道路沥青路面车辙因素及防范策略

1、引言

车辙是城市道路沥青路面的主要病害之一，尤其在路口停止线出和公交车站处，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或冬天结冰，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；车辙过深造成车辆损坏，影响路面的通行能力。下面笔者结合自身工作实践，就车辙的成因分析及防治措施，谈谈自己的看法。

2、车辙的类型

2.1第一种类型是由于荷载作用力超过沥青路面各层的强度，沥青路面产生的永久变形。这种发生在沥青面层一下，包括路基在内的各结构层的永久变形，叫做结构性变形。这种变形与结构层的强度特性有着密切的联系。沥青混合料结构层内部由于受到剪应力的作用，产生剪切变形，这种车辙的宽度较大，两侧没有隆起现象，横断面成V形（凹形）。

2.2第二种类型是在温度较高的季节，经车辆反复碾压下产生永久变形和塑性流动而逐渐形成的沥青混凝土侧向流动变形。在高温条件下，由于车轮的反复作用，荷载应力超过沥青混合料所能承受的稳定应力极限，成为流动性车辙，或失稳性车辙。无疑这部分车辙主要取决于沥青混合料的流动性特征。其特点是两侧伴有隆起现象，内外侧呈非对称形状。它尤其容易产生在上坡路段、交叉口附近，即车速慢、轮胎接地产生的横向应力大的地方。

2.3第三种类型是冬季埋钉轮胎形成的磨损性车辙，这在北欧一些国家较常见，在我国，由于基层基本上都是半刚性基层，有较大的刚度，路面永久变形只要发生在沥青面层中，车辙基本上都属于沥青混合料的流动性车辙。

3、车辙成因分析

影响沥青路面车辙的因素很多，归纳起来主要可以分为内因、外因及其他。内因主要包括：集料种类及性质、沥青结合料种类及性质，混合料不同结构和性能；外因主要包括交通条件和气候条件；其他因素则指路面基层和施工质量对路面车辙的影响，现分述如下：

3.1路面结构及材料组成。

（1）集料：首先是集料的级配，沥青混合料的高温抗车辙能力的60%是依靠材料的嵌挤能力，其次是集料颗粒的形状和纹理，使用粒径较大、表面微观粗糙度大、接近立方体的坚硬碎石，限制使用圆形颗粒的砂，以人工砂代替，可提高沥青路面抗车辙能力；

（2）集料的品种：与沥青黏结力不好的酸性集料不仅容易丧失水稳定性而产生剥离，同时也将减少黏结力而减弱高温稳定性，使车辙增大，所以应优先选择表面粗糙、嵌挤作用好、与沥青黏附性好的碱性材料。如果使用酸性材料，可掺加石灰粉等添加剂以增强与沥青的黏附性。

3.2沥青结合料。

首先是沥青的品种，在一定温度和加载速率下，沥青黏度越大，与石料的黏附性越好，混合料的抗车辙能力就越好，沥青的黏度随温度的变化而变化，沥青温度的敏感性越低则形成的沥青混合料具有更好的高温稳定性。沥青中蜡的含量对沥青的性能也有非常大的影响，应限制沥青中的含蜡量。其次是沥青含量，含量过多，填料之间沥青膜太厚，存在自由沥青，将严重影响集料之间的嵌挤，成为集料之间相互滑动的剂，降低混合料的抗剪强度，导致抗车辙能力差。但如果沥青含量过低又会使集料没有足够的沥青包裹，黏结强度不够，同时使混合料难以压实，也影响混合料的抗车辙能力。

3.3孔隙率。

孔隙率对车辙的影响较大，随着孔隙率的增大，混合料的强度降低。使用孔隙率小的混合料能有助于提高沥青路面的强度和耐久性，但孔隙率不能低于3%，因为如果到夏季，沥青混合料内部没有足够的空隙提供，沥青结合料若膨胀，必然引起泛油和流动，造成材料的整体变形而形成车辙。

3.4沥青面层的厚度。

一种看法认为，沥青面层厚度越大，车辙越严重，也有人认为，在我国基层多为半刚性基层的情况下，厚度大的沥青路面车辙不一定严重，厚度过薄可能变形和发射裂缝加大，路况调查显示厚度为15~18cm的半刚性基层沥青路面，车辙大多出现在上、中面层。车辙与厚度的关系，存在临界厚度，视路面结构和材料组成不同一般在15~25cm之间。

3.5交通条件。

交通条件对路面高温性能的影响，可以归结为荷载、轮胎气压、行车速度、车流渠化等。公交站台和交叉口等车辆频繁启停处、长陡纵坡路段、货运交通占比较大的城市道路，设计时应考虑相应交通要求，并加强交通管制措施，限制改装车辆和超载车辆通行。

3.6温度。

高温对车辙有明显的影响，温度升高，沥青的黏度呈对数级下降，沥青混合料的抗压强度和抗剪强度快速下降，这样，当沥青受到外力时，很容易发生永久剪切变形，导致沥青材料横向流动而产生车辙。

3.7其他因素。

其他因素主要指路面基层及面层的结构类型及沥青路面的施工质量等，施工质量对沥青路面抗车辙也有很大的影响。由于施工时没有充分压实或料温不够等施工原因导致沥青面层压实度不足，会致使通车后的第一个高温季节沥青混合料在行车作用下，继续压密而形成车辙。

4、车辙预防措施

通过上述分析，可以看出城市道路沥青路面车辙是由多方面的原因引起的，往往是多种因素的综合作用而产生的，笔者建议从以下几方面进行综合考虑。

（1）提高路基、基层强度和刚度；

（2）考虑交通构成和环境温度，有条件时可采用改性沥青；

（3）优化沥青混合料矿料类型和级配；

（4）严格控制沥青结合料中的沥青含量；

（5）添加抗车辙剂；

（6）严格施工控制，确保压实度；

（7）加强路政管理，限制改装、超限车辆的通行。

5、结语

本文论述了车辙的类型分类，并分析了车辙病害产生的原因，并在此基础上提出了相应的防治措施，鉴于目前沥青混凝土路面车辙病害早期化的特点，应通过科学设计、精心施工、有效交通管控等多种方式进行综合考虑，以改善城市道路沥青路面的使用性能，提高投资效益。