市政道路沥青路面车辙早期病害原因及措施

    于文辉

    摘要:作为一项基础设施,市政道路在城市现代化发展中外观及质量极为关键。路面工程作为市政道路建设的重要内容,其质量对行车舒适度、养护成本、行车安全等影响较大。为此,应重视路面外观质量,做好病害处治工作,提高沥青路面质量。车辙病害是沥青路面早期损害的主要形式,车辙问题在沥青路面极为常见,为此,本文主要对市政道路沥青路面车辙早期病害成因进行了分析,并提出了相应的治理措施。

    关键词:市政道路;沥青路面;治理措施

    城市道路施工中,沥青混凝土路面因力学性能良好,且施工和易性强的优势得到了大量使用。随着社会经济的不断发展,交通量越来越多,道路需承受的压力也越来越大,加之道路设计、施工中存有不合理之处,导致路面损坏现象愈加严重。在市政道路沥青路面损害中,最常见的病害就是车辙,为此必须根据道路使用情况,找出病害原因,采取切实可行的防治措施进行处理,只有这样才能提高工程质量,确保行车安全及舒适性。

    1工程概况

    某高等级城市道路工程,总长度为10.8km,为双向6车道。白通车以后,因交通量逐年上涨,且超载、超重问题严重,导致路面车道多处位置集中产生大量车辙现象,为确保行车安全,必须制止病害发展,采取有效处治措施治理车辙病害。经相关检测分析,I车道车辙深度在1.5em以内;II、III车道车辙发展速度相对较快,其中车辙深度在1.5cm以上的单车道长度为6km,在总数中所占比例高达55%;车辙深度在3cm以上的单车道长度为1.2km,在总数中所占比例为11%;6cm为车辙最大深度。相比II车道,III车道车辙深度、长度更甚。为充分掌握该道路车辙情况,需进行适当的检测工作,结果显示,4mm为III车道8个月行车作用下车辙深度平均值增加量,3mm为II车道8个月行车作用下车辙深度平均值增加量。相比原车辙较大深度路段,原深度较小段车辙发展速度更快,变化更大。

    2车辙病害原因分析

    2.1交通量过大

    针对路面结构可选取实测轮胎接地荷载法进行计算。荷载一致的情况下,与柔性基层面层剪应力相比,沥青混凝土路面剪应力较大。如荷载不同胎压一致的情况下,在正常胎压范围内,不断增加负荷,最大剪应力峰值也会随之增大;如胎压在正常胎压以上,则为超压状态。本道路因交通量增长速度较快,其中重车比例过大。据相关数据显示,相比大、中型货车标准载重量,其超载重量为其50%~200%。以多层弹性层状理论分析我国沥青路面设计方法,可得出伴随车辆所拉货物重量的改变,车型各级轴载也会随之改变。如车辆超载现象严重,則会大大增加其轴载,当车辆超载50%的情况下,标准轴数量则会增加3倍;如车辆超载100%的情况下,则标准轴数量将增加6到7倍左右;如车辆超载200%的情况下,则标准轴数量将增加23到25倍左右,由此可见,于标准轴数量而言,车辆超载影响巨大。路面设计之初,并未充分考虑超载问题,因此所选取的指标也不够准确。导致使用过程中路面刚度偏低,出现早期损坏问题。

    2.2层间结合处理不到位

    力学分析显示,在层间光滑状态下,沥青路面面层剪应力增加显著。层间光滑时在标准轴载作用下,与层间连续时相比,路面剪应力最大值较大,可多出10%左右。如沥青层间、沥青层和基层间出现污染,无法连续层间接触界面,或出现光滑现象,将大大增加面层剪应力,进而导致剪切流动变形问题加重。通过取芯部分路段可见,基层、面层间并未渗入透层油,且无法将基层连接面层的整体芯去除,两者为分离状态,这就使得表面基层、面层间不具备较高粘结强度,同时超载车现象较多,导致车辙变形问题大量产生。

    2.3其他原因

    (1)本工程选取水泥稳定碎石基层结构,半刚性基层,其整体强度良好,未出现基层以下永久性变形,路面面层流动性车辙为其主要类型。沥青面层失稳变形是引起车辙问题的主要原因,沥青路面所有结构层变形程度不一,主要集中于中、上面层,其中最为严重的为中面层变形,表现为压密性、失稳性车辙。

    (2)施工质量控制差,中、上面层粗集料筛孔通过量与级配上限基本一致或出现超出现象,4.75mm以上碎石含量不多。且中、上面层沥青含量高,与设计最佳油石比相比,实际油石比偏大。同时本工程未选用改性沥青材料,高温稳定性不足。因上述原因,导致路面混合料不具备良好稳定性,极易出现流动变形问题,这也是该路面产生早期车辙病害的主要原因。

    (3)因材料质量问题,含泥量较大,导致沥青胶浆粘结石料能力差,导致混合料结构失稳现象产生。通过检测分析,在高温季节沥青混凝土路面车辙病害发展速度更快。随着时间的不断增加,车辙会越来越严重,如治理不到位,将严重影响行车安全。

    3市政道路沥青路面车辙早期病害治理措施

    结合该道路车辙病害特征,对其病害产生原因进行分析。在此基础上,借鉴国内外相关施工经验,提出了相应的治理方法。

    根据工程实际情况,车辙病害较为严重的车道主要集中于II、III车道,为提高道路质量,改善行车条件,应有针对性的进行车辙治理。

    (1)先铣刨维修II、III车道车辙,7.95m为治理宽度,车辙深度在3cm以下的路段,则4.5cm为其铣刨深度,随后进行改性乳化沥青粘层油洒布,并将4.5cmSMA表面层再次摊铺。

    (2)车辙深度在3cm以上的路段,需将9cm定为其铣刨深度,并进行改性乳化沥青粘层油洒布,随后进行中粒式沥青混凝土(5cm)+SMA表面层(4cm)铺筑。选取SMA-161型作为路面表面层,选取改性沥青中粒式沥青混凝土AC-201型作为中面层结构,选取SBS改性沥青作为全部沥青混合料。

    (3)如下面层已松散,需铣刨掉原中、下面层,随后由新分层开始进行沥青混凝土面层摊铺,如损坏过于严重,需彻底翻修,保证施工效果。

    必须与道路建设具体现状结合,深入探究车辙治理技术,总结病害特征,及时找出病害原因,并采取行之有效的措施予以治理。以此,更好地服务于市政道路工作,保证行车安全、舒适,最大限度延长路面使用年限,实现工程建设社会效益及经济效益。

    4结束语

    综上所述,伴随国民经济的快速增长及交通事业的不断进步,我国交通基础设施短板逐步加强。市政道路工程作为重要基础设施,有效拉动了城市经济发展,为人们日常出行提供了便利。但在道路投入使用之后,由于车辆超载等因素作用下,会导致开裂、坑槽等病害产生,必须加强病害处治措施,以免病害程度逐渐加深,影响车辆行驶安全性,降低工程使用寿命。车辙是市政道路最常见的病害之一,合理选用处治措施,可有效遏制病害程度加深,提高工程使用性能。在具体施工中,应充分了解原有路面结构性能,掌握病害原因,提高处治质量。