瀝青路面抗車轍施工技術(shù)應(yīng)用分析

楊紅艷 劉朋朋

（濟(jì)源市公路工程有限公司，河南 濟(jì)源 454650）

自上世紀(jì)80年代后，我國國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，高等級公路建設(shè)投資力度越來越大。瀝青路面作為高等級公路路面的主要路面結(jié)構(gòu)形式，在公路建設(shè)施工中得到了廣泛應(yīng)用。但因交通量的持續(xù)上漲、汽車軸載的不斷增加，超載、超重現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致瀝青路面病害問題頻發(fā)。車轍是瀝青路面最常見、破壞較大的病害形式，不僅會影響汽車運(yùn)行的舒適性，更會減短路面使用壽命。為此，對瀝青路面車轍損害形成原因進(jìn)行研究對控制車轍病害具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 車轍形成機(jī)理

作為一種多相分散體，瀝青混合料的主要構(gòu)成成分為石質(zhì)骨料與瀝青膠結(jié)料，其是通過松散礦料顆粒本身互相嵌擠構(gòu)成骨架，且利用瀝青結(jié)合料膠結(jié)作用形成的混合體。瀝青混合料在外荷載作用下，具有較為復(fù)雜的應(yīng)力及應(yīng)變特點(diǎn)，其彈性變形在低溫或瞬時荷載影響下起關(guān)鍵作用，絕大多數(shù)情況下，粘彈性為其變形主要狀態(tài)。一般瀝青混合料變形特性可通過蠕變試驗進(jìn)行直觀、形象地表述，在加載瞬間將有瞬時彈性應(yīng)變與塑性應(yīng)變在混合料內(nèi)產(chǎn)生，同時在不斷增加荷載作用時間的過程中，材料應(yīng)變也會隨之增加，但該增加應(yīng)變部分可看做是粘彈性應(yīng)變，可通過荷載作用將其荷載卸除，此時材料能夠迅速恢復(fù)彈性，但其應(yīng)變卻無法徹底恢復(fù)，塑性應(yīng)變與粘塑性應(yīng)變則為剩余應(yīng)變，也可看做是永久變形。在行車荷載長期作用下，路面永久變形將逐步增多，宏觀上可稱為車轍。

2 瀝青路面車轍病害產(chǎn)生原因

1）瀝青混合料?，F(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計的主要依據(jù)指標(biāo)是瀝青混合料的強(qiáng)度，其取決于混合料的粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角的影響；粘結(jié)力又取決于瀝青材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、膠體結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性質(zhì)、稠度、瀝青膜的厚度、瀝青礦料比、瀝青與礦粉系的分散結(jié)構(gòu)特征以及瀝青與礦料的相互作用。2）路面結(jié)構(gòu)組成。瀝青路面的抗車轍能力還與路基類型和路面厚度有關(guān)。當(dāng)其路基為砂土材料時，面層厚度對車轍影響很大，面層瀝青混合料較薄時車轍較深，而且較大部分來自路基的形變；而當(dāng)面層較厚時，路基基本上不產(chǎn)生車轍。在當(dāng)路基為剛性或半剛性材料時，車轍的深度隨瀝青混合料面層厚度的增大而增加，這時的車轍總量90%來自瀝青混合料面層本身。由此認(rèn)為，當(dāng)路基和基層強(qiáng)度較高時，采用薄瀝青混合料面層可以有效地控制車轍深度，而當(dāng)路基基層強(qiáng)度較弱時應(yīng)適當(dāng)增加面層厚度，但這樣構(gòu)筑的道路，往往由于路面回彈模量與路基回彈模量之間的比值過大，帶來不盡合理的結(jié)構(gòu)組合，而且也不夠經(jīng)濟(jì)。平鐘高速路基地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，車轍病害的成因與結(jié)構(gòu)密不可分。3）交通荷載及環(huán)境條件。（1）渠化交通。由于城市道路交通組織的渠化，導(dǎo)致瀝青路面車轍破壞的情況日漸突出。在同一結(jié)構(gòu)、同一條道路上，劃分出不同交通形式的兩段道路進(jìn)行試驗，結(jié)果證明：渠化交通路段的車轍顯著增長，混合交通路段車轍增加較慢，其原因是混合交通時荷載作用范圍較寬，變形面較大，同一位置的車轍累積較小，而渠化交通同一位置處的車轍累積量大。（2）荷載。試驗研究證明：車輛超載加快路面的病害。在不同的軸載作用下，重軸載作用產(chǎn)生的車轍較輕軸載大得多；道路交叉口和停車點(diǎn)的車轍通常為正常行駛路段的2～5倍。4）環(huán)境氣候條件。溫度升高時瀝青粘度變小，其抵抗蠕變的能力下降，在受到外力時很容易產(chǎn)生永久剪切變形導(dǎo)致瀝青材料橫向流動而產(chǎn)生車轍。當(dāng)路面積水或路面結(jié)構(gòu)含水量增加時，瀝青和礦料之間的粘結(jié)力在潮濕條件下會被削弱或破壞，在行車荷載和水分的聯(lián)合作用下，這種病害會明顯加劇，導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生較大的車轍。

3 瀝青路面車轍病害防治措施

1）合理的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計。面層直接承受車輪荷載反復(fù)作用和自然因素影響，因此要有足夠的承載力，以承擔(dān)設(shè)計期內(nèi)累計軸載次數(shù)，限定車轍發(fā)展深度。合理選用技術(shù)參數(shù)，各結(jié)構(gòu)層模量不宜相差太大，特別是中間層的級配要合理，表面層最佳油石比可以彌補(bǔ)第二層抗車轍能力。2）材料的合理選用。集料強(qiáng)度、形狀、表面性狀、清潔狀態(tài)、瀝青性能與集料相容性，注重材料的協(xié)同性和料源特性，保證所用材料的高品質(zhì)。改善礦料級配同時適當(dāng)增加粗集料用量和控制剩余空隙率，使粗細(xì)集料形成骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)?？蛇m當(dāng)采用高粘度的瀝青。3）最優(yōu)配合比設(shè)計。重視級配范圍對抗車轍能力的影響，關(guān)鍵是確定適宜的篩孔通過率、孔隙率、油石比。選用溫度敏感性低、稠度較高的瀝青或改性瀝青，同時嚴(yán)格控制瀝青的用量。嚴(yán)格準(zhǔn)確地控制混合料配合比，設(shè)法加足礦粉，嚴(yán)格控制運(yùn)輸車輛便于卸料，涂抹油料；采用透層油與粘層時也要嚴(yán)格控制用油量。4）使用改性添加劑。積極引進(jìn)并采用新的改性劑如橡膠、樹脂、塑料、無機(jī)物改性劑、抗車轍劑、纖維等改性混合料添加劑，適當(dāng)提高粉膠比，提高膠結(jié)料粘附性，降低溫度敏感性。

4 工程概況

某公路工程存在較為嚴(yán)重的超載超限現(xiàn)象，局部路段路面結(jié)構(gòu)甚至產(chǎn)生了各類病害問題，其中最為嚴(yán)重的病害為車轍。為確保行車舒適度及安全性，需及時維修處理路面，進(jìn)而提升其路面性能，延長使用年限。本文選取薄層罩面技術(shù)對瀝青混凝土車轍病害進(jìn)行處理。具體施工方案如下：銑刨行車道2.5m，隨后進(jìn)行場地清理，并將高粘度乳化瀝青均勻灑布的施工段，且選取ECA-10密實(shí)瀝青混凝土填補(bǔ)作業(yè)。

1）混合料拌和。為達(dá)到拌和溫度有效減少、混合料攤鋪效果增強(qiáng)的目的，可將ECA-201易密實(shí)添加劑摻加到混合料內(nèi)，選取專門輸送設(shè)備進(jìn)行施工。利用延時繼電器進(jìn)行噴灑量控制，根據(jù)施工規(guī)范規(guī)定比例，將易密實(shí)添加劑、瀝青材料一起向拌缸內(nèi)噴入，且在噴灑3s后將瀝青噴入，且在10s內(nèi)控制噴入時間，要求在完成噴灑瀝青作業(yè)前，結(jié)束噴灑易密實(shí)添加劑施工。拌和混合料后，需在60s以上控制單盤料拌和周期，其中3s為干拌時間，且在13s內(nèi)控制瀝青、易密實(shí)添加劑噴灑時間，隨后進(jìn)行6s添加礦粉濕拌施工及30s濕拌施工，以此避免花白料存于易密實(shí)瀝青混合料內(nèi)。2）路面銑刨。銑刨前需做好劃線施工，要求銑刨線應(yīng)具有平順特點(diǎn)，且與路線走向相同。因具有較薄銑刨厚度，為提高施工質(zhì)量，應(yīng)保證銑刨機(jī)施工精度、線性滿足施工規(guī)定。除此之外，還應(yīng)對用水量加以嚴(yán)控，避免出現(xiàn)浮漿問題。3）坑槽清理。在施工設(shè)備清理前，可選取人工方式利用掃帚向坑槽內(nèi)掃入銑刨料，防止污染車道現(xiàn)象產(chǎn)生，清掃時可選取小型清掃車施工，施工時盡可能減少灑水量，避免浮漿產(chǎn)生，增加清掃難度，避免對粘層油施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，或出現(xiàn)粘輪問題。因坑槽兩個立面不易發(fā)現(xiàn)，可選取鋼絲刷通過人工方式反復(fù)刷除，隨后再選取機(jī)械進(jìn)行清理。4）攤鋪及碾壓。相比普通瀝青混凝土，薄層罩面瀝青混合料攤鋪、碾壓施工具有一致性，但需做好溫度控制工作，如瀝青加熱溫度控制在165-175℃；礦料加熱溫度控制在160-165℃；運(yùn)輸溫度控制在140-150℃；攤鋪溫度控制在130-150℃；碾壓溫度控制在100-150℃；碾壓后溫度控制在70℃。根據(jù)施工要求，必須合理控制粘層油灑布量，一般每平方米粘層油灑布量控制在0.4-0.6kg之間，如小于該值，則會產(chǎn)生花白問題，無法達(dá)到粘結(jié)層的功效。如高于該值，攤鋪施工中極易產(chǎn)生粘輪、打滑問題，尤其是在施工當(dāng)天氣溫較高的情況下，將大大增加施工困難程度。

5 結(jié)束語

總之，車轍是瀝青路面最常見的病害之一，合理選用處置措施，可有效遏制病害程度加深，提高工程使用性能。在具體施工中，應(yīng)充分了解原有路面結(jié)構(gòu)性能，掌握病害原因，提高處置質(zhì)量。