淺析瀝青路面車轍病害形成機理及處治措施

周鈞 鄭州大發交通設施有限公司

一、 車轍形成機理

在行車荷載反復作用下，瀝青路面的車轍病害形成主要分為三個階段，如圖1 所示。車轍形成機理同樣包括3 方面，具體如下：

圖1

(一) 后續交通壓實

高溫作用下，路面碾壓成型后，原本松散的結構將逐步被壓實，成為一個密實的結構，進而增強瀝青混合料的整體性。交通開放后，在行車荷載的作用下，混合料將進一步被壓實，空隙逐步縮小，輪跡帶位置的混合料體積同樣被一步一步減小，最終形成較小的永久變形。于路面而言，車輛交通將會產生兩種不同結果，其一，壓密后瀝青混合料將逐步趨向穩定；其二，產生失穩流動性車轍。無論出現上述哪一種結果，均和路面材料組成結構、氣溫等因素息息相關。

(二) 瀝青混合料流動變形

受高溫條件限制，瀝青混合料呈粘流態，屬于一種半固體材料，當車輪接觸路面后，在行車荷載作用下，被擠壓的混合料將促使混合料內瀝青、膠漿進行運動，部分空隙被填充，剩余空隙則隨混合料繼續運動。在不斷積累的過程中，路表將產生永久變形。

(三) 瀝青混合料結構性失穩變形

高溫條件下，瀝青混合料多以半固態呈現，瀝青、膠漿等材料在外力作用下產生變化，礦料在混合料內擔當骨架作用，是承擔荷載的主要成分。在行車荷載和自然因素影響下，礦料將產生剪切運行，從而出現自由瀝青富集現象，輪跡兩側隆起是此失穩變形的主要狀態。

二、 工程概況

某公路工程全長37.8km，為雙向四車道，建成通車時間較長，隨著沿線地區經濟的迅速發展，大大增加了本路線的交通壓力。在行車荷載和自然因素等影響下，路面出現了一系列病害，如裂縫、坑槽、網裂、車轍等，已嚴重影響路面行車舒適性，甚至會帶來一定安全隱患。其中車轍病害較為嚴重，因此決定在路面車轍病害調查的基礎上，采取相應措施進行有效處治。

三、 路面車轍病害調查情況

為了解路面車轍病害實際情況，本文以上行、下行及全程公路情況進行車轍病害等級評價，分為五個評價等級，即優、良、中、次、差，表1 為統計結果。

由表1 可見，在本工程中，上行段車轍病害情況較下行段輕一些，但仍較為嚴重。在總里程中，本工程每公里RDI 評價當中，“優”“良”并不存在，主要集中在“中”等級，高達96.60%；甚至還存在不足1%的“差”等級評價，由此說明，本路段路面承載力較為一般，部分路段存在幾種病害發生情況。針對這一問題，決定選擇具有代表性的路段作為試驗段進行病害處治。

四、 瀝青路面車轍病害處治措施

在車轍深度較大路段，為保證路面施工性能良好，避免后期渠化交通帶來嚴重安全隱患。決定以車轍病害深度為依據，合理選擇病害處治措施。針對深度20mm 以內的車轍病害，本路段可采用微表處施工方案，針對深度20mm 以上車轍病害路段，則采用銑刨攤鋪施工方案。基于多種因素考慮，本文僅對銑刨攤鋪在瀝青路面車轍病害處治中的應用要點進行分析。

(一) 銑刨攤鋪工作原理

銑刨攤鋪處理法多用于結構性車轍病害，一旦瀝青路面基層被破壞，先挖除基層，再換填新混合料，隨后施工面層。這種處置方法，可保證粘結層和防水層施工效果，避免二次車轍等病害發生。先銑刨再罩面，可進一步提升路面承載力，有效改善原路面使用性能。當基層破壞后，通過攤鋪施工可以及時養護維修，從根本上消除或控制車轍病害。

(二) 銑刨攤鋪處治流程

1.路面銑刨

瀝青路面車轍病害產生原因多種多樣，其形式也各不相同。因此，需綜合考慮現場地形、病害原因等多種因素，并在確定車轍深度的前提下，才能最終確定銑刨深度和面積。沿道路行車方向采用銑刨機進行銑刨施工。在施工過程中，通常情況下，前期均要按照設定高度銑刨，隨著施工的持續進行，可根據施工現場具體情況，適當調整銑刨高度，隨時查看病害下面路面是否存在病害，銑刨至底層無病害才可停止施工。本次銑刨施工，采用分層銑刨方式，應留設橫向臺階，不得在同一端面設置橫縫。圖2（a）為分層銑刨施工第一層銑刨施工圖；圖2（b）為三層銑刨圖。

圖2 （a）銑刨第一層后

表1 路面車轍病害情況表

圖2 （b）銑刨三層后

由此可見，在銑刨完第一層時，路面存在橫向裂縫，且發現有水，表明仍有病害存于瀝青下面層或基層處，因此，需向底基層銑刨，保證路面病害得到有效解決，恢復路面使用性能。圖2（b）為銑刨三層后的路面情況，銑刨后，即可一層一層處理，提高路面穩定性。

在銑刨施工中，應保證施工面清潔、干凈。完成上述作業后，可均勻噴灑乳化瀝青，待乳化瀝青破乳后，即可進行攤鋪施工。

2.拌合和運輸

按照配合比設計，做好瀝青混合料拌和施工。拌和前，應對瀝青、礦料等材料的加熱溫度進行詳細檢查，保證滿足規范要求。出料前還要做好試拌工作，待確定質量合格后，才能用于施工。同時，拌和期間要根據規定，合理控制拌和溫度、時間及含水量，避免出現材料離析、花白等情況。

基于經濟性考慮，合理控制運距，采用自卸式運輸車進行瀝青混合料運輸，裝料一般分三次放料，順序為先前、后，再中部。每裝一次，需對汽車位置進行一次移動，從而降低集料離析的可能。

為達到保溫的作用，需將篷布加蓋的車輛頂部，相比拌合能力，運能應略大一些，這樣才能保障施工的連續性。若材料運至現場后，已出現離析、結團等情況，嚴禁使用。

3.攤鋪和碾壓

攤鋪前，需保證施工面干凈、無污染，且保持干燥。卸料時，需做混合料溫度測定，若不滿足規范要求，則不得使用。當銑刨厚度在10cm 以上，應根據攤鋪深度進行分層攤鋪，根據設計要求，確定松鋪厚度、松鋪系數，保證路面壓實后，與原路面高度一致。

攤鋪施工后，需及時進行路面碾壓，碾壓一般分為3 個階段，應嚴格按照相關原則合理確定壓實設備、碾壓速度、遍數等參數。初壓時采用雙鋼輪壓路機進行1～2 遍靜壓，碾壓速度為2～4km/h。復壓時先進行1 遍靜壓，再進行2 遍振壓，碾壓速度為1.5～3km/h。終壓是為了消除明顯輪跡，因此，碾壓遍數為2～3 遍，碾壓速度控制在2～3km 即可。

五、 結束語

綜上所述，隨著公路建設規模的不斷擴大，我國公路網建設基本完善，瀝青路面因其穩定性好、施工速度快、行車舒適、無接縫等優點在高等級公路建設中得到了廣泛應用。然而，在行車荷載和自然因素的長期作用下，瀝青路面會呈現出不同程度的病害問題，如車轍、裂縫、坑槽等，其中車轍病害影響較大，若不及時處治，將嚴重影響路面平整性，甚至會引發交通安全事故。為有效治理瀝青路面車轍病害，必須找出車轍產生原因，根據工程實際情況，采取有針對性、合理、科學的處治措施，提高施工整體質量。