“白+黑”沥青路面车辙病害原因的探讨

“白+黑”沥青路面车辙病害原因的探讨

徐天尧

广州市市政工程维修处510100

摘要：沥青混凝土路面降尘低噪效果显著，并具有良好的力学性能及较好的耐久性、行车舒适性等优点，因此普遍采用沥青混凝土路面结构。但随着社会经济快速发展，道路交通量日益增大，车辆迅速大型化且重载交通，使沥青路面面临严峻考验。沥青路面的各类型病害也接踵而至，甚至出现早期病害现象越来越普遍。本文通过工程实例分析沥青路面车辙病害类型与特征，从内外因对车辙产生的影响原因进行分析，并提出具体解决措施，具有一定的借鉴意义。

关键词：沥青路面车辙原因防治

1.沥青路面病害现状

广园快速路美化、绿化、净化“三化景观整治工程是我处负责实施的砼路面加铺6cmSMA-13“白+黑“改造项目。其中西行仓头收费站加铺的6cmSMA-13沥青混凝土为2014年12月下旬施工，至2015年5月止发现其右侧3条超宽超重车道出现严重的沥青路面病害，其他路段及车道暂未发现同类型病害出现。且该病害部位曾2015年4月初进行过一次返修施工。

2.病害类型的判断

短时间内的同类型病害反复产生，造成了一定的经济损失以及严重的影响施工企业形象。为对质量负责，经现场勘查与专题研讨分析，其原因是：由于沥青路面在超荷载的反复作用下，车轮下的部分沥青混合料产生剪切变形逐步被挤压到两侧，使两侧的沥青面层鼓起，产生的侧向移动。轮迹带逐渐产生下洼形变，并形成两条纵向的槽，即所谓的车辙。随着广州东部区域经济的快速发展，广园快速路客运和货运量迅速增加，道路交通流量迅猛增大，特别是重载车辆的增多和高压轮胎的使用，收费站附近交通流的渠化，车辙已成为沥青路面的主要病害之一。

3.沥青路面车辙产生的原因

经查阅相关资料，影响沥青路面车辙产生的原因很多,归结起来可分为内因、外因及其他因素三大类。内因主要反映在材料本身的质量上,而外因则主要包括气候条件和交通条件,其他因素则是指路面基层和路面结构组成及其施工质量对路面车辙的影响。当内因、外因及其他因素结合在一起时就会对沥青路面车辙的形成产生综合影响。

3.1车辙产生的内因

车辙产生的内因主要是沥青混凝土的强度,而沥青混凝土的强度则取决于沥青混合料的粘结力和内摩擦角。沥青混凝土的粘结力又取决于所用沥青的性质和稠度、沥青矿粉比和沥青与矿粉相互作用的性质。沥青稠度越大粘结力越大,沥青混凝土的强度也就越高。当沥青用量超过最佳值时,粘结力快速降低。因此所用材料的性质、规格及配比的合理与否是影响车辙产生的内因。

（1）沥青类型

沥青混合料的抗剪切能力主要取决于沥青混合料的粘结力和内摩阻力，影响沥青混合料粘结力的因素主要是沥青粘度、沥青用量、沥青与矿料相互作用的特性，沥青的粘度越高，沥青混合料的粘结力越大，因而具有较高的抗剪强度。沥青类型应根据具体使用环境合理选用，尤其是气温高、渠化交通的道路应选用较粘稠的符合重交通沥青技术要求的优质沥青。

（2）沥青用量

混合料的粘结力与沥青用量有关，用量越大，矿料颗粒间游离的自由沥青越多，矿料周围的沥青膜越厚，混合料的粘结力越低。反之，沥青不能完全裹覆矿料颗粒界面也影响沥青混合料的粘结力，同时混合料缺乏应有的工作度，难以压实，且易出现松散、离析现象。为了提高沥青混合料的粘结力，除采用高质量的沥青外，严格控制沥青的合理用景是很关键的。沥青用量必须严格按马歇尔试验指标，并综合考虑气候条件、交通类型，公路等级等因素。同时进行混合料的残留稳定度和动稳定度检验，并对拟定的配合比进行车辆的试验，合理确定最佳的沥青用量。

（3）矿料级配，颗粒形状及表面特征

沥青混合料的嵌挤力和内摩阻力主要取决于矿料级配、颗粒形状及表面特性、沥青用量等。为使沥青混合料的内摩阻力增大，满足抵抗永久变形的能力，除采用最佳的沥青用量外。采用洁净、具有良好的颗粒形状、表面粗糙、压碎值小、与沥青有良好的粘附性的矿料是非常关键的。试验研究表明，矿粉用量对沥青混合料的高温稳定性的影响很大，对沥青路抗车辙能力的影响也很大。具体的影响为：(1)矿粉用量越大，高温稳定性愈差，沥青路面抗车辙能力越弱。(2)矿粉用量适当时，高温稳定性较好。沥青路面抗车辙能力较强。

在本项目的病害段，同班次的混合料在小型车道铺设中并没有出现车辙病害，故材料本身原因引起质量问题可以排除。

3.2车辙产生的外因

（1）交通条件

交通条件对沥青路面的影响可归结为荷载、轮胎气压、行车速度、车流渠化等。通常情况下荷载越重,轮胎气压越大,行车速度越慢,渠化交通的程度越高,将会大大加快沥青路面车辙的形成。如仓头收费站,存在交通流量大、重荷载、慢行驶的车辆的组成特点，收费广场路段车辆频繁的启动与制动，加速与减速，小半径的变换车道渠化交通流等是引起、加快该段路面车辙形成的重要原因之一。特别指出的是超载车辆对车辙形成的影响程度将较正常荷载车辆的影响程度成倍数增加。

另外车辆在广场上常伴随着严重的漏油现象，特别是柴油能迅速导致沥青路面的破损，因此在《高速公路收费站及收费广场设计规范条文说明》3.2.2广场设计标准中规定：在主线收费广场中心线两侧50-150m，匝道收费站两侧30-100m的范围内必须采用耐磨耗的水泥砼路面，不得采用沥青砼路面；同时在JTGD40-2002《公路水泥混凝土路面设计规范》表4.4.2其他面层类型选择中，也存在收费站采用钢纤维混凝土面层的使用要求。

（2）气候条件

气候条件主要包括气温、日照、风、雨、地温等,但归结起来主要反映在温度因素上,气温在25℃以上,路表温度在40℃以上时,是沥青路面产生车辙的重要外部条件。有试验资料表明:路表温度在40℃—60℃之间时,沥青混合料温度每上升5℃其变形增加2倍。

3.3其他因素

主要是指路面基层及施工质量等。

（1）路面基层

当路面基层的强度和稳定性足够时,沥青路面车辙的产生主要取决于沥青面层和基层本身的性质,所以,保证面层和基层的强度和稳定性是防止沥青面层产生车辙的基本条件。

（2）施工质量对车辙的影响

由于施工时没有充分压实或料温不够等施工原因导致的沥青面层压实不足,而致使通车后的第一个高温季节沥青混合料在行车作用下,继续压密形成的车辙。这类车辙在我国已成为一个比较突出的问题。以沥青面层15cm计,压实度每相差1%时,车辙变形就会增加1.5mm。各国按车辙变形提出的车辙容许范围虽然不尽相同但均在10mm-20mm之间。根据规定,热拌沥青混合料路面的压实度为96%。这样对即使达到压实要求的沥青面层,在行车作用下继续压密达到100%,仍可产生6mm左右的车辙变形,而对于施工中压实度不满足要求的路面产生车辙的可能将更大。现场车辙突起约10cm以上，因此气候因素也可以排除。

4.处治措施

综上所述，仓头站西行方向沥青路面车辙病害产生主要因素是外因（交通条件）引起的。对仓头站车辙路段处理方案遵循节约成本、彻底解决的原则，经研究决定：挖除加铺的沥青砼并对原有水泥砼路面进行拉毛处理后，喷洒高粘热沥青碎石封层，然后加铺4cmSMA玛蹄脂沥青混合料面层。同时在SMA玛蹄脂沥青混合料中添加抗车辙改性剂，提高了沥青的软化点，降低了对温度的敏感性；增加了沥青与矿料的粘附能力和沥青混合料承受荷载的能力。

5.结束语

车辙是由多方面原因引起的，往往是由多种因素的综合作用而产生的。经过两年半时间的跟踪观察，仓头站西行方向收费通道经过上述方法处治后，目前路面未出现明显的车辙现象，处治方案取得较好效果。

参考文献

[1]谭积青.沥青路面车辙病害处治方法研究[J].中外公路.200504.

[2]交通部科学研究院.沥青路面高效能看车子研究成果[R].2010.01.