浅析沥青路面车辙病害形成机理及处治措施

周钧 郑州大发交通设施有限公司

一、 车辙形成机理

在行车荷载反复作用下，沥青路面的车辙病害形成主要分为三个阶段，如图1 所示。车辙形成机理同样包括3 方面，具体如下：

图1

(一) 后续交通压实

高温作用下，路面碾压成型后，原本松散的结构将逐步被压实，成为一个密实的结构，进而增强沥青混合料的整体性。交通开放后，在行车荷载的作用下，混合料将进一步被压实，空隙逐步缩小，轮迹带位置的混合料体积同样被一步一步减小，最终形成较小的永久变形。于路面而言，车辆交通将会产生两种不同结果，其一，压密后沥青混合料将逐步趋向稳定；其二，产生失稳流动性车辙。无论出现上述哪一种结果，均和路面材料组成结构、气温等因素息息相关。

(二) 沥青混合料流动变形

受高温条件限制，沥青混合料呈粘流态，属于一种半固体材料，当车轮接触路面后，在行车荷载作用下，被挤压的混合料将促使混合料内沥青、胶浆进行运动，部分空隙被填充，剩余空隙则随混合料继续运动。在不断积累的过程中，路表将产生永久变形。

(三) 沥青混合料结构性失稳变形

高温条件下，沥青混合料多以半固态呈现，沥青、胶浆等材料在外力作用下产生变化，矿料在混合料内担当骨架作用，是承担荷载的主要成分。在行车荷载和自然因素影响下，矿料将产生剪切运行，从而出现自由沥青富集现象，轮迹两侧隆起是此失稳变形的主要状态。

二、 工程概况

某公路工程全长37.8km，为双向四车道，建成通车时间较长，随着沿线地区经济的迅速发展，大大增加了本路线的交通压力。在行车荷载和自然因素等影响下，路面出现了一系列病害，如裂缝、坑槽、网裂、车辙等，已严重影响路面行车舒适性，甚至会带来一定安全隐患。其中车辙病害较为严重，因此决定在路面车辙病害调查的基础上，采取相应措施进行有效处治。

三、 路面车辙病害调查情况

为了解路面车辙病害实际情况，本文以上行、下行及全程公路情况进行车辙病害等级评价，分为五个评价等级，即优、良、中、次、差，表1 为统计结果。

由表1 可见，在本工程中，上行段车辙病害情况较下行段轻一些，但仍较为严重。在总里程中，本工程每公里RDI 评价当中，“优”“良”并不存在，主要集中在“中”等级，高达96.60%；甚至还存在不足1%的“差”等级评价，由此说明，本路段路面承载力较为一般，部分路段存在几种病害发生情况。针对这一问题，决定选择具有代表性的路段作为试验段进行病害处治。

四、 沥青路面车辙病害处治措施

在车辙深度较大路段，为保证路面施工性能良好，避免后期渠化交通带来严重安全隐患。决定以车辙病害深度为依据，合理选择病害处治措施。针对深度20mm 以内的车辙病害，本路段可采用微表处施工方案，针对深度20mm 以上车辙病害路段，则采用铣刨摊铺施工方案。基于多种因素考虑，本文仅对铣刨摊铺在沥青路面车辙病害处治中的应用要点进行分析。

(一) 铣刨摊铺工作原理

铣刨摊铺处理法多用于结构性车辙病害，一旦沥青路面基层被破坏，先挖除基层，再换填新混合料，随后施工面层。这种处置方法，可保证粘结层和防水层施工效果，避免二次车辙等病害发生。先铣刨再罩面，可进一步提升路面承载力，有效改善原路面使用性能。当基层破坏后，通过摊铺施工可以及时养护维修，从根本上消除或控制车辙病害。

(二) 铣刨摊铺处治流程

1.路面铣刨

沥青路面车辙病害产生原因多种多样，其形式也各不相同。因此，需综合考虑现场地形、病害原因等多种因素，并在确定车辙深度的前提下，才能最终确定铣刨深度和面积。沿道路行车方向采用铣刨机进行铣刨施工。在施工过程中，通常情况下，前期均要按照设定高度铣刨，随着施工的持续进行，可根据施工现场具体情况，适当调整铣刨高度，随时查看病害下面路面是否存在病害，铣刨至底层无病害才可停止施工。本次铣刨施工，采用分层铣刨方式，应留设横向台阶，不得在同一端面设置横缝。图2（a）为分层铣刨施工第一层铣刨施工图；图2（b）为三层铣刨图。

图2 （a）铣刨第一层后

表1 路面车辙病害情况表

图2 （b）铣刨三层后

由此可见，在铣刨完第一层时，路面存在横向裂缝，且发现有水，表明仍有病害存于沥青下面层或基层处，因此，需向底基层铣刨，保证路面病害得到有效解决，恢复路面使用性能。图2（b）为铣刨三层后的路面情况，铣刨后，即可一层一层处理，提高路面稳定性。

在铣刨施工中，应保证施工面清洁、干净。完成上述作业后，可均匀喷洒乳化沥青，待乳化沥青破乳后，即可进行摊铺施工。

2.拌合和运输

按照配合比设计，做好沥青混合料拌和施工。拌和前，应对沥青、矿料等材料的加热温度进行详细检查，保证满足规范要求。出料前还要做好试拌工作，待确定质量合格后，才能用于施工。同时，拌和期间要根据规定，合理控制拌和温度、时间及含水量，避免出现材料离析、花白等情况。

基于经济性考虑，合理控制运距，采用自卸式运输车进行沥青混合料运输，装料一般分三次放料，顺序为先前、后，再中部。每装一次，需对汽车位置进行一次移动，从而降低集料离析的可能。

为达到保温的作用，需将篷布加盖的车辆顶部，相比拌合能力，运能应略大一些，这样才能保障施工的连续性。若材料运至现场后，已出现离析、结团等情况，严禁使用。

3.摊铺和碾压

摊铺前，需保证施工面干净、无污染，且保持干燥。卸料时，需做混合料温度测定，若不满足规范要求，则不得使用。当铣刨厚度在10cm 以上，应根据摊铺深度进行分层摊铺，根据设计要求，确定松铺厚度、松铺系数，保证路面压实后，与原路面高度一致。

摊铺施工后，需及时进行路面碾压，碾压一般分为3 个阶段，应严格按照相关原则合理确定压实设备、碾压速度、遍数等参数。初压时采用双钢轮压路机进行1～2 遍静压，碾压速度为2～4km/h。复压时先进行1 遍静压，再进行2 遍振压，碾压速度为1.5～3km/h。终压是为了消除明显轮迹，因此，碾压遍数为2～3 遍，碾压速度控制在2～3km 即可。

五、 结束语

综上所述，随着公路建设规模的不断扩大，我国公路网建设基本完善，沥青路面因其稳定性好、施工速度快、行车舒适、无接缝等优点在高等级公路建设中得到了广泛应用。然而，在行车荷载和自然因素的长期作用下，沥青路面会呈现出不同程度的病害问题，如车辙、裂缝、坑槽等，其中车辙病害影响较大，若不及时处治，将严重影响路面平整性，甚至会引发交通安全事故。为有效治理沥青路面车辙病害，必须找出车辙产生原因，根据工程实际情况，采取有针对性、合理、科学的处治措施，提高施工整体质量。