高速公路路面車轍成因與防治措施

韓紅亮

中交國通公路工程技術有限公司，河南 南陽 473000

在公路施工中，出現車轍較明顯的是二級公路以上的并實行渠化交通的公路瀝青路面，流動變形就是在平交路口、汽車經常制動、啟動極易停車經常擁堵的現象。而對于高速和一級公路行駛車輛實行嚴格的渠化變通以后，有關車轍病害問題越顯突出。

1 車轍的成因

車轍問題已經逐漸成為我國瀝青路面破壞的重要問題，這種病害現象不僅對行車舒適度造成一定影響，而且對于交通安全也構成一定威脅，如在車輛變換操作路道時，車轍內積水及產生高速行車水漂或結冰，另外就是氣候的影響，例如在惡劣的氣候條件下造成制動距離不足。

1.1 車轍的分類

在正常情況下，瀝青路面的車轍有3種類型：

1）結構性車轍

由于荷載作用超出了路面的承受力，會造成瀝青面層以下的包括路基在內的結構發生永久性的變形，這種現象叫做結構性車轍。這種車轍現象的特點是：寬度大，兩側無明顯的隆起顯像，V字形橫斷面。

2）失穩性車轍

另外還有一種車轍叫做瀝青混合料的流動性或失穩性車轍，即在高溫條件影響下，車輪反復作用，使荷載能力超出瀝青混合料的穩定極限所導致的現象。損壞時容易使車輪對應的路面部位下凹，車輪作用的路面兩側容易產生隆起現象。在彎道處還明顯向外推擠，使車道線與停車線容易變成彎曲的曲線，造成交通事故的發生。毫無疑問，這部分的車轍主要表現為于瀝青混合料流動的特性。這種車轍現象主要發生在上坡路段和交叉口附近，因為這段里面的車速慢、輪胎接地發生的橫向應力較大，對主要行駛雙輪車的路段，車轍斷面成w形，對行駛寬幅單輪車的路段，車轍成非對稱形狀。

3）磨損性車轍

磨損性車轍在我國的發生現象是比較少的，幾乎可以說從來沒有發生過，由于我國的基層基本上都是半剛性基層，而車轍基本上都屬于瀝青混合料的流動性車轍，目前，針對這一車轍還沒有研究出有效的解決方法，只能通過采用新材料和改造再生材料來對付和防止磨損性車轍現象的產生。

還有一種現象，在我國發生的頻率較高，而在國外卻很少出現的情況，在我國，由于瀝青面層的壓密性而造成的，有些高速公路在壓實施工方面沒有使路面的刀片充分的壓實度，并且過分的追求平整度，待降低溫度后碾壓，都會造成壓實度不足致使通車后的第一個高溫季節混合料繼續壓密，在交通車輛的反復碾壓作用下，空隙率不斷減小，達到極限的殘余空隙率后才趨于穩定。車轍產生的原因是壓密變形導致平整度下降，造成明顯的車轍現象。此車轍也有明顯的特點；兩側未隆起，有下凹，V字形或w形呈現。這屬于施工不當造成的非正常情況下的車轍現象。主要表現在車轍形成的初期，車道線附近，而對車輪作用次數較少的部位，產生的變形影響不大。為減少車轍，碾壓的加強時施工中最重要的一個過程，不要一味的追求平整度而忽略了對壓實度的充足，要把孔隙率控制的規定的范圍內。

1.2 車轍產生的原因

瀝青路面的車轍是外因與內因共同作用的結果，一方面是由于在高溫的影響下，加上荷載的反復作用，時瀝青混合料黏塑性變形累積的結果。一般認為瀝青對車轍的貢獻率可達40%，其中主要因素是瀝青的高溫黏度和瀝青用量。占貢獻率60%的非瀝青因素，主要是瀝青混合料的組成結構是原材料、級配和工藝的函數，骨架結構的穩定性起著關鍵性作用。

1.2.1 荷載

車輛荷載一次作用下瀝青路面產生的變形可分為3類：彈性的、黏彈性的和黏塑性。形成車轍是由于在渠化交通下，不可恢復的黏塑性變形和來不及恢復的黏彈性變形長年累積造成的結果，因此交通荷載對車轍的影響不但包括大小、作用次數而且還包括作用的間歇時間。這也是一個由靜態到動載的發展。超載的影響程度與交通量大作用相比，前者對路面的影響程度要更加的不利，如果是軸重超載，作用在路面上的壓力是相當大的，而分布在邊緣輪胎的作用力要大于中間的壓力。采取相應措施來提高輪胎壓力超載，中心壓力又會大于邊緣，在交叉路口與停車站所產生的剎車作用力也往往是加劇車轍引發推移變形的關鍵原因。

1.2.2 溫度

影響車轍的發生因素其中也包括溫度，在我國，一般采用的我是7月份的平均溫度來表明影響車轍的溫度值，由于荷載里產生黏彈與黏塑兩部分的黏性變形，而車轍也是由于這些大小不同的黏性變形累及形成的，因此采用平均氣溫較合適，不要以最高溫度來表達環境溫度的影響。例如歐洲、美國、日本這些都是與中國地區在同緯度的地區，有年溫差較大的特點。在我國不僅華北夏季炎熱，就連東北的溫度也有明顯上升的趨勢。

1.2.3 瀝青

隨著科學技術的發展，摻入橡膠、塑料、樹脂三大類添加劑的改性瀝青技術正進入工程應用的研究階段，在提高抗車轍方面效果較為顯著。

瀝青用量對瀝青車轍也有著顯著的影響，過多的瀝青用量將在瀝青混合料中形成游離的自由瀝青，黏性流動變形在高溫條件下因荷載的作用發生明顯。

對混合料的配合比也要嚴格準確控制，粗、細集料級配變異過大，表面積的比度不同，就算瀝青的用量控制很高，也難以應付用油量的相對波動。應指出，現行規范對級配容許誤差過寬。尤其是對礦粉，礦粉用量的慎重，其混合料的比對表面影響也很大。當瀝青達到一定數量時，對瀝青膜的厚度，集料之間的滑動變形將因粉膠比造成直接的影響，一般認為粉膠比不宜小于1∶12。而礦粉的質量瀝青膜的黏結力存在直接和顯著的影響，因此，在工程建設中，對配合比的要求必須按照原設計進行以此來加足礦粉。

2 高速公路瀝青路面車轍的防治措施

防治高速公路瀝青路面的車轍早期損壞的方法是多樣的，首先我們要從瀝青路面自身來認真分析，包括材料從材料、設計、施工等方面人手，來提高瀝青混合料的抗車轍性能。有效的防治車轍的措施還必須從根本原因入手，包括高溫的避免、超載的治理、大縱坡的避免等多方面，多管齊下才能出效果。尤為重要的是，要加強“治超”工作。超載問題嚴重的影響車轍的質量，這一問題的解決對車轍現象的避免將會起到明顯的效果。目前，我國從中央、各級政府到交通公安等部門都加大了對于超載問題的重視并出臺一系列的切實可行的治超法規與相關政策，從而努力使這一現象得到明顯的好轉。

高溫屬于自然現象，我們是無法改變的，但是可以針對這一問題提出相應的對付措施，國外的一些做法很值得我們借鑒，如在夏季高溫的情況下，對一些高速路段的通行有所控制，尤其是對貨車的限制和重載的通行限制，這對于交通工作不會造成很大的影響，全年的高溫天氣較少，這種措施所達到的效果是很好的，另外，可以通過對在高速公路上行駛車輛的速度給予限制，過大和過小的速度會影響高速公路的交通安全和交通通暢，從而對路面車轍的破壞程度更大，因此，要嚴格的控制車輛的行駛速度。

3 結論

綜上所述，以上就是對瀝青路面車轍原因與防治措施的分析，從中我們可以了解到，在高速路面施工過程中，加大對路面質量與環境質量的控制勢在必行。瀝青路面的車轍病害對行車的安全性與路面的使用壽命較大的影響，因此，要提高瀝青混合料抗車轍的性能必須首先提高車轍病害的防治技術。

[1]張毅.陜西省高速公路瀝青路面車轍成因及對策研究[D].長安大學，2004.

[2]傅珍.超載運輸對路面結構的損傷研究[D].長安大學，2004.