吴虾妹
广东省长大公路工程有限公司
摘要：随着经济的发展，社会的进步，我国越来越看重城市化建设。道路建设从简单满足通行要求，发展到现在路途增长，路面扩宽。道路的建设发展不仅仅体现在其外观面积上，还体现在道路的利用率上。私家车是经济发展的典型产物，而现今几乎每家每户都拥有私家车。道路的承载压力因此而越来越大，道路路面施工要求也越来越高、质量要求越来越严格。高速公路沥青路面是公路工程建设以来，研发出的最常用的、最普通的公路路面结构形式。
关键词：高速公路；沥青路面；车辙病害；改善措施
引言
高速公路沥青路面[1]是我国现行公路建设中，最常用的一种公路路面结构形式。由于我国经济的不断发展，私家车越来越多，公路的承载力以及道路的使用率越来越大。公路受车辙病害的情况越来越普遍，车辙病害现已成为我国沥青路面早期病害的主要形式之一。本文通过对沥青路面车辙病害进行全面分析，从车辙病害的类型、产生车辙病害的原因进行全面分析，并结合试验数据，同时对高速公路沥青路面车辙病害的改善措施提出相应意见。
一、高速公路沥青路面车辙病害的试验分析
1.1试验工程概况
为研究高速公路沥青路面车辙病害，对高速公路沥青路面的施工过程进行分析。此公路工程的施工为：沥青层厚18cm、SMA-13上面层厚4cm、AC-20C中面层厚6cm、AC-25C下面层厚8cm、ATB-25沥青稳定碎石上基层厚10cm，防水封层为改性乳化沥青。
在施工过程中，为研究该路段车辙病害产生的原因，对车辙病害路段钻取芯样，切成试件，通过试验对此公路的各组成部分进行分析，如沥青混合料中沥青的含量、沥青软化点试验、粗集料与集料混合料的筛分试验等。
1.2试验结果分析
对该路段沥青混合料进行离心分离法试验，所测得的沥青混合料中沥青的含量以及油石比如下表1、表2所示：
表1：沥青含量试验结果
由表1与表2试验统计的数据可知，沥青含量与油石比所呈现的趋势，均是有车辙的部位，比无车辙的部位要高出许多。车辙部位的沥青含量过高，多余的沥青相当于润滑油的作用。沥青路面在被车辆不断施与的荷载力过程中，沥青的润滑作用降低了沥青混合料之间的摩擦力，从而导致了沥青混合料的强度。
二、高速公路沥青路面的车辙病害形成原因
2.1沥青路面车辙病害的形成机理
沥青路面是由一定级配的骨料混合而成的，沥青作为路面，通过碾压而形成。在碾压过程中，级配骨料之间相互挤压，骨料之间的水分被挤出，缝隙越来越小。级配骨料通过碾压压密而产生变形，密度越来越大，骨料的刚度也相应变大。然而，沥青混合料在高温条件下，呈现弹性胶质状态。路面不断通车的过程中，由于车轮对沥青路面不断施与的荷载力，公路沥青层中沥青胶浆产生流动，从而沥青混合料因胶浆流动而导致其结构失衡，在车轮反复作用力下，车辙病害便逐步形成。
2.2沥青路面车辙病害的形成原因
由沥青路面车辙病害形成的机理，与上述高速公里沥青路面施工的试验分析可知，沥青路面车辙病害的形成原因，首先是由于路面基层的结构设计、原材料质量、混合料配合比[2]等内在因素造成。比如，上述试验沥青路面施工过程中，沥青含量、沥青油石配合比等因素，对沥青路面车辙病害的形成有直接关系。其次，是由于公路在使用过程中，由于外界高温、路面承受的荷载力大小等外在因素造成。内在因素情况下，路面基层结构设计不合理，导致路面孔隙率过大，而空隙率与水损害、沥青的老化、车辙的形成和疲劳寿命直接相关；各混合量的配合比不合理，沥青路面的间隙率等无法达到规定要求，沥青路面刚度、强度等各方面性能也会受到一定的影响。因而沥青路面在使用过程中，无法承受相应的荷载力以及室外温度。
三、高速公路沥青路面车辙病害的改善措施
3.1目标配合比设计与调整
按马歇尔试验方法确定最佳沥青用量，就是确定OAC1、OAC2、OAC；但是对于最佳沥青用量OAC2，若得不到公共的沥青用量范围，或者公共范围非常狭窄，这主要是由于所配合而成的矿料间隙率VMA存在问题。若出现VMA偏小、VMA大、VMA偏大这三种情况时，根据混合料的具体情况来调整集料的配合比，或者更换某种集料。调整的方法是通过改变VMA来解决。具体做法改变集料的配合比，即在规定的级配范围内修正合成级配，使合成级配线往上移动或往下移动。当级配线向上移动时，一般VMA可减小；反之，VMA可增大，但是也不尽然，还要视具体情况而定。在更换材料时，要注意的是在粗集料中，棱角大的碎石比圆形的碎砾石更能增大VMA，而在细集料中，河砂有利于增大VMA，而使用细的石屑（粒径小于2.36mm），则有利于减小VMA。增加矿粉用量可以达到减小VMA的目的。
3.2沥青混合料性能检验
沥青混合料的最佳沥青用量确定后，到底其性能是否符合要求，需要进行性能的检验。按照沥青路面设计规范的规定，沥青混合料的高温稳定性和水稳定性必须满足招标文件技术规范及设计图纸的要求，即上中面层沥青混合料动稳定度≥3000次/mm，下面层的沥青混合料动稳定度不应低于1200次/mm，沥青混合料的残留稳定度中上面层最低不得低于85%，下面层最低不得低于80%，此性能检验在目标与生产配合比设计中都应进行验证。无论高温稳定性还是水稳性，如不合格，则应采取措施。对于高温稳定性可重新调整级配和沥青用量等措施。对于水稳定则应考虑采取掺加抗剥落剂的措施。确定改进措施后重新进行配合比设计。
3.3生产配合比的调整
一个合适的生产配合比，既要能满足混合料的质量要求，又要使拌和后的产量达到最大。然而，产量与质量经常是有矛盾的，我们在满足质量要求的前提下使拌和楼产量达到较大。因此，生产配比的调整是经常遇到的事情，中、下面层生产配合的调整一般较容易，而抗滑磨耗层较难，配合比调整后的级配曲线同原先的重合或基本吻合，这是比较理想的，然而，在很多情况下做不到这一点，我们知道细集料的级配对高速公路沥青路面车辙影响很大，因此在配比的调整时，应控制4.75、2.36和0.075mm这些筛孔的通过量尽量与原设计配比一致[3]，要保证这几个筛孔通过量尽量与原设计级配一致，取决于拌和楼最小的两种筛孔的尺寸，第二个最小筛孔的选定了使2#仓的料在4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15mm这些筛孔上的通过量不至太少，从而使2#仓的料在控制细料级配中发挥应有作用；否则，细集料的级配仅由1#仓料和矿粉来控制，这样就很难控制细集料级配达到满意状态，一般来说，最小筛孔应为3mm，，同时，次小筛孔不应为8mm，而应为6.0mm或6.5mm。
3.4其他方面
采用改性沥青，控制沥青含量、沥青油石配合比等措施。
四、结语
高速公路是我国交通结构的重要组成部分。虽然我国在快速发展过程中，公路的通行压力越来越大，车辙病害现象无可避免，而我国亦对车辙病害的防治措施投入了一定的研究力度，研发出一系列的防治方法。但是，永无止境的对车辙病害进行修复并不是长久之道。公路建设企业需要在公路建设过程中，严格控制公路施工技术，掌控公路施工质量。只有这样，才能从根本上缓解交通压力，并保障沥青路面的使用寿命。
参考文献：
[1]沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面[M].北京：人民交通出版社，2005.
[2]孙景宇.高速公路车辙原因分析与防治[J].公路工程与运输，2007（1）.
[3]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京：人民交通出版社，2001.
论文作者:吴虾妹
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/29
标签：车辙论文; 沥青论文; 病害论文; 沥青路面论文; 高速公路论文; 面层论文; 公路论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;