沥青路面变形类病害及其成因分析

沥青路面变形类病害及其成因分析

从我国沥青路面的破坏现象分析，变形类病害中车辙问题尤为突出。它除了影响行车舒适性外，还对交通安全有直接影响。车辙是路面上沿行车轨迹产生的纵向带状凹槽，数量按实有长度乘以变形部分的平均值计算。车辙在行车荷载重复的作用下，有扩展和累积趋势。

①车辙病害

1）车辙类型

结构性车辙：因为行车荷载的作用超过了路面各层强度，而在沥青面层下包含路基内发生各结构层永久变形。此种车辙的宽度较大，两侧无隆起现象，且横断面呈V字形。

流动性车辙：高温条件下，由于沥青混合料中颗粒之间沥青膜在外力作用下产生了剪切变形，引起集料颗粒出现相对位移，车轮反复碾压作用下载荷应力超过了沥青混合料的稳定度极限，从而使流动变形得到不断的积累而形成了车辙。一方面是车轮所作用的部位的下凹，另一方面车道两侧车轮作用甚少的部位反而开始向上隆起，在弯道处向外推挤明显，停车线及车道线很可能成为了变形的曲线。对主要行驶双轮车的路段，车辙断面呈W形。

磨耗型车辙：在路面结构呈稳定的情况下车辆在行驶时，轮胎磨耗了路表，从而产生此类车辙，车辙深度一般在5mm以内时不需处理。

压密型车辙：此种车辙病害是由于施工的质量控制的不严，造成面层的压实度不够，在通车后第一个高温季节混合料始终继续压密，经过交通荷载反复作用，空隙率出现不断的减小，必须达到了极限残余空隙率才开始呈现稳定的状态。它不仅产生了压实的变形，而且平整度呈现飞速下降趋势，形成了明显的车辙，在我国较普遍。

2）车辙产生的原因

车辙产生受内外因的综合影响，内因包含沥青混合料、路面结构设计，外因包含施工、交通和气候条件。

a.沥青混合料

预防车辙最好的途径是提高沥青混合料抗车辙能力，以下从沥青、集料、矿粉和级配四个方面阐述。

沥青：车辙和沥青粘度直接的相关，沥青高温粘度的提高是治理车辙有效的措施，因此施工时应该优选低针入度、高软化点的高粘度的沥青。

集料：在集料中参加的破碎砾石不利于抵抗车辙，因为它缺乏棱角所以容易变形，同时酸性的集料易降低混合料水稳性和高温的稳定性。

矿粉：为了使混合料高温稳定性得到提高，必须让矿粉保持足够数量，从而

减少了游离沥青。

级配：孔隙率对于车辙影响特别大，增加集料的粒径对于提高车辙的能力具有一定的效果，但是孔隙率不能太小，最小空隙率临界值为4%。

b.路面的结构层次

沥青混合料厚度是能够影响车辙的关键原因。一般程度来说，确定路面厚度，既要保证具有足够承载能力，同时又要具有较好抗车辙的能力。低于临界厚度时，沥青的面层越厚，车辙越严重，当超过临界的厚度时，车辙就随厚度的变化越小。

c.交通条件

大量的重型超载车辆行驶在主车道路上面，速度既慢而且渠道化的现象严重，因为它的单轴荷载变大，甚至翻倍，因而使车辙更加容易产生。

d.气候条件

因为沥青混合料属于弹塑性材料，沥青路面又是黑色路面，吸收的热量能力强，因而在气温比较高时，路面经过行车荷载的反复作用，极容易产生车辙。e.施工因素

在施工的过程中要强化碾压，切忌片面的追求平整度而使压实放松。保证压实度，控制孔隙率的规范要求内，可以避免压实度不足而引起车辙。

②纵向变形及其原因分析

路面纵向变形是由于路基的纵向变形引起的。软土地基、非软土地基都可能发生纵向变形，纵向变形容易造成路面的大波浪型不平整。

产生纵向变形原因有：

1）地基产生的固结形变

在没有填筑路基前，地基上无任何荷载，地基处于平衡的状态。但是填筑路堤后，外加恒载（未加行车荷载）作用于地基上，填土的路堤越高，外加恒载对地基的影响就更加大。通常情况下，高度1m的路堤，地基承受恒载常常达到17~18KN/m2。外加的恒载破坏了地基原来的平衡的状态。地基土在受到路堤土的恒载作用下而逐渐产生了固结形变，直到达新的平衡的状态。地基产生的固结形变大小，既和填土的高度有关，又和地基内部的各层土性质有关。

2）路堤所产生的固结形变

路堤所产生的形变大小与土的性质、填土的高度和压实度有密切关系。一般情况下，土性质不好，就可能越大；土压实度偏小，路堤所产生的固结形变就可能大；路堤越高，总形变量就更大。

③沉陷和桥头涵顶跳车

桥头涵顶跳车属于路面的纵向变形中的其中一种形式，也是最严重的一种形式。沉陷是因为路基和路面产生了竖向变形而致使路面下沉的一种现象，通常来

说有均匀性沉陷、不均匀性沉陷与局部的较大面积的沉陷。其中，均匀沉陷是因为路基和路面在行车与自然因素作用下，达到更进一步的密实稳定表现，这种沉陷一般不会造成路面的破损。其中不均匀性沉陷是一般由于基层的局部成形的不足，强度不够，在自然因素与行车荷载等等作用下造成的。而局部大面积的沉陷一般是路基不均匀沉降，或者局部滑移引起的。

桥头涵顶跳车一般是由于桥台背填土的压实不够而造成路基不均匀沉降，使路面产生了沉陷，而造成跳车。构造物是导致了桥头涵顶跳车的另外一条重要因素，尤其是大中型桥梁一般都采用桩基，桥台沉降量很小，甚至没有，但是桥头的填土一般较高，从而使路基路面易产生较大的沉降，造成桥台与邻接的路面沉降差异明显大于任意局部的小段的路基路面与邻接的路基路面沉降差异。

④波浪（搓板）

波浪是指路面有规律纵向起伏。波峰与波谷交相出现，间隔很近，一般在60m之内。造成波浪主要原因，是材料的组成设计差、施工质量差、从而使面层材料的不足来抵抗车轮的水平力的作用。产生波浪，也可能因为旧面层已经有搓板，但是加铺沥青面层的时候没有给予妥善的处理（铲除搓板）。