车辙对高速公路使用性能的影响

董加敏

(黑龙江省龙建路桥第六工程有限公司)

1 前 言

车辙是沥青混凝土路面一种常见的路面病害，高速公路运营几年后就会出现车辙，而它的出现将会严重影响驾驶的舒适性，以及行车的安全性。沥青混凝土路面在高温的作用下，将会变软，经过汽车的碾压与荷载作用，使公路表面出现一种永久性变形，出现纵向的凹槽。车辙的类型分为四类:(1)磨损型车辙;(2)压缩型车辙;(3)结构型车辙;(4)流动型车辙。在我国，由于采用的施工手法特别，所以出现的车辙大多属于流动型车辙和压缩型车辙。

2 车辙的危害

(1)高温情况下，车轮在路面在进行荷载碾压，使路面表面产生永久性变形，影响路面的使用舒适性和行车安全。

(2)使轮迹处的沥青层厚度变薄，削弱了面层及其路面结构的整体强度，从而诱发其他病害。

(3)辙槽的出现，使得雨天时水分积聚在路面上，车轮高速行驶压在积水上，导致车轮附着于水面，出现漂滑，影响车辆高速行驶下的安全性。

(4)冬季辙槽内积雪聚冰，降低了路面的抗滑能力，导致车辆出现溜滑现象，影响车辆的制动性能和动力性能。

(5)车轮行驶时受辙槽影响，加大了车辆的横向运动趋势，当车辆在超车变换车道或跨越辙槽时，由于槽壁的影响易导致车辆的转向失控，这些都会严重影响到车辆的行驶稳定性。

3 车辙测量方法

目前车辙测量方法主要有人工测量方法、激光数据采集方法、图片信息采集方法、车辙仪采集方法四种方法。人工测量方法包括直尺法、水准测量、表面测深仪、行走断面仪、横向轮廓曲线仪法;激光数据采集方法比较常见的仪器是激光车辙测量系统;图片信息采集方法，比较常见的是路面变形分析系统;车辙仪采集方法，一般是在横梁上安装传感器来测其和路面之间的距离，通过这些距离数据可以获得横断面信息。比较常见的有三传感器的车辙仪，五传感器车辙仪，七传感器车辙仪。

人工测量方法比较准确，但是十分缓慢，而且很危险，激光数据采集方法和图片信息采集方法，这两种方法费用比较昂贵，目前还没有得到广泛的应用，而车辙仪测量方法以其快速、准确、安全的特性，目前应用比较广泛。黑龙江省对高速公路车辙的检测及评价，通常是检查人员先乘车观察路段的车辙情况，确定影响行车安全的段落，然后封闭这些段落的交通，用直尺法检测车辙的深度，按照《公路沥青路面养护技术规范》要求确定维修段长度和位置。没有从路面和安全实际出发确定维修路段。检测方法比较传统，检测手段比较落后。对车辙的评价指标只限于车辙深度，不能科学、全面的评价路面的车辙状况，也不能有效的观察车辙的发展变化情况，更不能准确安排维修时间，无法有效的保证行车安全和延长公路的使用寿命。

4 抗车辙产品

随着道路交通量的不断增大，特别是重载车辆的增多和高压轮胎的使用、交通流的渠化，车辙已成了公路沥青路面破损的主要形式之一。国内外多项研究表明，沥青混合料路面产生车辙、推移和拥包等病害与其自身的模量有很大的相关性，沥青混合料的模量与沥青路面的抗车辙能力成正比。所以提高路面沥青混合料的模量是减轻、延缓和解决路面车辙等病害问题的重要手段，可延长路面的维修周期和使用寿命。抗车辙剂是由多种高分子聚合物组成的新型沥青混合料添加剂，它通过集料表面的增粘、加筋、填充以及沥青改性、弹性恢复等多重作用大幅提高沥青混合料的高温稳定性，并改善混合料的水稳定性和低温抗裂性。经大量工程实践证明，添加抗车辙剂是目前解决沥青路面车辙现象最经济、最实用、最有效的途径之一。

抗车辙剂加入到铺设路面的沥青混合料中，主要用于道路路面的中下面层(在路面结构中，中面层发生车辙变形病害的程度最大，这是由于中面层的温度高，且承受的剪应力最大的缘故)，也可用于路面的表层。能显著提高沥青混合料的模量，从而提高沥青混合料路面的抗车辙能力和高温抗变形能力以及抗疲劳性能。并对混合料的水稳定性和低温抗裂性也有改善和提高。抗车辙剂的物化特性，抗车辙剂呈黑色、固体、颗粒状、无异味、不刺激皮肤、易保存、不变质。

(1)抗车辙剂基本特性。密度0.98/(g/cm3)，熔点≥155 ℃，聚合物含量≥95 %，粒径＜3 mm。

(2)抗车辙剂产品功能特点及优势，优越的性能在沥青混合料中掺加0.3%～0.5%的抗车辙剂后可以使路面的高温抗车辙性能提高数倍并改善水稳定性能，提高低温抗裂性能。性价比高改性工艺简单，不同于改性沥青，抗车辙剂是对混合料进行改性，添加方法容易控制，混合料质量能够得到保证，不需添加专用沥青改性设备，有效避免了存储离析等问题，节约能源，降低成本。适用于任何沥青和石料，适用于各类型沥青混合料，不影响设计配合比，无需改变技术和设备条件，对现场工艺要求低。使用简便安全，可人工或机械投放，实现了随用随加，存储运输方便，在拌和、摊铺及碾压过程中，无需对设备进行任何添加、更改。良好的环保性能使其在生产和接触过程中均不会对人体产生危害，在加工和使用过程中不产生任何有害气体排放。拌和均匀性更好、分散性更优，最少的添加量，能够起到最大效果。

(3)抗车辙剂用量。沥青混合料重量的0.3%～0.5%，重载特殊路段掺加比例可适当增加。

①室内试验方法。石料加热温度:190～200 ℃;沥青加热温度:按规范执行(根据沥青种类确定);加入抗车辙剂后干拌时间:5 min，以拌均匀为主;加入沥青后搅拌时间:3～5 min。

②工业生产方法。石料加热温度:180～190 ℃;沥青加热温度:按规范执行;加料顺序为集料抗车辙剂、矿粉、沥青，在集料干拌时，按剂量加入抗车辙剂，并延长干拌时间10 s，温拌35 min。

(4)抗车辙剂的特点。抗车辙剂直接投入到拌和锅中，在任何掺量下均不改变沥青混合料的级配，只需稍微延长拌和时间和调整施工温度(比SBS 改性沥青的施工温度低5℃)即可。拌和、摊铺、碾压等工序均不需改变。抗车辙剂溶化后与集料的粘附性强，无需使用粘合剂和抗剥离剂。在添加量相同的情况下，其应用性能达到或超过法国同类产品PR PLAST 产品和德国同类产品DUROFLBX 料的技术要求，施工方便，节约能源。