城市工業(yè)園區(qū)主干道車轍病害的產(chǎn)生原因及處理措施

【摘要】

工業(yè)園區(qū)主干道由于周邊企業(yè)及在建工地施工的影響存在超載現(xiàn)象，導致了建成后的瀝青混凝土路面短時間內出現(xiàn)車轍病害，通過調查分析采用車載產(chǎn)生的原因對病害進行治理，施工后效果良好。為類似的公路、城市道路建設的防車轍處理提供了參考。

【關鍵詞】城市工業(yè)園區(qū)主干道; 超載; 抗車轍; 改性瀝青混凝土

【中圖分類號】U418.6【文獻標志碼】B

［定稿日期］2023-06-21

［作者簡介］胡建冬（1981—），男，本科，高級工程師，從事市政路橋設計工作。

0 引言

湖南澧縣工業(yè)大道提質改造工程道路全長約2 km，寬44 m。改造后的機動車道的路面結構為4 cmSBS 改性瀝青AC-13C 上面層+6 cm70 號A 級道路石油瀝青AC-20C 中面層+8 cm70 號A 級道路石油瀝青AC-25 下面層+1 cm 同步碎石封層+54 cm 水泥穩(wěn)定碎石基層（三層）。

路面施工于當年6月基本結束，到8月份時路面機動車道（靠近中央分隔帶的雙向四個機動車道）出現(xiàn)了嚴重的車轍病害。為了治理車轍病害保證行車舒適和安全，需對路面車轍病害進行調查、分析，并出具相應的車轍病害處理方案。

1 交通量調查和軸載計算

經(jīng)過為期三天的交通量調查，共統(tǒng)計各種類型的車12 988輛，小車10 071輛，貨車2917 輛，貨車比例達到22.5%。稱重數(shù)據(jù)顯示，貨車超重車737 輛，超重率達25.25%，特別交通量調查的第一天（11 月28 日），上行方向貨車超重。

經(jīng)過計算，該項目累計當量軸次為Ne=2.8×107gt;2.5×107次/車道，根據(jù)CJJ 169-2012《城市道路路面設計規(guī)范》的規(guī)定，交通量等級為特重交通荷載等級。

通過調查連續(xù)三天的交通流量進行交通量預測與分析，最終得出工業(yè)大道在設計年限內為特重交通量等級。當然交通量調查持續(xù)時間越長，數(shù)據(jù)越有代表性，相關單位應加強后續(xù)的交通量跟蹤調查。但是，工業(yè)大道作為縣城工業(yè)園區(qū)的主要運輸通道，周邊分布大量工廠以及建筑工地，重載、超載（特別是存在大量單軸超15 t 以上的多軸車輛）現(xiàn)象極其嚴重，對路面的破壞作用是巨大的、不可逆的。

2 病害調查

工業(yè)大道是城市主干道，也是縣城工業(yè)園區(qū)主要運輸通道，道路兩側坐落大量的工廠廠房和房建項目，貨物運輸車輛、施工車輛以及渣土運輸車輛重載、超載現(xiàn)象比較嚴重，致使工業(yè)大道兩側路面機動車道產(chǎn)生了較為嚴重的車轍病害，總體分析有幾個特點：

（1）全線瀝青路面只有車轍病害，無裂縫、坑槽、沉陷等其他病害。

（2）左右兩幅平均車轍嚴重程度基本相當，車轍病害主要集中在機動車道1 與機動車道2，但機動車道2 的平均車轍深度大于機動車道1 的平均車轍深度。

（3）交叉路口以及紅綠燈等候區(qū)域車轍深度相對于其他位置要大，例如起點LK0+020 斷面最大車轍深度達到80 mm，重載車輛急剎車以及長時間作用會加劇路面車轍病害的產(chǎn)生。

（4）調查發(fā)現(xiàn)車轍嚴重路段（車轍深度大于15 mm）主要表現(xiàn)為輪胎下方的下沉以及同時出現(xiàn)的兩側隆起，車轍斷面呈W 形，屬于典型的失穩(wěn)型車轍；部分車轍輕微路段（車轍深度小于10 mm）目前主要處于二次壓密變形過程，轍槽兩側隆起不明顯。

（5）車轍深度大于10.0 mm 且小于15.0 mm 的路段有8 段（車道），共計1 220車道；車轍深度大于15.0 mm 的路段有5 段（車道），共計3 300 車道。

3 混合料動穩(wěn)定度試驗

對現(xiàn)場取回來的車轍板試件加工后進行動穩(wěn)定試驗（圖1），由于上、中面層的分割會對試件產(chǎn)生破壞作用，故首先進行上+中面層混合料的動穩(wěn)定試驗，待試驗完成后再進行試件加工，切割上面層后，單獨進行中面層混合料的動穩(wěn)定試驗，試驗結果如表1所示。

從表1可以得出幾點結論：

（1）上面層+中面層組合試件的動穩(wěn)定度值在4 737～9 844 次/mm 之間，滿足JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》關于改性瀝青混合料在夏炎熱區(qū)（1-4）動穩(wěn)定度不小于2 800 次/mm 的要求。

（2）中面層試件的動穩(wěn)定度值在1 548～3 462 次/mm 之間，滿足JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》關于普通瀝青混合料在夏炎熱區(qū)（1-4）動穩(wěn)定度不小于1 000 次/mm 的要求。

（3）所有的動穩(wěn)定數(shù)據(jù)均較大，特別是上面層+中面層的組合試件的動穩(wěn)定度較大，主要是經(jīng)過半年行車荷載作用后，混合料的密度有所增大，加上表面的瀝青在路面上經(jīng)過一段時間的自然老化，其黏度一定程度增加。

4 病害原因分析

項目的車轍病害主要表現(xiàn)為輪胎下方的下沉以及同時出現(xiàn)的兩側隆起，車轍斷面呈W 形，屬于典型的失穩(wěn)型車轍。即在高溫條件下，由于瀝青混合料中顆粒之間瀝青膜在外力作用下產(chǎn)生了剪切變形，引起集料顆粒出現(xiàn)相對位移，車輪反復碾壓作用載荷應力超過瀝青混合料的抗剪強度，使流動變形不斷積累形成車轍。

調查組通過現(xiàn)場踏查、取樣以及查閱配合比設計報告進行綜合考量，并進行了瀝青混凝土面層鉆芯實驗室檢測數(shù)據(jù)和車轍試件動穩(wěn)定度實驗分析其病害形成因素可能主要有幾點：

（1）工業(yè)大道是縣城工業(yè)園區(qū)主要運輸通道，周邊廠區(qū)較多，且有大量的房建工程在施工，渣土車以及貨物運輸車輛存在嚴重的超載現(xiàn)象（有些貨車的重量甚至超過了100 t）。經(jīng)過為期三天的交通量調查，共統(tǒng)計各種類型的車12 988輛，小車10 071 輛，貨車2 917 輛，貨車比例達到22.5%。3天稱重數(shù)據(jù)顯示，貨車超重車737 輛，超重率達25.3%，特別在交通量調查的第一天（11 月28 日），上行方向貨車超重率高達40.0%。瀝青路面在如此巨大的交通荷載作用下，只需要在稍高溫度天氣影響下，短時間內就可以形成嚴重車轍。這是本項目產(chǎn)生車轍病害的主要原因。

（2）路面的上面層以及中面層的實際級配偏細，雖然滿足規(guī)范C 型級配要求，但離骨架密實型級配要求有一定差距，混合料的級配嵌所能力偏弱。另外，中面層使用的是普通70 號A 級道路石油瀝青，未使用改性瀝青，也沒有采取其他提高高溫穩(wěn)定性的措施，難以適應如此大交通量的渠化交通，容易形成車轍。當然，瀝青面層局部有不密實現(xiàn)象，也會發(fā)生壓密型車轍。

5 病害處理方案

根據(jù)對車轍病害進行檢測，發(fā)現(xiàn)變形主要發(fā)生在中面層，因此主要采用銑刨車轍路段瀝青中、上面層，采用優(yōu)化后的瀝青中、上面層混合料重新進行攤鋪，較為徹底修復車轍病害。

銑刨中、上面層，銑刨深度為10 cm，（即4 cm 厚改性瀝青AC-13 和6 cm 厚石油瀝青AC-20C），重鋪4 cm 改性瀝青AC-13C+6 cm 改性瀝青AC-20C。

另外，在銑刨重鋪上面層AC-13C 改性瀝青混合料料中宜添加抗剝落劑（不低于瀝青用量的0.3%）和2%的水泥（替代部分礦粉），以增強面層混合料的抗水損害能力。在重鋪中面層AC-20C 改性瀝青混合料中宜添加抗車轍劑（不低于混合料總量的0.3%），提高中面層的高溫穩(wěn)定性。銑刨清掃后，表面灑布改性乳化瀝青粘層油，灑布量為0.5 L/m2，攤鋪6 cm 改性瀝青AC-20C 中面層，碾壓密實后，表面灑布改性乳化瀝青粘層油，灑布量為0.5 L/m2，然后再攤鋪4 cm 改性瀝青AC-13C 上面層。如果銑刨后發(fā)現(xiàn)下面層有松散、裂縫，應先對下承層病害進行處治。

車道銑刨應設置臺階，橫向臺階寬度不少于15 cm，縱向臺階不少于150 cm，確保搭接寬度（圖2、圖3）。

6 結束語

（1）通過鋪設改性SBS中層面瀝青混凝土（加入抗車轍劑），同時保證瀝青混凝土出廠配合比和施工質量監(jiān)督措施，道路整治后并經(jīng)過暑期高溫考驗，目前運營情況相當良好，未出現(xiàn)任何病害。希望為類似的公路、城市道路建設的采空區(qū)路基處理提供參考。

（2）為了避免城市道路瀝青混凝土路面出現(xiàn)車轍病害，由于大量重載、超載車對路面的破壞作用是巨大的、不可逆的，這是本項目完工后短期內產(chǎn)生車轍病害的主要原因。因此，相關的管理單位今后要加大對工業(yè)大道周邊道路的查超、治超力度，堅決遏制此類違法、違規(guī)現(xiàn)象發(fā)生，同時在高溫季節(jié)要采取灑水降溫等措施盡可能減少道路車轍病害產(chǎn)生。

（3）在路面施工過程中，施工單位可能會混合料級配控制不嚴、中面層混合料油石比控制不嚴以及瀝青面層局部壓實不足等問題，在一定程度上降低了混合料的高溫穩(wěn)定性，增加了路面產(chǎn)生車轍病害的可能。另外，在施工過程中，瀝青面層厚度控制不嚴，部分芯樣總厚度不滿足規(guī)范要求。而瀝青混合料的瀝青含量（油石比）、礦料級配和路面厚度、壓實度是瀝青混凝土面層的關鍵指標，對瀝青路面的路用性能和使用壽命影響非常大。需要監(jiān)理及業(yè)主單位對施工情況予以監(jiān)督和控制，保證施工質量，防止病害產(chǎn)生。

（4）建議設計單位在進行路面結構設計時，應對道路周邊實際交通量和軸載情況予以調查和明確指標，如周邊短時間內有存在超載和重載情況，應予以針對性設計，可在中面層也采用改性瀝青混凝土，同時適當提高動穩(wěn)度系數(shù)等設計指標，以保證路面結構能抵抗這種極限超載車輛作用，防止車載病害的產(chǎn)生。

參考文獻

［1］ 湖南省建筑設計院.澧縣工業(yè)大道車轍處理施工圖設計［R］.2019.02

［2］ 張亮.重載交通瀝青路面設計指標研究［J］.交通標準化.2013（2）：44-47.