芻議重載交通瀝青路面車轍防治對策

白 璐 中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司

1 前言

現(xiàn)階段，很多地區(qū)瀝青公路路面具有荷載能力較強(qiáng)的特征。公路瀝青路面的結(jié)構(gòu)體系可以承受重載車的碾壓荷載，充分確保了其發(fā)揮應(yīng)有的交通安全保障作用。但是不應(yīng)當(dāng)忽視，重載交通瀝青路面如果長期未能得到安全檢測與維護(hù)，反復(fù)碾壓后的路面車轍痕跡就會不斷加深，直至形成路面塌陷或者路面形狀改變的現(xiàn)象。由此能夠判斷得出，車轍病害屬于威脅瀝青路面堅(jiān)固穩(wěn)定性能的重要因素，公路施工人員以及運(yùn)行養(yǎng)護(hù)人員對于路面車轍病害應(yīng)當(dāng)引發(fā)重視。

2 重載交通瀝青路面產(chǎn)生車轍病害的根源

2.1 瀝青混合料級配

重載交通路面的基本組成結(jié)構(gòu)關(guān)鍵取決于材料級配，瀝青混合料能否設(shè)計(jì)為合理科學(xué)的混合料級配，直接關(guān)系到瀝青混合料的特征與功能。瀝青混合料如果摻入了骨料成分，那么混合料的原有級配將會明顯得到優(yōu)化[1]。具有較大孔隙率的砂石混合料能夠全面填充瀝青砂漿空隙，從而使瀝青砂漿的整體粘結(jié)性能得到提高。但是與之相比，具有懸浮性狀的集料可能會明顯削弱瀝青混合料原有的嵌入骨架體系結(jié)構(gòu)密度，導(dǎo)致混合料級配性能降低。

2.2 溫、濕度等外界環(huán)境

如果瀝青路面表面承受了較高的環(huán)境溫度，其軟化后的液態(tài)瀝青將會產(chǎn)生明顯的流動(dòng)性。軟化情況下的瀝青路面體系結(jié)構(gòu)組成部分將會加深車輛碾壓痕跡，直接導(dǎo)致車轍病害的發(fā)生[2]。

瀝青路面表層在雨水頻繁沖刷之后，瀝青道路表面就會呈現(xiàn)出松散與脫落現(xiàn)象，客觀上誘發(fā)了道路車轍病害。由此可見，公路表面所在區(qū)域的空間濕度與空間溫度等因素都會明顯影響到車轍病害的產(chǎn)生。

2.3 瀝青集料性能

瀝青路面能否達(dá)到應(yīng)有的荷載支撐能力，在根本上決定于瀝青集料的品質(zhì)與性能。瀝青集料主要包含了瀝青砂漿、粗細(xì)集料、礦粉與水分等，粗細(xì)集料的占據(jù)比例數(shù)目將會給瀝青混合料的整體質(zhì)量性能帶來明顯影響。如果在環(huán)境空間比較干燥的情況下，礦粉與細(xì)集料將會滲入到砂漿空隙中，因此就會增加瀝青集料本身的強(qiáng)度。公路施工人員對于瀝青集料在進(jìn)行用量確定的過程中，在滿足瀝青集料的最佳用量范圍的規(guī)范要求下，確保瀝青集料的粘附性能得到提升。

現(xiàn)狀下，某些路面工程的表層部位瀝青沒有達(dá)到合格的材料強(qiáng)度性能，將會造成永久性的瀝青表層部位形狀改變。路面車轍病害的重要形成根源應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在反復(fù)性的車輛輪胎碾壓作用影響，導(dǎo)致路面表層的瀝青體系結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性進(jìn)而誘發(fā)車輛碾壓的瀝青道路車轍病害。瀝青路面的基本功能作用就是確保車輛安全通行，因此，瀝青路面與車輛輪胎的摩擦頻率較高。

某些路面表層部位的瀝青支撐體系結(jié)構(gòu)本身存在失穩(wěn)安全隱患，就會在反復(fù)性的車轍作用影響下發(fā)生塌陷。瀝青路面表層包含了成分復(fù)雜的瀝青混合物，瀝青混合物如果沒有達(dá)到堅(jiān)固程度指標(biāo)，在雨作用下瀝青混合物結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，削弱了瀝青路面的整體堅(jiān)固性能與承載強(qiáng)度，甚至造成路面凹陷與形狀改變等后果。如圖1所示。

圖1 重載交通瀝青路面的車轍產(chǎn)生原理

3 重載交通瀝青路面的車轍病害常見表現(xiàn)形式

第一類為磨耗車轍?？鼓ズ膶訉儆跒r青公路表面中的關(guān)鍵組成部分，具有抗磨耗功能的瀝青道路表層如果出現(xiàn)了破損，瀝青道路的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)將會遭受持續(xù)性的外力損壞。某些重載車輛的輪胎底部帶有尖銳金屬釘?shù)任锲罚瑢斐傻缆繁砻娴目鼓ズ膶釉獾讲羵麚p壞。但是對于多數(shù)的重載車輛而言，車輛駕駛?cè)藛T禁止將帶有尖銳金屬釘?shù)妮喬シ阑O(shè)施安裝在輪胎底部。

第二類為失穩(wěn)車轍。具有較差抗剪強(qiáng)度的瀝青路面車轍應(yīng)當(dāng)屬于失穩(wěn)車轍，此類車轍病害的重要誘發(fā)因素就是瀝青集料失去堅(jiān)固性。例如在較高的外界空間溫度下，存在軟化安全隱患的公路瀝青體系結(jié)構(gòu)將會直接誘發(fā)路面失穩(wěn)后果，明顯增加了瀝青的液態(tài)物質(zhì)流動(dòng)性。在車輛輪胎碾壓的邊緣部位區(qū)域，逐漸積累的液態(tài)瀝青將會表現(xiàn)為堆積現(xiàn)象，從而造成了瀝青道路的表層出現(xiàn)凹凸現(xiàn)象。在各種類型的道路表層車轍病害中，失穩(wěn)車轍病害占有較高的比例。

第三類為壓密車轍。瀝青混合料如果沒有符合材料密實(shí)度的行業(yè)檢測指標(biāo)，將會誘發(fā)壓密車轍的不良后果。公路施工人員對于瀝青道路的面層部位沒有嚴(yán)格進(jìn)行碾壓處理，導(dǎo)致瀝青面層無法達(dá)到密實(shí)程度的基本要求標(biāo)準(zhǔn)。在瀝青公路全面完成施工的情況下，經(jīng)過重載車輛反復(fù)碾壓的道路車轍痕跡將會逐漸累積，直至達(dá)到車轍痕跡密度較高的狀態(tài)。

4 重載交通瀝青路面車轍防治措施要點(diǎn)

從目前的公路施工以及公路運(yùn)行使用監(jiān)管現(xiàn)狀來看，全面防治公路車轍病害的最關(guān)鍵舉措就是要定期展開瀝青面層的維護(hù)保養(yǎng)處理。路面施工人員針對瀝青面層應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格確保達(dá)到壓實(shí)度要求，切實(shí)避免與杜絕車轍病害。工程采購負(fù)責(zé)人員針對瀝青道路的各種集料成分質(zhì)量都必須要認(rèn)真加以檢測，據(jù)此給出完整性與科學(xué)性較高的瀝青集料配比測試結(jié)論。具體在防治路面車轍的實(shí)施過程中，重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)為以下防治技術(shù)手段。

4.1 合理設(shè)置混合料的級配數(shù)據(jù)比例

瀝青混合料本身具備優(yōu)良的抗碾壓性與堅(jiān)固性，因此瀝青混合料目前已經(jīng)被普遍運(yùn)用于道路施工。在此基礎(chǔ)上，道路施工人員針對瀝青混合料必須要合理確定級配數(shù)據(jù)指標(biāo)，避免瀝青混合料由于未能符合現(xiàn)行的級配指標(biāo)而造成路面病害風(fēng)險(xiǎn)增加。具體針對瀝青混合料中的砂石、粗細(xì)集料、骨料與礦粉在進(jìn)行配比數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)過程中，工程技術(shù)人員必須要綜合考慮瀝青道路的表層部位特征，合理完善與優(yōu)化瀝青混合料現(xiàn)有的各項(xiàng)級配數(shù)據(jù)指標(biāo)[3]。

例如，針對礦粉材料而言，工程技術(shù)人員必須要嚴(yán)格確保礦粉材料滿足最基本的壓實(shí)度與填充性能指標(biāo)。在瀝青的作用下，礦粉材料應(yīng)當(dāng)能夠均勻混合于瀝青砂漿，據(jù)此實(shí)現(xiàn)了支撐瀝青路面整體框架結(jié)構(gòu)的效果。

因此，工程技術(shù)人員務(wù)必確保礦粉材料能夠滿足粉油比例的最佳配比數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。公路工程的采購工作人員針對堿性礦粉材料應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮進(jìn)行采購，因?yàn)榇朔N類型的礦粉材料不容易形成團(tuán)塊粘結(jié)，并且具有適中的礦粉含水比例優(yōu)勢。

4.2 嚴(yán)格控制瀝青集料的品質(zhì)性能

道路面層施工過程必須要依靠瀝青混合集料，瀝青混合集料的安全性能將會直接關(guān)系到整個(gè)道路面層的支撐強(qiáng)度。為了預(yù)防車轍反復(fù)碾壓引發(fā)的道路病害現(xiàn)象，那么關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在控制瀝青集料的安全性能品質(zhì)。工程采購人員只有做到了全面測試與判斷瀝青集料品質(zhì)，才能真正做到預(yù)防瀝青道路病害的目標(biāo)。工程采購人員針對瀝青集料中的各種組成要素都應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格展開實(shí)驗(yàn)檢測操作，運(yùn)用專門性的檢測儀器設(shè)施來保證檢測數(shù)值的準(zhǔn)確性。

為了阻止車轍病害的大范圍形成，施工技術(shù)人員可以將抗車轍劑適當(dāng)加入瀝青混合料中。抗車轍劑可以有效改善瀝青混合料的抗車轍性能，進(jìn)而達(dá)到面層堅(jiān)固與安全的良好效果。因此在必要的時(shí)候，對于重載車輛通行頻率較高的公路路段應(yīng)當(dāng)加入抗車轍劑，確保路面表層部位能夠滿足基本安全性能指標(biāo)，對于潛在的車轍危害影響因素予以消除。

嚴(yán)格控制瀝青集料的性能與品質(zhì)，關(guān)鍵應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)為認(rèn)真履行材料檢測義務(wù)。在此過程中，工程材料的檢測人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室測試的判斷數(shù)據(jù)結(jié)論來確定瀝青材料是否滿足路面施工要求，對于沒有滿足路面施工標(biāo)準(zhǔn)要求的瀝青材料必須禁止予以使用。

道路施工技術(shù)人員對于瀝青混合料攤鋪、碾壓、路面養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)都應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確掌握，在道路路面的施工實(shí)踐中積極引進(jìn)與采納機(jī)械化手段，為道路施工單位爭取更好的成本節(jié)約效益。工程技術(shù)人員針對瀝青材料的各項(xiàng)質(zhì)量檢測指標(biāo)都要引發(fā)重視，確保做到全面認(rèn)真推行現(xiàn)有的工程瀝青材料審核檢測工作實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。工程材料的質(zhì)量檢測人員必須要督促工程采購人員針對瀝青材料實(shí)施嚴(yán)格對比，避免瀝青材料采購人員僅限于節(jié)約工程采購經(jīng)費(fèi)造成瀝青材料無法達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 全面監(jiān)測調(diào)節(jié)空間環(huán)境因素

重載瀝青路面的安全使用狀況若能得到準(zhǔn)確與完整的監(jiān)測，則有益于瀝青路面的表層部位維持完整性，防止由于車輛碾壓而導(dǎo)致路面整體失穩(wěn)的后果。信息化的監(jiān)測儀器裝置在進(jìn)行操作使用時(shí)，必須要確保傳感監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。養(yǎng)護(hù)人員應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確察覺路面病害風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)對于瀝青道路車轍風(fēng)險(xiǎn)因素的防控意識，及時(shí)處理存在失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)的路段區(qū)域。表1為重載交通瀝青路面車轍的產(chǎn)生根源與防控要點(diǎn)。

表1 重載交通瀝青路面車轍的產(chǎn)生根源與防控要點(diǎn)

5 結(jié)束語

經(jīng)過分析可見，公路瀝青路面所在空間的環(huán)境濕度溫度、瀝青混合料的配比、瀝青集料的品質(zhì)性能等都會顯著影響到瀝青路面安全通行狀況。近些年來，路面車轍病害已經(jīng)普遍得到公路施工與養(yǎng)護(hù)人員重視，工程技術(shù)人員針對瀝青路面的各種典型車轍病害能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行監(jiān)測，旨在阻止路面車轍病害范圍的擴(kuò)展。

在此基礎(chǔ)上，工程技術(shù)人員針對瀝青混合料的配比數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確進(jìn)行設(shè)計(jì)，合理調(diào)整與控制瀝青混合集料的各項(xiàng)配比因素，確保瀝青路面的車轍碾壓荷載承受能力得到優(yōu)化提高。