浅析沥青路面车辙影响因素及防治措施

郭军峰 周增豪

（平顶山市佳洋路桥工程有限公司，河南 平顶山 467000）

1 沥青路面车辙影响因素

沥青路面车辙病害的产生，将严重破坏路面结构层，影响路面使用性能，危害行车安全。为此，应充分了解沥青路面车辙影响因素。

1）沥青混合料。现行的沥青路面设计的主要依据指标是沥青混合料的强度，其取决于混合料的粘结力和内摩擦角的影响；粘结力又取决于沥青材料的化学结构、胶体结构、物理化学性质、稠度、沥青膜的厚度、沥青矿料比、沥青与矿粉系的分散结构特征以及沥青与矿料的相互作用。（1）材料性质。沥青的粘度和沥青与矿料之间的粘附性是影响沥青混合料高温稳定性的两个因素；沥青粘度越大，沥青与矿料之间的粘附越好，那么混合料的高温稳定性越好，因此要选用粘度大的沥青和非酸性矿料以提高混合料的高温稳定性和强度，以便产生较高的抗车辙能力；沥青改性是一种提高沥青高温稳定性的有效手段，改性沥青混合料同标准混合料相比车辙深度有明显减少。（2）矿物集料的表面纹理、料颗粒大小、形状、级配、颗粒相互位置、矿料数量，可以影响混合料的孔隙结构，即孔隙的大小、形状与连通闭合情况、沥青用量状况以及沥青的用量和沥青同集料的互相作用情况，因而可以对车辙的大小表现出不同的影响。（3）矿料级配。为探讨集料级配对车辙大小的影响，有关研究人员将集料分为过细级配组、细级配组和粗级配组三种，环道试验结果表明：热拌沥青混合料在最佳沥青含量、8%空隙率时粗级配有较大的车辙深度，过细级配次之，细级配组车辙深度最小。可见，单纯增大矿料粒径并不能提高路面抗车辙能力。

2）路面结构组成。沥青路面的抗车辙能力还与路基类型和路面厚度有关。当其路基为砂土材料时，面层厚度对车辙影响很大，面层沥青混合料较薄时车辙较深，而且较大部分来自路基的形变；而当面层较厚时，路基基本上不产生车辙。在当路基为刚性或半刚性材料时，车辙的深度随沥青混合料面层厚度的增大而增加，这时的车辙总量90%来自沥青混合料面层本身。由此认为，当路基和基层强度较高时，采用薄沥青混合料面层可以有效地控制车辙深度，而当路基基层强度较弱时应适当增加面层厚度，但这样构筑的道路，往往由于路面回弹模量与路基回弹模量之间的比值过大，带来不尽合理的结构组合，而且也不够经济。平钟高速路基地质结构复杂，车辙病害的成因与结构密不可分。

3）交通荷载及环境条件。（1）渠化交通。由于城市道路交通组织的渠化，导致沥青路面车辙破坏的情况日渐突出。在同一结构、同一条道路上，划分出不同交通形式的两段道路进行试验，结果证明：渠化交通路段的车辙显著增长，混合交通路段车辙增加较慢，其原因是混合交通时荷载作用范围较宽，变形面较大，同一位置的车辙累积较小，而渠化交通同一位置处的车辙累积量大。（2）荷载。试验研究证明：车辆超载加快路面的病害。在不同的轴载作用下，重轴载作用产生的车辙较轻轴载大得多；道路交叉口和停车点的车辙通常为正常行驶路段的2～5倍。

4）环境气候条件。温度升高时沥青粘度变小，其抵抗蠕变的能力下降，在受到外力时很容易产生永久剪切变形导致沥青材料横向流动而产生车辙。当路面积水或路面结构含水量增加时，沥青和矿料之间的粘结力在潮湿条件下会被削弱或破坏，在行车荷载和水分的联合作用下，这种病害会明显加剧，导致沥青路面产生较大的车辙。

2 工程概况

某公路工程为双向四车道，为沥青混凝土路面，路面结构为73cm厚。自通车运营后，逐步产生不同程度地早期病害，主要包括车辙、裂缝等，且呈不断扩大趋势，如不及时治理，将对路面正常行车功能造成严重影响，为此，决定进行大面积维修养护。经断面切槽观察可见，主要为失稳型车辙，变形集中出现于路面中上面层，半刚性基层未见病害。车辙位置路面上面层为3.1cm厚，此厚度下面层具有较低抗剪强度，根本无法承受反复荷载。同时，发现车辙位置中面层具有较大空隙率，混合料密实度不够，这种情况下，中面层整体强度较低，在车辆碾压作用下极易补充压实。

为更好地了解车辙病害情况，决定进行取芯试验，本试验选具有代表性的8个芯样，通过计算可得，上面层平均厚度为3.5cm、中面层平均厚度为4.5cm、下面层平均厚度为5.9cm，且37.7cm为水稳碎石上基层平均厚度。经观测，8个芯样沥青面层较为完整，但中面层、底面层都存在较大空隙，同时，8个芯样水稳层都呈现出完整、松散各半的现象。且有大量泥土存于芯样沥青层和水稳层之间，具有不均匀性。按照《公路沥青路面施工技术规范》要求，试验所选沥青混合料级配均满足技术规范要求，但嵌挤性较差，为此决定选取超薄磨耗层用于路面车辙维修养护，以此有效提高施工效果。

3 沥青路面车辙防治措施

1）旧路处治。根据施工现场具体情况，在车辙病害处理中，必须铣刨车辙路面，且根据车辙深度进行处理。当车辙深度在1.5cm以下时，则不予处理；当车辙深度在1.5～2.5cm范围内时，则先铣刨车辙波峰，随后将超薄磨耗层铺设其上；当车辙深度在2.5cm以上时，可整体铣刨处理所有车辙，并通过AC-13沥青混合料进行处理。

2）施工工艺。（1）拌和。施工前，需先做试拌，对混合料配合比进行详细检测，通过马歇尔试验，确定温度、矿料级配、沥青含量等参数，如存有问题，需及时调整。在原材料准备过程中，必须合理控制材料温度，如在160～175℃之间控制SBS改性沥青温度，在190～205℃之间控制矿料温度。待矿料温度达到规定值后，即可向搅拌缸内投料，随后投入其他材料，此时可进行10s干拌。按照6.6%石油比，将基质沥青投入，此时可进行45s以上湿拌。待完成搅拌工作后，需合理控制混合料温度，不得高于195℃。（2）运输。因热混合料具有较大粘度，极易粘贴到运输车车厢周围，增加卸料困难性，为此可适当喷洒或涂抹植物油、肥皂水，避免问题出现。根据设计要求，必须在规定时间、温度条件下，将混合料及时运输到施工场地，且完成压实工作。如混合料出现离析、花白、团块等情况，则不得使用。为保证摊铺连续施工，需合理控制运料车和摊铺车之间的距离，一般以10～30cm为准。卸料过程中，需挂空挡，依托摊铺机不断前进，如施工断面上存有残料则需及时清除。（3）摊铺。通常选用机械法完成摊铺施工，如存有死角，则可结合人工进行摊铺。施工前，需做好摊铺预热工作，一般为1h，要求摊铺厚度必须与设计要求相符。为避免离析问题，不得通过人工耙平。沥青路面施工对温度要求较高，在施工中必须严格控制摊铺温度。（4）压实。初压、复压及终压是沥青混合料压实三个阶段，各阶段压实呈循序渐进的趋势，必须保证施工连续性，不允许阶段。初压时可选用钢轮压路机进行2遍静压，复压时则可先通过钢轮压路机3遍振动压实，随后再通过轮胎压路机进行3遍揉搓碾压施工。终压是为了消除轮迹，此时选用钢轮压路机进行1遍静压、收光即可，待碾压完成后，需检查压实度，必须保证满足设计要求。（5）开放交通。严禁任何车辆、工具放在碾压完并未冷却的沥青面层，同时不得随意丢弃杂物。当沥青面层碾压后，路面温度降至50℃以后，才能开放交通。如路段撒铺黏层，需一次摊铺完混合料，严禁存留断面。

4 结束语

综上所述，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，若不及时处置，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，必须找出车辙的影响因素，根据工程实际情况，采取有针对性、合理、科学的处置措施，提高施工整体质量。