原创《高速公路沥青路面车辙和路面性能影响分析》：这是一篇与沥青路面论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
摘 要：通过对王楼至兰考高速公路长期的观测和调查,研究了车辙病害的发展情况、外部环境因素及其对路面使用性能的影响.研究结果表明：河南地区高速公路沥青路面车辙病害和气温、交通荷载、降雨量等外部环境关系显著,高温以及重载车辆的反复荷载作用是造成车辙的主要原因；河南地区高速公路典型病害的发展可直接反应在路面平整度的变化中,车辙和平整度存在线性相关关系,可通过修复车辙来保证路面良好的平整度.
关键词：沥青路面；车辙；路用性能；平整度
中图分类号：U416.217文献标志码：B
0引言
车辙是高速公路的主要病害之一,也是目前沥青路面最普遍的破坏形式.车辙病害的出现和道路所在地的环境息息相关.本文选取河南省王楼至兰考高速公路展开调研,通过对王楼至兰考高速公路长期的观测,对气温、交通荷载等因素进行统计分析,探究高速公路车辙病害发展的原因,同时结合路面使用性能调查结果,研究车辙病害和其他路面使用性能之间的相互关系,为高速公路沥青路面车辙病害的养护提供科学依据.
1典型路段历年车辙情况调查
王兰高速公路是日照至南阳高速公路河南境内的一段,于2005年10月通车.该路段起于王楼,止于兰考,全长4495 km.
本研究通过持续观测典型路段路面使用性能状况,收集数据进行分析,特别是车辙病害的发展情况.王兰高速历年车辙统计情况如表1所示,对历年检测的车辙变化进行分析,绘出上、下行线车辙变化每公里分布图,如图1、2所示.由图可知,车辙病害变化速度随时间的增加而加快,特别是上行线,在2009年车辙变化较小,只是在个别路段有所增加,然而在2010及2011年进入迅速增加阶段,在某些路段车辙增加达到8 mm以上,已经严重影响路面的使用性能.
2车辙病害和环境因素分析
为分析高速公路产生车辙病害的外部原因,特别是车辙病害和环境因素的相关性,对车辙病害的数据和温度及交通量的数据进行比较分析,其结果如表2所示.
由表2分析可知,车辙深度和平均最高气温、平均气温、降水量、日累计当量标准轴次（ESA）几个因素显著相关.
因此可知,高温、降水及重载车辆的反复荷载作用是造成路面产生车辙的外部环境原因.在高温季节,沥青路面在车辆荷载的反复作用下,永久变形量随之增大.在爬坡路段,重载、超载车辆的行驶速度往往较慢,长时间的重载作用使沥青路面需要更高强度的高温抗永久变形能力,当这种抗变形能力不足时,即产生路面车辙.交通量的增大,特别是重载的频繁出现,使得车辙病害的发生较多.
3车辙病害对路面使用性能的影响分析
通过对车辙病害的统计可以看到,车辙病害的发展速度随公路运营时间的增加而加快.结合王兰高速公路历年使用状况的评价结果,分析车辙病害对其他路面使用性能的影响.选择路面平整度、抗滑系数、车辙深度以及破损率对各单项路面使用性能之间的相关关系进行分析,其结果见表3.
分析表3后发现,王兰高速公路路面平整度和车辙深度存在显著相关.为进一步分析路面车辙病害发展和平整度变化之间的相关关系,分别对历年的车辙深度变化和平整度变化进行了对比研究.
王兰高速历年平整度如表4所示,可以看出王兰高速下行线平整度差于上行线,整体平整度随使用年限的增加而持续变差,如上行线国际平整度指数IRI从1.28 m·km-1增加至1.47 m·km-1,下行线国际平整度指数IRI从1.33 m·km-1增加至1.53 m·km-1.同时,除了在2009年平整度下降较快之外,随着养护作业的持续,其他时间的下降速度趋缓且较为稳定.对比图3及图4,由王兰高速上、下行历年平整度的变化可知,王兰高速路面平整度的变化和车辙变化有着相同的规律.特别是在某些路段对车辙的处治,使得某些年份的车辙变化出现负值,这些变化很直观的在平整度数据中得到了反映.
可以看到,2009年车辙变化和平整度变化的皮尔逊相关性相关系数为0047,相关检测值0657>005,不具备统计学意义,即不存在相关性；而2010年、2011年车辙变化和平整度变化相关性较好,均存在正相关关系.对王兰高速历年车辙变化和平整度变化进行方差分析,其结果如表6所示.
根据方差检验的线性项（Linear Term）表可知,历年车辙和平整度加权（Weighted）的F统计值分别为0250、5825、19765,相关检测值为0619、0019、0000,可认为2010年、2011年车辙变化和平整度变化都有线性相关趋势,结合均值图（图5）,可以看到车辙变化和平整度变化的相关性存在上升的线性趋势,且2010年上升趋势较大,2011年上升趋势较小.这和相关性分析的结果一致.
通过分析可知,王兰高速的车辙病害对路面平整度性能影响较大,车辙深度发展和平整度变化在整体统计中相关性最高.在车辙病害发展初期,由于车辙病害发生的不连续性和初期的瞬时性,其和平整度的相关性较差；但随着病害的持续发展,车辙发展处于稳定发展期,全线各路段车辙和平整度存在越来越高的线性相关性.因此,对王兰高速公路的养护处理应通过修复车辙来保证路面良好的平整度.
4结语
（1） 王兰高速公路沥青路面车辙病害和气温、交通荷载、降雨量等外部环境因素关系显著.
（2） 王兰高速公路典型车辙病害的发展可直接反应在路面平整度的变化中,车辙和平整度存在线性相关关系.可通过修复车辙来保证良好的平整度.
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[责任编辑：杜卫华]
沥青路面论文参考资料：
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