山西省公路局運城分局 山西運城 044000
據統計,車轍的維修養護約占瀝青路面維修養護的80%。車轍的發生將直接降低公路瀝青路面的平整度,影響行車的舒適性,更嚴重的是降低了行車的安全性。為了確保公路正常運行,必須減少車轍現象的發生,減少財力、物力和人力等的損耗。所以,對公路瀝青車轍防治措施的探討有重要意義。
車轍是瀝青路面在高溫條件下長時間荷載的結果,這是瀝青路面常見的一種損害現象,車轍產生的原因有很多種,以下就車轍產生的內因、外因進行簡要探討[1]。
(1)瀝青的選型。瀝青分為天然瀝青、石油瀝青和煤焦瀝青三種。目前我國主要采用的是瀝青混合料,其原因是由于瀝青混合料的抗剪能力較高,隨著混合料粘接力的提高,抗剪強度逐步增大。瀝青的選擇需結合當地的交通、環境、氣候等綜合選用。
(2)瀝青用量。用量的控制直接影響著混合料的粘接力,用量越大,顆粒中游離的自由瀝青就越多,粘接力就會越小,因此,合理控制瀝青用量至關重要。
(1)交通因素。自改革開放以來,我國道路建設日益發展,交通量逐步增大,道路車轍現象越發嚴重,就實際情況看,路面荷載越重,輪胎壓力越大,車速越慢,路面車轍的形成也就越發容易。其中荷載是促使車轍形成的最重要原因,極易導致路面永久性變形。這種情況通常出現在收費站、交叉路口、車站等交通擁擠的地方。
(2)氣候條件。氣候條件中對路面車轍影響最大的因素為溫度。在我國南方,日照時間長,溫度高,路面車轍的現象明顯嚴重,但在北方就相對較輕一點,尤其是在冬季,降水量少,有利于路面保護。
(3)路面基層。路面基層有碎、礫石基層和無機結合料穩定基層兩種。其作用是為了穩定路面。通過某種特定技術將單一材料分層鋪筑在路基表面就是路面基層,基層的質量與材料好壞直接關系著路面使用性能的高低。基層的剛性強度越好,路面的抗剪切能力與高溫穩定性就越強。
(4)施工質量。在施工過程中如果準備材料不充分或未充分壓實,將會造成瀝青面層壓實不足,通車后很快就會出現路面車轍。
對瀝青混合料中礦料級配類型的選擇直接影響著瀝青混合料的高溫性能,密實型結構的高溫性能低于骨架型級配的性能,在瀝青混合料中,適當增加粗集料有利于提高其高溫性能。嚴格控制關鍵性篩孔的通過率。
實際用量略低于設計用量能夠有效提高混合料高溫性能,選擇低標號要比高標號的瀝青混合料高溫性能好。在實際施工中,盡管氣溫條件相差很大,但仍選用重交90 號瀝青,瀝青的用量控制也很不嚴格,這明顯不合理。應結合當地氣候,合理選用不同標號的瀝青,瀝青用量誤差也應控制在0.2%左右[2]。
嚴格控制粗集料中針片狀含量,如果含量過多,車輛在行駛過程中,很容易造成路面級配下降,加深車轍形成。盡可能選擇強度較高的粗集料,但大多強度較高的粗集料偏酸性,與瀝青的粘結強度較小,必須通過添加消石灰、瀝青抗剝落劑來增強混合料的水穩性,細集料的含泥量直接影響著路面的高溫穩定性,如果碎石廠不配置防塵設備,必定會造成石屑中粉塵含量過高,使得級配曲線形成駝峰線,進而降低了路面抗高溫性能。所以施工中的石屑必須除塵,且控制在0.075mm 的通過率范圍內。
壓實度是造成車轍產生的主要原因。關于壓實度的標準,目前對高速公路的壓實度要求為馬歇爾標準試件的96%。實際上對于設計空隙超出4%的混合料,如果將壓實密度控制在馬歇爾密度的96%是偏低的。如果設計空寂超出6%,壓實密度仍為96%,此時路面的實際空隙率已達到10%,極易造成壓密型車轍。所以,在控制壓實密度時應保證現場空隙率不低于設計空隙上浮2%,或者采用理論最大密度的92%實現雙控。集料要控制好拌和時間和溫度,在運輸過程中要嚴格遵守操作規范,攤鋪過程也要規范操作,確保集料充分發揮其價值。
嚴重的車轍破壞往往發生在夏季高溫季節,尤其是在溫度最高的時候,車轍發生的速度非常快,有時2-3 天就發生車轍3-4 公分,不僅造成了極為不良的社會影響,同時也帶來了巨大的經濟損失。因此,在夏季高溫季節采取有效措施是運營階段防止車轍發生的關鍵。
實踐表明,高速公路較大車轍往往發生于夏季高溫數天里溫度最高的幾個小時,如果避開溫度最高的這個時間段,就會對公路瀝青路面做到很好的保護。因此,可以經公安部門協商后,采取高溫時段禁止重型貨車通行的防治措施。
超載車輛是目前引起公路瀝青路面車轍最主要的原因,因此必須采取有效的措施對重載運輸車輛的通行時間進行嚴格地控制。比如,每年溫度最高的時候,每天的10:00-18:00 禁止重載貨車通行。同時,調整收費標準鼓勵重載貨車夜間行駛,如6:00-10:00與18:00-22:00 按75%收費,而22:00 至次日6:00 按50%收費,從而減少車轍的發生。也可以采取10:00-18:00 對通行重載貨車加價收費的措施以控制重載運輸車輛的通行時間。此外,相關部門要加強對超載超限車輛的治理,禁止超載超限車輛上道,從而對公路瀝青路面進行保護[3]。
在車轍發生后,要及時地采取措施對路面進行修補,常用的車轍處治維修方法有銑刨重鋪法、銑刨拉毛過渡法、熱再生法、微表處法等。
總而言之,車轍是目前公路瀝青路面的典型病害,車轍形成的原因主要包括瀝青的類型和用量、交通因素、氣候條件、路面基層以及施工質量幾個方面。針對瀝青路面車轍的防治可以從施工階段和運營階段兩個方面著手,具體措施包括采用骨架型級配、控制瀝青的型號和用量、嚴格控制礦料質量和壓實度、控制載荷車輛的運行時間、控制高溫時段車輛的通行等,只有這樣才能保證公路的通行能力,更好地推動我國交通業的發展。