瀝青路面抗車轍施工技術應用分析

楊紅艷 劉朋朋

（濟源市公路工程有限公司，河南 濟源 454650）

自上世紀80年代后，我國國民經濟快速發展，高等級公路建設投資力度越來越大。瀝青路面作為高等級公路路面的主要路面結構形式，在公路建設施工中得到了廣泛應用。但因交通量的持續上漲、汽車軸載的不斷增加，超載、超重現象日趨嚴重，進而導致瀝青路面病害問題頻發。車轍是瀝青路面最常見、破壞較大的病害形式，不僅會影響汽車運行的舒適性，更會減短路面使用壽命。為此，對瀝青路面車轍損害形成原因進行研究對控制車轍病害具有重要的現實意義。

1 車轍形成機理

作為一種多相分散體，瀝青混合料的主要構成成分為石質骨料與瀝青膠結料，其是通過松散礦料顆粒本身互相嵌擠構成骨架，且利用瀝青結合料膠結作用形成的混合體。瀝青混合料在外荷載作用下，具有較為復雜的應力及應變特點，其彈性變形在低溫或瞬時荷載影響下起關鍵作用，絕大多數情況下，粘彈性為其變形主要狀態。一般瀝青混合料變形特性可通過蠕變試驗進行直觀、形象地表述，在加載瞬間將有瞬時彈性應變與塑性應變在混合料內產生，同時在不斷增加荷載作用時間的過程中，材料應變也會隨之增加，但該增加應變部分可看做是粘彈性應變，可通過荷載作用將其荷載卸除，此時材料能夠迅速恢復彈性，但其應變卻無法徹底恢復，塑性應變與粘塑性應變則為剩余應變，也可看做是永久變形。在行車荷載長期作用下，路面永久變形將逐步增多，宏觀上可稱為車轍。

2 瀝青路面車轍病害產生原因

1）瀝青混合料。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，其取決于混合料的粘結力和內摩擦角的影響；粘結力又取決于瀝青材料的化學結構、膠體結構、物理化學性質、稠度、瀝青膜的厚度、瀝青礦料比、瀝青與礦粉系的分散結構特征以及瀝青與礦料的相互作用。2）路面結構組成。瀝青路面的抗車轍能力還與路基類型和路面厚度有關。當其路基為砂土材料時，面層厚度對車轍影響很大，面層瀝青混合料較薄時車轍較深，而且較大部分來自路基的形變；而當面層較厚時，路基基本上不產生車轍。在當路基為剛性或半剛性材料時，車轍的深度隨瀝青混合料面層厚度的增大而增加，這時的車轍總量90%來自瀝青混合料面層本身。由此認為，當路基和基層強度較高時，采用薄瀝青混合料面層可以有效地控制車轍深度，而當路基基層強度較弱時應適當增加面層厚度，但這樣構筑的道路，往往由于路面回彈模量與路基回彈模量之間的比值過大，帶來不盡合理的結構組合，而且也不夠經濟。平鐘高速路基地質結構復雜，車轍病害的成因與結構密不可分。3）交通荷載及環境條件。（1）渠化交通。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。在同一結構、同一條道路上，劃分出不同交通形式的兩段道路進行試驗，結果證明：渠化交通路段的車轍顯著增長，混合交通路段車轍增加較慢，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量大。（2）荷載。試驗研究證明：車輛超載加快路面的病害。在不同的軸載作用下，重軸載作用產生的車轍較輕軸載大得多；道路交叉口和停車點的車轍通常為正常行駛路段的2～5倍。4）環境氣候條件。溫度升高時瀝青粘度變小，其抵抗蠕變的能力下降，在受到外力時很容易產生永久剪切變形導致瀝青材料橫向流動而產生車轍。當路面積水或路面結構含水量增加時，瀝青和礦料之間的粘結力在潮濕條件下會被削弱或破壞，在行車荷載和水分的聯合作用下，這種病害會明顯加劇，導致瀝青路面產生較大的車轍。

3 瀝青路面車轍病害防治措施

1）合理的結構組合設計。面層直接承受車輪荷載反復作用和自然因素影響，因此要有足夠的承載力，以承擔設計期內累計軸載次數，限定車轍發展深度。合理選用技術參數，各結構層模量不宜相差太大，特別是中間層的級配要合理，表面層最佳油石比可以彌補第二層抗車轍能力。2）材料的合理選用。集料強度、形狀、表面性狀、清潔狀態、瀝青性能與集料相容性，注重材料的協同性和料源特性，保證所用材料的高品質。改善礦料級配同時適當增加粗集料用量和控制剩余空隙率，使粗細集料形成骨架密實結構。可適當采用高粘度的瀝青。3）最優配合比設計。重視級配范圍對抗車轍能力的影響，關鍵是確定適宜的篩孔通過率、孔隙率、油石比。選用溫度敏感性低、稠度較高的瀝青或改性瀝青，同時嚴格控制瀝青的用量。嚴格準確地控制混合料配合比，設法加足礦粉，嚴格控制運輸車輛便于卸料，涂抹油料；采用透層油與粘層時也要嚴格控制用油量。4）使用改性添加劑。積極引進并采用新的改性劑如橡膠、樹脂、塑料、無機物改性劑、抗車轍劑、纖維等改性混合料添加劑，適當提高粉膠比，提高膠結料粘附性，降低溫度敏感性。

4 工程概況

某公路工程存在較為嚴重的超載超限現象，局部路段路面結構甚至產生了各類病害問題，其中最為嚴重的病害為車轍。為確保行車舒適度及安全性，需及時維修處理路面，進而提升其路面性能，延長使用年限。本文選取薄層罩面技術對瀝青混凝土車轍病害進行處理。具體施工方案如下：銑刨行車道2.5m，隨后進行場地清理，并將高粘度乳化瀝青均勻灑布的施工段，且選取ECA-10密實瀝青混凝土填補作業。

1）混合料拌和。為達到拌和溫度有效減少、混合料攤鋪效果增強的目的，可將ECA-201易密實添加劑摻加到混合料內，選取專門輸送設備進行施工。利用延時繼電器進行噴灑量控制，根據施工規范規定比例，將易密實添加劑、瀝青材料一起向拌缸內噴入，且在噴灑3s后將瀝青噴入，且在10s內控制噴入時間，要求在完成噴灑瀝青作業前，結束噴灑易密實添加劑施工。拌和混合料后，需在60s以上控制單盤料拌和周期，其中3s為干拌時間，且在13s內控制瀝青、易密實添加劑噴灑時間，隨后進行6s添加礦粉濕拌施工及30s濕拌施工，以此避免花白料存于易密實瀝青混合料內。2）路面銑刨。銑刨前需做好劃線施工，要求銑刨線應具有平順特點，且與路線走向相同。因具有較薄銑刨厚度，為提高施工質量，應保證銑刨機施工精度、線性滿足施工規定。除此之外，還應對用水量加以嚴控，避免出現浮漿問題。3）坑槽清理。在施工設備清理前，可選取人工方式利用掃帚向坑槽內掃入銑刨料，防止污染車道現象產生，清掃時可選取小型清掃車施工，施工時盡可能減少灑水量，避免浮漿產生，增加清掃難度，避免對粘層油施工質量造成嚴重影響，或出現粘輪問題。因坑槽兩個立面不易發現，可選取鋼絲刷通過人工方式反復刷除，隨后再選取機械進行清理。4）攤鋪及碾壓。相比普通瀝青混凝土，薄層罩面瀝青混合料攤鋪、碾壓施工具有一致性，但需做好溫度控制工作，如瀝青加熱溫度控制在165-175℃；礦料加熱溫度控制在160-165℃；運輸溫度控制在140-150℃；攤鋪溫度控制在130-150℃；碾壓溫度控制在100-150℃；碾壓后溫度控制在70℃。根據施工要求，必須合理控制粘層油灑布量，一般每平方米粘層油灑布量控制在0.4-0.6kg之間，如小于該值，則會產生花白問題，無法達到粘結層的功效。如高于該值，攤鋪施工中極易產生粘輪、打滑問題，尤其是在施工當天氣溫較高的情況下，將大大增加施工困難程度。

5 結束語

總之，車轍是瀝青路面最常見的病害之一，合理選用處置措施，可有效遏制病害程度加深，提高工程使用性能。在具體施工中，應充分了解原有路面結構性能，掌握病害原因，提高處置質量。