車轍對高速公路使用性能的影響

董加敏

(黑龍江省龍建路橋第六工程有限公司)

1 前 言

車轍是瀝青混凝土路面一種常見的路面病害，高速公路運(yùn)營幾年后就會出現(xiàn)車轍，而它的出現(xiàn)將會嚴(yán)重影響駕駛的舒適性，以及行車的安全性。瀝青混凝土路面在高溫的作用下，將會變軟，經(jīng)過汽車的碾壓與荷載作用，使公路表面出現(xiàn)一種永久性變形，出現(xiàn)縱向的凹槽。車轍的類型分為四類:(1)磨損型車轍;(2)壓縮型車轍;(3)結(jié)構(gòu)型車轍;(4)流動型車轍。在我國，由于采用的施工手法特別，所以出現(xiàn)的車轍大多屬于流動型車轍和壓縮型車轍。

2 車轍的危害

(1)高溫情況下，車輪在路面在進(jìn)行荷載碾壓，使路面表面產(chǎn)生永久性變形，影響路面的使用舒適性和行車安全。

(2)使輪跡處的瀝青層厚度變薄，削弱了面層及其路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，從而誘發(fā)其他病害。

(3)轍槽的出現(xiàn)，使得雨天時水分積聚在路面上，車輪高速行駛壓在積水上，導(dǎo)致車輪附著于水面，出現(xiàn)漂滑，影響車輛高速行駛下的安全性。

(4)冬季轍槽內(nèi)積雪聚冰，降低了路面的抗滑能力，導(dǎo)致車輛出現(xiàn)溜滑現(xiàn)象，影響車輛的制動性能和動力性能。

(5)車輪行駛時受轍槽影響，加大了車輛的橫向運(yùn)動趨勢，當(dāng)車輛在超車變換車道或跨越轍槽時，由于槽壁的影響易導(dǎo)致車輛的轉(zhuǎn)向失控，這些都會嚴(yán)重影響到車輛的行駛穩(wěn)定性。

3 車轍測量方法

目前車轍測量方法主要有人工測量方法、激光數(shù)據(jù)采集方法、圖片信息采集方法、車轍儀采集方法四種方法。人工測量方法包括直尺法、水準(zhǔn)測量、表面測深儀、行走斷面儀、橫向輪廓曲線儀法;激光數(shù)據(jù)采集方法比較常見的儀器是激光車轍測量系統(tǒng);圖片信息采集方法，比較常見的是路面變形分析系統(tǒng);車轍儀采集方法，一般是在橫梁上安裝傳感器來測其和路面之間的距離，通過這些距離數(shù)據(jù)可以獲得橫斷面信息。比較常見的有三傳感器的車轍儀，五傳感器車轍儀，七傳感器車轍儀。

人工測量方法比較準(zhǔn)確，但是十分緩慢，而且很危險(xiǎn)，激光數(shù)據(jù)采集方法和圖片信息采集方法，這兩種方法費(fèi)用比較昂貴，目前還沒有得到廣泛的應(yīng)用，而車轍儀測量方法以其快速、準(zhǔn)確、安全的特性，目前應(yīng)用比較廣泛。黑龍江省對高速公路車轍的檢測及評價(jià)，通常是檢查人員先乘車觀察路段的車轍情況，確定影響行車安全的段落，然后封閉這些段落的交通，用直尺法檢測車轍的深度，按照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》要求確定維修段長度和位置。沒有從路面和安全實(shí)際出發(fā)確定維修路段。檢測方法比較傳統(tǒng)，檢測手段比較落后。對車轍的評價(jià)指標(biāo)只限于車轍深度，不能科學(xué)、全面的評價(jià)路面的車轍狀況，也不能有效的觀察車轍的發(fā)展變化情況，更不能準(zhǔn)確安排維修時間，無法有效的保證行車安全和延長公路的使用壽命。

4 抗車轍產(chǎn)品

隨著道路交通量的不斷增大，特別是重載車輛的增多和高壓輪胎的使用、交通流的渠化，車轍已成了公路瀝青路面破損的主要形式之一。國內(nèi)外多項(xiàng)研究表明，瀝青混合料路面產(chǎn)生車轍、推移和擁包等病害與其自身的模量有很大的相關(guān)性，瀝青混合料的模量與瀝青路面的抗車轍能力成正比。所以提高路面瀝青混合料的模量是減輕、延緩和解決路面車轍等病害問題的重要手段，可延長路面的維修周期和使用壽命?？管囖H劑是由多種高分子聚合物組成的新型瀝青混合料添加劑，它通過集料表面的增粘、加筋、填充以及瀝青改性、彈性恢復(fù)等多重作用大幅提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，并改善混合料的水穩(wěn)定性和低溫抗裂性。經(jīng)大量工程實(shí)踐證明，添加抗車轍劑是目前解決瀝青路面車轍現(xiàn)象最經(jīng)濟(jì)、最實(shí)用、最有效的途徑之一。

抗車轍劑加入到鋪設(shè)路面的瀝青混合料中，主要用于道路路面的中下面層(在路面結(jié)構(gòu)中，中面層發(fā)生車轍變形病害的程度最大，這是由于中面層的溫度高，且承受的剪應(yīng)力最大的緣故)，也可用于路面的表層。能顯著提高瀝青混合料的模量，從而提高瀝青混合料路面的抗車轍能力和高溫抗變形能力以及抗疲勞性能。并對混合料的水穩(wěn)定性和低溫抗裂性也有改善和提高?？管囖H劑的物化特性，抗車轍劑呈黑色、固體、顆粒狀、無異味、不刺激皮膚、易保存、不變質(zhì)。

(1)抗車轍劑基本特性。密度0.98/(g/cm3)，熔點(diǎn)≥155 ℃，聚合物含量≥95 %，粒徑＜3 mm。

(2)抗車轍劑產(chǎn)品功能特點(diǎn)及優(yōu)勢，優(yōu)越的性能在瀝青混合料中摻加0.3%～0.5%的抗車轍劑后可以使路面的高溫抗車轍性能提高數(shù)倍并改善水穩(wěn)定性能，提高低溫抗裂性能。性價(jià)比高改性工藝簡單，不同于改性瀝青，抗車轍劑是對混合料進(jìn)行改性，添加方法容易控制，混合料質(zhì)量能夠得到保證，不需添加專用瀝青改性設(shè)備，有效避免了存儲離析等問題，節(jié)約能源，降低成本。適用于任何瀝青和石料，適用于各類型瀝青混合料，不影響設(shè)計(jì)配合比，無需改變技術(shù)和設(shè)備條件，對現(xiàn)場工藝要求低。使用簡便安全，可人工或機(jī)械投放，實(shí)現(xiàn)了隨用隨加，存儲運(yùn)輸方便，在拌和、攤鋪及碾壓過程中，無需對設(shè)備進(jìn)行任何添加、更改。良好的環(huán)保性能使其在生產(chǎn)和接觸過程中均不會對人體產(chǎn)生危害，在加工和使用過程中不產(chǎn)生任何有害氣體排放。拌和均勻性更好、分散性更優(yōu)，最少的添加量，能夠起到最大效果。

(3)抗車轍劑用量。瀝青混合料重量的0.3%～0.5%，重載特殊路段摻加比例可適當(dāng)增加。

①室內(nèi)試驗(yàn)方法。石料加熱溫度:190～200 ℃;瀝青加熱溫度:按規(guī)范執(zhí)行(根據(jù)瀝青種類確定);加入抗車轍劑后干拌時間:5 min，以拌均勻?yàn)橹?加入瀝青后攪拌時間:3～5 min。

②工業(yè)生產(chǎn)方法。石料加熱溫度:180～190 ℃;瀝青加熱溫度:按規(guī)范執(zhí)行;加料順序?yàn)榧峡管囖H劑、礦粉、瀝青，在集料干拌時，按劑量加入抗車轍劑，并延長干拌時間10 s，溫拌35 min。

(4)抗車轍劑的特點(diǎn)?？管囖H劑直接投入到拌和鍋中，在任何摻量下均不改變?yōu)r青混合料的級配，只需稍微延長拌和時間和調(diào)整施工溫度(比SBS 改性瀝青的施工溫度低5℃)即可。拌和、攤鋪、碾壓等工序均不需改變?？管囖H劑溶化后與集料的粘附性強(qiáng)，無需使用粘合劑和抗剝離劑。在添加量相同的情況下，其應(yīng)用性能達(dá)到或超過法國同類產(chǎn)品PR PLAST 產(chǎn)品和德國同類產(chǎn)品DUROFLBX 料的技術(shù)要求，施工方便，節(jié)約能源。