沥青路面车辙病害检测与处治方法探究论文_李勇

沥青路面车辙病害检测与处治方法探究论文_李勇

新疆城建试验检测有限公司 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000

摘要:在沥青路面广泛应用的今天,路面车辙是常见的一种道路病害,它直接影响到行车的舒适性和安全性,在公路的日常维护中,要对路面状况进行有效的检测和处治,这样才能提高沥青混凝土路面的使用寿命,确保行车的安全。

关键词:沥青路面;车辙病害检测;处治方法

1沥青混凝土路面车辙病害概述

1.1概述

与传统的水泥混凝土路面相比,沥青混凝土路面有其显著的优势,它不仅具有良好的行驶安全性和舒适性,同时在日常养护中也更高效、更便捷。但由于沥青混凝土路面属于柔性路面,具有良好的黏弹塑性特性,在气温较高的季节,或在受到汽车较大荷载时,车轮迹两侧路面很容易出现剪切变形,从而引发车辙病害。车辙的形成会给道路的使用带来很多不利的影响,凹陷的路面会使得车辆行驶出现颠簸,雨天积水,影响行车安全,同时剪切变形产生纵向裂缝,使得雨水下渗,破坏基层,甚至路基,降低路面使用寿命。因此,在沥青路面日常维护中要做好路面车辙病害监测,及时发现路面车辙病害点并进行科学合理的处治,保障车辆行驶安全,为人民提供良好的驾驶体验。车辙产生的原因很多,涉及沥青混合料的质量、路面施工的质量,也涉及车辆荷载的大小,但不管是何种原因造成的,车辙病害总是以路面条状凹陷为显现特征。为了合理客观地评估路面技术状况,需要采用专业的检测手段,通过检测数据结果的分析,评定病害的严重性,并进行有针对性的处治。

1.2研究的目的和意义

公路作为现代社会主要的交通运输方式之一,是一个国家基础设施和综合国力的根本体现。在道路实际工程应用中,95%以上的路面面层都由沥青混合料铺筑而成,相比于其他材料,沥青混合料展现出了其诸多优点:表面平整、无接缝、行车舒适、振动小、噪音低、耐久性高、不扬尘、施工期短、养护维修简便、可再生利用等等,与此同时,沥青混合料是一种以集料为基体,沥青砂为填充物并存在一定孔隙结构的粘弹性混合物,这样的特殊性质使得在各种荷载和周围自然环境的耦合作用下其路用性能损失也较为明显。车辙是指车辆荷载经过路面留下的永久变形,一般表现为轮迹带两侧边缘凸起、中间下沉的组合状态。这一概念起始于上世纪60年代,是国内外学者研究的重要方向之一,目前已经形成了很多针对性成果。随着交通运输需求的发展和变化,影响沥青路面车辙变形大小因素更为多样、复杂,仍有很多问题尚待解决。经过实地考察,我们不难发现无论对于道路本身亦或是车辆和驾驶人员来说,车辙的产生都存在很大的隐患。这些由沥青路面车辙引起的直接经济损失巨大、人员生命安全危害严重,若不对其加以防治则更会加速发展并引发其他病害,对经济、资源都是一种极大的浪费。车辙病害的产生和发展是个多方面的复杂问题,其机理和模拟预估更是重中之重,对于道路研究人员来说具有重要的实际意义。

2车辙检测的具体方法

目前沥青路面车辙的检测大致分为两类,分别是接触式检测和非接触式检测。接触式需要手动将测量仪器放置在待测道路表面,因此检测时受行驶车辆或天气的影响较大,从而导致所测的数据不够准确,且需要消耗大量人力和时间,这与我国道路系统的快速发展不相适应。而非接触式自动化检测方法不需直接接触待测路面,能够快速、高效及无损伤地进行路面车辙检测,被广泛用于连续、长距离的检测中。接触式的常用检测方法有直尺测量法、水准测量法等;非接触式的方法有激光三角法、超声波波测距法等。(1)直尺测量法。这是一种直接简单的方法,用到的工具是直尺,通过量测尺底部到凹陷面的深度来获得车辙深度,但是这样的测量较为粗略,会产生较大误差。(2)水准测量法。本方法主要借助的设备是水准仪和水准尺,可以精确测出断面的深度,与直尺测量法相比,精度更高,对车辙的判断有借鉴意义。(3)激光三角法。激光三角法是通过激光器发出一束光照射在测量路面上,反射后在检测器上成像,其所成像会随着物体表面的位置变化而在检测器上产生相应的位移,通过技术处理可以得到一条数据曲线,通过对曲线的分析,计算出车辙的深度。(4)超声波车测距法。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这是一种应用广泛的物理测量法,利用超声波在不同介质中传播的速度不同,以及在不同介质的交界处会发生反射和衍射现象,可以通过对反射回的超声波进行分析与处理,就可以测量出车辙的深度。

3沥青路面车辙病害防治措施

3.1沥青

沥青是目前道路工程中应用最为广泛的胶结粘弹塑性材料,沥青包裹细集料、矿粉粘附在集料表面形成了沥青混合料,在沥青混合料结构中起到重要的支撑作用。增加沥青的粘度可以提高沥青砂浆的抗剪切能力,降低集料内部相对位移,良好的沥青性质可以增加与集料的粘附力,较高的软化点和良好的弹性恢复能力能极大程度减少沥青混合料在高温荷载状态下的粘塑性变形量和集料之间的相对滑移,推迟车辙出现的时间点。

3.2石料

石料是路面材料主要的组成部分,石料在路面结构中作为主要的受力部分其性质也尤为重要。石料的压碎值、磨耗值、针片状含量、吸水率、含泥量均会对石料颗粒之间的相对滑移有显著的影响,从而影响沥青混合料的抗车辙性能。施工规范要求石料这些性质参数尽量小:压碎值大的石料在实际中会出现大量石料被压碎,混合料受力结构遭到严重破坏;在车辆行驶过程中,轮胎与路面之间的摩擦力会加倍损耗磨耗值大的石料;理论上最稳定的沥青混合料骨架结构由正多面体的石料挤嵌而成,而针片状含量高的石料与其余石料的挤嵌受力点极易沿针片状表面滑移,在承受荷载的状态下形成的骨架结构极易失稳破坏;由于自然环境下水分、灰尘较多,在沥青混合料的拌合过程中较高的吸水率和含泥量会导致水分和泥灰附着在石料表面阻碍沥青与石料的结合,严重破坏沥青混合料的路用性能。

3.3矿粉

矿粉是沥青混合料中的重要填料,目的是减小沥青混凝土的空隙,反映在抗车辙性能即为减小了沥青混凝土的压实度变形,但由于密实级配沥青混合料的孔隙率不大,故这种抗车辙行为效果有限。矿粉和沥青结合形成沥青胶浆粘附于石料表面,使石料颗粒之间产生胶结力,进一步提高了沥青混凝土的强度和稳定性。矿粉含量的多少,常用粉油比表示,粉油比大的沥青混凝土高温抗车辙能力一般较强。矿粉应尽量选取无团粒结块,含水量低的碱性矿粉,若出现团粒结块,则在拌合过程中矿粉不易分散均匀,沥青一般显酸性,含水量低、碱性的矿粉能更好与沥青结合形成胶浆。

3.4抗车辙剂

在目前的道路工程中,抗车辙剂的应用已经较为普遍,其种类繁多,如法国PRPLAST.S、德国路孚8000和国产海川车辙王等,其抗车辙作用方式也不尽相同,如改性沥青增加粘度抗车辙、结构填充抗集料滑移抗车辙等方式。经过众多实际工程的经验积累,添加抗车辙剂的路段抗车辙性能明显优于普通路段。

3.5工艺及施工过程

在保证了原材料性能及良好的级配后,整个施工过程对沥青路面性质的影响就凸现出来。在混合料的拌合阶段要保证最优的拌合温度、拌合时间,确保沥青混合料拌合的均匀性、充分性。在混合料的运输阶段要保证存放温度,尽量缩短运输时间和距离,避免沥青混合料出现离析的现象。在混合料摊铺压实阶段,要尽量选取良好的天气施工,保证摊铺的均匀,压实足够的次数。施工过程的每个环节都会对沥青路面的服役寿命产生较大的影响,需要严格按规范控制施工的进行。

4结语

道路沥青路面工程应用的持续发展中,路面的路用性能中高温稳定性不足就会出现车辙问题,车辙问题作为沥青路面主要病害之一始终是道路工作者研究的重点难点。本文对沥青路面车辙检测方法进行研究,并提出防控因素以便为实际工程中优化车辙问题提供一定的参考和建议。

参考文献:

[1]万军.沥青路面车辙深度检测方法研究概述[J].工程技术,2016(9):26-27.

论文作者:李勇

论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期

论文发表时间:2020/4/7

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