形成沥青路面车辙的影响因素分析

第３２卷第４期　王辉，等：形成沥青路面车辙的影响因素分析　３　约０．３７ｍｍ；而从５０℃到６０℃时，半刚性路面和柔性路面　的车辙量都急剧增加，分别为１．６４ｍｍ和１．８５ｍｍ，其增幅　为４０℃Ｎ５ｏ　ｏＣ的５倍多。由此可以看出，当路面温度超　过５Ｏ℃，沥青路面材料性能下降是非常显著，导致路面　车辙量的迅速增加。对此，在重载高温环境条件下的路　面工程，由于在夏季高温，路面温度通常高出大气温度　２０℃～３０℃，路面内部实际温度很容易超过６０℃，这时路　面已经相当柔软，经不起重交通荷载的作用。为有效防　止路面车辙病害，建议从多重材料选择和设计角度考虑，　如，采用高性能、高模量改性沥青以及在混合料中添加　抗车辙剂等技术措施来提高路面抗车辙能力，此外，对　于夏季特高温时段，可考虑采用临时限制重车通行等交　通管制措施来降低车辙发生的几率。　图７不ｌ司车速下车辙状况图　面典型结构在荷载、温度和速度作用下的车辙形成发展　状况，结果表明：　①沥青路面的车辙量随着荷载增加迅速增加，荷载　大于１２０ｋＮ后，两类结构的车辙增长速度均加剧；随着荷　载增加，两种结构的车辙量的差距越来越小，同时，从车　辙增长幅度来看，柔性基层要小于半刚性基层路面，因　此，随荷载与作用次数的增加，柔性路面后期的抗车辙　性能优于半刚性路面。　②从温度角度来看，从４０￣ｃＮｓｏ℃时两类路面车辙　的增加量并不明显，而从５０℃￣１］６０　ｏＣ时，车辙量都急剧　图６不同温度下车辙状况图　增加，其增幅为４０℃到５０℃的５倍多。因此，在高温区的　２．３车速影响分析　沥青路面应采取有效的防治车辙措施，如加强材料设计　实际的道路路面破坏状况表明，沥青路面车辙破坏　和高温期间重车限行等措施。　几率在长大纵坡路段是成倍增长的。这主要是许多载重　③分析表明沥青路面１２０　ｋｍ／ｈ的车辙量仅为４０　ｋｍ／ｈ　汽车超载严重，且其爬坡能力又差，导致在长大陡坡路　的一半，行车速度小于６０　ｋｍ／ｈ的路面车辙增长率明显大　段上车速迅速降低，降低了沥青混合料的粘弹性．对于沥　于行车速度大于６０　ｋｍ／ｈ的路面车辙增长率，因此，控制　青混合料粘弹性材料，由粘弹性材料的时间——温度等　低速重车上高速公路是有利于防止车辙的发生。　效原理可知，汽车低速运行相当于荷载对路面材料作用　时间延长或相当于沥青混合料内作用温度的增加。图７　参考文献：　为两类路面不同车速条件下经５０万次标准轴载作用后　［１］张久鹏，黄晓明，王晓磊．基于粘弹塑性理论的沥青路面　车辙发展状况图。在１００　ｋＮ作用下，行车速度在４０　ｋｍ／ｈ　车辙分析ＩＪ１．公路交通科技，２００７，２４（１０）：１２—１６．　时，半刚性基层沥青路面和柔性基层沥青路面的车辙量　【２］黄菲．沥青路面永久变形数值模拟及车辙预估［Ｄ】．南京：　分别达４．２　ｍｍ和４．５　ｍｍ；在１２０　ｋｍ／ｈ时，它们的车辙量　东南大学，２００６．　仅为２．２　ｍｍ和２．４　ｍｍ，其车辙量仅为４０　ｋｍ／ｈ的一半。由此　［３］钱国平．重载交通车辆轮胎一路表复杂接触应力模型研究　可知，在相同条件下，车辆行车的速度越慢，沥青路面受　［Ｊ］．中外公路．２００８，２８（２）：２１１－２１５．　荷载作用时间就越长，总的时间积累就增大，相当于沥　［４］苏凯．沥青路面车辙产生机理及预估方法研究［Ｄ】．上海：　青的剪切粘度减小，间接提升了路面的瞬间温度，从而　同济大学，２００７．　造成沥青路面累积塑性变形的增大，因此车辙量也就会　［５］陈立伟．长大纵坡桥面铺装表层抗剪性能研究［Ｄ１．西安：　越大。同时由图可知，行车速度小于６０ｋｍ／ｈ的路面车辙　长安大学，２０１１．　增长率明显大于行车速度大于６０　ｋｍ／ｈ的路面车辙增长　【６］孙立军．沥青路面结构行为理论［Ｍ】．上海：同济大学出版　率，因此，控制低速车辆上高速公路是有利于防止车辙　社，２００３．　的发生。　【７］沙庆林．高速公路沥青路面早期破坏现象及预防（第２版）　［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００８．　３结语　［８】李辉，黄晓明，张久鹏，等．基于连续变温的沥青路面车辙　本文基于粘弹塑性有限元方法，分析了两类沥青路　模拟分析『Ｊ１．东南大学学报，２００７，３７（５）：９１５—９２０．