沥青路面车辙形成原因分析及处理措施

摘 要：沥青路面具有众多优势，因此，在我国道路建设中应用广泛。但随着沥青路面的增多，沥青路面早期病害也越来越引起人们的重视。本文主要论述了沥青路面车辙形成原因，并结合沥青路面实例，对沥青路面车辙的处理措施进行了介绍，具有一定参考借鉴意义。

关键词：沥青路面；车辙；形成原因；处理措施

随着道路建设快速的发展，沥青路面具有表面平整、行车舒适、耐磨抗滑、低噪声、施工周期短、维修简便等特点，而被广泛应用。但受内因与外因及施工工艺等多种因素影响，车辙病害大量出现，尤其在路口停止线和公交车站处，更是车辙病害多发部位。路面车辙不仅影响行车，而在严重车辙的地方还会威胁交通安全，如车辆在变换车道时困难，车辙内积水使行车形成水漂，使制动距离不足，轮迹处沥青层减薄，削弱了路面结构的整体强度，对路面的使用品质和使用寿命造成了严重危害，从而造成了巨大的经济损失。因此，处理好沥青路面车辙病害问题是道路维护迫切关心的问题。

1 车辙形成原因和主要类型

1.1 车辙形成原因

车辙是沥青混凝土路面特有的一种破坏形式，表现为沿行车轨迹产生纵向的带状凹槽，严重时车辙两侧出现隆起变形。车辙的成因非常复杂，主要原因是沥青混合料的压实密度低、剪切破坏和基层的垂直变形所造成。近年来，随着大功率压路机的使用和基层强度的提高，道路基层和土基所产生的永久变形不再显著，目前普遍认为沥青路面结构的车辙主要发生在沥青面层。

1.2 车辙主要类型

根据车辙形成的原因，将其分为以下类型：

1）压密性车辙。该类型车辙是由于在沥青路面铺筑过程中没有充分压实或为了片面追求平整度而在温度较低的情况下碾压造成压实度不足引起的，致使通车后的第1个高温季节混合料在车辆的反复碾压下空隙率不断减小，达到极限的残余空隙率后趋于稳定，形成车辙。

2）流动型车辙。沥青路面处于高温状态时，结构层在车轮碾压的反复作用下，荷载产生的剪应力超过沥青混合料的抗剪强度，使流动变形不断积累形成，通常发生在轮迹带附近，主要由于沥青混合料的高温稳定性不足造成的。我们通常所说的车辙基本上都是这种类型。

3）结构型车辙。这类车辙是由于路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形而形成。它主要是发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久性变形。这类车辙主要由于路基强度不足而引起的。基层施工不良和超载特别严重的路段会出现结构型车辙。

4）磨耗型车辙。多为寒冷地区，由于沥青路面结构顶层的材料在车轮磨耗和自然环境因素作用下连续不断的损失形成，汽车使用了防滑链和突钉轮胎后，这种车辙更容易产生。这种车辙类型所占比例较少，具有很强的区域性。

2 城市道路交叉口车辙处理措施

在提高道路交叉口抗车辙能力的同时，还需兼顾提高防水损害、耐久性与低温抗裂性能。根据SHRP研究，通常情况下，合理的密级配混合料的高温稳定性要优于间断级配的混合料，只有SMA例外。因此，沥青面层级配仍采用AC-13C型密实级配，但拟进行矿料级配调整，提高骨架相互嵌挤作用；使用添加剂，提高沥青结合料的胶结作用，来实现高温抗车辙性能的改善。

2.1 抗车辙沥青混合料级配设计

（1）矿料级配调整

选用破碎、坚硬、纹理粗糙、多棱角、颗粒方正的机制矿料。矿料应具有很强的抗变形能力，当荷载作用时，集料能够紧紧束缚在一起，产生较大的内摩阻力，增大抗剪强度。试验使用常用的石灰岩集料。在设计空隙率时，对粗集料骨架间隙率VCA的关键性筛孔进行了控制，希望通过矿料合成级配的调整有效利用粗集料良好的嵌挤作用，减少沥青混合料的横向剪切移动，提高沥青混凝土路面的抗车辙能力。AC-13C型矿料配合比设计（含AR-13橡胶）如表1所示。

表1 AC-13C型矿料级配设计

从表1可以看出，AC-13C设计值比常用值的骨料份额有所增加，控制骨科架间的空隙，形成足够的比表面吸附沥青膜层。级配中对粗集料骨架间隙率VCA关键筛孔2.36mm的通过量比例控制在30%左右（JTGF40-2004规范中AC-13C要求

（2）抗车辙添加剂

1）抗车辙剂的作用机理

选择合适的添加剂可大幅度提高沥青混合料的胶结作用，从而增加沥青混合料的高温稳定性。抗车辙剂是由多种聚合物复合而成的沥青混合料添加剂，其通过对集料表面的增黏、加筋、填充及沥青改性等多重作用而大幅度提高沥青混合料的高温稳定性。

2）抗车辙剂的添加方法

抗车辙添加剂的使用剂量为沥青混合料的0.3%～0.5%，对于交通量大，重载或者超载等特殊情况可以考虑适当添加，特殊路段的掺加比例可以稍高一点。

2.2 抗车辙沥青混合料性能研究

（1）水稳定性试验

沥青路面的耐久性主要依靠沥青和集料之间的黏附程度。沥青混凝土铺装层在车轮动态荷载的作用下，进入路面空隙中的水会不断产生动水压力及真空负压抽吸的反复循环作用，使沥青黏附性降低并逐渐丧失黏结力，继而，沥青膜从集料表面脱落，沥青混合料出现掉粒、松散，形成沥青混凝土路面的坑槽、松散等损坏现象。

（2）高温稳定性检测

沥青路面直接受车辆荷载和大气因素的影响，同时沥青混合料的物理、力学性质受气候与时间因素的影响较大，因此，为使路面能给车辆提供稳定、耐久的服务，必须要求沥青路面具有一定的稳定性和耐久性。为了保证高温季节沥青路面在行车荷载反复作用下，不致产生诸如波浪、推移、车辙、拥包等病害，沥青路面应具有良好的高温稳定性。车辙试验用于测定沥青混合料的高温抗车辙能力，检验沥青混合料配合比设计的高温稳定性指标。

车辙检测数据显示：普通密级配AC-13C经过级配调整，粗集料间的嵌挤作用有所改善，抗车辙强度满足规范要求；掺用抗车辙剂后，动稳定度效果最为明显，主要是其对集料发挥了表面增黏、加筋、填充及沥青改性等多重作用，抗车辙性能得到大幅提升。

3 交叉口车辙处理案例

3.1 道路现状

某市政沥青道路设计标准高，交通流量大。该道路于2008年7月改造完成，道路结构层原设计如表2所示。

表2 模范马路机动车道路原设计结构层

3.2 车辙处理方案

车辙处理方案主要是铣刨沥青结构层，调整沥青混合料矿料级配，添加抗车辙剂，改善和提高沥青混合料高温抗车辙能力。设计方案如表3所示。

表3抗车辙设计

（1）矿料级配

KAC-20矿料生产级配如表4。

表4 KAC-20型矿料生产级配设计

（2）混合料生产与施工控制

1）拌和集料比例按试验室出具的目标配合比与生产配合比控制。

2）抗车辙剂采用人工直接投放，掺加比例为0.4%，延长10s左右干拌时间，以保证矿料与外掺剂均匀拌和。

3）抗车辙沥青混合料拌和温度为175～185℃。

4）对混合料实施过程控制和总量检验，按规范及时抽检产品质量，进行动稳定度检测，验证抗车辙能力。

5）运输车辆必须备有保温、防雨、防污染用的苫布，全覆盖整个车厢。

6）混合料到场温度控制在170℃以上。

7）压路机应紧跟摊铺机进行碾压，做到“紧跟、有序、慢压、高频、低幅”，保证沥青混合料在高温条件下完成碾压。摊铺速度控制在1～3m/min，保持匀速不间断地摊铺。碾压需及时跟进，前进时静压、返回时振压。

8）混合料初压应在160～165℃温度下进行，复压与终压都要跟上，应尽可能在高温状态下碾压，终压温度110～115℃。

（3）现场检测

2010年8月对该交叉口进行检测，无明显车辙现象。对抗车辙混凝土路面进行渗水系数及纹理、摩擦系数试验。

4 结语

总之，沥青路面车辙病害严重影响了行车的安全性和路面的使用寿命。为了有效防治这类病害，需要设计、施工、养护管理等各方面的共同来解决，对交通流量大、反复荷载作用较多的区域要尽量考虑采用抗车辙材料，合理有效地采用抗车辙沥青混凝土设计，以保障与延长沥青路面的使用寿命，为国家节省了费用，使沥青路面得到越来越广泛的应用。

参考文献

[1]石贤增.城市道路沥青路面车辙成因分析及预防措施[J].华章，2012年第16期

[2]马高强.沥青路面车辙产生原因及常见处理措施[J].山西建筑，2011年13期