淺析瀝青路面車轍影響因素及防治措施

郭軍峰 周增豪

（平頂山市佳洋路橋工程有限公司，河南 平頂山 467000）

1 瀝青路面車轍影響因素

瀝青路面車轍病害的產生，將嚴重破壞路面結構層，影響路面使用性能，危害行車安全。為此，應充分了解瀝青路面車轍影響因素。

1）瀝青混合料。現行的瀝青路面設計的主要依據指標是瀝青混合料的強度，其取決于混合料的粘結力和內摩擦角的影響；粘結力又取決于瀝青材料的化學結構、膠體結構、物理化學性質、稠度、瀝青膜的厚度、瀝青礦料比、瀝青與礦粉系的分散結構特征以及瀝青與礦料的相互作用。（1）材料性質。瀝青的粘度和瀝青與礦料之間的粘附性是影響瀝青混合料高溫穩定性的兩個因素；瀝青粘度越大，瀝青與礦料之間的粘附越好，那么混合料的高溫穩定性越好，因此要選用粘度大的瀝青和非酸性礦料以提高混合料的高溫穩定性和強度，以便產生較高的抗車轍能力；瀝青改性是一種提高瀝青高溫穩定性的有效手段，改性瀝青混合料同標準混合料相比車轍深度有明顯減少。（2）礦物集料的表面紋理、料顆粒大小、形狀、級配、顆粒相互位置、礦料數量，可以影響混合料的孔隙結構，即孔隙的大小、形狀與連通閉合情況、瀝青用量狀況以及瀝青的用量和瀝青同集料的互相作用情況，因而可以對車轍的大小表現出不同的影響。（3）礦料級配。為探討集料級配對車轍大小的影響，有關研究人員將集料分為過細級配組、細級配組和粗級配組三種，環道試驗結果表明：熱拌瀝青混合料在最佳瀝青含量、8%空隙率時粗級配有較大的車轍深度，過細級配次之，細級配組車轍深度最小。可見，單純增大礦料粒徑并不能提高路面抗車轍能力。

2）路面結構組成。瀝青路面的抗車轍能力還與路基類型和路面厚度有關。當其路基為砂土材料時，面層厚度對車轍影響很大，面層瀝青混合料較薄時車轍較深，而且較大部分來自路基的形變；而當面層較厚時，路基基本上不產生車轍。在當路基為剛性或半剛性材料時，車轍的深度隨瀝青混合料面層厚度的增大而增加，這時的車轍總量90%來自瀝青混合料面層本身。由此認為，當路基和基層強度較高時，采用薄瀝青混合料面層可以有效地控制車轍深度，而當路基基層強度較弱時應適當增加面層厚度，但這樣構筑的道路，往往由于路面回彈模量與路基回彈模量之間的比值過大，帶來不盡合理的結構組合，而且也不夠經濟。平鐘高速路基地質結構復雜，車轍病害的成因與結構密不可分。

3）交通荷載及環境條件。（1）渠化交通。由于城市道路交通組織的渠化，導致瀝青路面車轍破壞的情況日漸突出。在同一結構、同一條道路上，劃分出不同交通形式的兩段道路進行試驗，結果證明：渠化交通路段的車轍顯著增長，混合交通路段車轍增加較慢，其原因是混合交通時荷載作用范圍較寬，變形面較大，同一位置的車轍累積較小，而渠化交通同一位置處的車轍累積量大。（2）荷載。試驗研究證明：車輛超載加快路面的病害。在不同的軸載作用下，重軸載作用產生的車轍較輕軸載大得多；道路交叉口和停車點的車轍通常為正常行駛路段的2～5倍。

4）環境氣候條件。溫度升高時瀝青粘度變小，其抵抗蠕變的能力下降，在受到外力時很容易產生永久剪切變形導致瀝青材料橫向流動而產生車轍。當路面積水或路面結構含水量增加時，瀝青和礦料之間的粘結力在潮濕條件下會被削弱或破壞，在行車荷載和水分的聯合作用下，這種病害會明顯加劇，導致瀝青路面產生較大的車轍。

2 工程概況

某公路工程為雙向四車道，為瀝青混凝土路面，路面結構為73cm厚。自通車運營后，逐步產生不同程度地早期病害，主要包括車轍、裂縫等，且呈不斷擴大趨勢，如不及時治理，將對路面正常行車功能造成嚴重影響，為此，決定進行大面積維修養護。經斷面切槽觀察可見，主要為失穩型車轍，變形集中出現于路面中上面層，半剛性基層未見病害。車轍位置路面上面層為3.1cm厚，此厚度下面層具有較低抗剪強度，根本無法承受反復荷載。同時，發現車轍位置中面層具有較大空隙率，混合料密實度不夠，這種情況下，中面層整體強度較低，在車輛碾壓作用下極易補充壓實。

為更好地了解車轍病害情況，決定進行取芯試驗，本試驗選具有代表性的8個芯樣，通過計算可得，上面層平均厚度為3.5cm、中面層平均厚度為4.5cm、下面層平均厚度為5.9cm，且37.7cm為水穩碎石上基層平均厚度。經觀測，8個芯樣瀝青面層較為完整，但中面層、底面層都存在較大空隙，同時，8個芯樣水穩層都呈現出完整、松散各半的現象。且有大量泥土存于芯樣瀝青層和水穩層之間，具有不均勻性。按照《公路瀝青路面施工技術規范》要求，試驗所選瀝青混合料級配均滿足技術規范要求，但嵌擠性較差，為此決定選取超薄磨耗層用于路面車轍維修養護，以此有效提高施工效果。

3 瀝青路面車轍防治措施

1）舊路處治。根據施工現場具體情況，在車轍病害處理中，必須銑刨車轍路面，且根據車轍深度進行處理。當車轍深度在1.5cm以下時，則不予處理；當車轍深度在1.5～2.5cm范圍內時，則先銑刨車轍波峰，隨后將超薄磨耗層鋪設其上；當車轍深度在2.5cm以上時，可整體銑刨處理所有車轍，并通過AC-13瀝青混合料進行處理。

2）施工工藝。（1）拌和。施工前，需先做試拌，對混合料配合比進行詳細檢測，通過馬歇爾試驗，確定溫度、礦料級配、瀝青含量等參數，如存有問題，需及時調整。在原材料準備過程中，必須合理控制材料溫度，如在160～175℃之間控制SBS改性瀝青溫度，在190～205℃之間控制礦料溫度。待礦料溫度達到規定值后，即可向攪拌缸內投料，隨后投入其他材料，此時可進行10s干拌。按照6.6%石油比，將基質瀝青投入，此時可進行45s以上濕拌。待完成攪拌工作后，需合理控制混合料溫度，不得高于195℃。（2）運輸。因熱混合料具有較大粘度，極易粘貼到運輸車車廂周圍，增加卸料困難性，為此可適當噴灑或涂抹植物油、肥皂水，避免問題出現。根據設計要求，必須在規定時間、溫度條件下，將混合料及時運輸到施工場地，且完成壓實工作。如混合料出現離析、花白、團塊等情況，則不得使用。為保證攤鋪連續施工，需合理控制運料車和攤鋪車之間的距離，一般以10～30cm為準。卸料過程中，需掛空擋，依托攤鋪機不斷前進，如施工斷面上存有殘料則需及時清除。（3）攤鋪。通常選用機械法完成攤鋪施工，如存有死角，則可結合人工進行攤鋪。施工前，需做好攤鋪預熱工作，一般為1h，要求攤鋪厚度必須與設計要求相符。為避免離析問題，不得通過人工耙平。瀝青路面施工對溫度要求較高，在施工中必須嚴格控制攤鋪溫度。（4）壓實。初壓、復壓及終壓是瀝青混合料壓實三個階段，各階段壓實呈循序漸進的趨勢，必須保證施工連續性，不允許階段。初壓時可選用鋼輪壓路機進行2遍靜壓，復壓時則可先通過鋼輪壓路機3遍振動壓實，隨后再通過輪胎壓路機進行3遍揉搓碾壓施工。終壓是為了消除輪跡，此時選用鋼輪壓路機進行1遍靜壓、收光即可，待碾壓完成后，需檢查壓實度，必須保證滿足設計要求。（5）開放交通。嚴禁任何車輛、工具放在碾壓完并未冷卻的瀝青面層，同時不得隨意丟棄雜物。當瀝青面層碾壓后，路面溫度降至50℃以后，才能開放交通。如路段撒鋪黏層，需一次攤鋪完混合料，嚴禁存留斷面。

4 結束語

綜上所述，在行車荷載和自然因素的長期作用下，瀝青路面會呈現出不同程度的病害問題，如車轍、裂縫、坑槽等，其中車轍病害影響較大，若不及時處置，將嚴重影響路面平整性，甚至會引發交通安全事故。為有效治理瀝青路面車轍病害，必須找出車轍的影響因素，根據工程實際情況，采取有針對性、合理、科學的處置措施，提高施工整體質量。