沥青路面车辙病害分析及处理对策以及沥青混合料车辙试验

沥青路面车辙病害 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 及处理对策以及沥青混合料车辙试验 沥青路面车辙病害分析及处理对策以及沥 青混合料车辙试验 摘要,车辙已经成为沥青路面早期破坏中最严重的破坏形式,使路面产生极限破坏且病害发展迅速,车辙的出现,严重影响了路面的使用性能和服务质量。文章阐述了沥青路面车辙产生的机理、预防维护措施以及车辙试验方法,为提高沥青路面抗车辙能力,有着非常重要的意义。 关键词,车辙病害分析 处理对策 车辙试验 一、车辙概述 我国现在广泛采用半刚性基层沥青路面,沥青路面具有良好的路用性能,在我国的道路建设中得到了广泛应用,在已建成的高速公路中,95,以上都采用沥青路面。我国以前公路等级较低,交通量小,基本上未形成渠化交通,且沥青面层较薄,因此车辙没有成为主要问题,路面 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 规范也未考虑车辙设计。目前主要表现出来的早期破坏形式是路面裂缝及水损坏,但随着我国高等级道路建设和交通运输的快速发展,沥青面层厚度不断增加,公路交通量增加非常迅猛,往往远远地超过了设计预期增长速度,交通渠化以及重型车辆的出现,受经济利益驱使,超载现象十分严重,特别是众 1 多大型的特重运输车通行,总载重可达120t,单轴重可达240kN,这种交通条件对路面的破坏作用是非常严重的,再加上近年来持续高温天气等因素的综合影响,在许多地区沥青路面均不同程度的出现了大面积的早期车辙,车辙已经成为沥青路面早期破坏中最严重的破坏形式之一,使路面产生极限破坏且病害发展迅速。 二、车辙的危害 沥青路面的永久变形――车辙是特有的一种破坏形式,表现为顺着交通车辆轮迹的纵向凹陷。在交通荷载重复作用以及气候(温度)等因素综合作用下,沥青混凝土材料被推离荷载作用区域,结果在轮迹内形成纵向带状凹陷,严重时而在轮迹的两侧形成隆起的凸脊,造成路面使用性能更加恶化。这类永久变形主要产生于重型车辆频繁行驶的高温区域以及在交叉路口、城市道路公共车辆的停靠站、坡道、加速减速地段、收费站以及其他交通拥挤的地方等处。通常,车辙出现在路面的表层。 车辙的出现,严重影响了路面的使用性能和服务质量。 (1)影响路面平整度,降低了行车平顺性和乘坐舒适性。 (2)在车辙内,车辆换向或变道时,影响车辆的可操作性及稳定性。 (3)影响路面横向排水,由于水渗入,使路面和路基造成 2 水损害,同时车辙内往往积水而造成车辆行驶中的水滑现象,影响行安全。 (4)车辙底部的沥青面层厚度减薄,减弱了沥青层以及路面结构的整体强度,容易引起更多病害,如网裂和龟裂等。 三、车辙形成的机理 我国目前广泛采用半刚基层沥青路面,这种路面结构使得路基和基层产生的永久变形占路面的总永久变形的比例很低,而主要的永久变形发生在沥青混合料层,大量的试验路观测和计算结果表明以半刚性材料为基层的高等级沥青路面,沥青层产生的车辙占路面车辙总量的90,以上。因此沥青层的永久变形对沥青路面的车辙起决定作用。 1、材料 沥青是一种典型的粘弹性材料,其性质与温度和行车速度有很大的关系。沥青用量的多少直接影响着混合料中矿粉的骨架、嵌挤作用,对沥青混合料的抗车辙能力有关至关重要的作用。沥青用量过大,游离沥青较多,便削弱了矿粉之间对高温稳定性起决定性作用的嵌挤力,从而使混合料易于产生流动变形而形成车辙。沥青用量过低,混合料坚硬松散难以压实,也影响沥青路面的抗车辙能力。另外,由于不断加载卸载,基(垫)层及土基都发生了不同程度的塑性变形积累,其值可由加载时总的变形减去卸载时的回弹变形求得。不仅如此,由于沥青混合料是一种有一定空隙率的材料,在 3 重复荷载作用下,粒料产生侧移而被压密,这样,由于各结构层(包括土基)的变形积累,就形成了车辙。 2、环境 当温度升高时沥青粘度变小,其抵抗形变的能力下降,在受到外力时很容易产生永久剪切变形导致沥青材料横向流动而产生车辙。当路面积水或路面结构含水量增加时,沥青和矿料之间的粘结力在潮湿条件下会被削弱或损坏,在行车荷载和水分的联合作用下,这种损坏会明显加剧,从而导致沥青路面产生较大的车辙。 因此根据车辙形成机理,可将其分为四种类型, (1)、失稳型车辙 它是由于沥青层在车轮荷载作用下,内部材料的流动产生横向位移而形成。通常发生在轮迹处。当沥青混合料的高温稳定性不足时,在外力作用下就会产生这种车辙。 (2)、结构性车辙 由于路面结构在交通荷载的反复作用下产生整体永久变形而形成,这种变形主要由于路基变形传递到面层。 (3)、磨耗型车辙 由于沥青路面面层材料受车轮摩擦和自然环境因素作用下持续不断损耗而形成。 (4)、压密型车辙 4 由于沥青混合料设计及铺筑压实原因,使沥青混凝土初始空隙率较大。开放交通后,轮迹带下的沥青混凝土产生压密变形。 四、车辙的防治 1、原因分析 主要是由于沥青混合料级配设计不合理,细集料偏多,集料未形成嵌锁结构,热稳定性不足,或由于基层及面层施工时压实度不足,沥青用量偏高,沥青针入度偏大,或沥青质量不好。 2、预防措施 (1)集料对沥青混合料高温性能影响是至关重要的,对于高速公路或一些重要路段,应首选高质量的集料,特别是表面两层沥青混合料,应采用坚硬、安定、纹理粗糙、破碎、多棱角、颗粒接近正方体的集料。细集料应充分考虑采用破碎的人工砂,尽可能避免使用天然砂,不可避免时也应尽量减少其用量。石屑的质量首先是看岩石本身是否坚硬,与沥青的粘附好不好。二是看开采时覆盖层及夹层是否清理干净,石屑中的含泥量大不大。好的石屑是可以代替天然砂使用的,这对于提高混合料的高温稳定性有好处。 (2)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,选用高温粘度越大、劲度越高、与石料的粘附性越好的沥青,相应的沥青混合料抗高温变形能力越强。 5 对于容易产生车辙的路段,特别是对于通行重车比例较大的道路,或起动、制动频繁、陡坡的路段,可考虑在沥青中掺加合适的改性剂(通常可采用sBS或EVA、PE、橡胶等)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,可大大提高抗车辙能力,但在选用时,需兼顾高低温性能。 (3)沥青用量对混合料的抗车辙能力有极为明显的影响,应根据当地气候条件按《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)选用合适标号的沥青,针入度不宜过大。同时,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合的。 (4)集料的级配对沥青混合料的高温稳定性能也是一个重要的影响因素。密级配的沥青混合料抗车辙性能较开级配混合料稳定,另外,适当提高沥青混合料中粗集料的用量,对改 善沥青混合料的高温性能有利。 密级配沥青混凝料中的粗集料应形成良好的骨架作用,细集料充分填充空隙,沥青混合料稳定度及流值等技术指标应满足规范要求。沥青混合料必须在规定的条件下进行车辙试验,并符合下表1要求。 (5)施工时,最重要的还有两点,一是施工温度,包括拌 6 和、摊铺、压实温度,都必须严格控制-二是压实,这是沥青路面施工的最后工序,也是重要工序,必须按照有关规范要求进行碾压,基层和沥青混合料面层的压实度应分别达到98,和95,或96,。适当减少沥青用量。必须加大压实功,使混合料充分嵌挤。 (6)有 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 认为,在40?,60?范围内,沥青混合料的温度上升5?,其变形将增加两倍。因此,尽管我们不可能改变天然的气候状态,但若能采取可能的措施,降低路面温度,例如采用浅色的石料,种植行道树,改善路面通风等,将有利于保持沥青路面稳定。 (7)道路结构组合设计时,沥青面层每层的厚度不宜超过混合料集料最大粒径的3,4倍。 一般来说,选择优质的材料,采用合适的沥青用量,进行适当的级配设计,能显著地提高沥青混合料抗车辙能力,同时,在设计路面时应该对路面结构类型的抗车辙能力要有充分的考虑。 表1沥膏混合料车辙试验动稳定度技术要求深度,并清除干净。 (2)铺筑前先喷洒0.3,0.5kg,m2粘层沥青。 (3)采用与原路面结构相同的沥青混合料铺筑,恢复路面横坡。 (4)周围接茬处要烙平、碾压密实。 7 2、车道表面因车辆行驶推移而产生的车辙,应将出现车辙的面层切削或铣刨清除,然后重铺沥青面层。在高速公路及一级公路上可采用沥青玛蹄脂混合料(SMA)或sBs改性沥青混合料、或聚乙烯改性沥青混合料来修补车辙。 3、路面受横向摊挤形成的横向波形车辙,如果已经稳定,可将凸出的部分消除,在波谷部分喷洒或涂刷粘结沥青并填补沥脊混合料并找平、压实。 4、因面层与基层间有不稳定的夹层而形成的车辙。应将面层挖出,清除夹层后,重做面层。 5、由于基层强度不足、水稳性能不好,使基层局部下沉而造成的车辙,应将面层和基层完全挖除。如土基中含有淤泥,还应将淤泥彻底挖除,换填新料并夯实。在地下水位较高的潮湿路段,应采取措施引出地下水并在基层下面加铺一层水稳性好的材料。如原为半刚性基层,可采用早期强度沥青路面抗车辙能力,我单位新购进北京航天航宇火箭技术研究所生产的YLDcZ-6系列全自动车辙试验机,现结合这种仪器介绍沥青混合料车辙试验及注意事项 1、轮碾法成型仪及注意事项 (1)按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ 052-2000》T0701在拌和厂或施工现场采集沥青混合料试样。如混合料温度符合要求,可直接用于成型。在试验室人工配制沥青混合料,按《公路工程沥青及沥青混合料试验规 8 程JTJ 052--2000》T0702的方法准备矿料及沥青加热备用。将金属试模(300mm×300mm×50mm)及小型击实锤等置100?左右烘箱中加热1h备用。按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T0702拌制沥青混合料,沥青混合料拌和温度见表2所示,混合料及各种材料数量由1块试件体积按马歇尔 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 击实密度乘以1.03的系数求算。对试验室试验研究、配合比设计检验及采用机械拌和施工的工程,不得用人工炒拌法拌制沥青混合料,当采用大容量沥青混合料拌和机时宜金量一次拌和,当采用小型混合料拌和机时,可分两次拌和。 五、车辙的深度标准及测定方法 1、美国联邦公路管理局按车辙深度,将车辙分为以下四个等级, ?轻微(hydroplaning,(注)5.08,6.35mm), ?低栈(10W,6.35-12.7mm), ?中等(medium,12.7-25.4mm), ?严重(high,>25.4mm)。 注,hydroplaning――水滑现象。水滑现象指路面积水,形 成水楔将轮胎与路面隔开,而产生的浮滑现象,美国联邦公路管理局认为只要有5.08-6.35mm的轻微车辙,便有可能引起高速车辆水滑现象。 2、车辙深度的测定方法分为静态法和动态法两大类。静 9 态法包括,量杆和水准仪法、量线法、长直尺法、短直尺法及表面深度仪法(FaceDipstick Device)等。动态法包括,超声波和红外线测定,以及35mm摄影法。 六、车辙的修补方法 路面上发生车辙后,为避免积水和扩大损坏范围,应按破坏的形式、面积大小及深浅程度采取不同方法及时修补。 1、属于表面性磨损过度出现的车辙,应按下列方法修朴, (1)采用路面铣刨机或风镐翻松表面一定较高的水泥稳定碎石修筑,但其层厚不得小于15cm,修补时应注意与周边原基层的良好衔接,最后重做面层。 6、对于受条件限制或车辙面积较小的街坊道路,可采用现场冷拌的乳化沥青混合料修补。 七、沥青混合料车辙试验 车辙试验能够充分模拟沥青路面上车轮行使的实际情况,是评价沥青混合料高温抗车辙性能的最直观的室内试验方法。在用于试验研究时。还可以改变温度、荷载,试件厚度、尺寸、成型条件等等,以模拟路面实际情况,搞清楚各种因素变化对车辙变形的影响。如果试件在水浴中,还可以研究有水的条件下的各种破坏情况,搞清楚水损害的规律。 车辙试验是评价沥青混合料在规定温度条件下抵抗塑性流动变形能力的方法,通过板块状试件与车轮之间的往复相对运动,使试块在车轮的重复荷载作用下,产生压密、剪切、 10 推移和流动,从而产生车辙。 车辙试验温度应能反映夏季高温的路面温度,我国绝大数地区的温度条件采用60?,试验环境温度为60??2?。试件内部温度60??0.5?。但根据需要。如在寒冷地区也可采用45?或其它温度。 为确保沥青混合料高温稳定性检验,提高 表2沥青混合料拌和及压实温度参考表 (2)将预热的试楔从烘箱中取出,装上试模框架,在试模中铺一张裁好的普通纸(可用报纸),使底面及侧面均被纸隔离,将拌和好的全部沥青混合料(注意不得散失,分两次拌和的应倒在一起),用小铲稍加拌和后均匀地沿试模由边至中按顺序转圈装入试模,中部要略高于四周。取下试模框架,用预热的小型击实锤由边至中转圈夯实一遍,整平成凸圆弧形。插入温度计,待混合料稍冷至表1所示压实温度(为使冷却均匀,试模底下可用垫木支起)时,在表面铺一张裁好肘的普通纸。 (3)先将碾压轮预热至100?左右。将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的平台上,―定要放于平台中间,拧紧两边的固定螺丝,使试模固定牢固。然后,启动轮碾机居中按钮,使试模位于碾压轮正下方,轻轻放下碾压轮,调整总荷载为9K N(线荷载300N,cm)。设定碾压次数,一 般12个往返(24次)。启动轮碾机,碾压完毕,升起碾 11 压轮,将_成件调转方向(180?),用同样的方法继续碾压至马歇尔标准密度100?1,为止。将盛有试件的试模,置室温下冷却,至少12h。 2、车辙试验方法及注意事项 (1)测定试验轮接地压强,测定在60?时进行,在试验台上放置一块50mm的钢板,其上铺一张毫米方格纸,上铺一张新的复写纸。以规定的700N荷载后试验轮静压复写纸,即可在方格纸上得出轮压面积,并由此求得接地压强。当压强不符合0.7MPa?0.05Mpa,荷载应予以调整。 (2)将碾压成型并冷却后的试件连同试模一起,置于已达到试验温度60??1?的恒温室中,保温不少于5h,也不得多于24h。 (3)将试件连同试模置于车辙试验机的试验台上,并拧紧两边的固定螺丝,使试模固定牢固,在试件的试验轮不行走的部位上,放上温度传感器,控制试件温度稳定在60??0.5?,放下试验轮,使其在试件的中央部位,其行走方向须与试件碾压或行车方向一致,调节位移传感器的上下位置,使位移传感器数值显示应在1mm,4mm的范围内,关严试验机门。开动车辙变形自动 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 仪,然后启动试验机,使试验轮往返行走,时间约一个小时,或最大变形达到25mm为止。试验时,记录仪自动记录变形曲线及试件温度。 (4)结果整理 12 从图1读取45min(t1)及60min(t2)时的车辙变形d1及d2,准确至0.01mm。当变形过大,在未到60min变形已达25mm时,则已到达25mm(d2)时的时间为t2,将其前15min为t1,此时的变形量为d1。 沥青混合料试件的动稳定度按下式计算, DS=(t2-t1)×N,(d2-d1)×C1×C2 式中,DS――沥青混合料稳定度,次,mm, d1――对应于时间t1的变形量,mm, d2――对应于时间t2的变形量,mm, C1――试验机类型修正系数,曲柄连杆驱动试件的变速行走方式为1.0,链驱动试验轮的等速方式为1.5, C2――试件系数,试验室制备的宽300mm的试件为1.0,从路面切割的宽150mm的试件为0.8, N――试验轮往返碾压速度,通常为42次,min。 (5)报告 同一沥青混合料或同一路段的路面,至少应做3个试件的平行试验,当3个试件动稳定度变异系数小于20,时,取其平均值作为试验结果。变异系数大于20,时应分析原因,并追加试验。如计算动稳定度值大干6000次,mm,记作,>6000次,mm。 试验报告应注明试验温度、试验轮接地压强、试件密度、空隙率及试件制作方法等。 13 八、结语 随着我国经济的蓬勃发展,大量高等级沥青路面建设越来越多,公路交通量也不断增加,为防止沥青路面早期破坏,已成为当今重大课题。因此,我们所有参建的工程技术人员要严把工程质量关,为把我国建设成繁荣富强的国家而奋斗。 参考文献 (1)《公路沥青路面养护技术规范》JTJ 073.2,2001人民交通出版社 (2)《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052,2000人民交通出版社 (3)《公路养护技术规范》JTJ 073,96人民交通出版社 (4)《公路沥青路面施工技术规范》JTJ F40,2004人民交通出版社 (5)《沥青及沥青混合料路用性能》2005年人民交通出版社 (6)《公路交通与建设论坛》2006年 济南出版社 14