瀝青路面車轍產生的原因及防治措施研究

（重慶交通大學 重慶 400074）

瀝青路面車轍產生的原因及防治措施研究

孫哲理

（重慶交通大學 重慶 400074）

目前瀝青路面出現車轍的現象十分普遮，應該引起人們普遮關注。由于瀝青混合料本身抗剪切變形能力不足，行車渠化嚴重和夏季高溫等原因，高速公路瀝青路面的面層瀝青混合料較多出現行車道車轍，對行車舒適和安全帶來了一定程度的不利影響。

瀝青路面；抗車轍；路面結構；瀝青類型；礦料級配

0 引言

由于車輛渠道化行駛，重載車輛和輪胎壓力增加，我國高速公路的瀝青路面大都產生了輕重不一的轍槽。轍槽的出現不僅影響了路面的平整度、舒適度，而且危及行車安全。

1 瀝青路面車轍影響因素分析

1.1影響瀝青路面抗車轍性能的材料因素

我國現行的瀝青路面設計的主要依據指標是瀝青混合料的強度。影響瀝青路面抗車轍性能的材料因素具體包括以下幾個方面： 原材料性質、瀝青混合料類型、瀝青用量、礦料級配和混合料的組成( 空隙率等) 。

1.2影響瀝青路面抗車轍性能的結構因素

不同的路面結構組合具有不同的應力分布規律, 不同的材料也具有不同的抗車轍性能, 即不同的路面結構具有不同的抗車轍性能。就我國普遍采用的半剛性路面而言, 質量達到要求的半剛性基層和半剛性底基層是不會產生壓縮永久變形的,而土基基本上工作在彈性階段, 即土基也不會產生永久變形, 因此可以認為半剛性路面表面的車轍是由瀝青面層產生的。綜合而言, 半剛性基層瀝青層的永久變形量并不一定比柔性基層中的總變形小[4]。

由瀝青面層內剪應力分析以及瀝青面層在行車作用下的壓密形變分析, 可以看到半剛性基層瀝青面層不宜過厚, 厚瀝青面層容易產生嚴重的車轍。

1.3影響瀝青路面抗車轍性能的外因

1.3.1渠化交通

隨著日益繁重的交通量需求, 渠化交通已成為我國現代城市交通組織的主要手段[5]。由于城市道路交通組織的渠化, 導致瀝青路面車轍破壞的情況日漸突出。試驗結果證明： 渠化交通引起路表車轍顯著增加。其原因是： 混合交通時荷載作用范圍較寬, 變形面較大, 同一位置的車轍累積較小, 而渠化交通同一位置處的車轍累積較大。

1.4影響瀝青路面抗車轍性能的其他因素

1)施工中應嚴格掌握施工過程中各工序質量, 確保材料組成的準確, 保證各結構層都達到設計的壓實度要求[7]。

2)施工中原材料的離散性將降低瀝青混合料的高溫穩定性。

3)改進車轍等瀝青混合料高溫穩定性評價方法和設備, 以求科學客觀地評價瀝青混合料的高溫穩定性[8]。如避免車轍試驗時試模的豎向變形, 避免車轍試驗時的尺寸效應等。

2 瀝青路面抗車轍的措施

瀝青路面車轍是由多方面原因引起的，往往是由多種因素的綜合作用而產生的。

因此在防治車轍的對策上，也并非采取某種措施就能解決問題，只有綜合采取措施才能收到好的效果。對此可以從提高基層強度和剛度、瀝青混合料設計、瀝青路面施工以及道路交通管理等幾方面采取相應措施。

2.1提高基層強度和剛度

盡量采用無機結合料穩定粒料來作為半剛性基層材料。無機結合料穩定粒料的強度和剛度都很高，具有板體性、水穩定性、抗裂性、一定的抗凍性和良好的力學性能，對車轍的影響很小。

2.2路面設計采取的措施

2.2.1 優化瀝青混合料級配

瀝青混合料的高溫抗車轍能力有6 0%依賴于礦料級配的嵌擠作用，瀝青結合料則提供4 0%的抗車轍能力[9]。通過對較好路段及車轍嚴重段的級配曲線和混合料組成的認真分析，認為若完全按規范級配范圍進行控制，可能出現集料顆粒在可能的重排下達到最密實的級配，這種級配對瀝青含量很敏感，瀝青用量的微小變化，都很容易使混合料變得可塑而使路面產生較大車轍，不能滿足重載交通對路面提出的要求。

2.3嚴格施工控制和管理

(1)合理提高壓實度，適當減少空隙率

規范規定的壓實度為9 6%，實踐表明，按這一標準控制的瀝青路面，通車后再壓密的現象比較明顯，且瀝青路面實測空隙率較大，易于產生早期車轍。以瀝青面層1 5cm計，壓實度每相差1%時，車轍變形就會增加1.5 m m。各國按車轍變形提出的車轍容許范圍雖然不盡相同但均在1 0一2 0m m之間。建議將這一控制標準提高到9 8%，同時為減少實測空隙率，規定馬歇爾設計空隙率的范.圍為3.0%一4.5%，路面的實測空隙率不超過7%，一般應在5%左右，在進行瀝青路面實際空隙率測定時，采用實測密度與理論密度雙控，保證理論密度不低于9 3%。

(2)嚴格控制石料的壓碎

為保證瀝青混合料在攤鋪和碾壓過程中基本不產生壓碎現象，建議采取以下措施，一是在選擇石料時盡可能選擇針片狀含量小，壓碎值小的石料。針片狀含量必須嚴格控制在1 5%以下盡可能不超過1 0%，石料壓碎值應控制在2 4以下：二是改善碾壓工藝，當發現石料有壓碎現象時，原則上盡可能采用輪胎壓路機搓揉碾壓，而不采用鋼輪壓路機振動碾壓;三是加強對石料壓碎值情況的檢查，在終壓完成后，瀝青混凝土尚未冷卻的情況，局部揭開檢查，

如有壓碎現象，研究分析產生壓碎的原因，并采用措施。

2.4加強路政管理

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 結語

高速公路瀝青路面的車轍不僅影響行車舒適性，嚴重的還會威脅行車安全。半剛性基層瀝青路面的車轍主要集中在瀝青面層，因此應當從改善瀝青混合料的高溫穩定性來減少車轍。研究表明，在影響瀝青混合料高溫穩定性的諸多因素中，瀝青結合料的種類非常重要，采用合適的改性瀝青、較低標號的瀝青是提高瀝青路面抗車轍能力的比較有效的措施。通過上面分析，可以從以下幾個方面，提高瀝青路面的抗車轍能力：

（1）使用較低標號的重交瀝青，如 AH-50，或者使用改性瀝青；

（2）優先選用骨架密實型礦料級配[28]；

（3）加強混合料現場碾壓，提高混合料密實度[29]；

（4）加強路面施工質量控制，減少離析、瀝青用量不均等現象。

但從現有的資料看，以上措施中，降低瀝青標號、采用改性瀝青是提高瀝青面層抗車轍能力最直接有效的辦法。

[1]Hongbing F anga, Haddockb John E, Whitec T ho mas D, etal. O n the character ization of flexible pavement rutting usingcr eep model based finite element analysis[ J] . Finite Elements in A nalysis and Design, 2004( 41) ： 49 73.

[2]張 飛, 高 輝, 朱浩然. 瀝青路面失穩性車轍成因淺析[ J] . 石油瀝青, 2007, 21( 5) ： 62 66.

[3]沈金安. 瀝青及瀝青混合料的路用性能[ M ] . 北京： 人民交通出版社, 2001.

[4]李 靜. 瀝青混合料溫度穩定性與路面設計[ D] . 西安： 長安大學碩士學位論文, 2001.

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