高速公路瀝青路面重車轍病害原因及處治措施

楊逵

摘要：目前高速公路瀝青路面車轍病害現(xiàn)象不斷加劇，對道路交通產(chǎn)生了不良影響，同時高速公路瀝青路面的病害引起了工程建設(shè)及社會各個方面的高度重視。文章分析了高速公路瀝青路面重車轍病害的類型及病害原因，探究了重車轍的形成機理并提出了防治措施，進而改善當(dāng)前高速公路瀝青路面重車轍病害現(xiàn)象，確保道路通暢。

關(guān)鍵詞：高速公路；瀝青路面；重車轍；病害原因；處治措施 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U412 文章編號：1009-2374（2015）36-0097-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.36.047

重車轍是高速公路瀝青路面的常見病害之一，然而導(dǎo)致路面永久性變性的綜合因素有很多，渠化行車荷載、高溫以及路面本身殘缺等都會造成路面出現(xiàn)帶狀凹坑現(xiàn)象。當(dāng)交通量增大，車輛超載現(xiàn)象嚴(yán)重時會導(dǎo)致高速公路瀝青路面出現(xiàn)重車轍病害，使得行車顛簸，難以暢通行駛，且大大降低了高速公路的服務(wù)性能。本文根據(jù)瀝青路面重車轍病害原因進行具體探究，并提出了相應(yīng)的治理措施，進而改善道路通行現(xiàn)狀，充分發(fā)揮高速道路的服務(wù)性功能。

1 高速公路瀝青路面重車轍病害的機理及類型

1.1 高速公路瀝青路面重車轍的形成機理

其形成因素主要有：（1）瀝青混合料的后續(xù)壓實。在高速公路路面被碾壓成型前，其組成物是骨料、細(xì)砂、瀝青以及空氣，當(dāng)溫度過高時，松散的混合物處于半流動狀態(tài)，并且由瀝青和礦粉組成膠漿被混合在礦料間隙中，碾壓完成后，高速公路瀝青路面在受到汽車荷載的作用下，壓實效果更強，并形成微量的永久變形。按照施工技術(shù)規(guī)范，高速公路的壓實度其標(biāo)準(zhǔn)密度要達(dá)到96%以上，瀝青路面的厚度為15cm，在車輛行駛過程中，壓實度會達(dá)到100%，并形成0.6cm的輪跡；（2）松散混合物的流動變形。受到高溫以及重車荷載作用下，高速公路瀝青路面重的瀝青以及礦料會形成膠漿，出現(xiàn)流動狀況，造成瀝青混合料的流動變形，形成車轍現(xiàn)象；（3）瀝青混合料的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。道路在建設(shè)的同時，處于半固態(tài)的瀝青混合料，在受到高溫作用以及重車荷載作用時，首先瀝青會出現(xiàn)流動現(xiàn)象，由骨料及骨架來荷載重力。隨著溫度的不斷升高或重力荷載不斷加大，在受到瀝青潤滑的作用時，硬度比較大的礦料會沿著礦料之間的接觸面逐漸滑動，并且瀝青及膠漿會隨著輪跡做法線運動，造成瀝青路面出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失衡，路面穩(wěn)定性不佳，從而形成路面重車轍現(xiàn)象。

1.2 瀝青路面重車轍的類型

目前，高速公路路面出現(xiàn)重車轍現(xiàn)象，一般有結(jié)構(gòu)性車轍、流動性車轍、磨耗損型車轍以及壓密型車轍四種類型。高速公路在建設(shè)過程中，采用瀝青作為路面物料，施工人員一般選擇在半剛性基層上修筑，并且在施工過程中對壓實度的要求比較高。在選擇了基層強度和板體性能比較好的結(jié)構(gòu)材料時，出現(xiàn)重車轍的可能性比較小。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，高速公路瀝青路面重車轍現(xiàn)象中失穩(wěn)性車轍比較常見，本文主要對其進行具體探究，并提出了相應(yīng)的治理措施，以改善道路車轍現(xiàn)象。

2 高速公路瀝青路面重車轍病害的原因

筆者通過實踐調(diào)查及自身多年實踐工作經(jīng)驗，基于車轍形成的過程以及導(dǎo)致車轍形成的因素進行具體探究，由于瀝青路面在受到高溫以及重力荷載的作用下，導(dǎo)致瀝青變軟，其壓實度、路面穩(wěn)定性以及礦質(zhì)骨架的約束作用明顯降低，出現(xiàn)道路失衡。因此，表明瀝青對混合料的高溫性能以及荷載作用十分重要。影響重車轍形成的因素有骨架的穩(wěn)定性以及細(xì)集料，當(dāng)車輛在正常行駛過程中，受到剪應(yīng)力比較大的路段時，車輛出現(xiàn)制動現(xiàn)象，從路面表層向下發(fā)展，形成車轍或者是其他路面磨損，最終總結(jié)了三點關(guān)于高速公路瀝青路面重車轍病害的原因：

2.1 原材料方面

一般高速公路在修筑過程中，主要的材料是瀝青，普遍采用70號基質(zhì)瀝青來鋪設(shè)路面的上、中、下面層，該材料的抗車轍性能較差，很容易出現(xiàn)流動現(xiàn)象。在碎石材料中，施工人員通過提取實驗研究后，針對花崗巖顆粒以及黑色的軟弱顆粒進行取樣分析，其結(jié)果表明：黑色軟弱顆粒中含有7.10%的黑云母，其中淡云母含量為18.3%、石英含量為68.3%等，實驗表明，該物質(zhì)為煤質(zhì)顆粒。由于瀝青路面中原材料中的石灰?guī)r碎石成分分布不均勻，從而大大降低了瀝青原料與碎石顆粒的黏附性能，導(dǎo)致瀝青路面的性能受到一定的影響，出現(xiàn)了瀝青膜剝離現(xiàn)象，從而產(chǎn)生車轍病害。

2.2 材料配比方面

瀝青混合料的配比對于整個混合料的性能有著直接的影響，良好的級配與最佳油石比是重要因素。筆者通過自身經(jīng)驗以及查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，目標(biāo)配合比設(shè)計整體偏細(xì)的是中面層AC-20C以及下面層的AC-25C。篩孔通過率偏高的是中面層4.75mm以上的位置，造成中面層級配變得更加細(xì)致，降低并減緩了抗車轍的性能；另外，干擾瀝青混合料內(nèi)部粒子的因素是下面層鋸齒狀目標(biāo)級配曲線，其碾壓度不足，密實性效果欠缺。實驗研究發(fā)現(xiàn)，通過率均小于目標(biāo)配合比設(shè)計，且大于1.19mm篩孔時，高速公路瀝青混合物料偏粗的中面層以及下面層物料，大大降低車輛荷載力，抗車轍的能力不斷下降。通過樣本抽取實驗中了解到：在生產(chǎn)物料配合比中，一般上面層油石比比較大，中面層油石比適合，而下面層油石偏差比較大，總結(jié)出：油石比偏大是導(dǎo)致車轍現(xiàn)象的主要原因。

2.3 道路施工工藝方面

高速公路路面施工工藝是影響瀝青工程路面質(zhì)量的主要因素。由于瀝青混合料的中面層和下面層壓實度不足，很容易形成車轍病害，另外，由于路面修筑過程中，對瀝青路面的碾壓次數(shù)偏少或者是瀝青混合料的溫度因素，都會導(dǎo)致車轍病害的形成。

3 高速公路瀝青路面重車轍病害的處治措施

目前，高速公路瀝青路面重車轍病害現(xiàn)象加劇，它直接影響著整個道路工程的發(fā)展和創(chuàng)新，為了提高道路施工質(zhì)量，避免由于瀝青路面重車轍病害導(dǎo)致高速公路服務(wù)性能的下降，影響道路正常運輸。筆者通過自身多年實踐工作經(jīng)驗，在查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，提出了有關(guān)瀝青路面重車轍病害的處治措施，具體有以下四點：

3.1 采用科學(xué)合理的骨架級配

道路施工中，選用科學(xué)、合理的瀝青混合料中礦料級配類型，對于瀝青混合料的高溫性能以及重力荷載作用有著十分重要的作用。采用骨架嵌擠型結(jié)構(gòu)的高溫性能級配，漿粗料集中起來，以便適度增多，提高高溫性能的穩(wěn)定性，并且漿級配曲線調(diào)整成“S”形，在控制好關(guān)鍵篩孔通過率的前提下，提升瀝青路面的荷載力。

3.2 控制瀝青標(biāo)號及用量

實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：采用低標(biāo)號的瀝青混合料其高溫性能要優(yōu)于高標(biāo)號的瀝青混合料，在實際應(yīng)用中，可能會遇到氣溫相差比較大時，施工過程中卻采用重交90號瀝青，該現(xiàn)象不合理，可能會影響瀝青混合料的高溫性能。因此，高速公路施工中，一般要根據(jù)某地區(qū)的氣溫選用不同標(biāo)號的瀝青混合料，且瀝青用量允許誤差要控制在0.2%左右，另外，在修筑以及高速公路、炎熱地區(qū)路段或者是山區(qū)公路坡度地段時，由于發(fā)生重車轍的可能性比較大，需要將瀝青混合料的空隙率控制在最佳范圍內(nèi)，并且減小到0.5%，以科學(xué)合理的瀝青用量，降低路面重車轍病害的發(fā)生。

3.3 將瀝青混合物料的質(zhì)量控制在合理范圍內(nèi)

配料中，通過計算，確保粗集料的針片狀含量合理，一般當(dāng)針片狀含量過大時，車輛在正常行駛中，很容易發(fā)生級配退化現(xiàn)象，且加快了車轍病害的速度。因此，施工中盡可能選用強度比較好的粗集料，并且添加瀝青抗剝落劑、消石灰等，增強瀝青混合料與粗集料的黏附性能；而細(xì)集料的含泥量對道路路面的高溫性能同樣有著重大影響，當(dāng)碎石加工廠沒有配置除塵設(shè)備時，石屑中的穩(wěn)定性就會受到影響，造成合成級配曲線出現(xiàn)駝峰曲線，嚴(yán)重降低并影響了瀝青路面的車轍性能，其抗高溫車轍性能也在迅速下降，這就提示施工人員在道路修筑過程中一定要對石屑進行除塵處理，并且將其控制在0.075mm通過率，堅決不能使用回收的礦粉作為原料。

3.4 控制并提升壓實度

減少壓密型車轍的途徑是嚴(yán)格控制道路壓實度。根據(jù)有關(guān)資料了解到，壓實度標(biāo)準(zhǔn)范圍為馬歇爾試件標(biāo)準(zhǔn)密度的96%，且對路面的實際空隙率要控制在10%以內(nèi)，在控制壓實度時，必須適當(dāng)增加現(xiàn)場空隙率，采用理論最大密度為92%進行雙控，提升高溫性能，降低車轍病害的形成。另外，針對瀝青路面重車轍病害，已經(jīng)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞的現(xiàn)象，施工人員可以選擇洗刨原路面的瀝青混合料，按照抗車轍類型對其進行重新鋪裝，增強其高溫性能，另外還可以選擇對原路面進行熱再生處理，提升并改善瀝青混合物的性能，提升道路運輸?shù)暮奢d力，增強瀝青混合料路面的使用壽命，提升高速公路運輸?shù)耐〞承院头?wù)性。

4 結(jié)語

綜上所述，通過研究高速公路瀝青路面重車轍病害的原因及形成機理，其形成原因可能是車輛超載或者是瀝青混合料本身因素，導(dǎo)致車轍病害。為了提高瀝青路面荷載能力，降低并減少車轍病害的發(fā)生，要求施工人員選擇性能比較好的瀝青路面以及路面基層，提升高速公路的穩(wěn)定性和安全性。為了徹底解決并控制這一現(xiàn)象的發(fā)生，還需要我國從事科研與行政管理部門共同努力，共同處治車轍病害，同時需要交通道路運輸部門以及汽車制造部門的大力配合，根據(jù)目前高速公路瀝青路面重車轍病害的原因提出針對性解決措施，提高道路運輸?shù)耐ǔＰ院头?wù)性功能，改善并提升我國高速公路建設(shè)水平，并采用科學(xué)的道路施工工藝，制定并研究優(yōu)化的方案做好重車轍病害的預(yù)防措施及處理工作，促進經(jīng)濟的快速發(fā)展，推動我國高速公路事業(yè)的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]冉旭波.高等級公路瀝青路面車轍病害成因和防治措施[J].科技信息，2011，（20）.

[2]邊建民.瀝青路面嚴(yán)重車轍病害的治理[J].交通世界（運輸·車輛），2011，（6）.

[3]李千忠.高速公路長大縱坡段瀝青路面車轍處治技術(shù)[J].交通世界（建養(yǎng)·機械），2011，（6）.

[4]蔣俊民.公路瀝青混凝土路面車轍處治與養(yǎng)護探析

[J].科技信息，2008，（27）.

[5]凌晨，徐亞林，丁武洋.京滬高速公路車轍病害調(diào)查與分析[J].現(xiàn)代交通技術(shù)，2008，（1）.

（責(zé)任編輯：黃銀芳）