公路沥青路面车辙产生原因与防治技术要点分析

公路沥青路面车辙产生原因与防治技术要点分析

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杭州临安钱王公路工程有限公司 浙江省 杭州市 310000

摘要：基于社会经济发展的需求，近年来的公路工程项目数量也在不断增加，完善了我国的公路运输网络。但是在公路工程的实际使用中，其容易受到外界各类因素的影响，导致各类公路工程病害问题的出现，缩短了公路工程的使用安全和使用寿命。车辙病害作为公路工程病害中的一种，对行车安全造成了严重的威胁，因此应当要对其加以防治。本文以公路沥青路面车辙为研究对象，对其产生原因进行分析，进而就其防治技术及技术要点展开简要探讨。

关键词：公路沥青路面；车辙；产生原因；防治技术

科学技术的高度发展使得当前的建设工程难度得到了大幅度的降低，因此促进了我国公路工程建设的良好发展，为我国的经济发展打下了坚实的基础。在道路工程的施工建设当中，普遍采用的是沥青路面进行应用，但是由于在施工技术、环境以及交通量和载重量方面存在着诸多的影响因素，导致公路的沥青路面往往会出现不同程度的病害问题，车辙病害便是其中的主要类型，这对于行车安全以及行车舒适程度均造成了一定程度的影响。为延长公路使用寿命，应当要对公路沥青路面的车辙产生原因进行分析，并采取科学的防治技术对其进行处理，避免病害进一步恶化。

1. 车辙的定义

当车辆在道路路面上行驶过后，由于荷载作用导致路面留下的车轮压痕便是车辙。车辙作为对路面周期性进行评价的重要指标，其实际的深度往往与路面行车安全性以及车辆行驶的舒适性有着直接的影响关系，且对于道路的使用年限也会产生一定的影响。

2. 车辙产生的机理过程及种类

2.1车辙产生的机理过程

车辙病害问题的产生本质上是由于沥青路面在不断受到外力荷载作用下所产生的一种累积变形，而在高温环境下，由于沥青物质稳定性发生变化，车辙病害问题的出现几率也会有所增大。对于车辙病害的形成过程进行分析，能够将其划分为三个阶段，分别为沥青路面的初始压实阶段、沥青混凝土的塑性流动阶段以及沥青混合料的矿架结构剪切和破坏阶段，如图1所示。

图1：沥青路面车辙形成过程示意图

2.2公路沥青路面的车辙种类

公路沥青路面车辙病害问题产生的原因主要有以下几点：路基路面材料的后继压实、路面的磨耗、路面材料的塑性流动以及路基沉陷。因此根据其产生的原因，车辙病害的类型可以分为磨耗型或压密型、结构型、失稳型，如图2所示。

图2：车辙类型示意图

3. 公路沥青路面车辙产生原因分析

3.1路面

经过相关的研究表明，车辙这种沥青路面的永久变形问题在一定的厚度范围内，若路面厚度加大，则路面的变形程度也会随之加大。而我国大部分公路工程在建设施工过程中所采用的技术方法多为半刚性或者刚性的基层沥青路面结构形式，这种路面结构形式的基层往往不会产生变形问题，因此车辙问题大多都是在沥青面层部位所产生的。对于沥青路面来说，其厚度存在一个临界值，若路面的实际厚度没有达到厚度的临界值，路面变形问题的产生几率会加大，而路面的厚度若在临界值之上，变形问题基本不会产生[1]。

3.2温度

我国地处辽阔，部分地区在夏季的日照时间较长，这使得沥青路面会长时间处于高温环境当中，在车辆行驶对其造成反复荷载作用下，沥青材料失稳的可能性会大大增加，车辙病害的产生几率也会加大。这是由于外部环境温度升高后，沥青材料的抵抗蠕变能力降低，其在外力作用下产生的永久剪切变形会使沥青材料发生横向移动，进而形成车辙。

3.3荷载

公路运输行业的快速发展，使得目前在道路上行驶的大型运输车辆数量不断增加，且其中许多车辆均存在超载现象。车辆轴载以及胎压发生变化也会导致车辆的接地压力出现变化，当轴载和胎压加大时，车辆的接地压力也会随之变大，这便会给沥青路面造成较大的荷载作用，使其发生累计塑性变形，从而产生路面剪切破坏问题。

3.4材料

在对沥青路面车辙问题产生影响的诸多因素中，原材料也是其中较为重要的一种。由于沥青材料在高温环境下不具有较好的稳定性，因此在天气炎热的时节往往较为容易发生永久性变形问题。同时，若集料的压碎值指标与标准值相比较高，则会导致沥青材料在荷载作用下的抗压碎能力下降，这也会加大车辙问题的产生几率。

3.5矿料级配

目前我国在开展公路工程的建设过程中使用的多为沥青混合料，而在混合料中的矿料级配若存在不合理的问题，譬如矿料级配偏细、细集料过多、粗集料处于悬浮状态，则会影响骨架结构的形成，并且会使混合料的抗车辙能力下降。而矿料级配的不合理问题，也会在实际的施工过程中造成沥青混合料出现推移、臃包等现象。这种存在问题的路面在外部荷载的作用下，极易发生变形问题，进而导致路面出现破损情况。

4. 公路沥青路面车辙的防治技术及要点分析

4.1合理选用材料

通常情况下，在进行公路沥青路面的建设施工中，出于成本控制的考虑，路面设计方案中会选择使用普通道路石油沥青来进行下面层的铺设，并会在其中添加一定剂量的抗车辙剂，一般来说会将其用量控制在沥青用量的3%，以此来对下承层的抗车辙能力进行改善。同时，为避免一些超载车辆或者交通量剧增对沥青路面造成较大的荷载作用，降低路面出现车辙现象的几率，在具体的施工过程中，需要将路面的中面层以及上面层作为重要的控制对象。针对于上述这种考虑，在进行中面层以及上面层的材料配合比设计过程中，设计人员会选用玄武岩来作为骨料，借助其质地较为坚硬的特点来加大承载力，而对于沥青材料的选择，一般会选用SBS 1-B改性沥青，这种类型的沥青材料能够加强与骨料之间的粘结力，从而使得在进行混合料配比的过程中，实现混合料高温稳定性和低温抗裂性的提升，并且也有助于加强沥青面层的抗车辙能力。

4.2调整矿料级配

为实现沥青路面抗车辙能力的加强，在进行沥青混合料的配合比设计工作当中，应当要根据实际的工程建设需求和情况来对具体的级配曲线范围进行确定。对于矿料级配的调整，应当要尽可能选用一些骨架密实型的级配，以此来为矿料形成较好的骨架结构提供保障，使其不会由于外部荷载的作用轻易发生移动现象。同时，在混合料的空隙率以及矿料间隙率等方面的控制中，也需要保证其体积参数符合工程建设的基本情况，以此来实现沥青混合料耐高温以及抗车辙能力的提升。

4.3加强试验对比

依据设计理念并结合相关的施工技术规范要求，应当要在选定合成级配曲线图和优化后的级配曲线图之前进行对比，并结合两组级配曲线开展相关的试验检测工作，分析两种级配曲线下沥青材料的最佳用量。随后，应当对两组级配曲线要求下的沥青混合料进行试验，并根据相关指标来检测其是否满足沥青路面施工的工程设计要求。在得到两组沥青混合料曲线动稳定度结果后，在施工技术规范的要求范围中，对最佳的沥青用量进行确定。这能够显著降低沥青路面车辙病害发生的几率，提升抗车辙能力[2]。

4.4混合料的摊铺

在进行沥青面层铺筑施工活动之前，应当要保证下承层的质量满足工程的各项技术要求，以此来为其实际施工活动的开展奠定良好的基础。因此，应当要提前做好路面下承层的质量验收工作。而在进行上面层的沥青混合料摊铺过程中，为对其摊铺厚度进行有效控制，应当要以非接触式平衡梁装置的采用来进行等厚控制。同时，在实际的摊铺过程中，应避免沥青混合料的供应出现间断，对铺设厚度控制和铺设质量造成影响。需同时以两台型号相同的摊铺机进行梯队作业，并将两台摊铺机之间的间距控制在10m以内，纵向搭接的宽度在10cm以内。摊铺机的熨平板要保证嵌合的紧密程度，避免留有缝隙导致沥青混合料的摊铺平度受到影响。而为了防止在摊铺过程中出现条痕，应当要在每次开展摊铺作业之前的半小时到一小时内，对熨平板进行提前加热，使其温度上升到100摄氏度以上。此外，为防止混合料离析现象的出现，摊铺机两侧的混合料高度应当要保持在高于2/3的高度以上，并且应当要以摊铺的速度为基准，对螺旋布料器进行及时调整，使其能够以稳定的速度进行运转。这能够为混合料的均匀拌和提供保障，使其能够达到满足施工的级配要求水平。

4.5混合料的碾压

为实现沥青混合料压实效果的提升，应当要以试验阶段所总结得到的参数来对实际的碾压施工过程进行合理控制，保证压实效果满足工程设计要求。对于公路沥青路面的压实施工阶段来说，其主要由三个环节组成，分别为初压、复压以及终压。在选择碾压方法时应当要严格遵循“高温紧跟、匀速慢压、高频低幅、先边后中”的基本原则。在完成沥青混合料的摊铺施工后，应当要在沥青混合料降温前开展碾压施工。同时，在碾压施工的过程当中，沥青混合料的降温速度较快，为避免沥青路面的压实质量受到影响，应当要同时以不少于6台压实设备进行碾压作业，从而保证在一定温度损失的情况下高效完成碾压施工任务，并在碾压结束后对沥青路面做好成品保护工作。

5. 公路沥青路面车辙防治效果跟踪

在进行公路沥青路面车辙检测工作当中，平整度作为重要的检测指标，在对公路工程通车后的使用质量进行判定方面也起到了重要的参考作用。通过将公路工程验收时平整度标准差与公路投入使用后半年的标准差数据进行对比，能够发现公路沥青路面并未出现较为明显的车辙或其他变形现象。这能够证明通过采用科学合理的公路沥青路面车辙病害防治技术，对于降低和消除车辙病害问题具有显著作用，有助于保证公路行车安全和行车舒适度的提升[3]。

6. 公路沥青路面车辙防治经济及社会效益

通过在沥青材料选用、级配优化等方面的优化设计，在进行公路沥青路面的施工建设中节约了大量的材料，这为工程的成本节约也作出了重要贡献。而结合相关试验结果来看，对混合料配合比进行优化以及在施工过程中加强管控明，也能够有效提升路面工程质量水平，并降低了车辙病害的产生几率，实现了企业经济效益和社会效益的提升。

结束语：综上所述，公路沥青路面的车辙病害作为常见的公路工程病害问题，其一旦出现，便会对公路工程的使用安全造成威胁，影响正常的行车和道路运输工作开展。因此，为有效消除车辙病害给公路工程造成的安全隐患问题，应当要对其具体产生的原因进行分析，从而根据实际情况采取科学有效的防治方法来进行处理，同时也对公路工程的建设过程加以管控，尽可能地降低车辙病害问题的发生几率，为公路工程的安全使用以及提高行车舒适度提供合理保障。结合分析成果，在开展公路工程的建设过程中，应当要依据具体施工区域内的环境因素、选用的沥青种类以及矿料级配和工艺类型等方面，开展综合性的管理工作，进而对车辙病害进行有效防治。

参考文献：

[1]李自友.公路沥青混凝土路面车辙成因及防治措施[J].价值工程,2022,41(15):39-41.

[2]于越.公路沥青路面车辙形成原因及解决措施[J].交通世界,2022(Z2):181-182.

[3]夏友军.高速公路沥青路面车辙类型及检测技术分析探析[J].科技资讯,2022,20(03):83-85.