浅析高速公路车辆荷载与车辙病害的关系

浅析高速公路车辆荷载与车辙病害的关系 来源：考试大【考试大：中国教育考试第一门户】2009年5月25日
对已建成的高速公路沥青路面，车辙产生的主要原因是车辆荷载，特别是超重车的影响，本文主要分析车辆荷载与车辙的关系。
车辙产生的主要原因之一是在车轮荷载作用下，沥青层内产生剪应力，致使沥青混合料产生剪切变形，不可恢复变形的不断累积形成车辙。因此，剪应力的大小影响车辙的大小。
对计算结果的分析，无论在平坡还是在上坡路段车辆轴重越大，剪应力越大。车辆在平坡路段行驶时，当车辆轴重从100kN增加到150kN、200kN时，最大剪应力（文内所涉及到的最大剪应力均为产生于沥青层内不同深度的剪应力的最大值。）由0.157MPa增加为0.232MPa、0.308MPa，分别增加了48％和96％，这与车辆轴重的增加比例是相同的，不同轴重的剪应力分布曲线的形态基本一致，在深度4-6cm范围内剪应力较大。
2.不同轴载作用下沥青混合料动稳定度分析
为研究荷载对动稳定度的量化性影响，选取一种沥青混合料AC-161，分别进行0.7Mpa、0.9Mpa、1.1Mpa三种压力下的车辙试验，发现在标准温度60°C下动稳定度与轮压成指数关系，1054，801和634；荷载对动稳定度的影响是非常大的。当荷载由0.7Mpa增加到1.1Mpa时，动稳定度几乎要降低一倍，按现在标准轴载设计的路面在重载车作用下，沥青混合料抗剪强度远远超过允许值，造成路面流动性车辙。
交通部《高速公路早期病害预防措施的研究》课题提到，夏季路面温度从60°C升高到66℃时，相当于荷载从0.7Mpa升高到0.9Mpa，当荷载由0.7Mpa升高到1.2Mpa时，相当于温度从60.7℃升高到70.2℃。
从上面的分析不难发现随着车辙试验的轮压增大时，车辙次数降低，但是轮压与车辙次数并不是简单的线形关系，只是随着轮压的增加，车辙次数下降速度加快，当轮压小于设计设计压强时，动稳定度次数大幅提升。
从几条高速公路车流量的调查结果来看，很明显，京石高速公路车流量较大，按照重车所占车辆总数比例看，京沈高速河北方向车辆总计188255辆/月，重载车比例占13.7％，车辙深度16.8mm：保津高速主线收费站车辆总计194845辆，重载车比例占33.0％，车辙深度20.2mm；京石高速公路主线北行车辆总计367800辆/月，重载车比例占44.0％，车辙深度21.3mm；京秦高速公路廊坊段香河站沈阳入口方向车辆总计120510辆，重载车比例占35.3％，车辙深度18.5mm.重载车辆较多，再加上夏季持续高温的影响，2003年京石高速公路出现严重车辙，调查切割试样显示，变形以中面层最为严重。
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