沥青路面车辙检测 [关于沥青路面车辙影响因素的分析]
时间：2019-04-21 03:16:50 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：通过研究车辙的形成机理和对形成车辙的各种影响因素的分析，主张通过提高原材料和沥青的物理和化学性质；改善沥青混合料的级配；增强沥青与矿料的相互作用等各种方法来提高沥青路面的抗车辙能力。
关键词：车辙 嵌挤力 内摩力 结构沥青 矿料骨架结构 断级配
0 引言
车辙是沥青路面的常见病害之一，车辙是在车辆渠化交通作用下车辆轮迹带上形成的凹陷，车辙的产生会使道路的服务能力显著降低。近年来随着我国经济建设和交通事业的发展，交通量显著增加、轴载加大、交通渠化，车辙问题迅速激化，故而防止和治理车辙已成为我国高等级公路及城市干线道路的重要课题。车辙试验能很好地反映车辙的形成过程，得到了世界各国的广泛认可与采用，采用车辙试验来评价沥青改性前后的抗车辙能力是一种最为直接有效的方法。
1 车辙在沥青路面的几种表现形式
车辙就是行车道的轮迹带上产生的永久变形。此变形由两部分组成：一部分由沥青面层在荷载反复作用下进一步压密产生的，可称为压密变形；另一部分是因沥青混合料在高温时的强度不足以抵抗重荷载的反复作用，轮下的部分沥青混合料产生剪切变形逐渐被挤压到两侧，使两侧的沥清面层鼓起产生所谓的侧向流动。
1.1 结构性车辙由于荷载的作用，发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久变形。这种车辙宽度较大，两侧没有隆起现象，横断面成凹字形。
1.2 磨损性车辙由于车辆不断地磨损路面，特别是大量重型超载车辆渠化行驶在主车道上，磨损路面也会形成车辙。
1.3 流动性车辙在高温条件下，车轮碾压反复作用，荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限，使流动变形不断积累形成车辙。这种车辙一方面车轮作用部位下凹，另一方面车轮作用甚少的车道两侧反而向上隆起，在弯道处还明显向外推挤，车道线或停车线因此可能成为变形的曲线。
2 引起沥青路面车辙因素的分析以及解决方法
通过车辙试验数据的分析得出:沥青混合料的强度的高低是路面形成车辙的关键，而沥青混合料的强度受到沥青混合料结构和沥青与矿料之间的相互作用两方面的制约。良好的沥青混合料结构能够提高矿质骨料之间的嵌挤力和内摩力；沥青与矿料之间良好的相互作用是提高沥青与矿料之间粘结力的最好方式。
2.1 原材料和沥青性质对车辙形成的影响
原材料矿质骨料的尺寸均匀度、颗粒形状以及表面粗糙度影响沥青混合料的嵌挤和内摩阻力。当采用均匀性低、表面光滑且呈球形的矿料时，通过车辙试验证明沥青路面的抗车辙能力明显降低。
沥青性质对车辙的影响主要体现在沥青的针入度上，针入度越高沥青的相对粘度就越低，能明显降低矿料与沥青的相互作用。
为了提高路面的抗车辙能力，应该尽力增加沥青混合料的嵌挤力和内摩阻力以及沥青与矿料的粘结力。原材料应该选用表面粗糙形状方正有棱角的矿料。在改善矿料物理化学性质时，可采用表面活性添加剂使矿料表面憎水化的方法；沥青采用低标号和高粘度，适当改善沥青的物理和化学性质，可采用调整沥青组分，往沥青中掺加表面活化剂或其它添加剂，以增强沥青与矿料之间的粘附性。沥青一般采用改性沥青。
2.2 沥青用量对车辙形成的影响
沥青用量很少时，沥青不足以形成结构沥青薄膜（沥青与矿料相互作用后，沥青在矿料表面产生化学组分的重新排列，在矿料表面形成一层有一定厚度的扩散溶剂化膜，在此膜厚度以内的沥青称为结构沥青）完全粘结矿料颗粒表面。随着沥青用量的增加，结构沥青逐渐形成，沥青更加完满的包裹在矿料的表面，沥青与矿料的粘附力随着沥青用量的增加而增加，当沥青用量足以形成薄膜并充分粘附矿料颗粒表面时，沥青胶浆具有最优粘聚力。随着沥青用量的继续增加，矿料颗粒形成未与矿料交互作用的自由沥青，而沥青胶浆的粘聚力随着自由沥青的增加而降低。为了使沥青混合料产生最高的强度，使沥青路面具有更好的抗车辙效果，应设法使自由沥青含量尽可能少或完全没有。
2.3 沥青混合料级配对车辙形成的影响
沥青混合料结构是单一结构和相互联系结构概念的总和，其中包括：沥青结构、矿料骨架结构以及沥青-矿粉分散系统结构等。矿料骨架结构是抵抗形成车辙的主要结构。形成这种结构需要使粗大颗粒之间紧密接触，细料与沥青形成的沥青胶浆填充在粗大颗粒形成骨架结构的空隙中，此结构中档粒径的矿料用量很少或几乎没有，而填料用量很多，形成断级配。所以为沥青路面拥有良好的抗车辙性能，应该适当增加粗集料的含量，并且选择空隙率最低的沥青混合料的矿料级配能降低自由沥青的含量，提高压实后的密实度。
2.4 沥青与矿料相互作用程度对车辙形成的影响
沥青与矿料相互作用程度不仅与沥青的化学性质有关，而且与矿料的性质有关。在沥青混合料中采用石灰石矿粉时，矿粉之间更为可能通过结构沥青来联结，从而可以达到较高的粘结力。此外，在相同沥青用量条件下，与沥青相互作用的矿料的表面积越大，则形成的沥青膜越薄，结构沥青占的比例越大。因此，矿粉的性质与用量对沥青混合料的强度影响极大。
2.5 沥青混合料中掺加纤维对车辙形成的影响
车辙的形成由两个方面的原因构成，沥青层本身的压密，主要发生在初期，随后则主要发生沥青混合料的侧向流动变形，侧向流动变形的大小与矿料的级配、沥青性质及用量有关。未加纤维与加入纤维对混合料的初期压密变形影响不大，而对后期的侧向流动变形有较大的影响，加入纤维后，纤维吸附及稳定沥青，使沥青的粘稠度和粘聚力增大，同时由于纵横交错的"加筋"作用，使混合料具有较高强度，使混合料的抗车辙性能提高。纤维沥青混合料的整体性、抗剪性及抗车辙能力增强。
3 结束语
路面车辙已成为沥青路面的主要危害之一，各级公路管理部门都应引起足够的重视，并根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工，有针对性采取一系列预防和改善措施。同时，必须建立健全质量保证体系，从管理部门、设计部门到施工部门，层层重视、层层控制、层层落实。只有这样，才能从根本上减少沥青路面车辙的发生，使我国公路建设质量全面提高，更上新台阶。
参考文献：
[1]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京：人民交用出版社，2001.
[2]JTJ014?7，公路沥青路面设计规范[S].
[3]黄晓明.沥青与沥青混合料[M].南京：东南大学出版社，2001.
[4]殷岳川.公路沥青路面施工.北京：人民交通出版社，2000.
