沥青路面车辙形成机理与影响因素

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沥青路面车辙形成机理与影响因素

作者：郝朝

来源：《建筑工程技术与设计》2015年第16期

摘要：简要论述沥青路面的车辙形成机理，通过对机理的分析更加深入的了解车辙病害的形成，分析出里沥青路面车辙形成的影响因素，为以后的施工与养护提供借鉴作用。

关键词：沥青路面；车辙；形成机理；影响因素

随着我国高速公路网的初步形成，沥青路面的早期病害也变得日益严重。特别是轴载的加重和交通渠化使得车辙成为高速公路最主要的早期病害。车辙在全国范围内都普遍存在，严重损害了沥青路面的使用性能。因此，防止车辙病害已成为目前亟需解决的问题。本文重点研究了车辙的形成机理和影响因素，为日后的养护提供借鉴作用。

1 形成机理

沥青路面的车辙由车轮反复碾压形成。它起因于沥青混合料的粘滞流动、土基与基层的变形，并包括一定程度的压实作用和材料磨耗。半刚性基层沥青路面的车辙主要来源于沥青混合料的粘滞流动和一定程度的压实作用。沥青混合料的变形力学特性极为复杂，其粘弹性理论的基本假定有着很大的偏差。在高温下由于车轮反复碾压，沥青层将产生横向剪切流动。这种流动己不再是经典粘弹性理论中的微观层次上的流动，而是混合料结构不断调整在细观层次上的流动。材料本身的应力变形力学特性是产生这种细观流动的内在因素；具有一定横向分布的车轮反复碾压则是产生细观流动的外界条件。

沥青混合料是松散矿料颗粒由沥青胶结作用以及矿料间自身相互嵌挤的作用共同组成的混合料体系。在外荷载作用下，微结构应力克服某些粘结较弱的团粒间沥青膜粘滞力作用而促使某些团粒发生相互错动。由于荷载不断重复作用，迫使这种相互错动将在更深更广泛的范围内不断重复产生，并逐步累积形成宏观车辙变形。在轮载作用下，路面要产生弯沉盆，随着车轮的移动，弯沉盆也作相应移动。因此，实际沥青路面中混合料团粒间的相互错动不是单向性的，而是随着弯沉盆移动，团粒错动往复地进行，这与室内静力蠕变试验有着显著差别。此外，实际行车都有一定的横向分布，这使得团粒错动具有多向性，就一定的团粒而言，某一行车可能使该团粒向一个方向平行错动，而另一行车又可能使该团粒向另一方向平行错动，甚至由于骨料嵌挤作用使该颗粒产生旋转错动，颗粒的这种多向运动最终导致沥青面层推移和拥包，加速加载试验结果表明，沥青面层的推移和拥包对车辙形成起着重要作用。若以原来的路表为基准，拥包的最大高度可以达到路面塌陷的，而且在整个变形过程中，由于荷载的横向移动，拥包高度和塌陷深度并不总呈增长趋势。

2 影响因素