沥青混凝土路面车辙破坏的成因及处治

[摘 要]本文针对沥青混凝土路面车辙破坏的成因，进行分析和探讨，提出了有效的预防和处治措施。

[关键词]沥青路面 车辙 成因 防治措施

中图分类号：U418.68 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0130-01

0 前言

近年来，随着我国公路建设的高速发展， 其中以沥青混凝土路面已成为我国公路的主要交通路面形式。包适高速公路、省城市道路及乡村公路等大部分都是采用沥青混凝土路面。但伴随着交通流量快速增长，客运和货运量迅速增加，并越来越多的车辆超载严重、车辆大型化、交通流的渠道化，使沥青混凝土路面都有可能随时出现车辙病害现象。因这些车辙病害的出现严重影响了车辆交通安全性和路面的使用和服务质量，因此分析研究沥青路面车辙原因并提出防治措施是很有必要的。

1 车辙形成原因分析

众所周知，影响沥青路面车辙产生的原因很多，主要可分为内在因素和外在因素。内在因素是筑建沥青路面所需要的材料本身质量上和当地地基路面结构基层，外在因素是当地的气候条件和交通条件。而出现严重车辙的主要原因表现在以下几个方面：

1.1结构性车辙，是由于地基路面结构层本身的缺陷不足所造成的车辙，通常说是压密性车辙。1.2失稳性车辙，主要是由于在路面温度升高下，沥青路面出现沥青软化、粘结力下降，并且沥青路面在车轮荷载反复作用下产生剪切变形，使沥青层出现粘性流动，形成的永久变形就是失稳性车辙。1.3磨损性车辙，沥青路面被带钉轮胎或带链条轮胎磨损而出现车槽，这类车辙主要发生在寒冷地区，在我国这类车辙基本上没有。

1.1.1沥青路面结构不合理是车辙产生的原因

沥青路面结构层不稳定、或路面平整度没有达到合格的要求、路面的压实度不足及工程压路机械使用不合理。以压实度为例，如果路面的初始空隙率为10%，经过行车压实空隙率降低到4%，对于1cm厚的沥青层则会产生6～7mm的车辙，可见压实不足必然很快出现车辙。

1.1.2失稳性车辙形成的原因

沥青路面失稳型车辙可根据失稳的部位不同又分为以下三种：（1）面层失稳性，是由面层产生失稳性车辙，主要是由于沥青混合料中颗粒之间沥青膜在外力作用下产生了剪切变形，引起集料颗粒出现相对位移的结果。因此，面层失稳性车辙主要与沥青结合料的性质，一方面与超载交通有关，另一方面也与沥青性能有关，在使用了改性沥青后车辙明显减轻。混合料中沥青用量过多，是引起车辙的重要原因。过多的沥青也使混合料很容易压密，使空隙率大为降低。研究表明，当沥青路面空隙率小于3%时，路面将很快出现失稳性车辙。（2）基层失稳型主要原因是基层承载力不够或水稳性差。这类车辙的主要特征是车辙内有唧浆现象。（3）沥青路基失稳型主要原因是地基路层不均匀不规则沉下降。这类车辙的主要特点是车辙内有纵向裂缝。

1.2沥青路面层和沥青混合料级配不合理

依据《公路沥青路面设计规范》（J l J014-97）规定，沥青路面的其中上面层主要功能是封水，其次是抗高温车辙性能，有的路面层设计中的I型级配属于悬浮密实结构，内摩阻力小，在高温下易出现车辙现象。级配是沥青混合料中矿料的最重要特性，级配是否合理，几乎影响到沥青混合料的所有重要特性。经实验表明以沥青公路设计级配4.75mm筛孔以上偏细，级配已形不成嵌挤结构，也是形成车辙主要原对车辙的影响。

1.3较大重荷载和高温度是产生车辙的两个重要因素

车辙产生主要原因是由大量来往车辆和长时间的重荷载作用下，沥青路面和结构层内产生相互剪应力，致使沥青路面混合料或路面结构层受力下，所产生的剪切变形，且不可恢复变形在不断累积下形成的车辙。再是沥青混合料在高温下的蠕变过程。如温度越高，沥青混合料的粘劲聚力度模量越低，其抗剪压强度降低，从而导致了路面的破损车辙。经过调查研究发现，我国部分高速公路车辙的形成，一般都是发生在每年的高温季节7到8月份中，特别是连续几天高温天气时，很容易出现车辙现象。

2 沥青路面车辙的防治措施

因为沥青路面车辙形成的原因很多，基本都是多种因素的综合作用下而产生的。因此在对防治车辙的对策上，大多是采取以下几方面防治措施。

2.1最大限度的采用改性沥青，因改性沥青具有软化性、粘度高，其所拌制的混合料也具有高温稳定性能。这与普通沥青无法比拟的。改性沥青以当用广义剪切劲度模量来衡量比较时，则可以清楚地看到，改性沥青混合料的车辙量明显减少。所以在一些重要的交通公路，采用改性沥青能有效防止车辙产生。而我国现在的沥青路面基本是采用了改性沥青，有些公路不仅将改性沥青用于路面上层，而且中面层也采用改性沥青。增强了对抗车辙能力。比如使用50号沥青，或在沥青中添加天然湖沥青、岩沥青，以提高沥青的粘度。都能有效的减少车辙病害的产生。

2.2在沥青混合料中添加抗车辙剂

为了提高沥青混合料本身的抗车辙性能，常在中面层的沥青混合料中添加抗车辙剂。常用的抗车辙剂有法国PR公司生产的PR Plasts，就是一种专门用于改善热拌沥青混合料特性尤其是其抗车辙能力的聚合物。对于在采用普通重交沥青的AC-16I和AC-25I沥青混凝土中添加PR PLASTS后，它们的动稳定度都达到了8000次/mm左右。

2.3严格控制沥青混合料的用量和优化沥青混合料级配

2.3.1沥青用量过多也是产生车辙的主要因素，因此必须加强严格控制。按马歇尔法进行配合比设计，相对于低速行驶、重载交通的压实功偏小，故沥青用量偏多。也可以适当增加矿粉用量，以增大粉胶比，提高混合料的物理化学吸附作用，增加其相互作用的粘聚力，提高路面的抗车辙性能。2.3.2优化上、中、下面层沥青混合料级配范围，建议采用“抬头平尾”的骨架密实型级配，形成各层沥青混合料紧密嵌挤骨架结构靠近中，且中、上面层不采用天然砂，而采用机制砂，同时控制机制砂的粉尘含量不超过10%。对下面层可采用天然砂，但其含量不应超过混合料总重量的10%。

2.4严格施工加强控制和管理，保证沥青混凝土施工质量

改善碾压工艺，当发现石料有压碎现象时，原则上尽可能采用轮胎压路机搓揉碾压。按照沥青混合料的配比要求，保证沥青混凝土的拌和质量，碾压时要一气呵成，合理提高压实度，适当减少空隙率，直至达到所要求的压实度，以免孔隙率偏大，影响沥青路面的稳定性和抗疲劳强度，导致沥青混凝土路面的早期破坏。

2.5加强路政管理和提高路检力度

当地交通运输管理部门要认真贯彻《超限运输车辆行驶公路管理规定》，并对违规超限的车辆依法检查和进行必要的处罚。减少或杜绝的各种车辆超限超载。严格限制车辆的改装，同时建议汽车生产厂对重型车的研制和生产要结合我国公路的现状。再是要配备先进的检测设备，提高检测效率，加强上路检查的力度。以免加速公路的早期破坏。

3 结语

沥青路面产生出现车辙的因素很多，要减少车辙，必须要在沥青路面设计和施工的各个环节应采取相应的防范措施，全面加强控制好质量，并认真总结国内外先进经验和方法，结合当地的路面实际情况，提高科学管理水平等。都能有效的防范沥青路面早期的车辙病害。

参考文献

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[3] 郝培文，吴 徽，张登良.不同沥青用量与级配组成对沥青混合料抗车辙性能的影响[J]. 西安公路交通大学学报，1998.