城市道路交叉口车辙处置措施分析

2020-02-14史永翔

建材与装饰 2020年13期

关键词：交叉口车辙面层

史永翔

（苏交科集团股份有限公司江苏南京 210019）

在城市道路交叉口中，车辙是比较常见的病害问题之一，如果交叉口出现深度较大的车辙，则会对行车安全性造成影响。为此，要分析该路段上车辙的成因，并采取行之有效的方法和措施加以处置。借此，下面就城市道路交叉口车辙处置措施展开分析探讨：

1 城市道路交叉口车辙的成因分析

车辙是城市道路沥青混凝土路面中较为常见的一种病害，这种病害在交叉路口中出现的越来越多，具体的形成原因如下：

1.1 交叉口的特殊性

交叉口是城市道路中比较特殊的一个路段，所有平面交叉的路口，需要设置交通信号灯，以保证车辆的顺畅通行及行车安全。当车辆行驶至设有信号灯的道路交叉口时，通常都会减速慢行，并且还需要制动停车，若是等待通过交叉口的车辆较多时，则一个信号灯很难全部通过，所以车辆会在交叉口频繁启停，这个过程会导致沥青混凝土面层承受较大的荷载作用力，在反复作用下，便会在交叉口形成车辙。在城市道路中，小型轿车的占比例较大，中型和大型客车次之，这些车辆在正常行驶时，对车辙的影响微乎其微，而进入交叉口后，因刹车和启动，会使轴载重新分布，轮胎与地面之间的接触压力会随之发生改变，如果交叉口信号灯的时间过长，在长时间的荷载作用下，会使沥青混凝土路面出现无法恢复的变形，车辙也就随之产生。

1.2 沥青混凝土的性能

城市道路中，沥青混凝土在路面工程中的应用非常广泛，这是一种混合料，由沥青和集料按照一定的比例拌制而成，它的强度除了受胶结材料粘结力的影响之外，还与集料颗粒间的内摩阻力和锁结力有关。强度是沥青混凝土路面性能的关键指标，正常情况下，沥青混凝土路面的强度越高，性能越好，车辙等病害的发生概率就越低。在沥青混凝土中，沥青作为胶结材料，它能够为整个路面结构层提供40%左右的抗车辙性能，若是在沥青中掺入高分子聚合物等材料对其进行改性，则可以改善沥青混合料的性能，由此可使沥青路面的抗车辙性能得到大幅度提升。在沥青混合料中，集料可以提供60%左右的抗车辙性能，集料的质量越好，抗车辙的性能就高。但从城市道路交叉口沥青混凝土路面结构的实际情况来看，大部分交叉口的上面层采用的是改性沥青，而为了降低工程造价，中面层一般都是普通沥青，从而增大了中面层车辙的发生概率，一旦中面层出现车辙，沥青混凝土路面的结构整体性便会遭到破坏，抗车辙的性能也会随之降低。

2 城市道路交叉口车辙问题的处置措施

为从根本上解决城市道路交叉口的车辙问题，必须对设计工作予以高度重视，具体的优化措施如下：

2.1 做好交叉口交通流量预测

由于受到行车荷载的影响，使得城市道路交叉口车辙病害的形成概率进一步增大。行车荷载归属于外部影响因素的范畴，这个因素虽然无法通过相应的设计措施进行消除，但却必须在设计过程中予以充分考虑。车辆荷载与交通流量之间的关系最为密切，相关研究结果表明，交通流量越大，荷载就越大，对路面结构产生的作用力就越强。若是交叉口的沥青混凝土路面设计没有充分考虑荷载，仅按照规范标准的规定要求进行设计，一旦交通流量激增，便会导致荷载增加，而路面由于无法承受如此之大的荷载，便会形成车辙。所以，在城市道路交叉口的路面结构设计中，要对交通流量进行调查，在正确分析的基础上，对交通流量进行合理预测，并在预测时，考虑重载车辆和超载车辆的影响，据此对弯沉值进行计算，并对路面结构进行优化设计。通过对城市道路交叉口交通流量的科学分析与合理预测，能够有效预防早期车辙的产生，由此可进一步延长道路的使用寿命。

2.2 保证路基强度达到设计要求

当城市道路交叉口的路基和底部基层出现变形时，会进一步增大车辙的形成概率，并且这种原因造成的车辙，修复难度大、费用高。为避免这一问题的发生，必须保证路基和底部基层的强度符合相关设计规范标准的规定要求。

2.2.1 路基

为最大限度地减小道路交叉口的路基变形，在具体设计时，设计人员应当亲临现场，对地基基础的性质进行全面调查分析，通过计算对地基的回弹模量进行确定，以此来确保回弹模量值的准确性。同时，要确保路基处于干燥状态，这样能够使轻、中等级的道路路基强度达到30MPa以上，重、特等级的道路路基强度达到40MPa 以上。如果为软土地基，则应当采取行之有效的方法和措施进行处理，如换填、强夯等，以此来确保交叉口的路基达到设计强度的要求。

2.2.2 底部基层

在城市道路交叉口中，底基层和基层是路基和路面结构的承载体，如果它们的强度不够，则会增大该路段上车辙的产生概率。根据相关经验，底基层和基层应当以半刚性基层作为首选，水泥稳定碎石的强度较高、稳定性好，可在设计中进行应用。要保证底基层和基层的厚度达标，如果是单层的底基层其厚度应当不低于20cm，双层的厚度以30～40cm为宜。

2.3 强化沥青混凝土面层的设计

在城市道路交叉口中，所有的交通荷载全都直接作用在沥青混凝土面层上，并通过面层将荷载传递到基层当中，如果面层本身的强度和稳定性不足，则无法承受长时间的荷载作用，由此会增大车辙的产生概率。所以，对沥青混凝土路面的面层进行强化设计显得尤为必要，这是预防交叉口车辙病害的有效途径之一。相关研究结果显示，沥青混凝土面层产生的车辙深度占总车辙深度的90%以上，这与面层的性能有着密切关联。故此，在面层设计中，要进一步增强其高温抗车辙能力，具体可从沥青混合料及面层的厚度两个方面着手：

2.3.1 沥青混合料的高温稳定性

对于沥青混合料而言，它的高温稳定性主要取决与矿料，其中粗集料的嵌挤作用越好，高温稳定性就越好，而沥青粘结料对剪切变形具有一定的牵制作用。因此，在混合料设计时，要先进行室内试验，根据工程所在地的实际情况，设计出密实型的沥青混合料，然后进行车辙试验，对沥青与集料的最佳配合比进行确定。同时，要选择质量好的集料，碎石的质地要坚硬，且具有良好的耐磨性和抗冲击性，沥青以改性沥青为主。此外，可在道路交叉口两侧频繁制动和启动的路段面层中，加入适量的纤维材料，借此来增强面层的动稳定度，以此来预防车辙的产生。

2.3.2 合理设计面层厚度

在对道路交叉口的面层厚度进行设计时，如果面层采用的是AC-13，则厚度应当不低于4.0cm；采用AC-16，面层厚度应当不低于5.0cm。当中面层采用的是AC-20 时，厚度应当不低于6.0cm。下面层采用AC-25 时，厚度应当达到7.0cm。面层的总体厚度以16～18cm 左右为宜。