淺談公路工程車轍病害產(chǎn)生機(jī)理及處治措施

楊雷雷

摘要：本文在充分了解車轍病害形成機(jī)理的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體案例，采用超薄磨耗層處治路面車轍病害，以期更好地解決車轍病害，延長(zhǎng)路面使用壽命。

關(guān)鍵詞：超薄磨耗層;車轍病害;工程概況

一、公路工程車轍病害產(chǎn)生機(jī)理

當(dāng)前，在我國瀝青路面病害中，車轍病害多為流動(dòng)性車轍類型，這種車轍病害的產(chǎn)生往往是由多方面因素引起的，而非一個(gè)單方面?？梢哉J(rèn)為是外部環(huán)境與內(nèi)部材料共同作用下引發(fā)的病害。其中最主要的原因可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（一）瀝青混合料杭剪強(qiáng)度低。作為一種柔性路面，瀝青路面中車轍是其主要破壞形式。在行車荷載長(zhǎng)期反復(fù)作用下，瀝青路面將受到反復(fù)剪力作用，若與材料自身抗剪強(qiáng)度相比，受到的反復(fù)剪力過大，則瀝青會(huì)流向兩側(cè)，甚至出現(xiàn)變形，伴隨時(shí)間的推移，將會(huì)產(chǎn)生車轍。對(duì)瀝青混合料抗剪強(qiáng)度影響較大的因素包括：瀝青用量過多、級(jí)配不當(dāng)、礦粉用量不準(zhǔn)確、設(shè)計(jì)方法有問題等。

（二）重載交通和氣候。形成車轍的外部因素主要為重載交通、夏季高溫等。在氣溫逐步升高的過程中，瀝青混合料的剛度會(huì)隨之下降，此時(shí)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也會(huì)因此而降低，同時(shí)，加之超載超重車輛的反復(fù)碾壓，將會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的渠化現(xiàn)象，進(jìn)而加重車轍病害。

（三）層間結(jié)合處理不合理。在路面設(shè)計(jì)過程中，界面條件滿足完全連續(xù)是最理想的狀態(tài)。若反之，則路面會(huì)出現(xiàn)分層情況，且各層間的極限拉伸應(yīng)力、應(yīng)變都會(huì)有所不同，這種情況下，將會(huì)增加路面被損壞的幾率。

（四）施工不均勻性。在基層質(zhì)量不錯(cuò)的情況下，于半剛性基層瀝青路面而言，若處于高溫條件下，瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度、面層厚度均是影響路面抗車轍能力的主要因素。經(jīng)室內(nèi)研究表明，瀝青混合料的抗車轍能力一般用動(dòng)穩(wěn)定度表示，在長(zhǎng)期車轍試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，在級(jí)配、油石比較為良好的條件下，若混合料拌和不均勻，或裝料成型不均勻，那么，必定會(huì)影響動(dòng)穩(wěn)定度結(jié)果，甚至?xí)霈F(xiàn)20%以上的偏差。但實(shí)際施工中，這種影響更大。無論是混合料的拌和、還是攤鋪，或是碾壓等，所有施工環(huán)節(jié)均會(huì)對(duì)路面質(zhì)量均勻性造成影響。若施工存有不均勻性，則會(huì)影響整個(gè)施工質(zhì)量控制，甚至?xí)霈F(xiàn)路面局部溫度不足、壓實(shí)不足等一系列問題，最終出現(xiàn)水損害，或產(chǎn)生車轍病害。

二、工程概況

某公路工程全長(zhǎng)74.5km，路面總厚度為73cm，按照從上到下的順序，路面結(jié)構(gòu)形式為4cmAK-13A細(xì)粒式瀝青混凝土+5cmAC-20I細(xì)粒式瀝青混凝土+6CmAC-251粗粒式瀝青混凝土+40cm水泥穩(wěn)定碎石+18cm水泥穩(wěn)定碎石。本公路通車運(yùn)營多年，少數(shù)路段出現(xiàn)了病害問題，如車轍、擁包等，且隨著使用年限的增加，病害持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而對(duì)路面正常行車功能造成了嚴(yán)重影響，基于此，決定對(duì)路面進(jìn)行大范圍養(yǎng)護(hù)維修。經(jīng)切槽觀測(cè)可見，本路段多為失穩(wěn)型車轍病害，多存于路面中上面層，而并未發(fā)展到半剛性基層。此外，車轍部位的路面上面層厚度僅為3.1cm，十分薄，這種情況下，如面層厚度不足，則會(huì)大大降低抗剪強(qiáng)度，在重載交通長(zhǎng)期反復(fù)作用下承壓能力將備受影響。而其中面層部位，經(jīng)發(fā)現(xiàn)空隙率大幅增加，混合料密實(shí)度不足，此時(shí)，中面層強(qiáng)度有所下降，在車載作用下，極易補(bǔ)充壓實(shí)。針對(duì)這種問題，經(jīng)多方商議，決定采用超薄磨耗層處治路面車轍病害。

三、公路工程車轍病害處治措施

（一）舊路面病害處理

經(jīng)上述分析，本路段主要為車轍病害，針對(duì)此病害，可分三種不同情況做出處理。若車轍深度在1.5cm以下，則無需處理;車轍深度在1.5～2.5cm之間時(shí)，則需先銑刨掉車轍波峰，隨后進(jìn)行超薄磨耗層鋪設(shè);車轍深度在2.5cm以上，則要銑刨掉整個(gè)車轍處，隨后采用AC-13瀝青混合料進(jìn)行處理。

（二）拌和施工

在正式施工前，為避免后期施工出現(xiàn)問題，可先做試拌，主要對(duì)混合料配合比是否合理進(jìn)行驗(yàn)證。要通過馬歇爾試驗(yàn)，對(duì)溫度、礦料級(jí)配、瀝青含量等參數(shù)檢測(cè)出現(xiàn)，若有不符，必須第一時(shí)間調(diào)整，保證滿足施工要求。

此外，還要做好材料溫度控制工作。如SBS改性瀝青加熱溫度可控制在160～175℃，礦料加熱溫度控制在190～205℃。待礦料溫度處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，可先將其放入攪拌設(shè)備，隨后將礦粉等材料投入，并進(jìn)行10s干拌，隨后投入基質(zhì)瀝青進(jìn)行45s以上濕拌。

（三）運(yùn)輸施工

為避免混合料與車廂粘黏，可將一層防黏劑，如植物油等均勻涂刷到車廂內(nèi)四周與底部。同時(shí)，在規(guī)定時(shí)間及溫度要求下完成運(yùn)輸工作，為做到保溫，避免水分流失過快，可覆蓋篷布。在運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，運(yùn)料車與攤鋪機(jī)之間需保持安全距離，一般需控制在30cm左右。

（四）攤鋪施工

攤鋪是整個(gè)施工的重要環(huán)節(jié)，通常情況下，攤鋪瀝青混合料可選擇機(jī)械法，而機(jī)械攤鋪不到的地方，可結(jié)合人工法進(jìn)行攤鋪。在整個(gè)攤鋪過程中，應(yīng)始終保持連續(xù)、勻速、緩慢的原則進(jìn)行施工，嚴(yán)禁中途停機(jī)。攤鋪可采用履帶式攤鋪機(jī)施工，攤鋪前，要充分預(yù)熱熨平板，溫度控制在100～110℃之間，同時(shí)還需做隔離劑噴灑處理。根據(jù)施工要求，可在1.17～1.25之間控制攤鋪松鋪系數(shù)，并與應(yīng)力吸收層厚度結(jié)合，確定攤鋪層高程及邊樁掛鋼絲，從而為攤鋪機(jī)自動(dòng)控制平整度提供方便?？稍?.5～2.5m/mm之間控制攤鋪速度。

（五）碾壓施工

在混合料成型過程中碾壓極為關(guān)鍵，為此，必須合理選擇碾壓設(shè)備。緊隨攤鋪機(jī)進(jìn)行碾壓施工，按照施工要求，一般需分三個(gè)階段完成施工，初壓時(shí)，可采用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2～3遍靜壓，后進(jìn)行1～2遍弱振;復(fù)壓時(shí)，同樣可選擇鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行3～4遍振動(dòng)碾壓，并配合膠輪壓路機(jī)進(jìn)行3～4遍揉搓碾壓。終壓時(shí)，通過鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行1～2遍靜壓收光即可，以此消除明顯輪跡，保證壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求。

（六）開放交通

待瀝青路面碾壓完，但未冷卻前，嚴(yán)禁車輛通行。若路面溫度降至50℃以下，便可允許施工車輛通行，待完成中面層施工之后，才能開放交通。

四、結(jié)束語

綜上所述，近年來，伴隨國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，公路建設(shè)里程越來越長(zhǎng)，規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。瀝青路面因其平整性良好、行車舒適、噪音小等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用與大力推廣。在行車荷載和自然因素等多種因素影響下，路面極易出現(xiàn)大量早期病害，促使我國多數(shù)公路已步入養(yǎng)護(hù)維修階段，進(jìn)一步加大了我國公路養(yǎng)護(hù)任務(wù)。其中車轍是一種最常見的路面病害類型，若大量出現(xiàn)，將對(duì)路面行車舒適性造成極大影響，甚至產(chǎn)生安全隱患。為此，如何做好車轍病害處治工作成為了關(guān)鍵。作為一種高效、低成本的車轍處治技術(shù)，超薄磨耗層在大面積及較為嚴(yán)重的病害處治中相比其他維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)，因此，在我國公路養(yǎng)護(hù)施工中得到了廣泛應(yīng)用與推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳君燦.高速公路瀝青路面重車轍病害原因分析及處治[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（9）：1089-1089.