瀝青路面抗車轍性能提高策略研究

趙 越

（山西路橋集團榆和高速公路有限公司， 山西 太原 030006）

1 概述

瀝青路面具有平整度高、行車噪音低、施工速度快、養護維修簡便等優點，在我國高速公路建設中得到了廣泛的應用。近年來，由于交通量增長迅速、車輛大型化、超載、路面結構設計不合理等原因，很多瀝青路面在投入使用不久就出現車轍，直接影響瀝青路面的行車安全。

瀝青路面在使用過程中由于受到交通荷載和環境因素等因素的影響所產生的車轍會直接影響瀝青路面的行車安全，降低瀝青路面的服務能力，縮短瀝青路面的使用年限，進而增加瀝青路面養護維修成本。根據我國各省份對瀝青路面車轍的破壞程度的調查統計，個別路段在通車一年后即出現嚴重的車轍，最大深度可以達到50mm，遠遠超過規范要求的15-20mm 的要求。因此，應根據車轍行車的影響因素有針對性的制定防治措施，提高瀝青路面的抗車轍性能，以提高瀝青路面的服務能力，保證行車安全。

2 瀝青路面抗車轍性能影響因素分析

2.1 路面材料因素

我國瀝青路面所選用的路面材料主要包括瀝青、集料、外加劑等，施工前必須進行嚴格的配合比設計，并對原材料各項指標進行嚴格檢測。瀝青路面強度主要通過瀝青混合料設計作為主要依據，強度要求主要參考現行規范。在瀝青路面組成材料方面，影響路面抗車轍性能的主要因素包括原材料性質、混合料類型、油石比、礦料級配和空隙率等。

2.2 路面結構因素

路面結構不同，在受到車輛荷載作用下的應力分布規律不同，其抗車轍性能也不同。我國瀝青路面普遍采用半剛性基層，在車輛荷載作用下半剛性基層或底基層基本上不產生壓縮變形，正常狀態下土基的變形處于彈性階段，不會產生永久變形，因此主要是瀝青面層產生變形，通常以車轍的形式表現出來。在車輛荷載作用下，瀝青路面內部的剪應力和壓應力會使面層產生永久變形。因此，提高瀝青路面結構的強度和剛度是減少車轍的有效措施，這就要求瀝青面層的厚度不能太厚，面層厚度過大很容易產生嚴重的車轍。

2.3 外界影響因素

2.3.1 渠化交通

隨著我國汽車保有量的不斷增加，交通量增長迅速，造成道路多次遭到交通荷載的重復作用，渠化交通嚴重。渠化交通造成車輛輪跡處出現塑性變形，導致產生車轍。尤其是城市道路交通組織的渠道化，瀝青路面長期受到車輛荷載的重復作用，產生嚴重的車轍。這是由于混合交通時車輛荷載作用范圍較大，不容易產生明顯的輪跡，變形面積大。而渠道化交通容易造成車輛輪跡集中，在車輛荷載的累計作用下產生車轍。

2.3.2 荷載作用大小

車輛荷載是造成瀝青路面車轍的重要影響因素，而荷載的大小直接影響損壞的程度。試驗表明，車輛荷載越大，瀝青路面產生的變形越大，車轍越嚴重，其中超載對路面結構破壞最嚴重。

2.3.3 荷載作用時間

當車輛行駛在長大縱坡上坡路段時，行車速度慢，車輛荷載在瀝青路面上的作用時間變長，尤其是重載車輛作用路段，較其他路段更容易出現車轍，且破壞嚴重。另外，在十字路口處由于車輛經常剎車停車，產生車轍的速度較其他段快，通常為正常行駛路段的2～5 倍。

2.3.4 環境氣候因素

瀝青路面在運營使用過程中容易受到環境氣候的影響，主要包括溫度、濕度、水破壞等因素的影響。當溫度升高時，瀝青混合料中的瀝青熔化，造成路面抗剪強度降低，在車輛荷載作用下容易產生車轍。瀝青路面車轍與瀝青混合料的高溫穩定性直接相關，對夏季氣溫較高的地區應選擇粘度較高、溫度敏感性低的瀝青。瀝青的粘度與瀝青抵抗蠕變的能力有關，溫度升高后瀝青粘度減小，抵抗蠕變的能力降低，在車輛荷載作用下瀝青內部材料容易產生橫向流動導致車轍產生。相關試驗表明：當溫度在40℃～60 ℃時，溫度每升高5 ℃，瀝青面層變形量會增加2 倍。

在路面積水路段，水分會通過路面結構的空隙進入到路面結構內部，由于骨料對水分的吸附能力遠高于對瀝青的吸附能力，會造成路面材料粘聚力下降，出現混合料剝落。在車輛和水聯合作用下，會加劇瀝青路面的水破壞，進一步導致產生較嚴重的車轍。

2.4 其他影響因素

（1）在瀝青混合料拌和時應嚴格按照配合比加入各組成材料，嚴格控制各施工工序施工質量，確保路面結構層的壓實質量，保證路面強度和剛度符合要求。

（2）如瀝青混合料拌和不均勻，或是運輸時間過長，出現溫度離析或骨料離析，都會影響瀝青混合料的高溫穩定性。

（3）檢測方法和檢測設備，也會影響瀝青混合料高溫穩定性檢測評價結果的準確性。

3 瀝青路面抗車轍性能提高策略

3.1 改善原材料性能

3.1.1 集料

集料是瀝青混合料的重要組成部分，集料之間的嵌擠作用所產生的內摩擦力也是瀝青路面強度的重要組成部分。配合比設計中應選用形狀接近正方體、多棱角、堅硬、表面粗糙的機制碎石，填料應選用憎水性石料磨細后得到的礦粉。

3.1.2 瀝青含量

瀝青含量直接影響瀝青混合料的高溫穩定性，配合比設計中應嚴格進行油石比設計。對于細粒式或中粒式密級配瀝青混合料，應適當降低瀝青含量，以提高瀝青路面的抗車轍性能。在瀝青混合料配合比設計中，應優選考慮高溫穩定性，將瀝青用量控制在最佳用量允許范圍內。

而對于粗粒式或開級配瀝青混合料，由于骨料間的嵌擠作用所形成的骨架結構可有效提高路面結構的整體穩定性，在瀝青面層抗車轍能力方面應綜合考慮級配、空隙率等因素的影響，不能片面的采用減少瀝青用量來改善抗車轍性能。

3.2 優化混合料配合比設計

采用較粗的礦料級配，可提高瀝青路面的抗車轍能力，但要做好質量控制，否則級配過粗反而會降低高溫穩定性。同時，密級配的瀝青混合料較開級配混合料的抗車轍性能好。另外，適當增加瀝青混合料中粗集料的含量，也可改善瀝青路面的抗車轍性能。

優化混凝土配合比設計，提高瀝青路面的密度。嚴格控制油石比和礦粉的含量，礦粉與瀝青之比不宜大于1.2。嚴格控制瀝青混合料的空隙率，控制在3 %～5 %范圍內，既保證水穩定性，也可提高耐久性。

3.3 優化瀝青路面結構設計

對瀝青路面結構進行優化設計，嚴格控制透層油的施工質量可提高瀝青面層與基層的結合能力，設置封層提高瀝青路面的防水性能。另外，合理選擇瀝青路面的結構形式和厚度，改善瀝青路面抗車轍性能。另外，可選擇柔性基層作用瀝青路面的基層，采用柔性基層不僅可以有效防治瀝青路面反射裂縫的產生，還可以提高路面結構的抗車轍性能。

4 結語

車轍會降低瀝青路面的使用性能，直接影響道路行車安全。在高速公路瀝青路面養護過程中，從原材料、路面結構、外界因素等方面對車轍的影響進行分析，有針對性的制定養護措施，可有效預防車轍的產生，提高瀝青路面的運營服務能力，保證行車安全。