河南焦作市公路管理局 河南焦作 454100
摘要：沥青路面产生车辙对交通造成不安全因素，结合工地实际情况和工作经验，通过试验、现场调查等方法，总结出了沥青路面产生车辙的原因，提出方法及建议，以保证沥青路面的安全稳定运行。
关键词：沥青路面；车辙；原因；分析
前言
省道S308冢沁线焦作至沁阳段改建工程是我市的重点项目，其中城区段10Km路段与2013年7月底完工。在完工的半年里发现城区段几个平交路口处出现了车辙现象，给行车造成了不适，同时也影响了道路美观。沥青路面车辙是怎么产生的？路面车辙是车辆在路面上行驶后留下的车轮永久压痕。是在车辆荷载反复作用下产生剪切挤压永久变形的积累。它直接反映车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用期限，这往往发生在沥青面层上。根据车辙病害形成的原因，大致可将其分为四大类：磨损型、结构型、失稳型、压密型车辙。经查询资料与本路段路面观察，车辙主要发生在公路的交叉路口减速或缓行区内，尤其是在交通量大的平交路口比较严重。通过对车辙的分析与防治，有助于提高沥青路面的耐久性和稳定性。
1 车辙产生原因分析
省道S308冢沁线焦作至沁阳段改建工程K2+700平交左幅、K3+100平交右幅、K5+800平交左幅处出现不同程度的车辙（主线没有出现车辙），车辙深度分别为3.5cm、2.5cm、3.0cm、通过对现场沥青路面车辙的调查、路面钻芯、及实验分析，总体确定车辙产生有两部分因素组成外部因素和内部因素。外部因素主要包括高温、重荷载、渠化交通、车流量、路面坡度的影响，其中高温和重荷载是两个影响最大、最普遍的因素。内因主要包括沥青混合料性质及施工不当，级配中细集料偏多，空隙率偏小，沥青用量偏大，沥青标号偏高，石料品质管理混乱，使用回收粉过多或粉胶比过大等原因。使沥青混合料高温稳定性不足造成车辙。针对该路况出现的车辙做以下几个主要原因分析。
1.1 材料因素
⑴原材料级配组成的影响。在选用材料时针对当地的石料厂进行查看，就石料规格而言针对AC-13型级配所对应的材料进行仔细筛选，发现当地没有5-15cm规格的石料，如果石料偏细没有骨架支撑很容易造成强度低，稳定度低的问题。所以在进行配合比设计时，我有意识的添加了（6%-8%）10-20cm的粗集料，目的就是增加路面的强度与稳定性；细集料为机制砂，规格属于粗砂系列，砂当量大于65%；矿粉采用的是辉县生产的，技术指标满足要求，塑性指数小于4%，参量为2%；但是实际施工中在进行上面层试验段铺筑时，沥青混凝土0.075cm材料通过量偏低，为了满足路面透水性要求我将矿粉含量增加到4%，经铺筑路面检测各项指标满足设计要求。
（2）沥青混合料级配的影响。级配是沥青混合料中最重要特性，几乎影响到沥青混合料的所有重要特性。S型级配符合优化级配的走向原则，优化级配S型的紧密嵌挤型矿料级配，增加了粗集料用量、减少细集料用量使级配的嵌挤能力大大提高，明显改善沥青混合料的高温稳定性。并应使矿料级配接近骨架密实结构。目标配合比控制冷料仓速度，生产配合比控制热料仓级配。
（3）集料性质的影响。集料的粘附性、含泥量、针片状等指标对混合料的抗车辙性能都有较大影响。集料与沥青的粘附性等级低，也是造成路面车辙病害的原因之一。粗集料的针片状含量影响施工和使用过程中集料的压碎指标，含量高使混合料的强度降低。根据本地石料场对材料的含泥量、针片状、压碎值进行检验，技术指标满足规范要求。
在施工过程中，沥青混合料出场温度控制在165度左右，混合料拌合均匀没有花白料。同时针对这三处出现车辙的路段进行取芯试验检测：如表1所示。
由于路面挤压变形，流值只能做为参考数据。
通过压实度（按最大理论密度）计算、稳定度修正总结说明从材料来讲出现车辙不是它的主要原因。
1.2 气侯因素
气侯因素主要包括气温、湿度、风、雨等。除了湿度对沥青混合料高温性能的影响不同外，其它因素归结起来都反映在温度上，这也是影响最为显著的因素。经查询资料根据我国对气温与车辙关系的直接观测结果发现，当气温低于35℃时，路表温度一般低于55℃，这时车辙不会有太大变化，当路表温度达到60℃，气温这时一般已超过38℃，车辙就会明显发展，如果气温持续高达38℃以上，就会发生严重的车辙病害。在七月份沥青面层施工时，焦作气温高达41度，路表温度达到65℃以上，也这是产生车辙的内在原因。
1.3 汽车荷载影响
荷载对沥青路面高温车辙的影响是不言而喻的，在设计路面弯沉时累计弯沉是通过标准弯沉汽车轮胎气压在0.7Mpa，后轴重100KN的情况下检测的弯沉值。对于现实生活中重载车辆无不存在。我们在出现车辙的路段进行重量监测，特别是重载车、超载车加速了沥青路面的变形。荷载越大则轮胎气压越高，车辆超载和超限将使汽车轮胎接地压力增大，行车速度越慢，荷载作用时间越长，在相同交通量所引起的路面变形就越大。在冢沁线ZQ-S1标大部分工程路段在城区，平交口、十字路口特别多。通过跟踪监测针对现路段出现车辙的位置在于十字路口有信号灯的地方，而且车辙发生在行车路线的右侧也是超载车辆启动的位置，一辆轴载100KN、轮压0.7Mpa、车速100km/h的车辆，与一辆轴载200KN、轮压1.2Mpa、尤其在上坡路段车速降到10km/h的重载车相比，稳定条件相同，动稳定度降低了几十倍，沥青混合料的抗车辙能力降低，这就是为什么标准条件下沥青混合料动稳定度达到了要求，并不避免沥青路面在高温、超载及上坡路段产生车辙变形的原因。
1.4 施工因素
施工质量也是造成路面车辙病害的主要原因之一，施工中存在的问题主要有：
（1）混合料离析，造成级配偏差；（2）降低对压实度的要求；（3）现场施工组织差，碾压不及时，漏压；（4）油石比控制不准确等因素；（5）施工过程面层与面层之间结合差、或者是喷洒粘层不均匀、喷洒沥青含量过低沥青面层间粘结不利造成面层间滑动；（6）矿粉含量过多。在反复碾压作用下，空隙率在不断减小，达到极限的空隙率后才会趋于稳定。在实际施工中往往要求不渗或者是少渗。在进行配合比设计时根据规范要求设计的孔隙率在4~6%之间。在高温作业下，沥青原材料中的油分子会膨胀再加上车辆重载荷作用下的反复碾压使矿料间的间隙率逐渐减少，周而复始出现拥包现象，这也是出现车辙的导火索，所以渗水、孔隙率并非越小越好；（7）石油比控制不严也是路面产生车辙的重要原因之一。油量偏小会使碾压困难，混合料压实不足；油量偏大则容易使混合料发生侧向流动变形，抵抗变形能力降低，发生车辙。（8）沥青标号的影响，根据重载交通、地域区别，沥青标号的使用在设计规范上有严格的要求。
2 车辙的防治
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。
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。提高沥青混合料的抗车辙能力是防治车辙最有效的途径。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。
（1）沥青类型。影响沥青混合料粘结力的主要因素是沥青的粘度、沥青用量、沥青与矿料相互作用的特征等。沥青粘度越高，其粘结力越大，且抗剪强度也就越高。因此，沥青类型应根据环境气候、交通条件等合理选用，尤其是高温、重交通的道路应选用较粘稠的，符合重交通沥青技术要求的优质沥青、改性沥青或添加抗车辙剂的改性沥青。改性沥青的粘度大于普通沥青粘度，并且改性沥青混合料的抗车辙能力明显高于普通沥青混合料。采用SBS改性沥青的动稳定度明显好于AH-70石油沥青的动稳定度。沥青用量必须控制在规范允许之内。
（2）矿料级配、颗粒组成。沥青混合料的嵌挤力、内摩阻力主要取决于矿料级配、颗粒形状及表面特性等。经验表明，采用洁净、具有良好颗粒形状、表面粗糙、棱角多、压碎值小及高质量的矿粉最为理想。根据经验得知，中粒式沥青抗车辙性能最好，细粒式沥青次之，粗粒式沥青最差，对于4cm的沥青混凝土而言，采用中粒式要比细粒式抗车辙能力好的多。矿料级配组成也起着至关重要的作用，粉胶比不宜小于1~1.2，减少沥青用量和回收粉的用量，回收粉每盘用量不超过矿粉总量的25%亦是重要的。矿料级配满足骨架密实结构，针对矿料间隙率，沥青与矿料之间的饱和度可根据不同的的沥青类型确保满足它的最低要求，这样可参照沥青路面施工技术规范要求。
（3）针对城区道路、渠化交通路特殊路段尤其是在平交路口、上下坡路段、有信号灯路段50-100m处加设几道减速带，以减少速度过快，紧急刹车对路面的挤压破坏。
3 结束语
本文针对车辙现象产生的原因，提出了自己的一些见解，但在实际过程中还需要结合实际情况，采取可行性、经济性的措施，除了以上技术措施防止车辙现象发生外，还需要可以通过完善相关道路设计规范，以及对高温天气交通运输的控制来防止车辙现象的产生。
参考文献
[1]公路沥青路面施工技术规范 JTG F40-2004
[2]公路沥青路面设计规范 JTG D50-2006
[3]浅析沥青路面车辙的产生的原因及防治的措施 黄德樟 2011.7
论文作者:司利娟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/16
标签：车辙论文; 沥青论文; 路面论文; 路段论文; 沥青路面论文; 面层论文; 因素论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;