芻議重載交通瀝青路面車轍防治對(duì)策

白 璐 中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司

1 前言

現(xiàn)階段，很多地區(qū)瀝青公路路面具有荷載能力較強(qiáng)的特征。公路瀝青路面的結(jié)構(gòu)體系可以承受重載車的碾壓荷載，充分確保了其發(fā)揮應(yīng)有的交通安全保障作用。但是不應(yīng)當(dāng)忽視，重載交通瀝青路面如果長(zhǎng)期未能得到安全檢測(cè)與維護(hù)，反復(fù)碾壓后的路面車轍痕跡就會(huì)不斷加深，直至形成路面塌陷或者路面形狀改變的現(xiàn)象。由此能夠判斷得出，車轍病害屬于威脅瀝青路面堅(jiān)固穩(wěn)定性能的重要因素，公路施工人員以及運(yùn)行養(yǎng)護(hù)人員對(duì)于路面車轍病害應(yīng)當(dāng)引發(fā)重視。

2 重載交通瀝青路面產(chǎn)生車轍病害的根源

2.1 瀝青混合料級(jí)配

重載交通路面的基本組成結(jié)構(gòu)關(guān)鍵取決于材料級(jí)配，瀝青混合料能否設(shè)計(jì)為合理科學(xué)的混合料級(jí)配，直接關(guān)系到瀝青混合料的特征與功能。瀝青混合料如果摻入了骨料成分，那么混合料的原有級(jí)配將會(huì)明顯得到優(yōu)化[1]。具有較大孔隙率的砂石混合料能夠全面填充瀝青砂漿空隙，從而使瀝青砂漿的整體粘結(jié)性能得到提高。但是與之相比，具有懸浮性狀的集料可能會(huì)明顯削弱瀝青混合料原有的嵌入骨架體系結(jié)構(gòu)密度，導(dǎo)致混合料級(jí)配性能降低。

2.2 溫、濕度等外界環(huán)境

如果瀝青路面表面承受了較高的環(huán)境溫度，其軟化后的液態(tài)瀝青將會(huì)產(chǎn)生明顯的流動(dòng)性。軟化情況下的瀝青路面體系結(jié)構(gòu)組成部分將會(huì)加深車輛碾壓痕跡，直接導(dǎo)致車轍病害的發(fā)生[2]。

瀝青路面表層在雨水頻繁沖刷之后，瀝青道路表面就會(huì)呈現(xiàn)出松散與脫落現(xiàn)象，客觀上誘發(fā)了道路車轍病害。由此可見，公路表面所在區(qū)域的空間濕度與空間溫度等因素都會(huì)明顯影響到車轍病害的產(chǎn)生。

2.3 瀝青集料性能

瀝青路面能否達(dá)到應(yīng)有的荷載支撐能力，在根本上決定于瀝青集料的品質(zhì)與性能。瀝青集料主要包含了瀝青砂漿、粗細(xì)集料、礦粉與水分等，粗細(xì)集料的占據(jù)比例數(shù)目將會(huì)給瀝青混合料的整體質(zhì)量性能帶來(lái)明顯影響。如果在環(huán)境空間比較干燥的情況下，礦粉與細(xì)集料將會(huì)滲入到砂漿空隙中，因此就會(huì)增加瀝青集料本身的強(qiáng)度。公路施工人員對(duì)于瀝青集料在進(jìn)行用量確定的過(guò)程中，在滿足瀝青集料的最佳用量范圍的規(guī)范要求下，確保瀝青集料的粘附性能得到提升。

現(xiàn)狀下，某些路面工程的表層部位瀝青沒有達(dá)到合格的材料強(qiáng)度性能，將會(huì)造成永久性的瀝青表層部位形狀改變。路面車轍病害的重要形成根源應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在反復(fù)性的車輛輪胎碾壓作用影響，導(dǎo)致路面表層的瀝青體系結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性進(jìn)而誘發(fā)車輛碾壓的瀝青道路車轍病害。瀝青路面的基本功能作用就是確保車輛安全通行，因此，瀝青路面與車輛輪胎的摩擦頻率較高。

某些路面表層部位的瀝青支撐體系結(jié)構(gòu)本身存在失穩(wěn)安全隱患，就會(huì)在反復(fù)性的車轍作用影響下發(fā)生塌陷。瀝青路面表層包含了成分復(fù)雜的瀝青混合物，瀝青混合物如果沒有達(dá)到堅(jiān)固程度指標(biāo)，在雨作用下瀝青混合物結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，削弱了瀝青路面的整體堅(jiān)固性能與承載強(qiáng)度，甚至造成路面凹陷與形狀改變等后果。如圖1所示。

圖1 重載交通瀝青路面的車轍產(chǎn)生原理

3 重載交通瀝青路面的車轍病害常見表現(xiàn)形式

第一類為磨耗車轍。抗磨耗層屬于瀝青公路表面中的關(guān)鍵組成部分，具有抗磨耗功能的瀝青道路表層如果出現(xiàn)了破損，瀝青道路的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)將會(huì)遭受持續(xù)性的外力損壞。某些重載車輛的輪胎底部帶有尖銳金屬釘?shù)任锲罚瑢?huì)造成道路表面的抗磨耗層遭到擦傷損壞。但是對(duì)于多數(shù)的重載車輛而言，車輛駕駛?cè)藛T禁止將帶有尖銳金屬釘?shù)妮喬シ阑O(shè)施安裝在輪胎底部。

第二類為失穩(wěn)車轍。具有較差抗剪強(qiáng)度的瀝青路面車轍應(yīng)當(dāng)屬于失穩(wěn)車轍，此類車轍病害的重要誘發(fā)因素就是瀝青集料失去堅(jiān)固性。例如在較高的外界空間溫度下，存在軟化安全隱患的公路瀝青體系結(jié)構(gòu)將會(huì)直接誘發(fā)路面失穩(wěn)后果，明顯增加了瀝青的液態(tài)物質(zhì)流動(dòng)性。在車輛輪胎碾壓的邊緣部位區(qū)域，逐漸積累的液態(tài)瀝青將會(huì)表現(xiàn)為堆積現(xiàn)象，從而造成了瀝青道路的表層出現(xiàn)凹凸現(xiàn)象。在各種類型的道路表層車轍病害中，失穩(wěn)車轍病害占有較高的比例。

第三類為壓密車轍。瀝青混合料如果沒有符合材料密實(shí)度的行業(yè)檢測(cè)指標(biāo)，將會(huì)誘發(fā)壓密車轍的不良后果。公路施工人員對(duì)于瀝青道路的面層部位沒有嚴(yán)格進(jìn)行碾壓處理，導(dǎo)致瀝青面層無(wú)法達(dá)到密實(shí)程度的基本要求標(biāo)準(zhǔn)。在瀝青公路全面完成施工的情況下，經(jīng)過(guò)重載車輛反復(fù)碾壓的道路車轍痕跡將會(huì)逐漸累積，直至達(dá)到車轍痕跡密度較高的狀態(tài)。

4 重載交通瀝青路面車轍防治措施要點(diǎn)

從目前的公路施工以及公路運(yùn)行使用監(jiān)管現(xiàn)狀來(lái)看，全面防治公路車轍病害的最關(guān)鍵舉措就是要定期展開瀝青面層的維護(hù)保養(yǎng)處理。路面施工人員針對(duì)瀝青面層應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格確保達(dá)到壓實(shí)度要求，切實(shí)避免與杜絕車轍病害。工程采購(gòu)負(fù)責(zé)人員針對(duì)瀝青道路的各種集料成分質(zhì)量都必須要認(rèn)真加以檢測(cè)，據(jù)此給出完整性與科學(xué)性較高的瀝青集料配比測(cè)試結(jié)論。具體在防治路面車轍的實(shí)施過(guò)程中，重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)為以下防治技術(shù)手段。

4.1 合理設(shè)置混合料的級(jí)配數(shù)據(jù)比例

瀝青混合料本身具備優(yōu)良的抗碾壓性與堅(jiān)固性，因此瀝青混合料目前已經(jīng)被普遍運(yùn)用于道路施工。在此基礎(chǔ)上，道路施工人員針對(duì)瀝青混合料必須要合理確定級(jí)配數(shù)據(jù)指標(biāo)，避免瀝青混合料由于未能符合現(xiàn)行的級(jí)配指標(biāo)而造成路面病害風(fēng)險(xiǎn)增加。具體針對(duì)瀝青混合料中的砂石、粗細(xì)集料、骨料與礦粉在進(jìn)行配比數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程技術(shù)人員必須要綜合考慮瀝青道路的表層部位特征，合理完善與優(yōu)化瀝青混合料現(xiàn)有的各項(xiàng)級(jí)配數(shù)據(jù)指標(biāo)[3]。

例如，針對(duì)礦粉材料而言，工程技術(shù)人員必須要嚴(yán)格確保礦粉材料滿足最基本的壓實(shí)度與填充性能指標(biāo)。在瀝青的作用下，礦粉材料應(yīng)當(dāng)能夠均勻混合于瀝青砂漿，據(jù)此實(shí)現(xiàn)了支撐瀝青路面整體框架結(jié)構(gòu)的效果。

因此，工程技術(shù)人員務(wù)必確保礦粉材料能夠滿足粉油比例的最佳配比數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。公路工程的采購(gòu)工作人員針對(duì)堿性礦粉材料應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮進(jìn)行采購(gòu)，因?yàn)榇朔N類型的礦粉材料不容易形成團(tuán)塊粘結(jié)，并且具有適中的礦粉含水比例優(yōu)勢(shì)。

4.2 嚴(yán)格控制瀝青集料的品質(zhì)性能

道路面層施工過(guò)程必須要依靠瀝青混合集料，瀝青混合集料的安全性能將會(huì)直接關(guān)系到整個(gè)道路面層的支撐強(qiáng)度。為了預(yù)防車轍反復(fù)碾壓引發(fā)的道路病害現(xiàn)象，那么關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在控制瀝青集料的安全性能品質(zhì)。工程采購(gòu)人員只有做到了全面測(cè)試與判斷瀝青集料品質(zhì)，才能真正做到預(yù)防瀝青道路病害的目標(biāo)。工程采購(gòu)人員針對(duì)瀝青集料中的各種組成要素都應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格展開實(shí)驗(yàn)檢測(cè)操作，運(yùn)用專門性的檢測(cè)儀器設(shè)施來(lái)保證檢測(cè)數(shù)值的準(zhǔn)確性。

為了阻止車轍病害的大范圍形成，施工技術(shù)人員可以將抗車轍劑適當(dāng)加入瀝青混合料中。抗車轍劑可以有效改善瀝青混合料的抗車轍性能，進(jìn)而達(dá)到面層堅(jiān)固與安全的良好效果。因此在必要的時(shí)候，對(duì)于重載車輛通行頻率較高的公路路段應(yīng)當(dāng)加入抗車轍劑，確保路面表層部位能夠滿足基本安全性能指標(biāo)，對(duì)于潛在的車轍危害影響因素予以消除。

嚴(yán)格控制瀝青集料的性能與品質(zhì)，關(guān)鍵應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)為認(rèn)真履行材料檢測(cè)義務(wù)。在此過(guò)程中，工程材料的檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的判斷數(shù)據(jù)結(jié)論來(lái)確定瀝青材料是否滿足路面施工要求，對(duì)于沒有滿足路面施工標(biāo)準(zhǔn)要求的瀝青材料必須禁止予以使用。

道路施工技術(shù)人員對(duì)于瀝青混合料攤鋪、碾壓、路面養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)都應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確掌握，在道路路面的施工實(shí)踐中積極引進(jìn)與采納機(jī)械化手段，為道路施工單位爭(zhēng)取更好的成本節(jié)約效益。工程技術(shù)人員針對(duì)瀝青材料的各項(xiàng)質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)都要引發(fā)重視，確保做到全面認(rèn)真推行現(xiàn)有的工程瀝青材料審核檢測(cè)工作實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。工程材料的質(zhì)量檢測(cè)人員必須要督促工程采購(gòu)人員針對(duì)瀝青材料實(shí)施嚴(yán)格對(duì)比，避免瀝青材料采購(gòu)人員僅限于節(jié)約工程采購(gòu)經(jīng)費(fèi)造成瀝青材料無(wú)法達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 全面監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)空間環(huán)境因素

重載瀝青路面的安全使用狀況若能得到準(zhǔn)確與完整的監(jiān)測(cè)，則有益于瀝青路面的表層部位維持完整性，防止由于車輛碾壓而導(dǎo)致路面整體失穩(wěn)的后果。信息化的監(jiān)測(cè)儀器裝置在進(jìn)行操作使用時(shí)，必須要確保傳感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。養(yǎng)護(hù)人員應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確察覺路面病害風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)對(duì)于瀝青道路車轍風(fēng)險(xiǎn)因素的防控意識(shí)，及時(shí)處理存在失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)的路段區(qū)域。表1為重載交通瀝青路面車轍的產(chǎn)生根源與防控要點(diǎn)。

表1 重載交通瀝青路面車轍的產(chǎn)生根源與防控要點(diǎn)

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)分析可見，公路瀝青路面所在空間的環(huán)境濕度溫度、瀝青混合料的配比、瀝青集料的品質(zhì)性能等都會(huì)顯著影響到瀝青路面安全通行狀況。近些年來(lái)，路面車轍病害已經(jīng)普遍得到公路施工與養(yǎng)護(hù)人員重視，工程技術(shù)人員針對(duì)瀝青路面的各種典型車轍病害能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，旨在阻止路面車轍病害范圍的擴(kuò)展。

在此基礎(chǔ)上，工程技術(shù)人員針對(duì)瀝青混合料的配比數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確進(jìn)行設(shè)計(jì)，合理調(diào)整與控制瀝青混合集料的各項(xiàng)配比因素，確保瀝青路面的車轍碾壓荷載承受能力得到優(yōu)化提高。