淺談公路工程車轍病害產生機理及處治措施

楊雷雷

摘要：本文在充分了解車轍病害形成機理的基礎上，結合具體案例，采用超薄磨耗層處治路面車轍病害，以期更好地解決車轍病害，延長路面使用壽命。

關鍵詞：超薄磨耗層;車轍病害;工程概況

一、公路工程車轍病害產生機理

當前，在我國瀝青路面病害中，車轍病害多為流動性車轍類型，這種車轍病害的產生往往是由多方面因素引起的，而非一個單方面。可以認為是外部環境與內部材料共同作用下引發的病害。其中最主要的原因可歸結為以下幾點：

（一）瀝青混合料杭剪強度低。作為一種柔性路面，瀝青路面中車轍是其主要破壞形式。在行車荷載長期反復作用下，瀝青路面將受到反復剪力作用，若與材料自身抗剪強度相比，受到的反復剪力過大，則瀝青會流向兩側，甚至出現變形，伴隨時間的推移，將會產生車轍。對瀝青混合料抗剪強度影響較大的因素包括：瀝青用量過多、級配不當、礦粉用量不準確、設計方法有問題等。

（二）重載交通和氣候。形成車轍的外部因素主要為重載交通、夏季高溫等。在氣溫逐步升高的過程中，瀝青混合料的剛度會隨之下降，此時其結構強度也會因此而降低，同時，加之超載超重車輛的反復碾壓，將會出現較為嚴重的渠化現象，進而加重車轍病害。

（三）層間結合處理不合理。在路面設計過程中，界面條件滿足完全連續是最理想的狀態。若反之，則路面會出現分層情況，且各層間的極限拉伸應力、應變都會有所不同，這種情況下，將會增加路面被損壞的幾率。

（四）施工不均勻性。在基層質量不錯的情況下，于半剛性基層瀝青路面而言，若處于高溫條件下，瀝青混合料的抗剪強度、面層厚度均是影響路面抗車轍能力的主要因素。經室內研究表明，瀝青混合料的抗車轍能力一般用動穩定度表示，在長期車轍試驗研究中發現，在級配、油石比較為良好的條件下，若混合料拌和不均勻，或裝料成型不均勻，那么，必定會影響動穩定度結果，甚至會出現20%以上的偏差。但實際施工中，這種影響更大。無論是混合料的拌和、還是攤鋪，或是碾壓等，所有施工環節均會對路面質量均勻性造成影響。若施工存有不均勻性，則會影響整個施工質量控制，甚至會出現路面局部溫度不足、壓實不足等一系列問題，最終出現水損害，或產生車轍病害。

二、工程概況

某公路工程全長74.5km，路面總厚度為73cm，按照從上到下的順序，路面結構形式為4cmAK-13A細粒式瀝青混凝土+5cmAC-20I細粒式瀝青混凝土+6CmAC-251粗粒式瀝青混凝土+40cm水泥穩定碎石+18cm水泥穩定碎石。本公路通車運營多年，少數路段出現了病害問題，如車轍、擁包等，且隨著使用年限的增加，病害持續發展，進而對路面正常行車功能造成了嚴重影響，基于此，決定對路面進行大范圍養護維修。經切槽觀測可見，本路段多為失穩型車轍病害，多存于路面中上面層，而并未發展到半剛性基層。此外，車轍部位的路面上面層厚度僅為3.1cm，十分薄，這種情況下，如面層厚度不足，則會大大降低抗剪強度，在重載交通長期反復作用下承壓能力將備受影響。而其中面層部位，經發現空隙率大幅增加，混合料密實度不足，此時，中面層強度有所下降，在車載作用下，極易補充壓實。針對這種問題，經多方商議，決定采用超薄磨耗層處治路面車轍病害。

三、公路工程車轍病害處治措施

（一）舊路面病害處理

經上述分析，本路段主要為車轍病害，針對此病害，可分三種不同情況做出處理。若車轍深度在1.5cm以下，則無需處理;車轍深度在1.5～2.5cm之間時，則需先銑刨掉車轍波峰，隨后進行超薄磨耗層鋪設;車轍深度在2.5cm以上，則要銑刨掉整個車轍處，隨后采用AC-13瀝青混合料進行處理。

（二）拌和施工

在正式施工前，為避免后期施工出現問題，可先做試拌，主要對混合料配合比是否合理進行驗證。要通過馬歇爾試驗，對溫度、礦料級配、瀝青含量等參數檢測出現，若有不符，必須第一時間調整，保證滿足施工要求。

此外，還要做好材料溫度控制工作。如SBS改性瀝青加熱溫度可控制在160～175℃，礦料加熱溫度控制在190～205℃。待礦料溫度處于穩定狀態時，可先將其放入攪拌設備，隨后將礦粉等材料投入，并進行10s干拌，隨后投入基質瀝青進行45s以上濕拌。

（三）運輸施工

為避免混合料與車廂粘黏，可將一層防黏劑，如植物油等均勻涂刷到車廂內四周與底部。同時，在規定時間及溫度要求下完成運輸工作，為做到保溫，避免水分流失過快，可覆蓋篷布。在運輸到現場后，運料車與攤鋪機之間需保持安全距離，一般需控制在30cm左右。

（四）攤鋪施工

攤鋪是整個施工的重要環節，通常情況下，攤鋪瀝青混合料可選擇機械法，而機械攤鋪不到的地方，可結合人工法進行攤鋪。在整個攤鋪過程中，應始終保持連續、勻速、緩慢的原則進行施工，嚴禁中途停機。攤鋪可采用履帶式攤鋪機施工，攤鋪前，要充分預熱熨平板，溫度控制在100～110℃之間，同時還需做隔離劑噴灑處理。根據施工要求，可在1.17～1.25之間控制攤鋪松鋪系數，并與應力吸收層厚度結合，確定攤鋪層高程及邊樁掛鋼絲，從而為攤鋪機自動控制平整度提供方便。可在1.5～2.5m/mm之間控制攤鋪速度。

（五）碾壓施工

在混合料成型過程中碾壓極為關鍵，為此，必須合理選擇碾壓設備。緊隨攤鋪機進行碾壓施工，按照施工要求，一般需分三個階段完成施工，初壓時，可采用鋼輪壓路機進行2～3遍靜壓，后進行1～2遍弱振;復壓時，同樣可選擇鋼輪壓路機進行3～4遍振動碾壓，并配合膠輪壓路機進行3～4遍揉搓碾壓。終壓時，通過鋼輪壓路機進行1～2遍靜壓收光即可，以此消除明顯輪跡，保證壓實度滿足設計要求。

（六）開放交通

待瀝青路面碾壓完，但未冷卻前，嚴禁車輛通行。若路面溫度降至50℃以下，便可允許施工車輛通行，待完成中面層施工之后，才能開放交通。

四、結束語

綜上所述，近年來，伴隨國民經濟的迅速發展，我國經濟持續增長，公路建設里程越來越長，規模持續擴大。瀝青路面因其平整性良好、行車舒適、噪音小等優點得到了廣泛應用與大力推廣。在行車荷載和自然因素等多種因素影響下，路面極易出現大量早期病害，促使我國多數公路已步入養護維修階段，進一步加大了我國公路養護任務。其中車轍是一種最常見的路面病害類型，若大量出現，將對路面行車舒適性造成極大影響，甚至產生安全隱患。為此，如何做好車轍病害處治工作成為了關鍵。作為一種高效、低成本的車轍處治技術，超薄磨耗層在大面積及較為嚴重的病害處治中相比其他維修養護技術更具優勢，因此，在我國公路養護施工中得到了廣泛應用與推廣。

參考文獻：

[1]陳君燦.高速公路瀝青路面重車轍病害原因分析及處治[J].建筑工程技術與設計，2015（9）：1089-1089.