半柔性抗車轍技術在道路養護工程中的應用研究

杜森

（北京首發公路養護工程有限公司，北京 102613）

0 引言

瀝青路面車轍病害是一種常見的道路病害，其產生主要是由于車輛長期行駛在路面上造成的。隨著城市交通的發展，車輛數量和車流量的增加，車轍病害也越來越嚴重[1]。因此，研究如何有效地防止和修復車轍病害變得越來越重要。半柔性抗車轍技術是一種較新的道路養護技術，對此，本文將探討半柔性抗車轍技術的應用原材料配比和具體施工技術，并結合市政道路養護工程實例，深入研究該技術在道路養護工程中的應用效果和優缺點。

1 瀝青路面車轍病害的常見類型與成因

1.1 車轍病害類型

車轍病害是指路面上形成的車轍，其主要表現為路面表面凹陷，較深處可能有橫向裂縫。車轍病害按照其形成特征可以分為以下幾種類型：

第一種，線形車轍病害。線形車轍病害是在車轍中心形成的，其形狀為線形，邊緣有明顯的變形。該病害通常出現在單向車道上，由于車輛重復經過同一軌跡形成。第二種，網狀車轍病害。網狀車轍病害形狀呈網狀，是由于交叉車道或多車道道路上的車輛交錯經過形成的。該病害通常發生在路面繁忙的路段[2]。第三種，沉積物車轍病害。沉積物車轍病害是由于路面積水或泥沙等沉積物在車轍內積累形成的。該病害通常發生在雨季或泥濘路段。第四種，脫粒車轍病害。脫粒車轍病害是指路面的瀝青層出現剝落、粉化等現象形成的車轍，其形狀多為較平坦的橫向裂縫。該病害通常發生在瀝青路面老化嚴重、使用壽命較長的路段。

1.2 車轍病害成因

車轍病害是由于車輛不斷經過道路表面而引起的，其成因涉及多種因素，包括路面材料的性質、交通流量、氣候條件等。

首先，路面材料的質量對車轍病害的形成有著重要的影響。路面材料的硬度和穩定性越低，車轍病害形成的速度就越快。另外，瀝青路面材料在高溫下容易軟化、流動，而在低溫下容易變脆，這也會導致車轍病害的出現。

其次，交通流量也是影響車轍病害形成的重要因素。道路上車流量越大，車轍病害就越容易出現，特別是在繁忙的路段，車轍病害的形成速度更快[3]。這是因為車輛重復經過同一軌跡，使路面材料發生變形、疲勞等現象，進而形成車轍。

再次，氣候條件也是車轍病害形成的重要因素。在潮濕的環境下，路面材料的黏著性和強度都會降低，因此車轍病害更容易形成。

最后，溫度的變化也會導致路面材料的膨脹和收縮，從而使路面產生裂縫，進而形成車轍。

2 半柔性抗車轍技術應用期間的原材料配比

2.1 瀝青

瀝青的配比是半柔性抗車轍技術中的一個重要環節。瀝青的配比需要根據具體情況進行調整，以保證路面的質量和性能。通常情況下，瀝青的配比應按照以下比例進行：

一是黏結劑：根據路面的不同要求和環境條件，選用不同牌號和質量等級的瀝青，根據施工要求和技術規范確定黏結劑的用量，一般在4%～7%之間。

二是礦料：根據路面的不同要求和環境條件，選用不同級別、種類和質量的礦料，根據施工要求和技術規范確定礦料的用量，一般在93%～96%之間。

三是添加劑：為了提高路面的耐久性和抗車轍能力，可以添加適量的聚合物改性瀝青、橡膠粉等添加劑，一般不超過1%，半柔性路面瀝青配比示例見表1。

表1 半柔性路面瀝青配比

2.2 集料

半柔性抗車轍技術中，集料也是一個非常關鍵的材料。合理選擇和配置集料可以有效提高路面的抗剪切性和耐久性，降低車轍病害的發生率。常用的集料種類有石子、碎石、機制砂等。為了提高路面的抗剪切性和耐久性，應選擇硬度較高、抗壓強度較大的集料[4]。此外，對于不同粒徑的集料，應進行適當的級配，以保證混合料的密實性和穩定性。在配合瀝青進行混合料制備時，一般會根據不同的路面使用環境和要求，適當調整集料的種類和比例，以達到最佳的路面性能。例如，在高速公路等要求高速行駛的路段，應選用更堅硬的集料，并適當提高配比，以確保路面的穩定性和耐久性。同時，為了減少路面噪聲和提高駕駛舒適性，也可以選用一些具有吸聲和減震效果的集料。

2.3 灌漿材料

灌漿材料也是半柔性抗車轍技術中的重要組成部分。它的主要作用是填充集料之間的空隙，增加混合料的密實性，提高路面的抗剪切性和穩定性，防止車轍病害的發生。常見的灌漿材料包括瀝青灌漿材料、水泥灌漿材料和樹脂灌漿材料等。其中，瀝青灌漿材料是應用最廣泛的一種，其特點是施工方便、成本低廉，可以很好地與集料混合，形成較為堅實的路面結構。而水泥灌漿材料和樹脂灌漿材料則適用于特殊環境和要求，例如需要進行耐酸堿、防滑等處理的場合。在灌漿材料的配比上，需要根據具體情況進行合理搭配。一般來說，灌漿材料的使用量應控制在總混合料質量的5%～10%之間[5]。同時，為了保證灌漿材料的均勻性和穩定性，應采用專用的灌漿設備進行施工，并按照設計要求進行均勻噴灑。

2.4 大孔隙瀝青混合料

大孔隙瀝青混合料是半柔性抗車轍技術中一種比較特殊的材料，其主要特點是在混合料中添加了一定數量的空隙，以提高混合料的透水性和透氣性能，從而增強路面的排水和通風能力。大孔隙瀝青混合料的配合比例通常為：瀝青∶石子∶空隙=5∶10∶5，也可以根據實際需要進行調整。其中，空隙率的控制是關鍵，一般應控制在20%～25%之間。同時，為了確保混合料的穩定性和耐久性，應注意控制石子的質量和粒徑分布，并進行適當的配合與拌和。大孔隙瀝青混合料具有良好的透水性和透氣性能，能夠有效地降低路面積水和冰雪的滑動風險，同時也可以提高路面的排水和通風能力，防止路面軟化和車轍病害的發生。因此，在市政道路養護工程中廣泛應用，并取得了良好的效果。

2.5 半柔性路面材料

半柔性路面材料是半柔性抗車轍技術中的一種主要材料，它通常由瀝青、石子、灌漿材料、增塑劑等組成。相比于傳統的剛性路面材料，半柔性路面材料具有一定的柔性和彈性，能夠在一定程度上緩解車輛行駛時對路面的沖擊和振動，減少路面的破壞和車轍病害的發生。半柔性路面材料的配合比例和特點主要包括以下幾個方面：一是瀝青的配合比例，一般采用70#或90#瀝青，其用量占總混合料質量的5%～8% 左右。二是石子的粒徑，石子的粒徑控制在5～25mm 之間，以保證混合料的均勻性和穩定性[6]。三是灌漿材料的種類，一般采用水泥、瀝青乳液或聚合物乳液等灌漿材料，用于填充混合料中的空隙，增強路面的整體性和穩定性。四是增塑劑的添加，增塑劑可以在一定程度上提高混合料的柔性和彈性，減少路面的破壞和車轍病害的發生。半柔性路面材料具有較好的適應性和耐久性，能夠滿足不同道路等級和交通量的需要。因此，在市政道路養護工程中得到廣泛應用，成為一種重要的道路養護技術。

3 半柔性抗車轍技術在市政道路養護工程中的應用

3.1 確定車道數

在半柔性抗車轍技術的應用過程中，需要確定施工的車道數。車道數的確定需要考慮到道路的交通流量和車輛類型，以及預計的使用壽命等因素。在確定車道數時，需要考慮以下幾個因素：首先，交通流量是確定車道數的一個重要因素。如果交通流量較大，那么需要更多的車道來滿足車輛通行的需求。其次，不同類型的車輛對道路的磨損和破壞程度不同，因此需要根據不同類型的車輛來確定需要施工的車道數。比如，對于重型貨車比較多的道路，需要施工更多的車道以滿足道路的承載能力。同時，使用壽命也是確定車道數的一個重要因素。如果預計使用壽命較長，那么可以適當減少車道數，反之則需要增加車道數。此外，在確定車道數后，需要進行具體的施工方案設計，包括漿體灌注施工、碾壓、碎石與瀝青灑布等工序。同時，需要考慮到道路的交通安全和施工期間的交通管制等問題，確保施工工程的安全和順利進行。

3.2 漿體灌注施工

漿體灌注施工是半柔性抗車轍技術中非常重要的一項施工工序，它的作用是將漿體灌注到路面基層中，形成一層牢固的基礎，使路面具有更好的承載能力和耐久性。下面是漿體灌注施工的詳細介紹：一是施工前準備。在進行漿體灌注施工之前，需要對路面基層進行清理，去除雜物和積水等。然后，需要進行路面基層的平整和調整，確保路面基層符合施工要求[7]。二是漿體配制。漿體的配制需要根據具體的工程要求進行，包括漿體的種類、比例和配料等。通常漿體是由水泥、砂、石子、水等材料按照一定比例混合制成，確保漿體的流動性和硬度符合要求。三是漿體灌注。在漿體配制完成后，需要將漿體通過泵車或手推車等工具灌注到路面基層中。在灌注過程中需要控制漿體的流動速度和厚度，確保漿體均勻地分布在路面基層上。四是漿體固化。在漿體灌注完成后，需要等待漿體充分固化。這個時間一般需要在24 小時以上，具體時間根據漿體的配方和當地氣候等因素而定。漿體灌注施工是半柔性抗車轍技術中非常重要的一項工序，它的質量和施工效果對道路的整體性能和使用壽命有著非常重要的影響。在施工過程中需要嚴格按照要求進行操作，確保漿體的質量和性能符合要求。同時需要注意施工期間的交通安全和施工現場的環保等問題，確保施工工程的順利進行。

3.3 碾壓

半柔性抗車轍技術的碾壓是保證路面密實性的關鍵步驟，碾壓的目的是使材料之間緊密結合，排除孔隙，減小瀝青材料的相對移動，提高路面的強度和密實度。首先，碾壓設備的選擇。為了達到良好的壓實效果，需要選擇適合的碾壓設備。目前，常用的碾壓設備有雙鋼輪壓路機和橡膠輪壓路機。其中，雙鋼輪壓路機的壓路效果較好，但對路面的振動較大，易導致路面反彈和開裂。而橡膠輪壓路機的壓路效果相對較差，但對路面振動小，適合用于對路面平整度要求較高的情況[8]。其次，碾壓工藝。一是初期壓實：在漿體灌注完成后，應盡快進行初期壓實。初期壓實主要是為了排除漿體中的空氣和水分，保證瀝青材料的緊密結合。在初期壓實時，應采用橡膠輪壓路機，以減小路面振動。二是中期壓實：初期壓實后，需要進行中期壓實，以使材料進一步緊密結合。在中期壓實時，應采用雙鋼輪壓路機，以提高壓實效果。三是后期壓實：中期壓實后，還需進行后期壓實，以進一步提高路面的密實度和強度。

4 結語

總之，半柔性抗車轍技術是一種廣泛應用于道路養護工程中的技術，它可以有效地改善道路的性能和使用壽命，并減少車轍病害的發生。該技術在原材料配比、確定車道數、漿體灌注施工、碾壓和碎石與瀝青灑布等方面都有一定的技術要求和操作規范。通過合理的施工技術和材料選擇，可以實現半柔性路面的良好性能和持久耐用。隨著道路建設和維護的不斷發展，相信半柔性抗車轍技術將會得到更廣泛的應用和發展。