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摘要:近年来,市政工程建设的发展也越来越迅速,我国国民经济水平不断提高,国内公路通行中汽车轴载大量增加,形成渠道交通,导致超载、重载问题越发突出,造成大量的沥青路面永久变形问题,并且引起了人们的重视。车辙作为沥青公路地常见病害之一,会使沥青路面轮迹带范围内的路面下凹,或伴随轮迹带出现隆起现象,严重影响行车舒适性及安全性。因此,要对沥青路面车辙问题的防治工作引起重视,以保障交通工程安全运营。
关键词:市政道路;路口车辙;质量控制;防治
引言
车辙是沥青路面的主要病害,其不但会使行车安全性和舒适度受到影响,还会使市政道路的使用寿命受到影响。因此,施工单位应对车辙类型和成因进行分析,并提出有针对性的防治措施,使市政道路使用寿命进一步提高。
1车辙类型
在市政道路运行过程中,因多种因素的影响,会使沥青路面产生车辙病害,根据其成因,主要可以将车辙类型分为失稳型车辙、压密型车辙、结构型车辙以及磨耗型车辙四类。
1.1失稳型车辙
由于市政道路面层偏软或压实度不足导致路面稳定性较差,在车辆行驶过程中,会产生剪切应力,导致市政道路面层材料出现失稳的情况,从而导致路面承受强度降低,使路面出现横向位移合凹陷,这种凹陷即为失稳型车辙。根据相关调查可知,失稳型车辙是当前常见的车辙类型。
1.2压密型车辙
在市政道路施工过程中,若碾压强度较低,会使通车后的市政道路被车辆压密,导致其形成压密型车辙。该种车辙主要是因为路面施工质量较差导致的,对其外观进行观察可知,该车辙标线没有发生变形,横断面为凹形,标线两侧没有明显凸起。在传统的施工过程中,由于施工质量管理疏忽,压密型车辙为较常见的车辙,但是随着质量监督制度的完善,该种车辙越来越少。
2影响因素
2.1外界温度的影响
根据沥青路面车辙形成的原因可知,该病害具有较强的季节性。在沥青路面的使用过程中,外界温度是导致车辙病害出现的重要影响因素之一。在我国大部分地区,夏季温度都在30℃以上,由于沥青路面具有较强的吸热能力,但散热能力不佳,夏季沥青路面的温度往往在40℃以上,每升高5℃,在荷载力的作用下,其发生形变的概率则升高2倍。因此,沥青路面车辙病害极易在夏季发生。
2.2沥青路面材料的影响
沥青材料是由多种材料混合而成的,无论其中哪一种材料的比例发生变化,都会直接影响路面的抗车辙性能。例如,在沥青材料混合过程中加入改性沥青、高质量集料,能够提高路面固结作用,进而改善沥青路面抗车辙性能。选用粒径较大的集料能够在一定程度上提高沥青路面因外力引起的变形。由此可见,沥青路面材料对于是否会出现车辙病害影响较大。
2.3沥青面层厚度的影响
当前我国公路工程沥青面层厚度通常为8cm、12cm、15cm、18cm,不同厚度的沥青面层所受到的剪应力不同,一般情况下最大剪应力值为2~9MPa,中面层为承受剪应力的主要结构。当沥青面层厚度达到18cm以上时,受到的剪应力趋近于零。
2.4沥青路面的运营管理
若路面实际承受荷载量超出设计荷载量,会提升路面车辙病害发生概率。在当前交通工程运行过程中,超载、重载现象虽有所改善,但仍屡禁不止,这一现象会明显加重道路运营负担,长此以往,会导致沥青路面发生车辙危害。这是因为在车轮水平、竖向荷载作用下,沥青面层内部会产生剪应力,若该剪应力大于沥青材料的承受能力,会产生不可恢复的变形,该变形现象若不断累积,最终会形成车辙。
3沥青路面车辙处理措施
3.1车辙处理
(1)结合检测得知路面车辙问题的基本情况以及导致车辙问题的原因,对处理方法进行了设计,针对局部轻微的车辙路段及磨损性车辙病害,先对此类路段进行拉毛、清扫,将路面的杂物、垃圾等清扫干净,再在其表面喷洒黏层油,黏层油铺洒厚度须一致并保持均匀,铺洒完成后利用细粒度的沥青填料进行填充处理。(2)由设计原因导致的纵坡路段,在填充沥青混合料时适当降低路面坡度,降低车辆荷载的作用,路面混合料离析、压实度不足的位置,要将混合料全部置换为抗车辙的沥青混合料并重新进行摊铺、碾压,新旧混合料之间需要涂刷黏层油。(3)对路面车辙病害严重的路段,利用铣刨机将病害路段全部进行平稳切割,在其切割后的表面涂刷黏层油,然后利用抗车辙的沥青混合料进行填充、压实,沥青混合料的填充要分层进行,每层填充的厚度与原路面厚度保持一致,填充完成后利用小型碾压工具进行全方位碾压,其压实度要比原路面压实度高。(4)本次填充施工采用的沥青混合料中,沥青材料为优质的石油沥青,应具有黏度高、针入度小、软化点高的特性,粗集料选用粒径较大的碎石,应具有硬度高、针片状含量低、粒径满足要求的特性,细集料选用机制砂,细集料的含量控制在15%以内,矿粉和沥青的用量控制在1.0~1.2,材料的配合比设计中要明确各原材料的精确用量,拌和运输中做好必要的监督管理,避免再次发生离析问题。(5)路面车辙问题处理完成后,为避免此类问题的再次发生,施工单位要进行定期的养护管理,在处理完成的路面上进行微表处养护层施工,对公路的行车条件进行限制,严禁超重车辆通行,此外,在夏季温度升高的季节,要增加公路的养护次数,采取洒水养护的方式,降低路面温度,以避免车辙问题的出现。
3.2微表处施工
(1)路面车辙处理后进行全路段的微表处施工,目的是将未能发现的车辙问题及时处理,同时增加路面的使用性能,减少病害的发生,微表处养护采用改性乳化沥青,其中添加适量的外掺剂、水、填料,原材料按照配合比拌和均匀得到混合料,再均匀摊铺至路面上方,实现解决部分车辙、延长路面使用寿命的目的。(2)微表处施工前,要对路面进行全方位清理工作,将路面杂物清理干净后,利用摊铺机进行混合料的摊铺作业,摊铺厚度控制在1~2cm,摊铺过程中机械应保持匀速行驶,针对机械无法施工的位置要人工摊铺均匀,摊铺完成后及时进行养护,严禁机械在表面行驶,避免破坏施工质量,同时对存在车辙的位置要预留一定的预拱度,为混合料的受压预留一定空间,实现保护路面的目的。
3.3结合实况调整沥青混合料级配
针对沥青路面,可以通过调整沥青混合料集配的方式提高其抗车辙性能。在此过程中可以采取以下对策:(1)减少细集料的使用量,在一定程度上增加骨料用量,促使沥青混合料从悬浮密实性转变为骨架密实结构,提高其承载力;(2)合理提高粉胶比,促使沥青混合料间的黏度得以提高。具体而言,沥青路面混合料构成不同,其所展现出来的强度也会有所不同,受自然因素的影响表现各异。在高温条件下,沥青混合料自身稳定性主要取决于矿料骨架,尤其是混合料中的粗集料具有嵌挤作用,若施工单位能够结合项目需求,对混合料级配进行适当调整,适当增加粗集料与大粒径集料用量,以此提高混合料的内摩擦阻力与嵌挤力,满足沥青面层的抗变形性能,那么最终能够提高其抗车辙性能,进而保障工程后期稳定运行。
3.4完善道路运营管理机制
要提高沥青面层抗车辙性能,相关单位需要做好道路运营管理工作,从控制超载、车流量入手,严禁任何超载大货车上路,避免超出沥青面层承载力,导致其内部出现剪应力破坏,长此以往造成车辙危害。其次,开展车流量管理,根据公路工程运营承载量,把控车流量,避免公路工程超负荷运行,为提高其施工性能,延长使用寿命奠定基础。
结语
车辙问题是沥青路面常见的病害之一,为避免此类问题的发生,施工单位应在设计、施工等各方面进行防治,设计阶段要合理设计和选择路面的材料和结构形式,施工阶段应加强对材料质量及施工过程的监督和管理,同时施工后要定期进行路面养护,以减少车辙问题的发生,保证公路的使用性能。
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