浅谈路面车辙的形成及修复技术
路面病害可以分成不同的种类,而造成路面病害的原因是多方面的。为了经济有效地处理沥青路面的病害,探讨了沥青路面的预防性养护技术,针对路面可能出现的病害种类,结合公路微表处车辙修复施工,采用合理的预防性养护措施是延缓路面使用性能恶化速率、延长使用寿命和节约周期费用的有效方法。
标签:微表处;车辙修复;施工工艺;预防性养护
当前我国的沥青路面在使用过程中,出现了不少的车辙,同时有不少路段存在局部有裂缝,严重影响了路面平整度,对车辆的安全舒适行驶极为不利,特别是高速公路其影响更加明显。沥青路面的永久变形一车辙表现为顺着交通车辆轮迹的纵向凹陷。在交通荷载的作用下,沥青混凝土材料被推离荷载作用区域,结果在轮迹内形成凹陷而在轮迹的两侧形成隆起的凸脊。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坡道之类的车辆慢行区域。通常,车辙出现在路面的表层。
一、路面车辙的形成原因
一般这样的问题发生在夏天,地面是黑的容易吸热,路表温度高达60摄氏度以上,这时候沥青就会发软甚至融化,这时候汽车压过就会变型。在公路上用的是进口沥青,质量较好,耐温要强些,但是沥青路的损坏大多在夏天,还有就是路基没做好,汽车吨位高并且超重等也会引起。
(一)车辙类型
根据车辙形成原因的不同,车辙可分为两大类型:
1、失稳型车辙
这类车辙主要发生在半刚性或刚性基层沥青路面上,车辙主要源于沥青面层,由于沥青面层混合料的高温稳定性不足,在车轮荷载反复作用下,产生压缩和剪切流动。通常轮迹带的沥青面层在下凹的同时,两侧伴随着隆起,二者组合起来构成车辙。
2、结构型车辙
这类车辙是由于路面结构在荷载反复作用下产生的整体永久变形而形成。这类车辙主要发生在柔性基层沥青路面上,其外形主要表现为路面下凹。
(二)车辙形成过程
纵观车辙的形成过程,大体上可分为三个阶段:
1、初始阶段的压密过程
在沥青路面碾压成型开放交通以后,沥青面层以及各结构层材料中均存在一些空隙,在汽车荷载作用下。仍会有进一步的压密过程。
2、沥青混合料的流动过程
高温下的沥青混合料处于以粘性为主的粘弹性状态,在车轮荷载作用下,沥青及沥青胶浆便产生流动,从而使混合料的网络骨架结构失稳。而向两侧隆起。
3、矿质集料的重新排列及矿质骨架的破坏
高温下处于半固体状态的沥青混合料,由于沥青及沥青胶浆在荷载作用下的流动,此时矿质骨架逐渐成为荷载的主要承担者,再加上沥青的润滑作用,矿质集料会产生错动,促使沥青及胶浆向其富集区流动。
(三)沥青混合料的永久变形
作为粘弹性材料的沥青混合料,在一恒定荷载作用下,变形随时间不断增长,这种特性称为蠕变。
材料的蠕变过程,可以分为三个阶段,第一阶段的变形速率逐渐减小,称为迁移蠕变;第二阶段变形速率保持稳定,为稳定蠕变阶段;第三阶段变形急剧增大,是破坏的开始,也称加速蠕变阶段。
二、路面车辙处理的施工方法
(一)施工方法
1、首先对全线内的路面状况进行全面调查,根据路面情况确定出需要单独进行车辙填充的地段。
汽车凹陷修复技术2、设置安全标志、施工标志和用路标设置警戒线,确保来往车辆能安全顺利通行。
3、对路面的车辙用摊铺车(带V型槽的)进行车辙填充施工。车辙中间视情况略高出原路
面,并清除多余残留。
4、在达到一定的时间后,开放交通。
(二)微表处施工方法
1、施工准备
(1)首先对原路面进行检查,确认原路面车辙处理完毕可以满足摊铺车进行微表处理。
(2)在有监理在场的情况下,对材料进行施工前的检查:施工用的乳化沥青、矿料、水、填料等进行质量检查,符合设计要求后方可使用。对粗集料中的超粒径颗粒进行筛除。以1%的含水量间隔,采用中细集料紧装密度的测试方法,检测矿料在含水量0~7%情况下的单位体积干矿料重量,得出矿料的“含水量—单位体积干矿料重量”的关系曲线,用于摊铺车设定。测定矿料含水量。
(3)有监理在场的情况下,对施工机具进行施工前检查和标定:各种施工机械和辅助工具全部备齐,并保持良好的工作状态。对摊铺车进行认真标定。在有监理在场的情况
下,通过摊铺车的标定,得出摊铺车各料门开度或泵的设定等与各材料出料量的关系曲线,出具标定报告。
2、鋪筑试验段
(1)确定长度不小于200 m的线路长作为试验段进行试铺。
(2)根据试验段的摊铺情况,在设计配合比的基础上对铺筑材料的配比进行小范围的调整确定施工配合比。施工配合比的油石比不应超了设计油石比(+0.2~负-3)的范围。
(3)通过试验段得出施工配合比和最佳机械,设备、人员的组合经监理或业主认可后,作为正式施工依据,指导大面积的施工。在施工过程中不允许随意更改试验段得出的结论,按实际情况确实需要更改时,在得到监理或业主认可的情况下方可进行更改。
3、大面积的施工作业
(1)施工时按下列程序进行:彻底清除原路面的泥土、杂物等:施画导线,以保证摊铺车顺直行驶;摊铺车摊铺稀浆混合料;手工修复局部施工缺陷;初期养护;开放交通。
(2)根据施工路段的路幅宽度。调整摊铺槽宽度,应尽量减少纵向接缝数量,在可能的情况下,宜使纵向接缝位于车道附近。将符合要求的各种材料装入摊铺车内。将装好料的摊铺车开至施工起点,对准控制线,放下摊铺槽,调整摊铺槽使其周边与原路面贴紧。
(3)按生产配合比和现场矿料含水量情况,依次或同时按配比输了矿料、填料、水、添加剂和乳液,进行拌和。拌好的混合料流人摊铺槽并分布于摊铺槽适量时,开动摊铺车匀速前进,需要时可打开摊铺车下边的喷水管,喷水湿润路面。摊铺速度以保持混合料摊铺与搅拌量基本一致,并保持摊铺槽中混合料的体积为摊铺槽容积的1/2左右。 混合料摊铺后的局部缺陷,应及时使用橡胶耙等工具进行人工平。平的重点是:个别超粒径粗集料产生的纵向刮痕,横、纵向接缝等。当摊铺车内任何一种材料快用完时,立即关闭所有输送材料的控制开关,让搅拌器中的混合料搅拌完,并送人摊铺槽摊铺完后,摊铺车停止前进,提起摊铺槽,将摊铺车移出摊铺点,清洗摊铺槽。施工弃物集中后统一拉走。
(4)采用双层摊铺或微表处车辙填充后再做微表处理的地方,先摊层至少在行车作用下成型24 h,确认已经成型后方可在上面进行第二层的摊铺。微表处车辙填充时,根据所填车辙的情况调整摊铺厚度,使填充层横断面的中部隆起3 mm~5 mm,形成冠状,以考虑
行车压密作用。当改性乳化沥青蒸发残留物含量和矿料含水量发生变化时,必须调整摊铺车的设定,确认材料配比符合设计配比后才可继续施工。初期养护:混合料铺筑后,在开放交通前禁止一切车辆和行人通行。混合料能够满足开放交通的要求后应尽快开放交通。
另外,沥青混凝土路面厚度对抗车辙性能也有影响。但其关系比较复杂,有待于进一步探索和实践。
微表处快速修复车辙技术是以聚合物改性乳化沥青为粘结料、借助专用的摊铺设备进行施工的一种冷拌沥青混合料不等厚薄层摊铺技术,具有施工速度快、成本低、效果好等特点,可以迅速恢复和改善原沥青路面的平整度提高防水性和抗滑性。
参考文献:
[1]杨修志 微表处在京沪高速公路沥青路面车辙修复中的应用《筑路机械与施工机械化》 2011年12期
[2]陈春辉 沥青路面预防性养护技术的探讨《筑路机械与施工机械化》 2007年06期
[3]孙东娜 黄周微表处施工技术在高速公路预防性养护中的应用 《广东建材》 2009年2期
[4]胡永强 浅谈微表处修复沥青路面车辙技术的应用《浙江交通职业技术学院学报》2007年第04期