? ? ? ? ? 文献标志码：A

1 工程概况

某高速公路自建成通车后，交通量日益增长，货车比例不断增加，超载重载情况严重，在行车荷载和自然因素的长期作用下，部分路面服务能力下降，甚至出现了一些功能性或结构性的病害，其中最严重的当属“车辙”。以往针对路面车辙情况，多选择改善铺装层厚度或变换材料等方案，如掺加适量纤维或抗车辙剂等，从而增强材料路用性能。然而，在长期实践中发现，采用上述处治措施，很难彻底解决沥青路面高温车辙问题。随着科学技术的不断进步，大量新材料不断用于公路病害处治工作。其中，排水薄层罩面法的应用，可以达到减少车辙发生，提高沥青路面路用性能的目的。为了验证路面车辙病害处治排水沥青薄层罩面技术的应用效果，该文以该工程为例，在全面掌握车辙现场检测情况的基础上，通过对比分析优化选择的方式，提出了合理施工方案，希望能为公路养护工程中排水沥青薄层罩面技术的应用与推广提供技术依据。

2 车辙现场检测分析

为了掌握路面构造和车辙实际情况，该文查看了该路段以往资料，现场检测路段各车道情况。该高速公路工程属于双向四车道，原路面结构形式为AK-13改性沥青（4 cm）+AC-20改性沥青（6 cm）+AC-25普通沥青（8 cm）+水泥稳定碎石（40 cm）+二灰稳定土（20 cm）。经现场调查分析，该路段最严重的病害为车辙，采用每公里车辙最大值、平均车辙进行深入探讨，结果见表1、表2。

由此可见，该工程局部路段存在较为严重的车辙病害。

3 车辙病害防治方案选择

为了解车辙病害成因，该文选取3个断面进行取芯验证，其中A断面为2013年微表处养护段，B断面为2014年就地热再生养护段，C断面为2017年就地热再生养护段。通过内聚力试验、马歇尔稳定度试验、路面回弹模量试验等可得出，车辙病害成因主要在于2点。 1）路面材料原因，中上面层沥青出现了严重老化的现象，且集料强度下降，从而影响了沥青路面的抗车辙能力。2）路面结构原因，从车辙贡献程度角度分析，路面各层位内中面层贡献率最大，其次为上面层，最后为下面层，这与规范标准不符。

通过试验研究发现，上述2种养护方案中，回弹模量最低的路面结构层位均为中面层，这与规范不符，因此，造成车辙病害的很大原因可以归结为路面结构层位设计不合理。基于以上考虑，认为可以将一层结构层加铺到原路面结构，促使路面模量向中面层下移，最终提升中面层回弹模量，这也是提高路面抗车辙性能的主要方法。

在车辙病害处治方法，微表处处治方案效果更好一些，但两者均属于被动处治方案，无法从根本上处治车辙病害。基于多种因素考虑，该文提出了一种新型施工方案，即将排水路面结构层加铺在原路面上，从而达到病害处治的效果。

4 车辙病害处治技术要点

4.1 拌和

通过计算机自动控制沥青混合料拌合楼的生产流程，严格遵循目标配合比，确定各料仓的转速和筛分通过率，做好配比配置。在拌和过程中，应保证全部沥青混合料均匀裹覆沥青材料，不會出现离析、花白情况。基本可以按照普通沥青混合料的拌和顺序进行施工，仅需掺加适量高黏添加剂即可，根据拌和实际情况，可在60 s～70 s控制拌和时间。拌和温度也是此次施工的重点，一般来讲，可在180 ℃左右控制集料加热温度，在160 ℃左右控制SBS改性沥青加热温度，材料出厂温度则控制在170 ℃～180 ℃[1]。

4.2 运输

该次施工采用PAC13排水沥青混合料，此类材料的特点为粗集料占比多，空隙率大，相比一般沥青材料，此类材料温度降幅更大，因此在施工运输环节必须做好合理控制。由于此类材料具有较大黏性，需将适量隔离剂均匀涂抹到运输车厢内四周和底部，避免材料粘黏车厢。装料时，需要采用移动式装料法，一般分3次完成，避免材料离析。摊铺能力和运输能力相比，运输能力应略多一些，保证在摊铺机前等待车辆达到3辆左右，从而确保连续不间断摊铺施工。为达到保温、保湿的效果，可将双层帆布覆盖于车顶。待运送到施工现场，同样要检测沥青混合料的温度，该次共进行5次检测，分别为第一次167 ℃，第二次174 ℃，第三次169 ℃，第四次173 ℃，第五次173 ℃，可达到规范标准要求（165℃～175℃）。

4.3 摊铺

可按照普通沥青混合料摊铺法进行此次摊铺施工，根据设计要求，以1.20为松铺系数，摊铺前，先调整好熨平板高度进行预热施工，预热温度不得低于100 ℃。按照梯队作业法采用2台不同摊铺机进行施工，安全距离控制在10 m左右，摊铺速度不宜过快，可以控制在1.5 m～2.0 m。摊铺施工中，同样要做好温度控制，抽检结果显示，摊铺温度范围为165℃～169℃，可满足规范要求（165℃～170℃）。

4.4 碾压

碾压是排水沥青路面施工要点，18%～25%为排水沥青路面空隙率范围，此类材料粗集料含量多，宜被压实，但也很容易压碎集料，进而影响混合料黏聚力，甚至出现松散、掉粒等问题。基于此，必须合理控制碾压设备选型、碾压遍数和温度。

5 应用效果评价

5.1 厚度和压实度检测

施工后，为了验证施工效果，该文选择钻芯取样法进行路面性能检测，该次试验选取10个芯样。1）测得芯样厚为3.8 cm～4.2 cm，平均值为4.01 cm，满足规范要求（≥4cm）。2）测得压实度范围为98.3%～100.3%，平均值为99.4%，满足规范要求（>98%）。3）测得空隙率范围为21.7%～23.4%，平均值为22.5%，满足规范要求（18%～25%）。

由此表明，该路段采用PAC13排水沥青路面处治方案，厚度、压实度及空隙率均能满足规范要求，具有良好的施工效果。

5.2 路面质量指标评价

渗水系数、平整度等均为路面质量评价指标，针对不同的指标，该文采取了不同的测定方法，例如采用渗水仪测定路面渗水系数，通过3 m直尺测定平整度，采用摆式摩擦系数测定仪检测路面摩擦系数，通过铺砂法检测路面构造深度。4项指标检测，均采取4个测点，所得结果有4个。1）渗水系数。检测结果范围为6 098 mL/min～7 019 mL/min，平均值为6 647 mL/min，可满足规范要求（≥5 000 mL/min）。2）平整度。检测结果范围为1.3 mm～1.5 mm，平均值为1.46 mm，可满足规范要求（≤2.0 mm）。3）摆式摩擦系数。检测结果范围为56～61，平均值为60.6，可满足规范要求（≥54）。4）构造深度。检测结果范围为1.3 mm～1.5 mm，平均值为1.34 mm，可满足规范要求（≥1 mm）[2]。由此可见，路面质量指标均可满足规范要求。

6 路面抗车辙性能评价

同样通过钻芯取样法进行5个测点的检测，主要检测内容为路面2 cm处温度、内聚力和抗拉强度等，对比分析排水路面和对向车道未养护路面，所得结果有4点。

6.1 路面2 cm处温度

排水路面检测结果范围为58.9 ℃～60.2℃，对向车道未养护路面檢测结果范围为62.7 ℃～64.6 ℃，相比之下，排水路面温度可下降3.8 ℃～4.4 ℃。

6.2 内聚力

排水路面检测结果范围为0.78 kN～0.94 kN，对向车道未养护路面检测结果范围为0.27 kN～0.63 kN，相比之下，排水路面内聚力可提升0.31 kN～0.51 kN。

6.3 抗拉强度

排水路面检测结果范围为0.18 MPa～0.26 MPa，对向车道未养护路面检测结果范围为0.05 MPa～0.10 MPa，相比之下，排水路面抗拉强度可提升0.13 MPa～0.16 MPa。

6.4 回弹模量

排水路面检测结果范围为7 150 MPa～7 653 MPa，对向车道未养护路面检测结果范围为3 891 MPa～5 421 MPa，相比之下，排水路面回弹模量可提升2 232 MPa～3 259 MPa。

由此可见，排水薄层罩面路面抗车辙性能良好，可以有效控制路面抗车辙发生概率，施工效果良好。

7 结语

综上所述，沥青路面是高速公路的主要路面形式，吸热、放热方面，其特点为吸热快、放热慢，特别是在高温夏季，施工温度甚至可达到68 ℃左右，由于温度过高，将会影响路面结构的承载能力，甚至出现车辙问题。为了有效解决车辙病害，传统处治方法为掺加纤维或采用改性沥青混凝土等。此类方法都属于被动接受高温铺装层，将会增加施工难度或成本，同时，根本无法彻底解决沥青路面高温车辙病害问题。为此，该文提出了一种高效、安全的处治方案，即排水沥青薄层罩面法，作为一种新型的路面车辙病害处治方案，该方法可以主动阻止路面升温，减少高温对沥青混合料性能的影响，进而控制车辙病害发生概率。

参考文献

[1]范志强.沥青路面车辙产生的原因和防止措施[J].标准化，2011（18）：89-92.

[2]符其海.沥青路面常见病害原因及处理措施分析[J].科技创新导报，2012（31）：55-56.

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。