沥青路面车辙的防治

王伟

(黑龙江东绥高速公路有限公司)

1 车辙的形成机理及影响因素

车辙主要发生在高温季节，在渠化交通的重交通道路上。当沥青路面采用半刚性基层时，车辙主要发生在沥青面层。根据车辙形成的起因，可分为三种类型。

(1)失稳型车辙

这类车辙是由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下，内部材料流动，产生横向位移而发生，通常集中在轮迹处。

(2)结构型车辙

这类车辙是由于路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形而形成，主要是由于路基变形传递到面层而产生。

(3)磨耗型车辙

由于沥青路面结构顶层的材料在车轮磨耗和自然环境因素作用下持续不断地损失而形成，尤其是汽车使用了防滑链和突钉(胶钉)轮胎后，这种车辙更易发生。

三种类型车辙中以失稳型车辙最为严重，其次为磨耗型车辙。在软土地区、路基路面结构整体承载力不足时产生结构型车辙的可能性较大。

2 车辙形成过程

(1)初始阶段的压密过程

沥青混合料经碾压后，在高温下处于半流态的沥青及由沥青与矿粉组成的胶浆被挤进矿料间隙中，同时集料被强力排列成具有一定骨架的结构。交付使用后，在汽车荷载作用下，密实过程进一步发展，在轮辙位置产生局部沉陷。

(2)沥青混合料的侧向流动

高温下的沥青混合料在轮胎荷载作用下，沥青及沥青胶浆产生流动，除部分填充混合料空隙外，还将促使沥青混合料产生侧向流动，从而使路面受载处被压缩，而轮辙的两侧向上隆起形成马鞍形车辙。

(3)矿质集料的重新排列及矿质骨架的破坏

高温下处于半固态的沥青混合料，由于沥青及胶浆在荷载作用下首先流动，混合料中粗、细集料组成的骨架逐渐成为荷载主要承担者，促使沥青及胶浆向富集区流动，加速了混合料网络结构的破坏，特别是当沥青及胶浆过多时，这一过程会更加明显。

由此可见，车辙形成的最初原因是压密及沥青高温下的流动，最后导致骨架的失稳，从本质上讲就是沥青混合料的结构特征发生了变化。影响沥青路面车辙的因素主要有集料、结合料、混合料类型、荷载、环境条件等。此外，压实方法会直接影响沥青混合料的内部结构，从而对车辙产生影响。

3 沥青路面车辙的防治措施

对于失稳型车辙，通过以下办法可以减缓:确保沥青混合料中含有较多的经破碎的集料;集料级配必须含有足够的矿粉;大尺寸集料必须具有较好的表面纹理和粗糙度;集料级配要含有足够的粗颗粒;沥青结合料具有足够的站度;集料颗粒表面的沥青膜须具有足够的厚度，确保沥青与集料间的黏聚力。

对于结构型车辙通过以下方法可以减缓:确保基层设计满足工程点实践要求;基层材料满足规范要求，含有较多经破碎的颗粒;混合料内含有足够的矿粉;基层应充分地压实，工后不产生附加压密;路基压实应满足规范规定的要求。

磨耗型车辙主要是由于大颗粒集料缺乏韧性，带突钉轮胎作用，集料级配空隙太大以及集料周围沥青膜厚度不足而致。对此，可通过交通管制、改善混合料级配来防治。

选用适宜的集料、矿粉、粘度较高的沥青和优质重交通沥青，选用坚硬、安定、表面粗糙、颗粒接近立方体的与沥青有较好粘附性的集料及采用石灰岩等憎水性石料磨细得到的矿粉，以及优质粘稠沥青均可大大提高沥青混合料高温稳定性及沥青路面抗车辙能力。

采用合理的沥青混合料配合比。在沥青混合料的配合比设计中，对沥青路面车辙产生影响的因素，主要包括两个方面:一是集料的级配组成;二是各种材料的配比。这两方面均应按设计要求，以马歇尔实验及车辙实验结果为依据进行确定，但对集料的极配组成在现有的规范范围内尽可能地采用大粒径较多的骨架密实型结构。对沥青的用量则应选择最佳沥青用量范围的下限。因为沥青用量的大小对沥青混合料的高温抗车辙能力具有敏感性。

采用新结构、新材料。采用间断型级配沥青混凝土作为抗滑表层，面层采用连续级配的中粒式或粗粒式沥青混凝土以承担疲劳、耐久、防渗任务，这样就可满足抗车辙、抗裂、防水、抗滑、耐磨等要求。SMA是一种抗车辙能力强、耐久性能良好的面层混合料，主要用于重交通道路，而且多作为表面层。它是由轧碎集料和填充在骨架空隙的玛蹄脂(沥青、填料、纤维的整体)所组成的一种间断级配沥青混和料。值得补充的是，为了防止混合料流淌，以及能够增加沥青用量，减少粗骨科与玛蹄脂的离析。

常在生产过程中添加纤维稳定剂和(或)使用改性沥育。SMA作为间断级配混合料表面层，其高的粗骨料含量增加了碎石之间相互嵌挤而形成矿物骨架，阻碍混合料发生永久变形，从而大大改善沥青路面抗车辙性能。

注重施工质量。沥青路面在施工中，除了应严格按施工规范要求进行施工外，最重要的有两点:一是沥青混合料施工温度的控制;二是沥青路面的施工碾压。沥青混合料施工温度控制包括料拌温度、出厂温度、到场温度、初压温度，应严格按施工规范控制，尤其是拌和时要分别控制沥青温度、集料温度，任何一个温度控制不到位，都会影响混合料的性能。沥青混合料温度过高，易导致沥青的老化，过低时又会给摊铺碾压造成困难。而在保证混合料中碎石不被压坏的条件下，采用较高的压实度是沥青路面施工的最后一道工序，也是防止或减轻路面车辙的最重要的一个环节。所以，沥青路面压实机具的配备不仅要满足施工的基本要求，而且要有足够的数量和压实功能的机具，以确保沥青混合料摊铺完毕后进行及时有效的压实。