淺析瀝青路面車轍影響因素及防治措施

郭軍峰 周增豪

（平頂山市佳洋路橋工程有限公司，河南 平頂山 467000）

1 瀝青路面車轍影響因素

瀝青路面車轍病害的產(chǎn)生，將嚴(yán)重破壞路面結(jié)構(gòu)層，影響路面使用性能，危害行車安全。為此，應(yīng)充分了解瀝青路面車轍影響因素。

1）瀝青混合料。現(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。（1）材料性質(zhì)。瀝青的粘度和瀝青與礦料之間的粘附性是影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的兩個因素；瀝青粘度越大，瀝青與礦料之間的粘附越好，那么混合料的高溫穩(wěn)定性越好，因此要選用粘度大的瀝青和非酸性礦料以提高混合料的高溫穩(wěn)定性和強(qiáng)度，以便產(chǎn)生較高的抗車轍能力；瀝青改性是一種提高瀝青高溫穩(wěn)定性的有效手段，改性瀝青混合料同標(biāo)準(zhǔn)混合料相比車轍深度有明顯減少。（2）礦物集料的表面紋理、料顆粒大小、形狀、級配、顆粒相互位置、礦料數(shù)量，可以影響混合料的孔隙結(jié)構(gòu)，即孔隙的大小、形狀與連通閉合情況、瀝青用量狀況以及瀝青的用量和瀝青同集料的互相作用情況，因而可以對車轍的大小表現(xiàn)出不同的影響。（3）礦料級配。為探討集料級配對車轍大小的影響，有關(guān)研究人員將集料分為過細(xì)級配組、細(xì)級配組和粗級配組三種，環(huán)道試驗(yàn)結(jié)果表明：熱拌瀝青混合料在最佳瀝青含量、8%空隙率時粗級配有較大的車轍深度，過細(xì)級配次之，細(xì)級配組車轍深度最小?？梢姡瑔渭冊龃蟮V料粒徑并不能提高路面抗車轍能力。

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(yàn)，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(yàn)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。

2 工程概況

某公路工程為雙向四車道，為瀝青混凝土路面，路面結(jié)構(gòu)為73cm厚。自通車運(yùn)營后，逐步產(chǎn)生不同程度地早期病害，主要包括車轍、裂縫等，且呈不斷擴(kuò)大趨勢，如不及時治理，將對路面正常行車功能造成嚴(yán)重影響，為此，決定進(jìn)行大面積維修養(yǎng)護(hù)。經(jīng)斷面切槽觀察可見，主要為失穩(wěn)型車轍，變形集中出現(xiàn)于路面中上面層，半剛性基層未見病害。車轍位置路面上面層為3.1cm厚，此厚度下面層具有較低抗剪強(qiáng)度，根本無法承受反復(fù)荷載。同時，發(fā)現(xiàn)車轍位置中面層具有較大空隙率，混合料密實(shí)度不夠，這種情況下，中面層整體強(qiáng)度較低，在車輛碾壓作用下極易補(bǔ)充壓實(shí)。

為更好地了解車轍病害情況，決定進(jìn)行取芯試驗(yàn)，本試驗(yàn)選具有代表性的8個芯樣，通過計算可得，上面層平均厚度為3.5cm、中面層平均厚度為4.5cm、下面層平均厚度為5.9cm，且37.7cm為水穩(wěn)碎石上基層平均厚度。經(jīng)觀測，8個芯樣瀝青面層較為完整，但中面層、底面層都存在較大空隙，同時，8個芯樣水穩(wěn)層都呈現(xiàn)出完整、松散各半的現(xiàn)象。且有大量泥土存于芯樣瀝青層和水穩(wěn)層之間，具有不均勻性。按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求，試驗(yàn)所選瀝青混合料級配均滿足技術(shù)規(guī)范要求，但嵌擠性較差，為此決定選取超薄磨耗層用于路面車轍維修養(yǎng)護(hù)，以此有效提高施工效果。

3 瀝青路面車轍防治措施

1）舊路處治。根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況，在車轍病害處理中，必須銑刨車轍路面，且根據(jù)車轍深度進(jìn)行處理。當(dāng)車轍深度在1.5cm以下時，則不予處理；當(dāng)車轍深度在1.5～2.5cm范圍內(nèi)時，則先銑刨車轍波峰，隨后將超薄磨耗層鋪設(shè)其上；當(dāng)車轍深度在2.5cm以上時，可整體銑刨處理所有車轍，并通過AC-13瀝青混合料進(jìn)行處理。

2）施工工藝。（1）拌和。施工前，需先做試拌，對混合料配合比進(jìn)行詳細(xì)檢測，通過馬歇爾試驗(yàn)，確定溫度、礦料級配、瀝青含量等參數(shù)，如存有問題，需及時調(diào)整。在原材料準(zhǔn)備過程中，必須合理控制材料溫度，如在160～175℃之間控制SBS改性瀝青溫度，在190～205℃之間控制礦料溫度。待礦料溫度達(dá)到規(guī)定值后，即可向攪拌缸內(nèi)投料，隨后投入其他材料，此時可進(jìn)行10s干拌。按照6.6%石油比，將基質(zhì)瀝青投入，此時可進(jìn)行45s以上濕拌。待完成攪拌工作后，需合理控制混合料溫度，不得高于195℃。（2）運(yùn)輸。因熱混合料具有較大粘度，極易粘貼到運(yùn)輸車車廂周圍，增加卸料困難性，為此可適當(dāng)噴灑或涂抹植物油、肥皂水，避免問題出現(xiàn)。根據(jù)設(shè)計要求，必須在規(guī)定時間、溫度條件下，將混合料及時運(yùn)輸?shù)绞┕龅?，且完成壓?shí)工作。如混合料出現(xiàn)離析、花白、團(tuán)塊等情況，則不得使用。為保證攤鋪連續(xù)施工，需合理控制運(yùn)料車和攤鋪車之間的距離，一般以10～30cm為準(zhǔn)。卸料過程中，需掛空擋，依托攤鋪機(jī)不斷前進(jìn)，如施工斷面上存有殘料則需及時清除。（3）攤鋪。通常選用機(jī)械法完成攤鋪施工，如存有死角，則可結(jié)合人工進(jìn)行攤鋪。施工前，需做好攤鋪預(yù)熱工作，一般為1h，要求攤鋪厚度必須與設(shè)計要求相符。為避免離析問題，不得通過人工耙平。瀝青路面施工對溫度要求較高，在施工中必須嚴(yán)格控制攤鋪溫度。（4）壓實(shí)。初壓、復(fù)壓及終壓是瀝青混合料壓實(shí)三個階段，各階段壓實(shí)呈循序漸進(jìn)的趨勢，必須保證施工連續(xù)性，不允許階段。初壓時可選用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2遍靜壓，復(fù)壓時則可先通過鋼輪壓路機(jī)3遍振動壓實(shí)，隨后再通過輪胎壓路機(jī)進(jìn)行3遍揉搓碾壓施工。終壓是為了消除輪跡，此時選用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行1遍靜壓、收光即可，待碾壓完成后，需檢查壓實(shí)度，必須保證滿足設(shè)計要求。（5）開放交通。嚴(yán)禁任何車輛、工具放在碾壓完并未冷卻的瀝青面層，同時不得隨意丟棄雜物。當(dāng)瀝青面層碾壓后，路面溫度降至50℃以后，才能開放交通。如路段撒鋪黏層，需一次攤鋪完混合料，嚴(yán)禁存留斷面。

4 結(jié)束語

綜上所述，在行車荷載和自然因素的長期作用下，瀝青路面會呈現(xiàn)出不同程度的病害問題，如車轍、裂縫、坑槽等，其中車轍病害影響較大，若不及時處置，將嚴(yán)重影響路面平整性，甚至?xí)l(fā)交通安全事故。為有效治理瀝青路面車轍病害，必須找出車轍的影響因素，根據(jù)工程實(shí)際情況，采取有針對性、合理、科學(xué)的處置措施，提高施工整體質(zhì)量。