沥青混凝土路面抗车辙性能研究

杨夫江

【摘要】车辙是沥青混凝土路面的一种损坏形式，主要是由于混凝土路面沥青混合料被压密和剪切变形所致，其表现为沥青混凝土路面轮迹带范围内路面有下凹的现象，有时还伴随着轮迹带边缘的隆起，并且一般发生在面层。本文介绍了我国现行沥青混凝土路面结构设计方法中存在的问题，并就沥青混凝土路面车辙破坏类型以及危害，同时探讨了沥青混凝土路面车辙产生的原因，在此基础上，提出了沥青混凝土路面抗车辙能力技术措施。

【关键词】沥青混凝土路面抗车辙性能技术措施

中图分类号：U416.217

0.引言

这年些来，沥青混凝土路面随着我国公路建设的飞速发展越来越广泛地应用为公路主要的路面类型。同时我国渠化交通的形成、汽车轴载的加大以及公路交通量的不断增加，沥青混凝土路面的车辙问题已经成为一个普遍性的问题。据不完全统计，在维修以及养护沥青混凝土路面中，由车辙引起的路面破损、毁坏大约占80%。总所周知，由车辙引起的路面破损其危害性与其他路面病害相比是最大的，对交通安全构成直接威胁，另外维修也是最困难的。因此研究沥青混凝土路面抗车辙性能是非常有意义的。

1.沥青混凝土路面车辙破坏类型

车辙是沥青混凝土路面的一种损坏形式，主要是由于混凝土路面沥青混合料被压密和剪切变形所致，其表现为沥青混凝土路面轮迹带范围内路面有下凹的现象，有时还伴随着轮迹带边缘的隆起，并且一般发生在面层。车辙按不同成因分为3类：

1.1.结构性车辙

结构性车辙大多数是因为指路面结构的设计存在缺陷或由于交通荷载所致。此种类型的车辙宽度比较大，两侧不会有隆起现象，横断面成浅盆状的凹型（U字型）。

1.2.压密性车辙和磨损性车辙

由于沥青层面本身的性质会引起压密形变等压密性车辙，它很容易被认出来，因为是呈现V形状的。磨耗型车辙主要是由于在自然环境作用下或车轮的磨损持续消耗了沥青混凝土路面结构的表层材料所致。其外因是交通荷载存在反复作用；其内因是沥青混凝土材料有高温稳定性以及其抗剪切变形能力有所不足。

1.3.失稳性车辙导致

产生失稳性车辙的主要原因是沥青混凝土路面的结构层的沥青混合料缺少高温稳定性，在车轮荷载作用下沥青混合料流动产生横向位移。失稳性车辙，从整体看呈现出W型，有较为明显的隆起。

2.车辙的危害

目前，半钢性基层在强度以及板体性方面都有比较突出的表现，半刚性的基层沥青路面大都在国内得到比较广泛的应用。在形变方面，半刚性基层以及基层以下部分的形变较小，因此，在此类基层方面，造成沥青混凝土路面车辙的主要因素是车辙的作用。在国内，将来的车辆将会比现在出现较大的增长，交通压力大，渠化的特性也在车辆行驶中慢慢呈现，由于在车辆的长期作用下，沥青混凝土路面将会发生永久性的变形，因此而导致了车辙的出现。一般来说，在车辆长期的压力下，沥青的厚度将会变得更薄，将会降低路面和路面的结构的强度，导致公路其他方面的病害出现，路面服务的质量降低，行车的安全得不到保障，在公路的维修与养护方面的费用也将大幅度提高。

2.1.降低服务质量，提高维护成本

在车辙的上部和底部将会出现集中的应力，这便会造成沥青混凝土路面出现纵向的裂缝，雨水将会渗入路面层以及基层，这样不仅缩短了公路基层的使用时间，也导致路面的服务质量得不到保证，路面的维护与修理的成本也将大幅度提升。

2.2.会形成的安全隐患

车辙会导致路面出现凹凸不平的情况，对行车的舒适造成影响。要是出现的车辙情况不是很严重，在车辆变道以及车轮在辙槽时会出现轻微的晃动。在车辙较为严重的路面上，车辆在紧急变道时将会导致失控甚至导致翻车。另外，在排水系统不好的车辙路面上，路面的积水将会导致车辆出现滑移现象。在气温相对较低的地方，路面的积水还会有可能结成冰，对安全行车造成严重的影响。

3.车辙产生的影响因素及原因分析

3.1.内部因素分析

3.1.1.原材料性质、材料设计等影响

沥青的影响：路面的使用性能直接受沥青质量优劣的影响，普通沥青的各项指标与改性沥青相比都比较差，在抗车辙性能力方面改性沥青也大大高于比普通的沥青。

沥青混合料级配的影响：在沥青混合料中起着关键性作用的就是级配。路段出现比较严重车辙的，级配设计通常比较精细，形成的嵌挤结构骨架不够密实，因此形成了车辙。

3.1.2.控制施工质量以及路面均匀性的原因

当前，形成车辙的主要因素之一是施工的质量，一般情况下，在施工中比较容易出现以下问题：

（1）混合料性质比较软弱：混合料的离析相对比较严重，导致级配出现比较大的偏差；

（2）对平整度的重视程度过大，忽略了压实度的要求；

（3）现场施工的管理不到位，没有及时进行碾压或者碾压的温度比较低，甚至出现漏压现象；

（4）控制油石比的准度不够；中层间的结合偏差，致使沥青混凝土路面的层间出现滑动的现象等。

3.2.外部因素分析

3.2.1.所處地区的气候

车辆荷载以及气候（温度较高）是沥青混凝土路面产生车辙的主要原因之一。沥青混凝土路面车辙的形成过程是一个长期动态变幻的过程，所以沥青混凝土路面所处的地区温度越高，沥青混合料的劲度模量就越低，所具备的抗车辙能力越小。

3.2.2.车辆的荷载与流量

车轮在进行竖向或水平荷载作用时，会使沥青层内部产生一定的剪应力，而此种剪应力非常容易导致沥青混合料出现剪切变形的现象，而且无法恢复，经过时间的累积，最终形成了车辙是沥青路面产生车辙的主要原因之二。

4. 提高沥青混凝土路面整体抗车辙能力的技术措施

4.1. 优化沥青混凝土路面结构和级配

矿料级配的嵌挤作用在很大程度上（60%）决定了沥青混合料中的高溫抗车辙能力，而沥青结合料产生的抗车辙能力大约有百分之四十。根据调查研究，发现假如规范级配的控制在整体范围内，在相对的重排的情况下，集料颗料级配异常容易达到最密实的状态，而此种级配对沥青的含量甚为敏感，混合料很容易变得有可塑性，从而导致路面出现比较大的车辙，无法满足重载交通的严格要求。除此之外，由于现代施工设备及工艺水平的飞速发展，对级配范围的要求也相对比较高。因此，若要防止路面很快就出现较大车辙的情况，应该及时优化上、中、下各层面的沥青混合料的级配范围，相应的调整现有的规范级配范围，更加设计思想与紧密嵌挤骨架的结构逐渐靠近，采取“抬头平尾”的骨架密实型级配，以此来满足抗滑的要求。同时，还要适当的控制好4.75rnnl以上集料的使用量。

4.2.加强沥青混凝土路面层间结合

目前，某些工程项目一味的追求外观，在中面层完成之后，一次性做多个项目（绿化、交通工程、通讯），然后都在上面层摊铺。但这种做法很可能导致污染变重，因为中面层放置的时间太久。其中有些施工单位会采用冲水的方式改善污染，但这样做，不仅无法使污染得以改善，还容易致使泥水渗入中、下面层，最终致使层间积水。另外，层间摊铺相距的时间过长也会加重污染，导致中、上面层粘结差，进而无法达到层间基本的连续的规范要求，留下永久的隐患。因此，建议沥青混凝土施工单位尽可能地合理安排的施工工序，尽可能的保证层面摊铺的连续性，从根本上减少污染也使更牢固的连接层间。

4.3.采用优质结合料

在沥青胶结料的选择时，应事先了解工地现场的气候条件和交通的实际情况，再决定选用何种改性沥青。若要选用基质沥青，需要考虑检测沥青的感温性指标针的入度指数（N）；若选用改性沥青，则要考虑评价PC等级。在根本上调节抗车辙的能力，需要结合实际情况选用改性沥青或基质沥青混凝土的，对沥青的用量严格控制，保持沥青混合料的动稳定性。沥青结合料对沥青混合料的动稳定度起关键作用，因此选用改性沥青，就能在很大程度上提升动稳定度。

5.结束语

研究沥青混凝土路面抗车辙性能，有利于公路服务质量、行车安全的提高，有利于避免或消除行车隐患。在科学理论的指导下对沥青混凝土的路面施工的各个关节进行严格控制，从而提升沥青混凝土路面的整体服务质量和使用寿命。

【参考文献】

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