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摘要:本文以广东某高速公路沥青路面为例,根据实际情况对高温重载地区沥青路面病害产生的原因进行分析,并针对该地区沥青路面的特点给出相应的对策方案,为广东省沥青路面养护维修提供依据。
关键字:沥青路面车辙 对策
中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:
The reason of causing disease in asphalt pavement in high temperature——heavey load area, and the strategies of maintenance
DongXiuwen
Guangzhou Traffic Engineering quality supervision station
Abstract: Take one of the express asphalt pavement in Guangdong province as example, this article analyses the reasons of causing disease in asphalt road in high temperature——heavy load area by studying the actual situation and gives the corresponding strategies by illustrating the features of asphalt roads in that area, which provide a basis of maintenance for asphalt roads in Guangdong province.
Key Words: asphaltpavementrut corresponding strategy
1工程概述
本文以廣东某高速公路高陡坡沥青路面为例,根据实际情况对该路段沥青路面病害产生的原因进行分析,并针对该地区沥青路面的特点给出相应的维修方案。该路段位于构造侵蚀中低丘陵区,处于高温地带,且重载车量越多。随着经济的迅速发展,该高速公路交通量不断增大,超载车越来越多,导致该路段出现较多车辙、拥包等病害,影响了路面的正常运营。因此,应对该段路面进行检测对并其病害产生的原因进行综合分析,给出科学合理的养护对策,以延长路面的使用寿命和改善路面表面使用功能,提高公路的经济效益和社会效益。
2检测结果
本文进行了该路面破损(PCI)检测、平整度(RQI)检测、车辙(RDI)检测、抗滑性能(SRI)检测、FWD弯沉检测等。
检测结果表明该路段慢车道病害较严重,车辙现象严重,且伴有较严重沉陷现象,磨光、泛油病害面积较大,部分路段出现不规则裂缝及龟裂现象。该路段出现较多车辙病害,严重部分车辙深度超过2cm。慢车道弯沉值明显大于超车道弯沉值;部分路段弯沉极值较大,超过200μm。
3沥青路面病害产生的原因分析
该路段主要病害为车辙及坑槽,分析产生原因有以下几种:
3.1 纵坡的影响
该路段纵坡设计路段最大为4.5%,调查发现,车辙严重的路段均在陡坡路段。研究表明,纵坡对路面温度、路面剪应力、行车速度等均有较大的影响。载重汽车在高陡坡路段行驶时,会增大车轮与沥青路面之间的摩擦力,在摩擦力的作用下会使动能转变为热能,从而增高沥青路面的路表温度。尤其在夏季,沥青混合料的动稳定性随着温度的增高会迅速降低,从而导致路面产生车辙病害。
3.2 重载车的影响
承受重载、慢速交通要求沥青混凝土有较好的抗车辙能力,即车载越重、车速愈慢,要求沥青混凝土的抗车辙能力愈大。通过对该路段的车流量进行调查,发现该高速公路的交通构成中,重车及超重车比例相当高,而且超载严重,且行车速度缓慢。在本路线上行驶的货车有严重超载的达68%以上,而且超载以交通量占很大比重的双轴车和3轴车为主体,通常的超载率在50%以上。由于重车与超重作用的结果,使沥青混合料在荷载作用下的永久变形大大增,从而产生了车辙病害。由此可见,重载车量的行驶是该路段产生车辙的原因之一。
3.3 高温的影响
高温对车辙有明显的影响。随着温度的升高,沥青的粘度呈对数级下降,沥青混合料的抗压强度和抗剪强度快速下降。广州高温天气持续越长,夏季中午路面温度最高可达60~70℃。有时路面温度大于60℃的时间大于5个小时,远远大于重交沥青的软化点(一般为45~47℃),因此,很容易导致车辙病害。
3.4 其它因素的影响
车辙的影响因素是多方面的,例如沥青混合料自身的因素影响,路面结构类型的影响,交通和气候条件的影响,施工过程的影响等等。
4 该沥青路面维修方案研究
根据以上的原因分析,本次维修设计确保原设计等级、线型不变,采用动态设计,铣刨原沥青面层,对路面基层进行检测,根据现场具体情况采用不同的设计方案,做到有的放矢。
方案1、对于基层较好路段,采用加铺7cm沥青稳定碎石ATB-25调平层,在此基础上重新铺筑沥青面层,结构形式为:7cmAC-25C改性沥青混凝土+6cmAC-20C特殊改性沥青混凝土+4cmSMA-13特殊改性沥青混凝土。
方案2、从抽芯检测结果可知,路面基层整体状况较好,在施工过程中如果发现局部基层结构受到破坏,则铣刨上基层20cm,采用27cm沥青稳定碎石ATB-25处理基层,在此基础上重新铺筑沥青面层,结构形式为:7cmAC-25C改性沥青混凝土+6cmAC-20C特殊改性沥青混凝土+4cmSMA-13特殊改性沥青玛蹄脂碎石混合料。
该方案与原设计方案相比具有以下优点:
1、增加了路面结构层厚度,增强了路面的承载能力,使路面的结构传荷能力增强,在一定程度上会减少反射裂缝的产生。
2、增加了基层的厚度,增强了基层的抗疲劳能力及抗车辙能力。当沥青面层温度过高时,大部分荷载会传给基层,由于广东地区属较炎热地区,因此,必须增强基层的承载能力,以保证路面结构的整体强度。
3、本次面层采用抗车辙能力及抗剪能力均较强的SMA沥青混凝土结构,有效加强了路面的抗磨耗能力及抗剪切能力,提出了路面的强度及抗车辙能力,使原路面病害得到有效解决。
4结论
本文通过对广州市某高速公路沥青路面检测及维修设计的研究,得出以下结论:
1、沥青路面主要病害表现为龟裂、磨光、车辙及坑槽等,高温重载作用下车辙及坑槽尤其严重,纵坡较大路段更容易产生上述病害;
2、沥青路面抗车辙能力主要集中在中面层及下面层,因此若提出路面的抗车辙能力必须增加路面的中面层或下面层厚度;
3、SAM沥青混凝土结构可有效解决沥青路面车辙病害,并可提高纵坡作用下的路面抗剪切能力。
参考文献:
[1] 高速公路沥青路面早期破坏的原因分析 焦保国 《科技情报开发与经济》 2006/15
[2] 中国高速公路沥青路面养护 康敬东 《建筑机械》2006/09
[3] 沥青路面常见病害及其维修措施 余廷禹 科技资讯 2006/26
[4] 山区高速公路沥青路面的抗车辙能力 李明国 牛晓霞 申爱琴 《长安大学学报(自然科学版)》2006/11
[4] SMA中沥青马蹄脂高温性能分析 何唯平 第一二届亚太大会论文集 人民交通出版社
关键字:沥青路面车辙 对策
中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:
The reason of causing disease in asphalt pavement in high temperature——heavey load area, and the strategies of maintenance
DongXiuwen
Guangzhou Traffic Engineering quality supervision station
Abstract: Take one of the express asphalt pavement in Guangdong province as example, this article analyses the reasons of causing disease in asphalt road in high temperature——heavy load area by studying the actual situation and gives the corresponding strategies by illustrating the features of asphalt roads in that area, which provide a basis of maintenance for asphalt roads in Guangdong province.
Key Words: asphaltpavementrut corresponding strategy
1工程概述
本文以廣东某高速公路高陡坡沥青路面为例,根据实际情况对该路段沥青路面病害产生的原因进行分析,并针对该地区沥青路面的特点给出相应的维修方案。该路段位于构造侵蚀中低丘陵区,处于高温地带,且重载车量越多。随着经济的迅速发展,该高速公路交通量不断增大,超载车越来越多,导致该路段出现较多车辙、拥包等病害,影响了路面的正常运营。因此,应对该段路面进行检测对并其病害产生的原因进行综合分析,给出科学合理的养护对策,以延长路面的使用寿命和改善路面表面使用功能,提高公路的经济效益和社会效益。
2检测结果
本文进行了该路面破损(PCI)检测、平整度(RQI)检测、车辙(RDI)检测、抗滑性能(SRI)检测、FWD弯沉检测等。
检测结果表明该路段慢车道病害较严重,车辙现象严重,且伴有较严重沉陷现象,磨光、泛油病害面积较大,部分路段出现不规则裂缝及龟裂现象。该路段出现较多车辙病害,严重部分车辙深度超过2cm。慢车道弯沉值明显大于超车道弯沉值;部分路段弯沉极值较大,超过200μm。
3沥青路面病害产生的原因分析
该路段主要病害为车辙及坑槽,分析产生原因有以下几种:
3.1 纵坡的影响
该路段纵坡设计路段最大为4.5%,调查发现,车辙严重的路段均在陡坡路段。研究表明,纵坡对路面温度、路面剪应力、行车速度等均有较大的影响。载重汽车在高陡坡路段行驶时,会增大车轮与沥青路面之间的摩擦力,在摩擦力的作用下会使动能转变为热能,从而增高沥青路面的路表温度。尤其在夏季,沥青混合料的动稳定性随着温度的增高会迅速降低,从而导致路面产生车辙病害。
3.2 重载车的影响
承受重载、慢速交通要求沥青混凝土有较好的抗车辙能力,即车载越重、车速愈慢,要求沥青混凝土的抗车辙能力愈大。通过对该路段的车流量进行调查,发现该高速公路的交通构成中,重车及超重车比例相当高,而且超载严重,且行车速度缓慢。在本路线上行驶的货车有严重超载的达68%以上,而且超载以交通量占很大比重的双轴车和3轴车为主体,通常的超载率在50%以上。由于重车与超重作用的结果,使沥青混合料在荷载作用下的永久变形大大增,从而产生了车辙病害。由此可见,重载车量的行驶是该路段产生车辙的原因之一。
3.3 高温的影响
高温对车辙有明显的影响。随着温度的升高,沥青的粘度呈对数级下降,沥青混合料的抗压强度和抗剪强度快速下降。广州高温天气持续越长,夏季中午路面温度最高可达60~70℃。有时路面温度大于60℃的时间大于5个小时,远远大于重交沥青的软化点(一般为45~47℃),因此,很容易导致车辙病害。
3.4 其它因素的影响
车辙的影响因素是多方面的,例如沥青混合料自身的因素影响,路面结构类型的影响,交通和气候条件的影响,施工过程的影响等等。
4 该沥青路面维修方案研究
根据以上的原因分析,本次维修设计确保原设计等级、线型不变,采用动态设计,铣刨原沥青面层,对路面基层进行检测,根据现场具体情况采用不同的设计方案,做到有的放矢。
方案1、对于基层较好路段,采用加铺7cm沥青稳定碎石ATB-25调平层,在此基础上重新铺筑沥青面层,结构形式为:7cmAC-25C改性沥青混凝土+6cmAC-20C特殊改性沥青混凝土+4cmSMA-13特殊改性沥青混凝土。
方案2、从抽芯检测结果可知,路面基层整体状况较好,在施工过程中如果发现局部基层结构受到破坏,则铣刨上基层20cm,采用27cm沥青稳定碎石ATB-25处理基层,在此基础上重新铺筑沥青面层,结构形式为:7cmAC-25C改性沥青混凝土+6cmAC-20C特殊改性沥青混凝土+4cmSMA-13特殊改性沥青玛蹄脂碎石混合料。
该方案与原设计方案相比具有以下优点:
1、增加了路面结构层厚度,增强了路面的承载能力,使路面的结构传荷能力增强,在一定程度上会减少反射裂缝的产生。
2、增加了基层的厚度,增强了基层的抗疲劳能力及抗车辙能力。当沥青面层温度过高时,大部分荷载会传给基层,由于广东地区属较炎热地区,因此,必须增强基层的承载能力,以保证路面结构的整体强度。
3、本次面层采用抗车辙能力及抗剪能力均较强的SMA沥青混凝土结构,有效加强了路面的抗磨耗能力及抗剪切能力,提出了路面的强度及抗车辙能力,使原路面病害得到有效解决。
4结论
本文通过对广州市某高速公路沥青路面检测及维修设计的研究,得出以下结论:
1、沥青路面主要病害表现为龟裂、磨光、车辙及坑槽等,高温重载作用下车辙及坑槽尤其严重,纵坡较大路段更容易产生上述病害;
2、沥青路面抗车辙能力主要集中在中面层及下面层,因此若提出路面的抗车辙能力必须增加路面的中面层或下面层厚度;
3、SAM沥青混凝土结构可有效解决沥青路面车辙病害,并可提高纵坡作用下的路面抗剪切能力。
参考文献:
[1] 高速公路沥青路面早期破坏的原因分析 焦保国 《科技情报开发与经济》 2006/15
[2] 中国高速公路沥青路面养护 康敬东 《建筑机械》2006/09
[3] 沥青路面常见病害及其维修措施 余廷禹 科技资讯 2006/26
[4] 山区高速公路沥青路面的抗车辙能力 李明国 牛晓霞 申爱琴 《长安大学学报(自然科学版)》2006/11
[4] SMA中沥青马蹄脂高温性能分析 何唯平 第一二届亚太大会论文集 人民交通出版社