上海江南建设工程总承包有限责任公司 201612
摘要：本文介绍了高速公路沥青路面常出现的几种病害，如车辙、坑槽、裂缝、表面破损等，并浅析裂缝产生的原因以及不同添加剂对多种病害的用途。
关键词：沥青混凝土；车辙破坏；抗车辙剂
前言
目前我国高速公路、城市快速路及海塘路面等基本都选用沥青混凝土做为结构的面层。沥青混凝土的结构优势施工速度快、造价经济、平整度高（行车舒适度高）、对路基不均匀沉降的适应性强。但它自身的缺点是耐水性差（雨季易产生水损坏）、极端温度下稳定性差、高分子材料易老化产生车辙等。
以上这些沥青混凝土到路面层的缺点，单单依靠沥青材料本身是难以减轻或消除的。只有依靠外部措施来减少这些不利现象的发生，而添加沥青外部添加剂，是解决这些问题目前为止最好的办法。
一、沥青路面车辙破坏的种类
1、抗车辙破坏
所谓车辙破坏就是因为在高温气候下，沥青面层经过太阳高温暴晒后软化，再由重车开过碾压后造成永久性的结构变形破坏。
车辙破坏也分为三种：1）结构性车辙；2）磨耗磨损型车辙；3）失稳性车辙。见下图
1.1、磨耗磨损型车辙
由于车辆反复碾压造成面层沥青的疲劳性破坏，这种破坏只表现在面层的凹陷，但只限于面层深度只限于面层的细石沥青层，沥青基层的整体结构层不发生变形及破坏。
1.2、结构性车辙
由于重车碾压产生的剪力超过路面各层的抗剪强度，引起沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久性变形。面层会延路面纵向形成V型的深坑，但基层并没有产生离析现象。
1.3、失稳性车辙
由于重车碾压产生的剪力超过路面各层的抗剪强度，引起沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久性变形。面层会延路面纵向形成V型的深坑，但基层并没有产生离析现象。
二、车辙破坏的形成机理
2.1、原材料质量
1）沥青的选择上因选用纯度高的沥青，而不能选择质解的再生沥青。在沥青用量上要严格按照配合比，含量过小影响沥青粘结性，含料过大使得其在高温天气时，面层软化骨料见离析现象。
2）粘结料选用不合格，粘结性差。造成摊铺时骨料之间松散不紧密。摊铺后温度逐渐减低，稳定性变差。
3）骨料的选择因均匀并满足配合比要求。不因选用细石料过多或其它层过多的骨料。且骨料中所含杂质越少，骨料选用越好。
2.2、配合比控制不严
1）沥青配合比中矿物集料孔隙率过低；
2）沥青混合料中油石比过大
2.3、高温及持续高温的影响
高温天气对沥青面层的影响较大，特别是多日的持续高温。温度越高，沥青混合料的的劲度模量过低，沥青混凝土的抗车辙能力越小。当气温在30度至35度范围内，地表极值温度在55度内，沥青路面的车辙破坏只在几毫米的范围内。持续高温或温度高于38度时，地表面温度超过55度，车辙破坏会急剧增大。
2.4、车辆重载及超载交通的影响
随着国家的发展，公路网系统的完善，很多贸易运输及农产品调拨等，都会优先选用便捷的公路运输。在夏天因车辆超重可能会引起路面的一次性破坏可能性增加。较大的车流量加速了路面的老化及疲劳破坏。车辆速度的提高，也加剧了重车对路面产生的剪力影响。
三、抗车辙破坏的防治
抗车辙剂是一种沥青改性剂，国内是以天然沥青和高分子化合物聚合而成颗粒。
3.1、抗车辙剂的作用
1）嵌挤作用
抗车辙剂在施工过程中由于高温的作用而软化,这些微粒在碾压过程中热成型,相当于具有高粘附性的单一粒径细集料填充嵌挤到了集料骨架中的空隙,增加了沥青混合料结构的骨架作用,加强了混合料之间的相互作用力,使混合料之间更加紧密,降低了成型路面的渗透性。同时增加了沥青混合料承受荷载的能力。
2）加筋作用
由于抗车辙剂中聚合物形成的微结晶区具有相当的劲度,它在拌和过程中部分拉丝成塑料纤维,在集料骨架内搭桥交联而形成纤维加筋作用。由于聚合物纤维的存在,它在胶结料中形成网状,加强了沥青矿粉胶结料体系相互作用和整体性。
3）胶结作用
抗车辙剂投入沥青混合料的拌和锅中,在170~180°C的温度下,首先通过与矿料干拌,使它软化,继续加入沥青拌和,抗车辙剂颗粒与沥青形成胶结作用，使沥青性能得到改善。提高了沥青的软化点;降低了对温度的敏感性;增加了沥青与矿料的粘附能力。
4）变形恢复作用
抗车辙剂的弹性成分在较高温度时具有使路面的变形部分弹性恢复的功能,因而降低了成型沥青路面的永久变形。
3.2、抗车辙剂的选用
以上海G1501北环大修工程为例，北环交通网是上海最外圈的绕城高速，车辆流量较大且主要以重型卡车、集装箱车、长挂拖车为主，整条北环线路对沥青混凝土路面的抗车辙性要求较高。
北环的沥青混凝土面层，按设计要求沥青混凝土面层以每立方4‰的量参入，质量要求达到以下标准。
3.3、实际摊铺后效果
1、试验数据
沥青混合料的主要试验是达到设计参数要求并符合马歇尔稳定度要求。沥青混合料只有在稳定度、流值等技术指标符合要求，才能保证添加了抗车辙剂的沥青混合料在日后的工作中，有稳定的表现。
从送检的结果来看，满足设计要求，也符合马歇尔稳定度要求。（见下图）。
2、摊铺后使用效果
1）添加抗车辙剂的沥青面，稳定性高。且木质纤维增加了沥青的纤维度，部分起到了纤维加筋作用，使沥青整体性加强，不容易开裂。
不同沥青加同种抗车辙剂后的稳定性也不同，如下表：
2）添加抗车辙剂的沥青混凝土，粘度有所提高，软化点有大幅增加。且木质纤维的弹性力，同时增加了沥青弹性恢复的功能，减少因软化造成的永久性结构变形。
四、结束语
通过试验数据及实际的应用，适当添加抗车辙剂可以提高沥青混凝土的软肋。在我国很多省份高速公路以在推广使用，今后可能会成为城市高速道路的首选。
参考文献
[1]交通标准化2010年8月上半月刊（总第226刊）
作者：张晓丽.《沥青路面车辙破坏形式及成因分析》.
论文作者:李陈强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/11/27
标签：车辙论文; 沥青论文; 面层论文; 路面论文; 混凝土论文; 骨料论文; 高温论文; 《基层建设》2017年第25期论文;