CN114108420B - 一种梯度洒布式的交叉口车辙修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种梯度洒布式的交叉口车辙修复方法，修复步骤如下：步骤一：清理车辙内部；步骤二：利用线激光车辙测量仪测量交叉口所有车辙；步骤三：将所有车辙进行分级；步骤四：对不同级别的车辙定制不同的梯度修复方法；步骤五：对原车辙损害区域进行检测；步骤六：对未通过测试的区域进行二次补强修复，并重复步骤五，直至全部通过；所述步骤三中的分级方案，具体内容如下：当车辙最大槽深处于0mm‑15mm(不包括15)范围内时，为一级车辙；当车辙最大槽深处于15mm‑30mm(不包括30)范围内时，为二级车辙。本发明提出的一种梯度洒布式的交叉口车辙修复方法，成本低、施工快、污染少，从根源上缓解车辙现象，显著延长交叉口沥青路面的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程路面结构技术领域，尤其涉及一种梯度洒布式的交叉口车辙修复方法。
背景技术
我国现有道路大都采用沥青混凝土路面，在长久以往的使用过程中，容易出现车辙损坏，影响路面使用功能，同时也会加速沥青路面的损坏，显著缩短路面的使用寿命。由于车辆在交叉口频繁启停的行为，该现象在交叉口附近尤为严重。车辙的横断面接近正弦函数，纵断面接近对称的抛物线。现有的交叉口车辙修复方法，大都选择将整个交叉口路面面层铣刨重铺，这种方法虽然效果立竿见影，但是依然存在着以下问题。
1、路面换铺成本高，污染大，施工周期长，社会经济效益低，且治标不治本，修复完成后，后续依然会逐渐出现车辙损坏。
2、路面换铺没有针对性，不同的损坏程度均一刀切，不能充分利用材料的性能特点，造成资源浪费。
3、路面换铺后的新路面与旧路面的交接处如果没有处理好，非常容易出现水损坏、车辙、坑槽等各种损害。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种梯度洒布式的交叉口车辙修复方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
步骤一：清理车辙内部；
步骤二：利用线激光车辙测量仪测量交叉口所有车辙；
步骤三：将所有车辙进行分级；
步骤四：对不同级别的车辙定制不同的梯度修复方法；
步骤五：对原车辙损害区域进行承载力测试；
步骤六：对未通过测试的区域进行二次补强修复，并重复步骤五，直至全部通过；
优选的，步骤三中的分级方案，具体内容如下：
当车辙最大槽深处于0mm-15mm(不包括15)范围内时，为一级车辙；当车辙最大槽深处于15mm-30mm(不包括30)范围内时，为二级车辙；当车辙最大槽深处于30mm-45mm(不包括45)范围内时，为三级车辙；当车辙最大槽深大于45mm时，为四级车辙；
优选的，步骤四中的梯度修复方法，其具体内容如下：
车辙剖面使用正弦函数拟合，车辙底部不同深度位置i(从车辙起点开始编号0、1、...)的剖面面积计算公式如下：
其中，Si-不同深度位置i的剖面面积，单位mm2，其中S0为车辙起点处的剖面面积；ai-位置i处的深度，单位mm；ti-位置i处车辙剖面的最大宽度，单位mm；
将车辙沿行车方向按长度均分为n个台型体，从车辙起点开始编号1、2、...n，每个台型体的体积计算公式如下：
其中，l-车辙的等级，l＝1、2、3、4；Vm-第m个台型体的体积，单位mm3，m＝1，2，....，n；L一车辙的长度，单位m；Sm-第m个台型体的底面面积，单位mm2；Sm-1-第m个台型体的顶面面积，单位mm2；
B1：当车辙为一级车辙时，将车辙沿行车方向均分为2个台型体，使用高黏橡胶沥青混合料进行修补，高黏橡胶沥青混合料体积用量为
B2：当车辙为二级车辙时，将车辙沿行车方向均分为3个台型体，使用高黏橡胶沥青和碎石进行修补，碎石采用粗(10mm-15mm)、细(5mm-10mm)两种规格，先给第2部分底部洒上一层高黏橡胶沥青(用量为β2/2)，随后立即铺满粗粒经碎石(用量α21)，为随后给3个部分都洒上一层高黏橡胶沥青(用量分别为β1、β2/2、β3)，随后立即铺满细粒径的碎石(用量分别为α12、α22、α32)高黏橡胶沥青用量和碎石粒径用量计算满足以下公式，
(1)当m＝1、3，αm2＝Vm；
(2)当m＝2，αm1+αm2＝Vm，
其中，βm-第m个台型体所需的高黏橡胶沥青量，单位mm3；λ-高黏橡胶沥青洒布量，单位mm3/mm2；αm1-第m个台型体所需的粗粒径碎石用量，单位mm3；αm2-第m个台型体所需的细粒径碎石用量，单位mm3；-粗粒径碎石在实验室测得的堆积密度；ρ1-粗粒径碎石在实验室测得的密实密度；
B3：当车辙为三级车辙时，将车辙沿行车方向均分为4个台型体，使用高黏橡胶沥青和碎石进行修补，碎石采用粗(25mm-30mm)、中料(15mm-20mm)、细(5mm-10mm)三种规格，先给第2和第3部分底部洒上一层高黏橡胶沥青(用量分别为β2/3、β3/3)，立即铺满粗粒经碎石(用量分别为α21、α31)，随后给4个部分都洒上一层高黏橡胶沥青(用量分别为β1/2、β2/3、β3/3、β4/2)，立即铺满中粒径的碎石(用量分别为α12、α22、α32、α42)，最后再给4个部分都洒上一层高黏橡胶沥青(用量分别为β1/2、β2/3、β3/3、β4/2)，立即铺满细粒径的碎石(用量分别为α13、α23、α33、α43)，高黏橡胶沥青用量和碎石粒径用量计算满足以下公式，
(1)当m＝1、4，αm2+αm3＝Vm，/>
(2)当m＝2、3，αm1+αm2+αm3＝Vm，
其中，αm2-第m个台型体所需的中粒径碎石用量，单位mm3；αm3-第m个台型体所需的细粒径碎石用量，单位mm3；-中粒径碎石在实验室测得的堆积密度；ρ2-中粒径碎石在实验室测得的密实密度；
B4：当车辙为四级车辙时，将车辙沿行车方向均分为5个台型体，使用高黏橡胶沥青和碎石进行修补，碎石采用粗(35mm-40mm)、中料(20mm-25mm)、较细料(10mm-15mm)、细料(5mm-10mm)四种规格，先给第3部分底部洒上一层高黏橡胶沥青(用量为β3/4)，立即铺满粗粒经碎石(用量为α31)，随后给第2、3、4部分都洒上一层高黏橡胶沥青(用量分别为β2/3、β3/4、β4/3)，立即铺满中粒径的碎石(用量分别为α22、α32、α42)，然后在给5个部分都洒上一层高黏橡胶沥青(用量分别为β1/2、β2/3、β3/4、β4/3、β5/2)，立即铺满较细粒径的碎石(用量分别为α13、α23、α33、α43、α53)，最后再给5个部分都洒上一层高黏橡胶沥青(用量分别为β1/2、β2/3、β3/4、β4/3、β5/2)，立即铺满细粒径的碎石(用量分别为α14、α24、α34、α44、α54)，高黏橡胶沥青用量和碎石粒径用量计算满足以下公式，
(1)当m＝3，αm1+αm2+αm3+αm4＝Vm，
(2)当m＝2、4，αm2+αm3+αm4＝Vm，
(3)当m＝1、5，αm3+αm4＝Vm，/>
其中，αm3-第m个台型体所需的较细粒径碎石用量，单位mm3；αm4-第m个台型体所需的细粒径碎石用量，单位mm3；-较细粒径碎石在实验室测得的堆积密度；ρ3-较细粒径碎石在实验室测得的密实密度；
车辙修补完毕后，使用双钢轮压路机在修复区域来回振动碾压4-6次，最后使用胶轮压路机在修复区域来回碾压6-8次。
优选的，步骤一的具体操作步骤如下：首先，使用路面微波养护车烘干车辙内部和周围残余的水分；其次，使用鼓风机将车辙内部的杂物和灰尘吹走。
优选的，步骤二应测得的数据如下：车辙剖面图、车辙总长度和车辙各处的深度和宽度。
优选的，步骤五具体内容如下：先使用落锤弯沉仪进行弯沉检测，弯沉值小于等于1mm视为合格，大于1mm视为不合格；对通过弯沉检测的区域，在该区域背离行车方向200m处停放一辆重型货车，启动重型货车以30km/h的速度前进，到该区域起点时进行刹车操作，完全停止后再进行启动操作，回到货车起始位置，重复操作20次后，观察该区域是否出现碎石松散的情况，如出现碎石松散，视为不合格，反之为合格。
优选的，步骤六补强修复方法如下：首先使用微波加热车将修复区域加热至120℃，人工撒上1mm厚的高黏沥青膜，用直径为O-2mm的碎石平整铺满该区域，然后使用双钢轮压路机在修复区域来回振动碾压2-4次，最后使用胶轮压路机在修复区域来回碾压3-5次。
与现有技术相比，本发明提供了一种梯度洒布式的交叉口车辙修复方法，具备以下有益效果：
1.本发明提出的车辙修复方法，只需要对车辙损害区域进行修复，成本低、施工快、污染少，并且利用高黏橡胶沥青和碎石梯度洒布形成的嵌挤型结构，充分发挥碎石材料的硬度、强度和材料之间的嵌挤力，从根源上缓解车辙现象，显著延长交叉口沥青路面的寿命。
2.本发明提出的车辙分级修复方法，因地制宜，针对不同深度的车辙损伤，定制不同的修复方法，并利用数学方法，对车辙进行分段分析，计算所需的材料用量，进行梯度洒布，既可以针对性地修复不同深度的车辙损伤，又可以大大减少资源的浪费。
3.本发明提出的车辙修复方法，利用高黏橡胶沥青的粘性、防水性和碎石之间的嵌挤力，提高与旧路面的粘结效果，层层粘结、层层嵌挤，具有强度高、防水性好的优点，延长交叉口沥青路面的寿命。
4.本发明提出的检测和补强方法，在车辙损害区域修复完成后，进行弯沉检测和碎石松散检测，检测结果用于反映修复区域是否压实，检验施工效果，保证施工质量，对未通过的区域进行二次补强操作，提高修复效果，显著提升路面行车安全性。
本发明提出的一种梯度洒布式的交叉口车辙修复方法，成本低、施工快、污染少，从根源上缓解车辙现象，显著延长交叉口沥青路面的寿命。
附图说明
图1为修复方法流程图；
图2为车辙引起的面层与基层破坏示意图；
图3为划分四级车辙俯视图；
图4为划分四级车辙纵断面图；
图中：1-1一级车辙，1-2二级车辙，1-3三级车辙，1-4四级车辙。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
现以某路段为例，该路段总长712米，为城市次干路，双向四车道，行车道宽度为15m。交叉口处存在部分车辙损害，现通过一种梯度洒布式的交叉口车辙修复方法对其中一条车辙进行修复，具体修复步骤如下：
步骤一：先启动路面微波养护车烘干该车辙内部和周围残余的水分，然后使用鼓风机将车辙内部的杂物和灰尘吹走。
步骤二：使用线激光车辙测量仪对该车辙进行检测，得到车辙的剖面图像、车辙总长度和车辙各处的深度和宽度数据。
步骤三：该车辙最大槽深为50mm，为四级车辙1-4，如图2所示。根据步骤二测得的车辙总长度L＝2000mm，将其按照400mm的长度均分为五个台型体1-5，并给每个台型体的端点进行编号，分别为i＝0，i＝1，i＝2，i＝3，i＝4，i＝5，并得到各个端点处的深度a1、a2、a3、a4，以及各个端点位置对应的车辙宽度t0、t1、t2、t3、t4、t5，如图3和图4所示。根据公式计算得到各端点的剖面面积S0、S1、S2、S3、S4、S5，按照公式/> n＝l+1，计算得到每个台型体的体积V1、V2、V3、V4、V5。
根据以下公式计算每个台型体所需高黏橡胶沥青用量和碎石粒径用量：
(1)当m＝3，αm1+αm2+αm3+αm4＝Vm，
(2)当m＝2、4，αm2+αm3+αm4＝Vm，
(3)当m＝1、5，αm3+αm4＝Vm，/>
步骤四：当车辙为四级车辙时，将车辙沿行车方向均分为5个台型体，使用高黏橡胶沥青和碎石进行修补，碎石采用粗(35mm-40mm)、中料(20mm-25mm)、较细料(10mm-15mm)、细料(5mm-10mm)四种规格，先给第3部分底部洒上一层高黏橡胶沥青(用量为β3/4)，立即铺满粗粒经碎石(用量为α31)，随后给第2、3、4部分都洒上一层高黏橡胶沥青(用量分别为β2/3、β3/4、β4/3)，立即铺满中粒径的碎石(用量分别为α22、α32、α42)，然后在给5个部分都洒上一层高黏橡胶沥青(用量分别为β1/2、β2/3、β3/4、β4/3、β5/2)，立即铺满较细粒径的碎石(用量分别为α13、α23、α33、α43、α53)，最后再给5个部分都洒上一层高黏橡胶沥青(用量分别为β1/2、β2/3、β3/4、β4/3、β5/2)，立即铺满细粒径的碎石(用量分别为α14、α24、α34、α44、α54)，保证第3部分洒四层沥青，四层碎石；第2、4部分洒三层沥青，三层碎石；第1、5部分洒两层沥青，两层碎石。形成梯度洒布，避免资源浪费。
步骤五：使用落锤弯沉仪进行弯沉检测，弯沉值小于等于1mm，随后在该区域背离行车方向200m处停放一辆重型货车，启动重型货车以30km/h的速度前进，到该区域起点时进行刹车操作，完全停止后再进行启动操作，回到货车起始位置，重复操作20次后，碎石出现松散的情况，需要对其进行二次补强。
步骤六：使用微波加热车将该区域加热至120℃，提高沥青和碎石之间的粘结性和流动性，人工撒上1mm厚的高黏沥青膜，用直径为0-2mm的碎石平整铺满该区域，然后使用双钢轮压路机在修复区域来回振动碾压2-4次，最后使用胶轮压路机在修复区域来回碾压3-5次。目的是对该区域进行二次压实，提高结构的整体强度和承载力。补强结束后，重复步骤五，合格，车辙修复结束。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种梯度洒布式的交叉口车辙修复方法，其特征在于，修复步骤如下：
步骤一：清理车辙内部；
步骤二：利用线激光车辙测量仪测量交叉口所有车辙；
步骤三：将所有车辙进行分级；
步骤四：对不同级别的车辙定制不同的梯度修复方法；
步骤五：对原车辙损害区域进行检测；
步骤六：对未通过测试的区域进行二次补强修复，并重复步骤五，直至全部通过；
所述步骤一的具体操作步骤如下：首先，使用路面微波养护车烘干车辙内部和周围残余的水分；其次，使用鼓风机将车辙内部的杂物和灰尘吹走；
所述步骤二应测得的数据如下：车辙剖面图、车辙总长度和车辙各处的深度和宽度；
所述步骤三中的分级方案，具体内容如下：
当车辙最大槽深小于15mm时，为一级车辙；当车辙最大槽深大于等于15mm，小于30mm时，为二级车辙；当车辙最大槽深大于等于30mm，小于45mm时，为三级车辙；当车辙最大槽深大于等于45mm时，为四级车辙；
所述步骤四中的梯度修复方法，其具体内容如下：
车辙剖面使用正弦函数拟合，车辙底部不同深度位置i(从车辙起点开始编号0、1、...)的剖面面积计算公式如下：
其中，Si—不同深度位置i的剖面面积，单位mm2，其中S0为车辙起点处的剖面面积；ai—位置i处的深度，单位mm；ti—位置i处车辙剖面的最大宽度，单位mm；
将车辙沿行车方向按长度均分为n个台型体，从车辙起点开始编号1、2、...n，每个台型体的体积计算公式如下：
其中，l—车辙的等级，l＝1、2、3、4；Vm—第m个台型体的体积，单位mm3，m＝1，2，....，n；L—车辙的长度，单位m；Sm—第m个台型体的底面面积，单位mm2；Sm-1—第m个台型体的顶面面积，单位mm2；
B1：当车辙为一级车辙时，将车辙沿行车方向均分为2个台型体，使用高黏橡胶沥青混合料进行修补，高黏橡胶沥青混合料体积用量为
B2：当车辙为二级车辙时，将车辙沿行车方向均分为3个台型体，使用高黏橡胶沥青和碎石进行修补，碎石采用10mm-15mm粗粒径、5mm-10mm细粒径两种规格，先给第2部分底部洒上一层高黏橡胶沥青，用量为β2/2，随后立即铺满粗粒经碎石，用量α21，随后给3个部分都洒上一层高黏橡胶沥青，用量分别为β1、β2/2、β3，随后立即铺满细粒径的碎石，用量分别为α12、α22、α32，高黏橡胶沥青用量和碎石粒径用量计算满足以下公式，
(1)当m＝1、3，αm2＝Vm；
(2)当m＝2，αm1+αm2＝Vm，/>
其中，βm—第m个台型体所需的高黏橡胶沥青量，单位mm3；λ—高黏橡胶沥青洒布量，单位mm3/mm2；αm1—第m个台型体所需的粗粒径碎石用量，单位mm3；αm2—第m个台型体所需的细粒径碎石用量，单位mm3；—粗粒径碎石在实验室测得的堆积密度；ρ1—粗粒径碎石在实验室测得的密实密度；
B3：当车辙为三级车辙时，将车辙沿行车方向均分为4个台型体，使用高黏橡胶沥青和碎石进行修补，碎石采用25mm-30mm粗粒径、15mm-20mm中粒径、5mm-10mm细粒径三种规格，先给第2和第3部分底部洒上一层高黏橡胶沥青，用量分别为β2/3、β3/3，立即铺满粗粒经碎石，用量分别为α21、α31，随后给4个部分都洒上一层高黏橡胶沥青，用量分别为β1/2、β2/3、β3/3、β4/2，立即铺满中粒径的碎石，用量分别为α12、α22、α32、α42，最后再给4个部分都洒上一层高黏橡胶沥青，用量分别为β1/2、β2/3、β3/3、β4/2，立即铺满细粒径的碎石，用量分别为α13、α23、α33、α43，高黏橡胶沥青用量和碎石粒径用量计算满足以下公式，
(1)当m＝1、4，αm2+αm3＝Vm，/>
(2)当m＝2、3，αm1+αm2+αm3＝Vm，
其中，αm2—第m个台型体所需的中粒径碎石用量，单位mm3；αm3—第m个台型体所需的细粒径碎石用量，单位mm3；—中粒径碎石在实验室测得的堆积密度；ρ2—中粒径碎石在实验室测得的密实密度；
B4：当车辙为四级车辙时，将车辙沿行车方向均分为5个台型体，使用高黏橡胶沥青和碎石进行修补，碎石采用35mm-40mm粗粒径、20mm-25mm中粒径、10mm-15mm较细粒径、5mm-10mm细粒径四种规格，先给第3部分底部洒上一层高黏橡胶沥青，用量为β3/4，立即铺满粗粒经碎石，用量为α31，随后给第2、3、4部分都洒上一层高黏橡胶沥青，用量分别为β2/3、β3/4、β4/3，立即铺满中粒径的碎石，用量分别为α22、α32、α42，然后在给5个部分都洒上一层高黏橡胶沥青，用量分别为β1/2、β2/3、β3/4、β4/3、β5/2，立即铺满较细粒径的碎石，用量分别为α13、α23、α33、α43、α53，最后再给5个部分都洒上一层高黏橡胶沥青，用量分别为β1/2、β2/3、β3/4、β4/3、β5/2，立即铺满细粒径的碎石，用量分别为α14、α24、α34、α44、α54，高黏橡胶沥青用量和碎石粒径用量计算满足以下公式，
(1)当m＝3，αm1+αm2+αm3+αm4＝Vm，
(2)当m＝2、4，αm2+αm3+αm4＝Vm，
(3)当m＝1、5，αm3+αm4＝Vm，/>
其中，αm3—第m个台型体所需的较细粒径碎石用量，单位mm3；αm4—第m个台型体所需的细粒径碎石用量，单位mm3；—较细粒径碎石在实验室测得的堆积密度；ρ3—较细粒径碎石在实验室测得的密实密度；
车辙修补完毕后，使用双钢轮压路机在修复区域来回振动碾压4-6次，最后使用胶轮压路机在修复区域来回碾压6-8次；
所述步骤五具体内容如下：先使用落锤弯沉仪进行弯沉检测，弯沉值小于等于1mm视为合格，大于1mm视为不合格；对通过弯沉检测的区域，在该区域背离行车方向200m处停放一辆重型货车，启动重型货车以30km/h的速度前进，到该区域起点时进行刹车操作，完全停止后再进行启动操作，回到货车起始位置，重复操作20次后，观察该区域是否出现碎石松散的情况，如出现碎石松散，视为不合格，反之为合格；
所述步骤六补强修复方法如下：首先使用微波加热车将修复区域加热至120℃，人工撒上1mm厚的高黏沥青膜，用直径为0-2mm的碎石平整铺满该区域，然后使用双钢轮压路机在修复区域来回振动碾压2-4次，最后使用胶轮压路机在修复区域来回碾压3-5次。
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