浅谈沥青路面早期破坏类型中车辙及水损害原因及防治措施.docVIP

浅谈沥青路面早期破坏类型中车辙及水损害原因及防治措施 　　【摘 要】随着高速公路建设的飞速发展，沥青路面的早期破坏也越来越引起人们的重视，其中高等级公路沥青路面上常见的早期破坏现象中车辙、水损害对行车舒适度及安全性影响最大。 　　【关键词】沥青路面；车辙；水损害 　　公路交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，是衡量一个国家经济实力和现代化水平的标志。我国从“七五”开始，公路建设进入了高等级公路建设的新阶段，随着高等级公路建设的飞速发展，沥青路面的早期破坏也越来越引起人们的重视，其中高等级公路沥青路面上常见的早期破坏现象中车辙、水损害对行车舒适度及安全性影响最大。 　　1　车辙 　　在正常情况下，沥青路面的车辙有三种类型（或三种机理）： 　　（1）由路面基层及路基变形引起的。由于荷载作用传播扩散后仍超过路面各层的强度，发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久性变形，叫做结构性车辙。这种车辙的宽度较大，两侧没有隆起现象，横断面呈V字形（凹形）。 　　（2）在温度较高的季节，经车辆反复碾压下产生永久变形和塑性流动而逐渐形成的沥青混凝土的侧向流动变形。这种车辙通常是伴随着沥青面层压缩变形的同时，出现侧向隆起，二者组合起来构成W形车辙。在弯道处还明显向外推挤，车道线及停车线因此可能成为变形的曲线。叫做沥青路面的流动性车辙，或失稳性车辙。 　　（3）它是由于沥青路面本身的压密度造成的，是一种非正常的车辙。近年来，某些高速公路片面追求平整度，在降低温度后碾压，造成压实度不足，致使通车后的第一个高温季节混合料继续压密，路面产生压实变形，同时平整度迅速下降，进而形成明显的车辙。这种车辙的特点是只有轮迹带的下凹，也呈V字形或W形，但两侧没有隆起。 　　2　产生车辙的影响因素 　　“高温稳定性能”的“高温”条件是指在使用过程中受交通荷载的反复作用，容易产生车辙、推移、拥包等永久性变形（也包括泛油）的温度范围。道路使用的实践表明，在通常的汽车荷载条件下，永久性变形主要是在夏季气温高于25℃～30℃左右，即沥青路面的路表温度达以40℃～50℃以上，已经达到或超过道路沥青的软化点温度的情况下容易产生，且随着温度的升高和荷载的加重，变形愈大。 　　影响沥青混合料高温性能的因素是很多的，可归纳为内在因素和外部条件。 　　2.1　沥青混合料类型的影响 　　沥青混合料是由沥青结合料粘结矿料组成，其高温稳定性的形成机理也来源于沥青结合料的高温粘结性和矿料级配的嵌挤作用。但是在高温状态下，即使采用了经过改性的高粘度沥青结合料，仅仅依靠沥青无法承受车辆荷载的强大水平推挤力和水平剪切作用的。在这种情况下，粗细集料和矿粉组成的矿料级配起到了重要作用。据国外研究得出的经典的说法是，沥青混合料的高温抗车辙能力有60%依赖于矿料级配的嵌挤作用，沥青结合料的粘结性能只能有40%的贡献。 　　对不同组成的沥青混合料，集料（尤其是产生嵌挤的粗集料）比例是重要的因素。对密级配沥青混凝土来说，如果集料是悬浮在沥青胶（砂）浆中，嵌挤作用不能很好形成，沥青的作用将提高成为主要因素。相反，对以集料嵌挤作用为主的沥青碎石、贯入式以及沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）、大孔隙排水式沥青混合料（OGFC）等，高温稳定性主要依靠粗集料的嵌挤作用，一般具有很高的抗车辙能力。 　　2.2　材料 　　在诸多材料影响因素中，集料所具有的特性至沥青混合料高温性能的影响尤其显著。通常，破碎、坚硬、纹理粗糙、多棱角、颗粒接近立方体的集料，相应的沥青混合料高温性能就比较好。 　　沥青用量对混合料的抗车辙能力有极为明显的影响，在夏季炎热的高温地区，在配合比设计得出的最佳沥青用量OAC的基础上，减少0.3%之后的沥青用量作为设计沥青用量往往是适宜的。采用较少沥青用量之后，通过重型压路机碾压成型的路面具有较好的高温抗车辙能力。 　　因此适当减少沥青用量，加大压实功，使混合料充分嵌挤，又没有留下大的空隙率是提高沥青路面高温稳定性能的重要措施。 　　沥青与集料的配合比以及集料的级配组成对沥青混合料的高温稳定性也是一个重要的影响因素。 　　沥青材料本身的特性对沥青混合料高温性能的影响也是不可忽视的，劲度越高、与石料的粘附性越好，相应的沥青混合料抗高温变形能力越强。通过添加合适的改性剂可大幅度提高沥青的高温粘度，从而改善沥青混合料的高温稳定性。 　　2.3　气候 　　气候条件主要包括气温、日照、热流、辐射、风、雨等，其中，除了湿度对沥青混合料高温性能的影响机理不同外，其他因素归结起来都反映在温度上，而这也是影响最为显著的因素。当然日照造成的沥青老化也会影响混合料的高温性能。由于热量难以从沥青路面中散出，使沥青路面长时间处于高温状态，在外部荷载的作用下就很容易产生流动