沥青路面车辙损坏成因分析与防治对策

个方面。 （） １ 沥青 混合料 。
我 国现行的沥青 路面设计 的主要依据 指标 是沥 青混合 料的强度 ， 其取决于混合 料 的粘 结力 和 内摩 擦角 ， 受集 料物 理化学性质的影 响 ； 粘结 力又取 决于 沥青 材料 的化学结 构 、 胶体结构 、 物理化学性质 、 稠度 、 沥青膜 的厚度 、 沥青矿 料 比、 沥青与矿粉系的分散结构特征 以及沥青 与矿 料的相互 作用 ，
２１ 年 ０１
第 ７期
黑龙江交通科技
ＨＥＬＯＮＧＪＡＮＧ Ｉ Ｌ Ｉ ＪＡＯＴＯＮＧ Ｊ ＫＥ Ｉ
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（ 总第 ２９ ０ 期）
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沥青 路面 车 辙损 坏 成 因分 析 与 防治 对 策
乐 瑜， 江 建 （ 重庆市市政设计研究院 ）
１ 沥青路面车辙 的形成及类型 （） １ 沥青路 面因施工碾压 不充 分 ， 以及 沥青路 面在高 温 下劲度下降迅速 ， 面抗剪 能力不 足 ， 使路 导致矿 料在 轮载作 用下产生滑移与位错 ， 混合料进一 步被压实 ， 这是压密 过程 。 （） ２ 在高温下沥 青变 软 ， 沥青 劲 度进 一步 下 降 ， 沥青对 网络骨架的约束减小 ， 使得矿 质骨架 的稳定 性 下降 ， 而产 从 生失稳破坏 ， 导致混合 料产生 重新组 合与 分布 ， 引起 沥青 及 沥青胶 （ ） 砂 浆的 自由流 动 ， 在受载 处 出现 压缩 和侧 向错位 而形成槽辙 ， 这是混合料 产生 自由流动 的过程 。 （） ３ 若沥青的软化在矿料 间产生 滑移作用 ， 细集 料相对 集 中并产生剪切破坏 ， 矿料将 在荷载作用下沿矿料接触 面处 产生滑动和挤压 ， 终导 致骨架作用 的丧失 和部分骨料 的破 最 碎， 这是引起矿料 的重分 布和矿质 骨架 的破坏 过程 ， 这样 就 使 高温变形得 以产生 ， 如推移 、 拥包 、 搓板 和车辙 等。 根据车辙 的形成原 因和过程特 点 ， 将沥青路 面的车辙 分 为结构性车辙 、 流动性车辙 、 磨耗磨损 型车辙 、 压密型 车辙四 种类 型。在我 国， 多数沥青 路面修 筑在半 刚性 基层 上 ， 且施 工 中对压实度要求较高 ， 基层 强度及板体性好 、 变形小 ， 了 除 某些基层施工不 良的路段外 ， 构型 车辙一般 很小 ， 结 而磨 损 性 车辙在我 国几乎是 没有 的。所 以 目前所 见到 的车辙 基本 上都属于第 二种类 型 ， 目前讨 论最 多的是 失稳 型车辙 ， 故 即 属 于沥青混合料 的流动性 车辙。 ２ 产生车辙的主要因素分析 从 车辙 的形成过 程来 看 ， 主要是高 温下 沥青面层因沥青 软化而进一步密实 ， 以及沥青变软对矿 质骨架的约束作用降 低而使得骨架失稳 ， 明沥青对 混 合料 的高温 性 能十 分重 表 要。当然骨架 的稳定性 和细集 料 的多少也 会影 响车辙 形成 的进程 。在道路 的交叉 口或变 坡路 段 ， 高温变形更易发 此类 生 ， 主要与较 大 的水 平 荷 载作用 下抗 剪 强度 相对 不 足有 这 关。影 响沥青路 面车 辙形成及 其深 度 的主要 因素有 以下几
增加内摩擦 角和矿料 等颗粒 间 的嵌挤 作用 可以提 高沥青混 合料的抗剪稳定性 。 ① 材料性质。沥青的粘度 和沥 青与矿 料之 间 的粘 附性 是影响沥青混合料高温稳 定性 的两个 因素 ； 沥青 粘度 越大 ， 沥青与矿料之 间的粘 附越好 ， 么混合 料 的 高温稳 定 性越 那 好， 因此要选用粘度大 的沥青 和非酸性矿料 以提高混合料 的 高温稳定性和强度 ， 以便产生 较高 的抗车 辙能力 ； 青改性 沥 是一种提高沥青高温稳定性 的有效手段 ， 据佐治亚洲 的加 载 车轮检测结果证明， 改性沥青混合料同标准混合料相比车辙 深度有明显减少。 ②矿物集料的表面纹理 、 颗粒 大小 、 状 、 料 形 级配 、 颗粒 相互位置 、 矿料数量 、 以影响混合料 的孔 隙结构 ， 隙的 可 即孔
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大小 、 状与连通闭合情 况 、 形 沥青用 量状况 以及沥青 的用量 和沥青 同集料 的互相 作用 情况 ， 因而可以对 车辙 的大小表现 出不 同的影 响。采用 洁净坚 硬 的碎 石 ， 硬度 大、 角尖 锐 的 棱 砂 以及高质量 的矿 粉对 于抵抗永 久性 变形十分 有利。在整 个矿料混合料 中对 沥青温度稳定性影响最大 的是矿粉 ， 用石 灰 岩和冶金 矿渣 制成 的矿 粉掺拌 的沥青 混合料有 较高 的高 温稳定性能 。 沥青用量 的多少 直接影响着混合料 中矿粉 的骨架、 嵌挤 作用 ， 对沥青混合料 的抗车辙 能力有 着至关重要 的作 用。沥 青用量过大 ， 游离沥青 较多 ， 便削 弱 了矿 料之间对 高温稳定 性 起决定性作用 的嵌 挤力 ， 使混合料 易于产生流动变形 从而 而形成 车辙 ， 沥青用量 过低混 合料 坚硬松散 难 以压 实 ， 也影 响沥青 路面的抗 车辙能力 。有关环道试验表 明： 于热 拌沥 对 青混合料 ， 最大 的车辙 是 与高沥青 含量相联 系 的， 并且 低沥 青含量 的混合料抗车辙能力 比最佳沥青含量 的混合料差 。 ③矿料级配。为探讨集料级配对车辙大小的影响 ， 有关研 究 人员将集料分为过细级配组 、 细级配组和粗级配组三种 ， 环道 试验结果表明： 热拌沥青混合料 在最佳沥青含量、％空隙率时 ８ 粗级配有较大的车辙深度 ， 过细级配次之， 细级配组车辙深度最 小。另有单轴荷载试验资料 ： 在最佳沥青 含量 时中粒式沥青混 合料车辙最小， 细粒式次之 ， 粗粒式大于细粒式， 沥青碎石车辙 最大。可见 ， 单纯增大矿料粒径并不能提高路面抗车辙能力 ， 而 良好的级配和最大的密实度 因增加了矿料之间的嵌挤力 ， 而提 高了混合料的高温抗车辙能力。 ④空隙率 。在进行沥青混合料 配合 比设计 时， 对空隙率 的选择一般都是 根 据 当地材 料 和经 验进行 的， 当取 值过 高 时 ， 密实度可增 加骨料 间 的接 触压力 ， 而提高路 面的 提高 从 抗车辙能力 ， 地沥青 和矿粉用 量也 要增加 ， 相应 从而 又削弱 其抗车辙能力 。当空隙率小 于某 一临界值 后 ， 继续减小空隙 率 ， 混合 料 内部没 有 足够 的空 隙来 吸收材 料 的流 动部 使得 分 ， 混合 料外 部 的整体变形 ， Leabharlann Baidu成 由此而形 成车辙 。大量试 验表 明： 各种级配的混合 料在最 佳沥青 含量 时 ， 空隙率 的 随 增大车辙有所增加 。 （ ） 面结构组成 。 ２路 沥青路面 的抗 车辙 能力 除 了受所 用材料 及其性 能影 响 外， 还与路基 类型和路面厚度有关 。沥青路 面厚度与车辙 的 关 系较为复杂 ， 同样 的材料在不 同的路面结构中会表现 出不 同的性能 ， 关室 内环道试验表 明 ： 有 当其路基为砂土材料时 ， 面层厚度对 车辙影 响 很大 ， 面层沥 青 混合料 较薄 时 车辙较 深 ， 较大部分来 自 而且 路基 的形 变 ； 当面层较厚时 ， 而 路基基 本上不产生车辙 。在 当路基为刚性或半刚性材料时 ， 辙的 车 深度 随沥青混合料 面层 厚度的增大而增加 ， 这时的车辙 总量 ９％来 自 ０ 于沥青混合料 面层 本身 ， 由此 认为 ， 当路 基和基层 强度较高 时 ， 采用薄沥青混合料 面层可以有效 地控制车辙深 度， 而当路基基层强度 较弱 时应适 当增加 面层厚度 ， 但这样 构筑 的道路 ， 往往 由于路 面回弹模 量与路 基回弹模量之 间的 比值过大 ， 带来不尽合理 的结构 组合 ， 而且也不够经济。 （ ） 通荷 载及环境条件 。 ３交
摘
要： 深入分析 了车辙 形成的主要影响 因素 ， 主要外 因是渠化交通 和荷载作 用次 数 的增 加 ， 因是 沥青混 内
凝土的高温稳定性和抗塑性变形能 力差 。在 此基 础上提出相应 的对 策。 关键词 ： 沥青路 面 ； 车辙损坏 ； 影响 因素 ； 防治措施 中图分类号 ： ４ ６２ ７ Ｕ １． １ 文 献标 识码 ： Ｃ 文章编号 ：０ ８— ３ ３ ２ １ ）７一ｏ ２ １０ ３ ８ （０ １ ０ ０ ４—０ ２