瀝青混凝土路面抗車轍性能研究

楊夫江

【摘要】車轍是瀝青混凝土路面的一種損壞形式，主要是由于混凝土路面瀝青混合料被壓密和剪切變形所致，其表現(xiàn)為瀝青混凝土路面輪跡帶范圍內(nèi)路面有下凹的現(xiàn)象，有時還伴隨著輪跡帶邊緣的隆起，并且一般發(fā)生在面層。本文介紹了我國現(xiàn)行瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法中存在的問題，并就瀝青混凝土路面車轍破壞類型以及危害，同時探討了瀝青混凝土路面車轍產(chǎn)生的原因，在此基礎(chǔ)上，提出了瀝青混凝土路面抗車轍能力技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】瀝青混凝土路面抗車轍性能技術(shù)措施

中圖分類號：U416.217

0.引言

這年些來，瀝青混凝土路面隨著我國公路建設(shè)的飛速發(fā)展越來越廣泛地應(yīng)用為公路主要的路面類型。同時我國渠化交通的形成、汽車軸載的加大以及公路交通量的不斷增加，瀝青混凝土路面的車轍問題已經(jīng)成為一個普遍性的問題。據(jù)不完全統(tǒng)計，在維修以及養(yǎng)護(hù)瀝青混凝土路面中，由車轍引起的路面破損、毀壞大約占80%。總所周知，由車轍引起的路面破損其危害性與其他路面病害相比是最大的，對交通安全構(gòu)成直接威脅，另外維修也是最困難的。因此研究瀝青混凝土路面抗車轍性能是非常有意義的。

1.瀝青混凝土路面車轍破壞類型

車轍是瀝青混凝土路面的一種損壞形式，主要是由于混凝土路面瀝青混合料被壓密和剪切變形所致，其表現(xiàn)為瀝青混凝土路面輪跡帶范圍內(nèi)路面有下凹的現(xiàn)象，有時還伴隨著輪跡帶邊緣的隆起，并且一般發(fā)生在面層。車轍按不同成因分為3類：

1.1.結(jié)構(gòu)性車轍

結(jié)構(gòu)性車轍大多數(shù)是因?yàn)橹嘎访娼Y(jié)構(gòu)的設(shè)計存在缺陷或由于交通荷載所致。此種類型的車轍寬度比較大，兩側(cè)不會有隆起現(xiàn)象，橫斷面成淺盆狀的凹型（U字型）。

1.2.壓密性車轍和磨損性車轍

由于瀝青層面本身的性質(zhì)會引起壓密形變等壓密性車轍，它很容易被認(rèn)出來，因?yàn)槭浅尸F(xiàn)V形狀的。磨耗型車轍主要是由于在自然環(huán)境作用下或車輪的磨損持續(xù)消耗了瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)的表層材料所致。其外因是交通荷載存在反復(fù)作用；其內(nèi)因是瀝青混凝土材料有高溫穩(wěn)定性以及其抗剪切變形能力有所不足。

1.3.失穩(wěn)性車轍導(dǎo)致

產(chǎn)生失穩(wěn)性車轍的主要原因是瀝青混凝土路面的結(jié)構(gòu)層的瀝青混合料缺少高溫穩(wěn)定性，在車輪荷載作用下瀝青混合料流動產(chǎn)生橫向位移。失穩(wěn)性車轍，從整體看呈現(xiàn)出W型，有較為明顯的隆起。

2.車轍的危害

目前，半鋼性基層在強(qiáng)度以及板體性方面都有比較突出的表現(xiàn)，半剛性的基層瀝青路面大都在國內(nèi)得到比較廣泛的應(yīng)用。在形變方面，半剛性基層以及基層以下部分的形變較小，因此，在此類基層方面，造成瀝青混凝土路面車轍的主要因素是車轍的作用。在國內(nèi)，將來的車輛將會比現(xiàn)在出現(xiàn)較大的增長，交通壓力大，渠化的特性也在車輛行駛中慢慢呈現(xiàn)，由于在車輛的長期作用下，瀝青混凝土路面將會發(fā)生永久性的變形，因此而導(dǎo)致了車轍的出現(xiàn)。一般來說，在車輛長期的壓力下，瀝青的厚度將會變得更薄，將會降低路面和路面的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，導(dǎo)致公路其他方面的病害出現(xiàn)，路面服務(wù)的質(zhì)量降低，行車的安全得不到保障，在公路的維修與養(yǎng)護(hù)方面的費(fèi)用也將大幅度提高。

2.1.降低服務(wù)質(zhì)量，提高維護(hù)成本

在車轍的上部和底部將會出現(xiàn)集中的應(yīng)力，這便會造成瀝青混凝土路面出現(xiàn)縱向的裂縫，雨水將會滲入路面層以及基層，這樣不僅縮短了公路基層的使用時間，也導(dǎo)致路面的服務(wù)質(zhì)量得不到保證，路面的維護(hù)與修理的成本也將大幅度提升。

2.2.會形成的安全隱患

車轍會導(dǎo)致路面出現(xiàn)凹凸不平的情況，對行車的舒適造成影響。要是出現(xiàn)的車轍情況不是很嚴(yán)重，在車輛變道以及車輪在轍槽時會出現(xiàn)輕微的晃動。在車轍較為嚴(yán)重的路面上，車輛在緊急變道時將會導(dǎo)致失控甚至導(dǎo)致翻車。另外，在排水系統(tǒng)不好的車轍路面上，路面的積水將會導(dǎo)致車輛出現(xiàn)滑移現(xiàn)象。在氣溫相對較低的地方，路面的積水還會有可能結(jié)成冰，對安全行車造成嚴(yán)重的影響。

3.車轍產(chǎn)生的影響因素及原因分析

3.1.內(nèi)部因素分析

3.1.1.原材料性質(zhì)、材料設(shè)計等影響

瀝青的影響：路面的使用性能直接受瀝青質(zhì)量優(yōu)劣的影響，普通瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)與改性瀝青相比都比較差，在抗車轍性能力方面改性瀝青也大大高于比普通的瀝青。

瀝青混合料級配的影響：在瀝青混合料中起著關(guān)鍵性作用的就是級配。路段出現(xiàn)比較嚴(yán)重車轍的，級配設(shè)計通常比較精細(xì)，形成的嵌擠結(jié)構(gòu)骨架不夠密實(shí)，因此形成了車轍。

3.1.2.控制施工質(zhì)量以及路面均勻性的原因

當(dāng)前，形成車轍的主要因素之一是施工的質(zhì)量，一般情況下，在施工中比較容易出現(xiàn)以下問題：

（1）混合料性質(zhì)比較軟弱：混合料的離析相對比較嚴(yán)重，導(dǎo)致級配出現(xiàn)比較大的偏差；

（2）對平整度的重視程度過大，忽略了壓實(shí)度的要求；

（3）現(xiàn)場施工的管理不到位，沒有及時進(jìn)行碾壓或者碾壓的溫度比較低，甚至出現(xiàn)漏壓現(xiàn)象；

（4）控制油石比的準(zhǔn)度不夠；中層間的結(jié)合偏差，致使瀝青混凝土路面的層間出現(xiàn)滑動的現(xiàn)象等。

3.2.外部因素分析

3.2.1.所處地區(qū)的氣候

車輛荷載以及氣候（溫度較高）是瀝青混凝土路面產(chǎn)生車轍的主要原因之一。瀝青混凝土路面車轍的形成過程是一個長期動態(tài)變幻的過程，所以瀝青混凝土路面所處的地區(qū)溫度越高，瀝青混合料的勁度模量就越低，所具備的抗車轍能力越小。

3.2.2.車輛的荷載與流量

車輪在進(jìn)行豎向或水平荷載作用時，會使瀝青層內(nèi)部產(chǎn)生一定的剪應(yīng)力，而此種剪應(yīng)力非常容易導(dǎo)致瀝青混合料出現(xiàn)剪切變形的現(xiàn)象，而且無法恢復(fù)，經(jīng)過時間的累積，最終形成了車轍是瀝青路面產(chǎn)生車轍的主要原因之二。

4. 提高瀝青混凝土路面整體抗車轍能力的技術(shù)措施

4.1. 優(yōu)化瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)和級配

礦料級配的嵌擠作用在很大程度上（60%）決定了瀝青混合料中的高溫抗車轍能力，而瀝青結(jié)合料產(chǎn)生的抗車轍能力大約有百分之四十。根據(jù)調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)假如規(guī)范級配的控制在整體范圍內(nèi)，在相對的重排的情況下，集料顆料級配異常容易達(dá)到最密實(shí)的狀態(tài)，而此種級配對瀝青的含量甚為敏感，混合料很容易變得有可塑性，從而導(dǎo)致路面出現(xiàn)比較大的車轍，無法滿足重載交通的嚴(yán)格要求。除此之外，由于現(xiàn)代施工設(shè)備及工藝水平的飛速發(fā)展，對級配范圍的要求也相對比較高。因此，若要防止路面很快就出現(xiàn)較大車轍的情況，應(yīng)該及時優(yōu)化上、中、下各層面的瀝青混合料的級配范圍，相應(yīng)的調(diào)整現(xiàn)有的規(guī)范級配范圍，更加設(shè)計思想與緊密嵌擠骨架的結(jié)構(gòu)逐漸靠近，采取“抬頭平尾”的骨架密實(shí)型級配，以此來滿足抗滑的要求。同時，還要適當(dāng)?shù)目刂坪?.75rnnl以上集料的使用量。

4.2.加強(qiáng)瀝青混凝土路面層間結(jié)合

目前，某些工程項(xiàng)目一味的追求外觀，在中面層完成之后，一次性做多個項(xiàng)目（綠化、交通工程、通訊），然后都在上面層攤鋪。但這種做法很可能導(dǎo)致污染變重，因?yàn)橹忻鎸臃胖玫臅r間太久。其中有些施工單位會采用沖水的方式改善污染，但這樣做，不僅無法使污染得以改善，還容易致使泥水滲入中、下面層，最終致使層間積水。另外，層間攤鋪相距的時間過長也會加重污染，導(dǎo)致中、上面層粘結(jié)差，進(jìn)而無法達(dá)到層間基本的連續(xù)的規(guī)范要求，留下永久的隱患。因此，建議瀝青混凝土施工單位盡可能地合理安排的施工工序，盡可能的保證層面攤鋪的連續(xù)性，從根本上減少污染也使更牢固的連接層間。

4.3.采用優(yōu)質(zhì)結(jié)合料

在瀝青膠結(jié)料的選擇時，應(yīng)事先了解工地現(xiàn)場的氣候條件和交通的實(shí)際情況，再決定選用何種改性瀝青。若要選用基質(zhì)瀝青，需要考慮檢測瀝青的感溫性指標(biāo)針的入度指數(shù)（N）；若選用改性瀝青，則要考慮評價PC等級。在根本上調(diào)節(jié)抗車轍的能力，需要結(jié)合實(shí)際情況選用改性瀝青或基質(zhì)瀝青混凝土的，對瀝青的用量嚴(yán)格控制，保持瀝青混合料的動穩(wěn)定性。瀝青結(jié)合料對瀝青混合料的動穩(wěn)定度起關(guān)鍵作用，因此選用改性瀝青，就能在很大程度上提升動穩(wěn)定度。

5.結(jié)束語

研究瀝青混凝土路面抗車轍性能，有利于公路服務(wù)質(zhì)量、行車安全的提高，有利于避免或消除行車隱患。在科學(xué)理論的指導(dǎo)下對瀝青混凝土的路面施工的各個關(guān)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而提升瀝青混凝土路面的整體服務(wù)質(zhì)量和使用壽命。

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