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摘要：沥青混凝土路面具有噪音低、施工工期短、行车舒适等的优点，已广泛的运用到高速公路的建设中。随着交通流量的逐年增长，车辙病害已成为较为严重的路面病害。因此，加强对高速公路沥青混凝土路面的施工质量控制就显得十分重要了。
关键词：沥青路面、车辙病害、原因分析
前言：车辙是沥青路面在车辆荷载反复作用下产生剪切压密等永久变形的积累。在我国，半刚性基层沥青路面的结构是最为普遍的结构形式，车辙往往发生在沥青面层，基本上都是沥青混凝土产生的流动型车辙，由发生在沥青面层以下各结构层永久变形引起的结构性车辙基本没有或很少。下面就对高速公路沥青混凝土路面车辙问题进行分析探讨。
一、沥青路面车辙类型
1、失稳型车辙
这类车辙主要发生在半刚性或刚性基层沥青路面上，沥青路面结构层在车轮荷载作用下产生的剪应力超过沥青混凝土的抗剪强度，使其内部材料产生横向内部变形，随着变形的不断累积而在轮迹带处形成车辙；另一方面车轮做用甚少的车道反向隆起现象，对主要行驶的双轮车道的路段，车辙形成W形，一般轮迹带的沥青面层下凹时两侧会隆起，两者组合起来就会形成车辙。
2、结构型车辙
结构型车辙的形成是因为路面强度无法承受路面荷载，受荷载的反复作用，路面结构发生整体性的永久变形而构成的。路基等沥青面层以下的所有结构层的永久变形都可能形成车辙，这种变形一般来说主要是由于路基变形传递到面层而产生，两侧没有隆起现象，U字形。
3、磨耗形车辙
磨耗形车辙主要是沥青路面结构顶层的材料持续受到自然环境及车轮磨耗两方面的作用而构成的，路面上有使用带钉轮胎或防滑链的汽车行驶，会加剧车辙的形成。
二、沥青路面车辙损坏成因
1、外部因素
（1）外界环境温度的影响
造成路面出现车辙的主要因素是温度及荷载。实际上，路面车辙的发生就是沥青混合料在高温条件下发生蠕变的过程。沥青混合料的劲度模量随着温度的增高而逐渐降低，抗车辙能力也越来越小。调查表明，每年的7月和8月是高速公路车辙病害的高发期，特别是高温条件持续两三天的路面极易出现车辙。而南方地区极少出现此类问题，主要因为其雨水较多，能有效降低路面温度，从而避免这类路面结构的发生。
（2）交通条件
交通条件对沥青路面的高温稳定性能的影响表现为行车速度、荷载、车流渠化等等。其中交通量和荷载这两个方面占主导因素，重载现象和超载情况会加速车辙的形成和恶化。一般来讲，轮胎的气压和车辆荷载是相互适应的，荷载增大时轮胎的气压就会越高，相应的对车辙的影响就越大。行车速度对于沥青路面车辙变形的影响主要表现在荷载的持续时间上，当车辆的行车速度变慢，荷载的整体作用时间就会变长，在相同的交通量情况下所导致的路面变形就会越大。这种现象可以在实际中看到，比如：车站、停车场、交叉路口以及交通比较拥堵的地方，极易发生车辙现象。渠化交通也会加剧沥青路面的车辙现象，尤其是在高速公路的行车道上，在一般城市道路的公交专用车道也表现得很突出。
2、内部因素
（1）结构方面
我们对路面厚度与剪应力关系进行了理论分析；按照高速公路沥青面层厚度的分析和调查，利用有限元计算方法分析，以8cm、12cm、15cm、18cm四种面层厚度为研究对象，得到不同厚度条件下沥青面层的剪应力计算结果表明：
①面层厚度变化不会对沥青面层剪应力造成严重的破坏。
②最大剪应力值位于2-9cm的范围，中面层是承受剪应力的主要层次，而且现场切割的断面也能验证这一点。
③如果沥青层厚度大于18cm，沥青面层和基层所承担的剪应力几乎为零。
④沥青面层与基层之间地层间剪应力通常会随着沥青面层的厚度减小而增加。
（2）沥青材料的粘度较低
矿料质量差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆原材料性质和材料设计方面的影响：采用优质沥青能改善路面的使用性能。我们采用AC-20型级配以及GTM设计理念，对70号沥青、SBS改性沥青、TLA改性沥青沥青(30：70)混合料进行了车辙的室内对比试验。经过实验结果表明，无论是粘度还是抗车辙能力，改性沥青比普通沥青要好的多。
（3）沥青用量的影响
沥青的高温稳定性很大部分取决于沥青混合料的沥青用量。在沥青混合料中，沥青存在的方式有两种，分别是结构沥青和自由沥青。如果矿物颗粒之间的连接是采取结构沥青膜来联接，这会使得沥青混合料表现出更大的粘聚力，从而增强抗变形能力。在影响沥青膜厚度的因素中除了沥青自身的用量之外，还有两个比较显著的因素，分别是矿粉的用量和粉胶比，在实际工程中要按照规范的用量取值，确保材料的可靠和安全。
（4）施工变更较大，压实度不够
混合料产生严重的离析现象导致级配出现偏差，并由此生产出软弱的混合料；施工时未考虑混凝土的压实度；施工过程中没有及时碾压，或存在漏压等问题；未严格控制油石比；施工时产生层间结合差，使沥青路面层发生相对滑动。
三、沥青路面车辙的预防措施
1、改善外部环境
在夏季高温天气可对高速公路行车进行管制,当前该中模式的施行难度较大也可分时段、分车型的进行交通控制,并可采取分流重载车辆等措施;同时结合国内当前超载问题的严重性应力争做到有法可依、执法必严等以实现从根本上彻底根治路面损坏。
2、路面设计
设计过程中应认真分析当地自然区划条件,根据当地气候选择沥青标号,对夏季持续高温地区则可选用高质量、高粘度的重交通道路沥青,并适当添加沥青改性剂;可在沥青中添加抗剥落剂以提高沥青与矿料的粘聚力,并可实现在增强矿料与沥青粘附性能的同时提高混合料的抗车辙能力;尽量选用偏粗的C型密集配沥青混合料和SMA沥青混合料;并应结合当地气候条件通过详细计算选用合理的路面结构型式。
3、材料控制
沥青应尽量采用高质量、高粘度的重交沥青,必要时采用改性沥青,以充分利用改性沥青对改善路面高温性能的明显效果;集料。应采用坚硬、粗糙、洁净、外形接近立方体的粗细集料,并对粗集料的破碎面、细集料的棱角性加以控制,并应推广机制砂的应用以严格控制粗集料的针片状,若采用天然砂也应控制其用量不超过10%。
4、施工控制
在混合料配合比设计时应严格按照目标配合比、生产配合比和配合比验证三个阶段来进行配合比设计,矿料级配应按照S型曲线以提高集料的嵌挤能力;在满足试验要求的前提下应选用沥青用量下限;施工中应严格控制拌合料的拌合温度、出场温度、到场温度、初压温度及终压温度,在提高路面压实度的同时控制混合料的设计空隙率以控制混合料的离析;对已成型的路面进行交通管制,对未达到行车要求的路面严禁车辆行驶;从路面的耐久性考虑拌合料的空隙率应尽可能减小,而从热稳定性考虑其空隙率不能过小,由于空隙率对沥青混合料的抗车辙性能有一个临界值,使用中偏离该值越多则抗车辙能力越大,一般混合料而言4%的空隙率接近该临界值,因此在确定该值时应综合考虑矿料空隙率、沥青所占的空隙率和剩余空隙率的分配问题。
5、车辙处理
对于局部轻微的车辙和磨耗性车辙可采取先拉毛、清扫、喷洒粘层油后再用细沥青混合料填充并压实充分;对局部较为严重的车辙应先用铣刨机或风镐将车辙表面杂物清除并至一定深度,边缘部位采取切割机进行切割平整,在清扫干净后在周围接茬部位和底面撒布一定量的粘层油,之后用和原路面结构相同的沥青混合料填筑并对其充分压实;对大面积的车辙则应采用铣刨机铣刨至一定深度,之后按照新铺筑路面的工艺重新铺筑罩面层。
结束语：
车辙病害作为沥青路面施工中较为常见的病害之一，对车辙防止必须贯穿于整个路面的设计与施工全过程中，在设计过程中需要合理的选择路面材料及结构的形式，并随时提出路面裂缝地防止对策，以从根本上减少路面车辙的产生率，提高路面的使用性能，进而有效的延长路面的使用寿命。
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论文作者:侯健
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/3/31
标签：车辙论文; 沥青论文; 路面论文; 面层论文; 荷载论文; 沥青路面论文; 结构论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;