瀝青混凝土路面車轍產生原因和防治措施

張汝騰

(衡水公路工程監理咨詢公司)

1 車轍的形成

1.1 壓密形變

壓密形變是車輛在道路上行駛使道路得到進一步壓實而產生的永久性變形。壓密形變是有限的，主要由瀝青混凝土的施工孔隙率引起。由馬歇爾結果引起的孔隙率一般3％～5％，而施工過程中，當要求壓實度達到98％時，引起的施工孔隙率為5％～7％，這樣瀝青混凝土路面在行車荷載的反復碾壓下，就會使孔減少，從而產生壓密形變。

1.2 側向流動形變

側向流動形變是在高溫時瀝青混凝土路面中瀝青軟化、粘結力降低，在車輪的反復作用，輪下瀝青混合料產生剪切而被擠壓到兩側而形成的形變，實質原因是瀝青混凝土的粘力和內摩擦角較小。

1.3 車轍的形成過程

(1)初始階段的壓密過程。在瀝青路面碾壓成型開放交通以后，瀝青面層以及各結構層材料中均存在一些空隙，在汽車荷載作用下。仍會有進一步的壓密過程。

(2)瀝青混合料的流動過程。高溫下的瀝青混合料處于以粘性為主的粘彈性狀態，在車輪荷載作用下，瀝青及瀝青膠漿便產生流動，從而使混合料的網絡骨架結構失穩，而向兩側隆起。

(3)礦質集料的重新排列及礦質骨架的破壞。高溫下處于半固體狀態的瀝青混合料，由于瀝青及瀝青膠漿在荷載作用下的流動，此時礦質骨架逐漸成為荷載的主要承擔者，再加上瀝青的潤滑作用，礦質集料會產生錯動，促使瀝青及膠漿向其富集區流動。

2 施工預防措施

2.1 瀝青類型

瀝青混合料的抗剪切能力主要取決于瀝青混合料的粘結力和內摩阻力、影響瀝青混合料粘結力的因素主要是瀝青粘度、瀝青用量、瀝青與礦料互相作用的特性，瀝青的粘度越高，瀝青混合料的粘結力越大，具有的抗剪強度較高。

瀝青類型應根據環境氣候、交通條件等合理選用，尤其是氣溫高、渠化交通的道路應選用較粘稠的符合重交通瀝青技術要求的優質瀝青和改性瀝青。從瀝青品質及路用性能來看，進口瀝青稍優于國產瀝青。

2.2 瀝青用量

混合料的粘結力與瀝青用量有關，用量越大，礦料顆粒間游離的自由瀝青越多，礦料周圍的瀝青膜越厚，混合料的粘結力越低。反之，瀝青不能完全裹覆礦料顆粒界面也影響瀝青混合料的粘結力，同時混合料缺乏應有的工作度，難以壓實，且易出現松散、離析現象。

為了提高瀝青混合料的粘結力，除采用高質量的瀝青外，嚴格控制瀝青的合理用量是很關鍵的。瀝青用量必須嚴格按馬歇爾試驗指標，并綜合考慮氣候條件、交通類型、公路等級等因素，同時進行混合料的殘留穩定度和動穩定度檢驗，并對擬定的配合比進行車輛的試驗，合理確定最佳的瀝青用量。

2.3 礦料級配

礦料級配、顆粒形狀及表面特性瀝青混合料的嵌擠力和內摩阻力主要取決于礦料級配、顆粒形狀及表面特性、瀝青用量等。為使瀝青混合料的內摩阻力增大，滿足抵抗永久變形的能力，除采用最佳的瀝青用量外，采用潔凈、顆粒形狀良好、表面粗糙、壓碎值小、與瀝青有良好粘附性的礦料是非常關鍵的。

礦料的最大粒徑、級配組成不同，所組成的瀝青混合料強度構成不同，受自然因素的影響也不同。嵌擠型的瀝青混合料(如瀝青碎石)的強度是以礦料間的嵌擠力和內摩阻力為主，瀝青的粘結力為輔而構成，其受溫度的影響較小，但透水性大，耐久性差。密實級配型的瀝青混合料(如瀝青混凝土)的強度是以瀝青與礦料間的粘結力為主。礦料的嵌擠力和內摩阻力為輔而構成，其透水性小，耐久性好，但受溫度影響較大。

3 避免產生車轍的方法

3.1 限載

(1)大力宣傳《超限運輸車輛行駛公路管理規定》。超限運輸對公路的破壞已引起業內有關人員的高度重視，交通部為此在2000年發布了《超限運輸車輛行駛公路管理規定》，對各類車軸的軸載作出了明確規定。路政管理部門要對《超限運輸車輛行駛公路管理規定》廣為宣傳，以引起全社會的關注，提高司機及車主對超載運輸危害的認識，自覺地遵守《超限運輸車輛行駛公路管理規定》。

(2)杜絕私自改裝車輛。

運輸管理部門要采取一定的控制手段，嚴格限制車輛的改裝，限制超重車輛的通行。同時建議汽車生產廠對重型車的研制和生產要結合我國公路的現狀，不要盲目提高軸載，以免加速公路的早期破壞。

(3)加強路檢力度，依法治理超限運輸。路政管理部門要配備先進的檢測設備，提高檢測效率，加強上路檢查的力度，認真貫徹《超限運輸車輛行駛公路管理規定》，對違規車輛依法進行必要的處罰，持之以恒地治理超限運輸。

3.2 提高粗骨料用量，摻加外加劑，降低瀝青用量

目前高速公路一般通過摻加外加材料提高瀝青混凝土本身的強度以抵抗永久變形能力，如SBS改性瀝青混凝土等，由試驗得知當SBS摻加量為3％時轍槽壽命增加了10倍。可采用美國工程兵試驗機來進行配合比設計，最大限度地降低瀝青含量來提高瀝青混凝土的密實度。建議對用于重載車較多的路面的瀝青混凝土組成設計進行抗車轍試驗，以滿足重載車輛對路面的特殊要求。

為了提高路面的抗車轍能力，近幾年來我國引來了幾種新型瀝青混凝土類型，如SMA、SAC等。其主要特點是提高4.75mm粒徑以上的礦料成份，使之形成緊密嵌鎖的結構，來抵抗永久變形的產生。這在國際上也是瀝青混凝土路面發展的趨勢。

3.3 保證瀝青混凝土施工質量

在正式拌和前，要校核拌和器的計量系統，以滿足配合比的精度要求，取締小型連續式瀝青混凝土拌和設備在高級路面施工中的使用，保證瀝青混凝土的拌和質量，碾壓時要一氣呵成，直至達到所要求的壓實度，以免孔隙率偏大，影響瀝青路面的穩定性和抗疲勞強度，引起瀝青混凝土路面的早期破壞。