濟南市經十路車轍調查與成因分析

徐皓

（濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司，山東 濟南 250101）

1 概述

1.1 道路現狀

經十路（燕山立交—段店立交），機動車道為雙向八車道；投入使用以來，整體運營情況良好，但是道路設施持續處于“超負荷”運轉狀態，導致經十路各種道路常見病害相繼出現，尤其在夏季高溫時更為嚴重，如車轍、裂縫、松散、坑槽、擁包等，其中以車轍現象最具代表性，特別是交叉口、公交專用道和公交站點等位置的車轍問題已經非常嚴重，有的部位車轍達到近15 cm，嚴重影響行車舒適度、安全性及通行能力。

1.2 現狀主要交叉口

沿線分別與二環東路、燕子山路、山大路、山師東路、歷山路、千佛山路、青年東路、青年西路（順河路）、民權大街、民生大街、勝利大街、緯一路、緯二路、緯五路、緯十二路、經七路、營市街等道路相交。

2 道路沿線車轍病害范圍調查與取樣

該次調查的范圍為段店立交—燕山立交（經十路主城區段）的道路沿線主要交叉口以及公交站臺，對其進行了車轍病害的調查，見表1及圖1～圖4。對經十路上沿線的社會車道及公交專用道進行了車轍病害的測量，選擇三個代表性的路口的車轍調查，通過現場測量以及取芯測量各層的厚度，分析車轍出現的層位。

車轍的出現是由交通荷載情況、環境條件和瀝青混合料本身的特性密切相關的。通過對經十路路面車轍的調查可以看到，路面經過長時間的車輛荷載作用、氣候條件影響，路口停車線附近和公交場站的車轍已經比較嚴重。

3 取樣室內分析試驗

3.1 漢堡試驗

試件的漢堡輪轍試驗結果如圖5所示。試驗數據顯示，山大路上面層車轍變形量在一定碾壓次數下，輪轍深度均不高于12.7 mm，也未出現拐點。這說明路面車轍性能滿足路用要求，車轍的發生是由于路面長期使用造成瀝青混凝土的蠕變所引起的，車轍性能并沒有出現明顯的衰減。山大路下面層的輪轍深度均不高于12.7 mm，變形曲線出現拐點，說明該層混合料水穩定性較差，輪轍試驗變形曲線如圖5和圖6所示。

3.2 室內空隙率實驗

把取回的芯樣按照上、中、下面層分開，分別用水中重法測量瀝青混合料的密度，用真空法測量理論最大相對密度，并計算空隙率。由空隙率的數據可知，除去公交站點，路面上、中、下面層的空

隙率出現依次增大的現象。具體實驗數據如圖7所示。

表1 道路交叉口車轍測量結果

圖1 歷山路距斑馬線20 m無車轍處芯樣

圖2 舜耕路距斑馬線8 m車轍波谷處芯樣

圖3 緯五路與經十路路口無車轍處芯樣

圖4 公交專用道處車轍

圖5 山大路上面層SMA13芯樣漢堡曲線圖

圖6 山大路下面層芯樣漢堡曲線圖

圖7 緯五路、緯五路外口、歷山路及建設路站牌無車轍空隙率柱狀圖

4 車轍成因分析

通常瀝青路面出現車轍現象分為三種情況：其一是結構性車轍，其二是失穩性車轍，第三是磨耗性車轍。

結構性車轍：由于荷載作用超過路面各層的強度，車轍主要發生在瀝青面層以下包括路基在內的各結構層的永久變形。失穩性車轍：在高溫條件下，車轍碾壓的反復作用，荷載產生的剪應力超過瀝青混合料的抗剪強度，使流動變形不斷累積形成車轍。磨耗性車轍：在荷載的重復作用下，瀝青面層表面重復磨耗產生的車轍。

車轍作為瀝青路面早期損壞的主要形式之一，其形成的原因非常復雜，無論是瀝青混合料本身的材料組成、級配設計、瀝青路面結構和施工控制等內在因素，還是氣候和交通量及交通組成等外界因素都會對車轍產生不可忽略的影響。現從以下幾個主要方面對車轍的成因進行綜合分析：

（1）交通條件。由于我市市政道路的修建及交通管制趨于成熟，車輛速度大大提高，交通量的增加，重載、超載車比例的提升，路面車轍有逐步加重的趨勢。車輛荷載越來越集中地分布于道路輪跡帶處，引起交通渠化。輪載越重，輪胎氣壓越大，行駛速度越大，交通渠化越嚴重，則車轍就越容易產生。有研究統計表明，車轍的發展速度隨荷載作用次數的增加而減小。但車轍深度隨累計荷載作用次數的增加而增加，以至于道路喪失使用性能。

針對公交車道及公交站點，大容量公交車對路面輪壓荷載大（北京市資料：滿載28 t，單胎圓形等分布荷載壓力大于5.6 t）；站臺內準確停車，形成同一地點反復荷載；進出站時啟動和停車較快，車次頻率高（高峰車次間隔不足1 min）等影響因素，致使公交車道附近的車轍現象十分明顯。

（2）環境條件。路面溫度對車轍的產生有很大的影響，當氣溫較高時，瀝青路面表面強度降低容易產生車轍。濟南是有名的“火爐”城市，夏季氣溫經常高達35～40℃，在夏季高溫天氣時，瀝青的路表溫度往往能達到50～60℃，因而在荷載作用下，瀝青路面交叉口極易產生較大的車轍變形。

（3）路面結構及材料的組成。目前路面大多采用瀝青混合料（瀝青混凝土、瀝青碎石等）作為路面材料，瀝青層材料在路面結構中厚度越大，發生永久變形的可能也越大。其他粒料如熱拌碎礫石、級配碎石土等也發生一定程度的永久變形。采用剛性基層或半剛性基層材料的瀝青路面，由于具有較高的高溫穩定性和抗剪變形能力，所以這類路面發生車轍主要是瀝青層產生的，而剛性基層和土基發生車轍只占一小部分。

5 結語

濟南市經十路是濟南市所有地面道路中交通運量最大的道路，路面通行各種重載交通，對于經十路的車轍病害的調查對濟南路面研究具有典型意義。本文對道路路面的車轍范圍及深度進行了全面的調查與匯總；其次通過對鉆芯取樣的漢堡試驗及空隙率實驗分析總結了經十路路面車轍發生的層位及成因，為今后濟南市路面結構與材料設計提供了一定的指導、參考價值。

參考文獻：

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