沥青车辙

沥青混凝土路面车辙破坏原因及防

治

摘要：本文根据我国的城市道路越来越多地采用沥青混凝土或改性沥青混凝土路面的实际情况，论述了沥青路面车辙病害的原因，分析了沥青路面病害因素，探讨相关预防措施。

关键词：沥青路面车辙病害原因防治措施

1 前言

沥青混凝土路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工斯短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点，因此获得越来越广泛的应用。在高等级公路的建设中，我国的绝大部分公路都采用沥青混凝土路面。随着交通量日益增大，车辆迅速大型化且严重超载，使公路路面面临严峻的考验，很多沥青路面均呈现出一定的早期破坏，如车辙等现象，有的道路甚至当年通车即发生了病害，正常维修期大大提前，直接影响了车辆的运行，也增大了养护管理资金的投入。研究沥青路面的车辙破损原因及防护具有特别重要的现实意义。

2 车辙

车辙是在行车载荷重复作用下，路面产生累积永久性的带状凹槽。主要是由于沥青混合料级配设计不合理、稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起。如图1-1所示省道S239沥青路面车辙破坏情况。

图1-1 S239省道沥青路面车辙情况

车辙的破坏类型一般有三种，其中除埋钉轮胎造成的磨损性车辙和整体路面永久变形造成的结构性车辙外，最普遍的就是沥青混合料累积剪切变形造成的流动性车辙。根据国内外的相关研究，流动性车辙形成的原因为沥青面层的结构剪应力，沥青混合料在结构剪应力的反复作用下，发生剪切疲劳破坏，混合料将沿着剪切面移动，最终在沥青路面上形成我们常见的辙槽，如图1-2所示。

图1-2 流动性车辙的形成过程

沥青路面上坡路段最容易产生车辙，特别是在坡度较大，上坡坡道较长的路段，车辙破坏程度远远大于平坦路段，而且产生破坏时间也较早。随着我国高速公路建设的不断发展，建设方向将会逐渐从平原、微丘地区转向山岭、丘陵地区，高速公路建设将不可避免的面对上坡路段增多，坡道坡度增大和连续纵坡等问题，而如何有效预防沥青路面车辙破坏，已成为十分迫切的问题。

车辙是沥青路面在汽车荷载反复作用下产生竖直方向永久变形的积累。车辙形成过程可简单地分为三个阶段：①开始阶段的压密过程；②沥青混合料的流动；

③矿质骨料的重新排列及矿质骨料骨架的破坏。车辙形成的最初原因是压密及沥青高温下的流动，最后导致骨架的失稳，从本质上讲就是沥青混合料的结构特征发生了变化。

影响沥青路面辙槽深浅的主要因素：沥青路面结构和沥青混凝土本身的内在因素（简称内因），以及气候和交通量及交通组成等的外界因素（简称外因）。沥青混合料在较高温度条件下的强度不足，是路面产生车辙损坏的主要内因。

沥青混合料在较高温度条件下的强度不足，是路面产生车辙损坏的主要内因。外因对沥青路面辙槽深浅的影响，主要表现在三个方面：1、夏季，路面表面下10cm范围内温度最高；2、重载车车速降低将明显增加路面结构剪应力，但对其分布形态影响不大，即剪应力峰值出现的位置基本不变；3、重载车作用下，路面面层内3～9cm范围内结构剪应力最大。据此，我们可以推断，目前沥青路面三层结构中，中面层最容易出现车辙损坏。而大量的车辙损坏调查分析也表明，车辙不仅发生在表面层，而且更多的发生在中面层，甚至下面层，如图1-3所示。

图1-3 沥青路面发生车辙后各层厚度变化

3.病害出现原因分析

城市道路沥青路面的设计使用寿命一般为10-15年，如果通车1-3年内就发生严重病害和较大面积损坏，可视为早期破坏。沥青路面车辙病害出现的原因，我个人认为无外乎下列几个方面：

3.1.1 沥青质量问题

由于近几年交通作为国家基础设施重点投资，全国各地二级路、一级路、高速公路、城市公路，开工项目很多而建设资金又有限，因此，在道路结构层的厚度设计、材料采用本着经济适应的原则，而对交通量的变化，使用年限并没有重点研究，象高等级沥青路面，许多省市采用的是上面层使用进口沥青，而中面层、底面层则采用国产沥青，就国产沥青而言能达到规范要求的厂家并不多，而且数量十分有限，不可能满足国内建设规模的需要。

3.1.2 气候的影响

近年来，由于温室效应影响全球，在我国也不例外，气温普遍提高，气候反常，冬季气候变暖，夏天持续高温时间增长。

3.1.3 超限超载车辆的影响

随着我国经济的迅速发展，高等级公路上的货车量增长非常快，部分个人从自身利益出发，超载严重，甚至达到了令人无法想象的程度。公路运输的超限超载是公路沥青路面车辙病害产生的又一个主要外因。

3.1.4 路面初期养护不及时、不到位

路面早期养护措施不及时、不完善等也是城市道路沥青路面产生车辙破坏的原因。一旦超出极限荷载的行驶将导致路面结构严重损伤。促使路面开裂、推拥，甚至局部下陷，导致路面破坏目前高等级路面上或其它等级的公路上，超重型车辆，特重型车辆随处可见，因此对沥青路面的损害是非常大的。

4. 车辙维修处治技术

随着我国道路交通向重载、大流量和渠化的不断发展，沥青路面严重车辙损坏，因无有效且经济的维修方法，唯一方法是对车辙部位进行铣刨，用新混合料重新铺筑，维修成本高，而逐渐成为沥青路面的“第一杀手”。预防沥青路面出现车辙损坏，关键在于提高沥青混合料的高温稳定性，因此，在配合比设计阶段对混合料进行高温稳定性检验就显得异常重要。

4.1.1铣刨加铺技术

铣刨加铺技术（改性沥青混合料、水泥沥青混合料）主要针对车辙深度在2cm 以上的严重失稳型车辙，这一类车辙多由于上面层或上、中面层或上、中、下面层，高温稳定性不足而产生。处治时先铣刨掉其产生车辙的各面层，铣刨宽度视车辙范围而定，一般单车道4m，双车道8m。铣刨后认真检查下卧层状况，并对局部破坏进行修复。

4.1.2 铣刨拉毛技术

对沥青路面车辙隆起部位进行局部铣刨，恢复路面使用性能、提高行车安全，该方法具有施工时间短、交通干扰小、养护费用低的特点，是车辙处治的阶段性措施。

4.1.3微表处填补技术

适宜范围：压密型、磨耗型等比较稳定的车辙。

技术特点: 微表处车辙填补技术施工工艺先进、速度快、成本低、防水及抗滑性能好；填补后彻底改变了车辙内存水易产生水漂和结冰等安全隐患。微表处填补车辙为微表处工艺中较复杂的一种，需要更专业的队伍来施工。

5. 沥青路面车辙病害防治措施：

沥青路面车辙破损的防护通过以上分析，可看出沥青混凝土路面车辙破损与沥青混合料、路面设计施工、交通气候条件的全部或部分有联系，而交通气候条件是客观存在的，所以沥青路面病害防治技术应以路面设计、沥青混合料和施工三个方面考虑。

针对上述沥青路面车辙病害产生的原因，我认为其防治措施应做到如下几点：

1. 严把设计、施工关

设计单位和设计人员必须严格遵守规范进行设计，在设计上必须做到科学、严谨。选用合理的基层和底基层结构。施工单位在进行沥青路面施工时更是应该严格控制施工质量，施工质量控制不严，车辙破损必然出现。

沥青路面施工必须按全面质量管理的要求，建立健全有效的质量保证体系，对施工全过程，每道工序的质量要进行严格的检查、控制、评定，以保证其达到质量标准，具体要抓好以下几方面：

严格控制沥青混合料的拌和质量，拌合过程中发现“糊料”或“离析”等异常情况应立即进行处理；加大马歇尔试验频率，严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标，必要时对混合料进行特殊配合比设计。

保证基层顶面粗糙度。改善基层材料级配，增加粗骨料，提高大中粒径集料含量；控制最佳含水量，改进碾压方法，避免过振过湿，不能使基层顶面形成灰浆硬壳，不能用细料进行压实后找平。

合理洒布透层油、粘层油。在进行各层铺筑前，必须保持顶面清洁。根据近年来的施工经验，透层油应以慢裂型乳化沥青为宜。

提高面层摊铺质量。在摊铺混合料时，运距不能过远，摊铺温度应控制在130℃-160℃为宜，摊铺厚度均匀，压实设备数量应配套，速度控制在2-6m/min 左右，碾压遍数不能太少，以免混合料孔隙过大；一般不能进行补料，尤其是下面层；基层雨后潮湿未干，不得摊铺，更不得冒雨摊铺；纵向、横向接缝应紧密、平顺，各幅之间重叠的混合料应用人工铲走。

2. 依法治路，整治车辆的超限超载运输

近年来超载车辆越来越多，与设计菏载相比超载十分严重。在重菏载重复作用下，特别在车辆启动或刹车频繁的岔路口及转弯处沥青路面很快产生破坏，推移、裂缝尤为常见。车辆超限超载运输，加速了公路路面的早期病害形成。公路管理部门要依据《公路法》及各省市与之相配套实施办法，加强对超载车辆的管理，实行计重收费，严重超载卸载放行，从而防止公路路面病害的早期产生。3. 预防为主，加强养护