论沥青路面车辙的产生因素及防治的措施

【摘要】：目前，我国大多数城市路面形成车辙的情况比较严重，本人对沥青混合料的组成及内部配比有着相应的了解并在此做简单的介绍。随着城市现代化的进程加速，各种大型机械使路面产生极限破坏的病害发展较多；如车辙的出现，严重影响了公路的使用寿命和公路的服务年限，针对沥青路面车辙形成的原因和沥青路面抗车辙试验及预防措施，总结我多年的实践经验做一分类论述供业类认士探讨。

关键词：沥青路面车辙防治措施

中图分类号：TF526文献标识码： A

一、沥青混凝土路面的概述 沥青混凝土路面指的是用沥青混凝土作面层的路面,经人工选配具有一定级配组成的矿料（碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等）与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。分类沥青混凝土按所用结合料不同，可分为石油沥青的和煤沥青的两大类；有些国家或地区亦有采用或掺用天然沥青拌制的。按所用集料品种不同，可分为碎石的、砾石的数类，因新疆地区差异不同，所以以碎石采用最为普遍。按混合料最大颗粒尺寸不同,可分为粗粒(5～37.5mm以下)、中粒（5～25mm以下）、细粒(5～16mm以下)、砂粒 (5～7mm以下)等。按混合料的密实程度不同，可分为密级配、半开级配和开级配等数类，开级配混合料也称沥青碎石。其中热拌热铺的密级配碎石混合料经久耐用，强度高，整体性好，是修筑高级沥青路面的代表性材料，应用得最广。各国对沥青混凝土制订有不同的规范，中国制定的热拌热铺沥青混合料技术规范，以空隙率10％及以下者称为沥青混凝土，又分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型的孔隙率为3(或2)～6％,属密级配型;Ⅱ型为6～10％,属半开级配型;空隙率10％以上者称为沥青碎，属开级配型；混合料的物理力学指标有稳定度、流值和孔隙率等。配料 沥青混合料的强度主要表现在两个方面。一是沥青与矿粉形成的胶结料的粘结力；另一是集料颗粒间的内摩阻力和锁结力。细颗粒(大多小于0.074毫米)的巨大表面积使沥青材料形成薄膜,从而提高了沥青材料的粘结强度和温度稳定性；配合矿料有多种方法，目前采用经验曲线的级配范围。沥青混合料中的沥青用量，应以试验室试验结果和设计图纸来确定，应在有关规范范内均列有可资参考的沥青用量范围作为试配的指导。当矿料品种、级配范围、沥青稠度和种类、拌和设施、地区气候及交通特征较固定时，也可采用经验公式估算，制备工艺热拌的沥青混合料宜在集中地点用机械拌制。一般选用固定式热拌厂，在线路较长时宜选用移动式热拌机。拌和机可分为连续式和分批式两大类。在制备工艺上，过去多采用先将砂石料烘干加热后，再与热沥青和冷的矿粉拌和。

二、 车辙的形成原因

目前新疆广泛采用水泥稳定砂砾基层的半刚基层。沥青路面，这种路面结构使得路基和基层产生的永久变形占路面的总永久变形的比例很低，而主要的永久变形发生在沥青混合料层，大量的试验路观测和计算结果表明以半刚性材料为基层的高等级沥青路面，沥青层产生的车辙占路面车辙总量的85％以上。因此沥青层的永久变形对沥青路面的车辙起较大作用，同时造成车辙的内外因素很多，车辙形成的最初原因是由于交通压密及沥青在高温下的流动，最后导致骨架结构的失稳。

从本质上讲就是沥青混合料的结构特征发生了变化，根据车辙出现的机理不同，车辙可以划分为以下五种类型： 1、 结构型车辙 2、水损害型车辙

3、磨耗型车辙

4、压密型车辙

5、流动型或失稳型车辙

三、内因

1、材料

沥青是一种典型的粘弹性材料，其性质与温度和行车速度有很大的关系。沥青用量的多少直接影响着混合料中矿粉的骨架、嵌挤作用，对沥青混合料的抗车辙能力有关至关重要的作用；混合料的牯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力度，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量是很关键的。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。另外，由于不断加载卸载，基(垫)层及土基都发生了不同程度的塑性变形积累，其值可由加载时总的变形减去卸载时的回弹变形求得。不仅如此，由于沥青混合料是一种有一定空隙率的材料，在重复荷载作用粒料产生侧移而被压密，这样，由于各结构层(包括土基)的变形积累，就形成了车辙。

四、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。如乌奎高速公路, 由于机械车辆大吨位、大流量、慢行驶的运煤车辆的组成特点是路面车辙形成的重要原因之一。应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。 

 2、高温天气

石河子地处新疆天山北麓，古尔班通古特沙漠南缘，平均海拔300-500，夏季日长夜短，最高气温近年来可达40度左右。当地表气温升高50度以上时沥青粘度逐渐变小，其抵抗形变的能力最低，在受到外力时很容易产生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，沥青和矿之间的粘结力在潮湿条件下会被削弱或损坏，在行车荷载和水分的联合作用下，这种损坏会明显加剧，从而导致沥青路面产生较大的车辙。

五、车辙的防治措施

通过上述分析，沥青混凝土路面车辙是由多方面的因素所造成的，需要针对以上原因有针对性的采取综合性的措施，以防止车辙现象的产生。1、路面基层类型选择一般来说，路面结构组合材料不同，车辙产生发展的程度也不同。半刚性水泥稳定砂砾基层沥青混凝土路面抗车辙性能，优于全刚性基层沥青混凝土路面。近年来，新疆随着水泥稳定砂砾基层半刚性材料的广泛应用等。水泥稳定砂砾基层是较合理的基层材料类型。关键是新疆有较好的原材生产来源来控制原材料数量与质量，为确保混合材料组成设计的合理性以及施工应严密控制等，提供了先决的条件。比使用石灰、粉煤灰、水泥复合型材料，其综合稳定性将更为理想。水泥具有一定早强作用，天然级配砂砾则可使其刚度不会太大。2、 沥青混凝土组成和施工控制半刚性基层路面车辙主要产生于沥青面层，而产生车辙的重要原因是沥青混凝土材料的高温稳定性不足，在车辆的重复载作用下产生变形。累积影响沥青混合料高温稳定性主要是沥青混合料的高温抗剪能力及内摩阻力。提高沥青混合料的抗车辙能力是防治车辙最有效的途径，保持沥青混合料稳定的主要因素是结合料的胶结作用。通过沥青类型、沥青用量、矿料级配、颗粒形态及表面特性、沥青混凝土空隙率等多方面控制可以有效提高沥青混合料的高温抗剪能力及内摩阻力。 六、结语

针对车辙现象产生的原因，罗列出了几点看法，同时也提出了相应的解决措施，可为公路建设者提供一些参考，新疆地域辽阔，天山南北疆的气温，土壤等都各不相同，在实际施工过程中还需要结合当地的公路工程实际情况及工程的地理位置，材料的料源情况，采取可行性、经济性的措施，应该重视车辙病害，积极预防、及时治理，引进国际先进的防治车辙的新工艺、新技术以及新材料，预防和治理车辙病害，从而降低其对沥青路面使用性能的影响。

参考文献：

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