淺析瀝青路面車轍產(chǎn)生的原因與防治措施

唐秀清

中圖分類號：U412 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2017）01-000-02

摘 要 瀝青路面具有眾多優(yōu)勢，因此，在我國道路建設中應用廣泛。但是，隨著瀝青路面的增多，瀝青路面的早期病害也越來越引起人們的重視，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，交通渠化及重載車輛的出現(xiàn)，路面車轍問題逐日突出。本文結合工程實際，分析了瀝青路面車轍的類型，提出了車轍產(chǎn)生的原因，并有針對性的提出了相關策略，以保證瀝青路面安全穩(wěn)定運行。

關鍵詞 瀝青路面 車轍 產(chǎn)生原因 防治措施

隨著公路建設的快速發(fā)展，瀝青路面具有表面平整，行車舒適，耐磨抗滑，低噪音、施工周期短，維修便捷等特點，而被廣泛應用。但受內因和外因及施工工藝等因素的影響，車轍病害大量出現(xiàn)。車轍會給車輛的安全行駛造成威脅，由于車轍積水，汽車會發(fā)生水漂；由于濺水成霧，影響司機視線；積水一旦結冰，對剎車不利。車轍還給車輛超載、更換車道都帶來困難和危險。車轍對道路周圍環(huán)境也有不利的影響，據(jù)調查，當車轍內積水水厚25mm時，大型車通過時能將水橫向飛濺10-15米遠。由于車轍的存在，汽車震動加劇，對沿線居民帶來更大的噪音污染。

一、車轍的主要類型

車轍是瀝青混凝土路面特有的一種破壞形式，表現(xiàn)為沿行車軌跡產(chǎn)生的帶狀凹槽，嚴重時車轍兩側出行隆起變形。通常我們將車轍分為失穩(wěn)型車轍、結構型車轍、磨耗型車轍和壓密型車轍四類。

（一）失穩(wěn)型車轍，瀝青路面處于高溫狀態(tài)時，在行車荷載作用下其內部材料發(fā)生橫向流動變形而產(chǎn)生的車轍，通常發(fā)生在輪跡處，兩側有隆起，呈W型，主要由于瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性不足造成的，這類車轍是目前研究的主要對象。

（二）結構型車轍：這類車轍是由于路面結構在交通荷載作用下產(chǎn)生整體永久變形而形成。這類車轍主要由于路基強度不足而引起的，一般寬度較大，兩側沒有隆起現(xiàn)象，橫斷面成淺盆狀的U字型。由于我國半剛性基層較多，因此這類車轍產(chǎn)生較少。

（三）磨耗型車轍：由于瀝青路面結構頂層的材料在車輪磨耗和自然環(huán)境因素作用下持續(xù)不斷的損失形成，汽車使用了防滑鏈和突釘輪胎后，這種車轍更容易產(chǎn)生，這種車轍類型在允許使用埋釘輪胎的國家比較常見，而在我國基本沒有。

（四）壓密型車轍：在瀝青路面鋪筑過程中可能由于沒有充分壓實或為了片面追求平整度而在溫度較低的情況下碾壓造成壓實度不足引起的，也可能由于混合料設計不當引起的。開放交通后輪跡帶下的面層繼續(xù)收到壓實，產(chǎn)生壓實變形。這種車轍在國外較少，但在我國卻常常發(fā)生，屬于非正常的車轍。

二、車轍的產(chǎn)生原因

車轍作為瀝青路面的常見的破壞形式之一，其形成的原因非常復雜，總的來說可以歸納為內在因素和外在因素。內在因素主要包括路面材料質量和路面結構，外在因素則包括氣候條件及交通條件等。內在因素細分則包括礦質集料特性、級配、瀝青膠結性能、瀝青與礦料之間的相互作用及路面結構等，主要影響因素如下：

（一）集料特性

通常認為瀝青混合料的高溫抗車轍能力有60%是依靠集料的嵌擠力，而集料的嵌擠作用在很大程度上取決于集料級配及表面特征。集料的形狀和表面粗糙程度影響了瀝青混合料的嵌擠作用強弱及內摩阻角的大小。一般情況下堅硬、紋理粗糙、多棱角、顆粒接近正方體的集料，其相應的瀝青混合料具有較好的高溫穩(wěn)定性。為了使瀝青混合料具有必要的穩(wěn)定性，需要有一定數(shù)量的填料，但填料過多會使瀝青混合料發(fā)脆并開裂，降低瀝青膠漿的粘聚力，同時使瀝青混合料容易產(chǎn)生大的塑性變形，因此要嚴格控制瀝青混合料中填料含量。

（二）級配

級配是集料所有技術性質中最重要的，幾乎能影響瀝青混合料的所有性能，對高溫穩(wěn)定性也是如此。集料級配決定了礦料顆粒間嵌擠力的大小及混合料的密實程度，直接影響瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。在通常情況下，有合理密級配的瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性要優(yōu)于間斷級配瀝青混合料（SMA除外）。形成骨架結構的級配受溫度影響較小，有較好的高溫抗車轍能力，而懸浮型結構抗車轍能力較差。

（三）瀝青性質

瀝青的種類和自身物理性質對瀝青混合料抗車轍性能有重要影響。在一定溫度和加載速率下，瀝青粘度越大，混合料的粘滯阻力也越大，抗剪切變形能力越強，瀝青混合料抗車轍性能越好。反映瀝青高溫性能的指標通常有兩個：一個是軟化點，一個是60℃粘度。很顯然，瀝青的軟化點越高，60℃粘度越高，瀝青的高溫性能越好。近年來，為了改善瀝青性能，許多國家在瀝青中添加聚合物質進行研究，實踐表明，目前市場上的抗車轍劑對提高瀝青混合料的抗車轍性能都有一定的作用。

（四）瀝青用量

瀝青用量對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性有明顯的影響。礦料表面裹覆的瀝青膜分為結構瀝青和自由瀝青。瀝青用量太低，瀝青混合料難以壓實，使其抗車轍能力差。而隨著瀝青用量的增加，自由瀝青所占的比例越來越大，其潤滑作用也越來越強，使瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性急劇下降。因此，為保證瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性應限制瀝青膜厚度。在通常情況下，瀝青膜厚度為8-15μm是可接受的一個范圍，這樣就使瀝青用量得到一個合理的控制。

（五）空隙率

空隙率較大的瀝青混合料容易產(chǎn)生壓實變形，增加其密實度可增加礦料顆粒間的接觸壓力，從而提高其抗車轍能力。但當空隙率低于某臨界值時，繼續(xù)減小空隙率，反而會使瀝青混合料抗車轍能力降低。試驗結果表明，4%空隙率是最小空隙率的臨界界限，隨著空隙率的增加，車轍變形也增大。

（六）路面厚度與路面結構

瀝青層厚度是影響車轍的重要因素，傳統(tǒng)看法認為，厚度越大，車轍越嚴重。但是通過調查發(fā)現(xiàn)，全厚式瀝青路面的車轍深度的平均值為4.6mm，并不比瀝青層薄的大。研究表明，增加瀝青層厚度會使車轍明顯增加，而瀝青層厚度超過180mm再增加厚度對車轍增大的影響就小了。因此，對瀝青路面的車轍形成，不能簡單的歸結到瀝青層的厚度上。

（七）交通條件及氣候條件

交通條件對瀝青路面高溫性能的影響有荷載、輪胎氣壓、行駛速度、渠化交通等。荷載對瀝青路面高溫車轍的影響是不言而喻的，重載車、超載車更是加快了瀝青路面車轍的產(chǎn)生。通常輪胎氣壓是適應行車荷載的荷載越大則輪胎氣壓越高，車輛超載必然引起輪胎氣壓增加，其對車轍的影響和荷載是一致的。行駛速度對車轍的影響主要反映在荷載的持續(xù)作用時間上，車輛行駛速度越小，荷載作用時間越長，相同交通量所引起的路面變性越大。同時，渠化交通也加速了瀝青路面的變形。

高溫季節(jié)連續(xù)通行重載交通是造成車轍的最直接原因。資料表明；40℃～60℃范圍內，瀝青混合料的溫度每上升5℃，其變形將增加2倍。研究表明，路面在潮濕狀態(tài)下，瀝青混合料的水敏感性增大，同時使高溫穩(wěn)定性也降低。盡管下雨能使路面溫度下降5℃左右，但有水狀態(tài)比干燥更容易產(chǎn)生車轍。

三、車轍的處理措施

在提高道路抗車轍能力的同時，還需兼顧提高防水損害、耐久性與低溫抗裂性能。通常情況下，合理密級配混合料的高溫穩(wěn)定性要優(yōu)于間斷級配的混合料（SMA除外）。因此，瀝青面層采用密實級配，需要進行礦料級配調整，提高骨架相互嵌擠作用；使用添加劑，提高瀝青混合料的膠結作用，來實現(xiàn)高溫抗車轍性能的改善。

（一）瀝青混合料級配設計

礦料級配的調整：在某公路工程，原設計面層類型為AC-25C瀝青混合料，近日發(fā)現(xiàn)上坡路段及紅綠燈路口處出現(xiàn)車轍現(xiàn)象，后來根據(jù)施工時檢測的各種數(shù)據(jù)分析，主要原因如下：

（1）天氣溫度較高，近日最高溫度持續(xù)在35度左右，地面溫度50余度。（2）重載車輛較多，車道渠化明顯，車速較慢。（3）上坡路段及紅路燈路口，車輛剎車起步對瀝青路面的影響。針對以上問題，經(jīng)過設計部門及試驗驗證，決定采用ATB-25并摻加抗車轍劑替代AC-25C瀝青混合料。

（二）現(xiàn)場處理方案

現(xiàn)場車轍處理方案主要是銑刨瀝青結構層，在瀝青混合料中添加抗車轍劑，改善和提高瀝青混合料的高溫抗車轍能力，嚴格按照瀝青路面施工規(guī)范進行施工。

經(jīng)過一段時間的通車運行，對原來有車轍的路段進行檢測，無明顯的車轍現(xiàn)象。對抗車轍混凝土路面進行滲水系數(shù)及摩擦系數(shù)試驗。

四、結語

瀝青路面車轍病害嚴重影響了行車的安全性和路面的使用壽命，為了有效防治這類病害，需要設計、施工等各方面共同解決，對交通流量大、反復荷載作用較多的區(qū)域要盡量考慮采用抗車轍材料，合理有效的采用抗車轍瀝青混凝土設計，以保障與延長瀝青路面的使用壽命，節(jié)約成本，使瀝青路面得到越來越廣泛的應用。

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