高速公路沥青路面重车辙病害原因及处治措施

杨逵

摘要：目前高速公路沥青路面车辙病害现象不断加剧，对道路交通产生了不良影响，同时高速公路沥青路面的病害引起了工程建设及社会各个方面的高度重视。文章分析了高速公路沥青路面重车辙病害的类型及病害原因，探究了重车辙的形成机理并提出了防治措施，进而改善当前高速公路沥青路面重车辙病害现象，确保道路通畅。

关键词：高速公路；沥青路面；重车辙；病害原因；处治措施 文献标识码：A

中图分类号：U412 文章编号：1009-2374（2015）36-0097-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.36.047

重车辙是高速公路沥青路面的常见病害之一，然而导致路面永久性变性的综合因素有很多，渠化行车荷载、高温以及路面本身残缺等都会造成路面出现带状凹坑现象。当交通量增大，车辆超载现象严重时会导致高速公路沥青路面出现重车辙病害，使得行车颠簸，难以畅通行驶，且大大降低了高速公路的服务性能。本文根据沥青路面重车辙病害原因进行具体探究，并提出了相应的治理措施，进而改善道路通行现状，充分发挥高速道路的服务性功能。

1 高速公路沥青路面重车辙病害的机理及类型

1.1 高速公路沥青路面重车辙的形成机理

其形成因素主要有：（1）沥青混合料的后续压实。在高速公路路面被碾压成型前，其组成物是骨料、细砂、沥青以及空气，当温度过高时，松散的混合物处于半流动状态，并且由沥青和矿粉组成胶浆被混合在矿料间隙中，碾压完成后，高速公路沥青路面在受到汽车荷载的作用下，压实效果更强，并形成微量的永久变形。按照施工技术规范，高速公路的压实度其标准密度要达到96%以上，沥青路面的厚度为15cm，在车辆行驶过程中，压实度会达到100%，并形成0.6cm的轮迹；（2）松散混合物的流动变形。受到高温以及重车荷载作用下，高速公路沥青路面重的沥青以及矿料会形成胶浆，出现流动状况，造成沥青混合料的流动变形，形成车辙现象；（3）沥青混合料的结构发生变化。道路在建设的同时，处于半固态的沥青混合料，在受到高温作用以及重车荷载作用时，首先沥青会出现流动现象，由骨料及骨架来荷载重力。随着温度的不断升高或重力荷载不断加大，在受到沥青润滑的作用时，硬度比较大的矿料会沿着矿料之间的接触面逐渐滑动，并且沥青及胶浆会随着轮迹做法线运动，造成沥青路面出现结构失衡，路面稳定性不佳，从而形成路面重车辙现象。

1.2 沥青路面重车辙的类型

目前，高速公路路面出现重车辙现象，一般有结构性车辙、流动性车辙、磨耗损型车辙以及压密型车辙四种类型。高速公路在建设过程中，采用沥青作为路面物料，施工人员一般选择在半刚性基层上修筑，并且在施工过程中对压实度的要求比较高。在选择了基层强度和板体性能比较好的结构材料时，出现重车辙的可能性比较小。根据调查发现，高速公路沥青路面重车辙现象中失稳性车辙比较常见，本文主要对其进行具体探究，并提出了相应的治理措施，以改善道路车辙现象。

2 高速公路沥青路面重车辙病害的原因

笔者通过实践调查及自身多年实践工作经验，基于车辙形成的过程以及导致车辙形成的因素进行具体探究，由于沥青路面在受到高温以及重力荷载的作用下，导致沥青变软，其压实度、路面稳定性以及矿质骨架的约束作用明显降低，出现道路失衡。因此，表明沥青对混合料的高温性能以及荷载作用十分重要。影响重车辙形成的因素有骨架的稳定性以及细集料，当车辆在正常行驶过程中，受到剪应力比较大的路段时，车辆出现制动现象，从路面表层向下发展，形成车辙或者是其他路面磨损，最终总结了三点关于高速公路沥青路面重车辙病害的原因：

2.1 原材料方面

一般高速公路在修筑过程中，主要的材料是沥青，普遍采用70号基质沥青来铺设路面的上、中、下面层，该材料的抗车辙性能较差，很容易出现流动现象。在碎石材料中，施工人员通过提取实验研究后，针对花岗岩颗粒以及黑色的软弱颗粒进行取样分析，其结果表明：黑色软弱颗粒中含有7.10%的黑云母，其中淡云母含量为18.3%、石英含量为68.3%等，实验表明，该物质为煤质颗粒。由于沥青路面中原材料中的石灰岩碎石成分分布不均匀，从而大大降低了沥青原料与碎石颗粒的黏附性能，导致沥青路面的性能受到一定的影响，出现了沥青膜剥离现象，从而产生车辙病害。

2.2 材料配比方面

沥青混合料的配比对于整个混合料的性能有着直接的影响，良好的级配与最佳油石比是重要因素。笔者通过自身经验以及查阅相关资料发现，目标配合比设计整体偏细的是中面层AC-20C以及下面层的AC-25C。筛孔通过率偏高的是中面层4.75mm以上的位置，造成中面层级配变得更加细致，降低并减缓了抗车辙的性能；另外，干扰沥青混合料内部粒子的因素是下面层锯齿状目标级配曲线，其碾压度不足，密实性效果欠缺。实验研究发现，通过率均小于目标配合比设计，且大于1.19mm筛孔时，高速公路沥青混合物料偏粗的中面层以及下面层物料，大大降低车辆荷载力，抗车辙的能力不断下降。通过样本抽取实验中了解到：在生产物料配合比中，一般上面层油石比比较大，中面层油石比适合，而下面层油石偏差比较大，总结出：油石比偏大是导致车辙现象的主要原因。

2.3 道路施工工艺方面

高速公路路面施工工艺是影响沥青工程路面质量的主要因素。由于沥青混合料的中面层和下面层压实度不足，很容易形成车辙病害，另外，由于路面修筑过程中，对沥青路面的碾压次数偏少或者是沥青混合料的温度因素，都会导致车辙病害的形成。

3 高速公路沥青路面重车辙病害的处治措施

目前，高速公路沥青路面重车辙病害现象加剧，它直接影响着整个道路工程的发展和创新，为了提高道路施工质量，避免由于沥青路面重车辙病害导致高速公路服务性能的下降，影响道路正常运输。笔者通过自身多年实践工作经验，在查阅相关资料的基础上，提出了有关沥青路面重车辙病害的处治措施，具体有以下四点：

3.1 采用科学合理的骨架级配

道路施工中，选用科学、合理的沥青混合料中矿料级配类型，对于沥青混合料的高温性能以及重力荷载作用有着十分重要的作用。采用骨架嵌挤型结构的高温性能级配，浆粗料集中起来，以便适度增多，提高高温性能的稳定性，并且浆级配曲线调整成“S”形，在控制好关键筛孔通过率的前提下，提升沥青路面的荷载力。

3.2 控制沥青标号及用量

实验结果发现：采用低标号的沥青混合料其高温性能要优于高标号的沥青混合料，在实际应用中，可能会遇到气温相差比较大时，施工过程中却采用重交90号沥青，该现象不合理，可能会影响沥青混合料的高温性能。因此，高速公路施工中，一般要根据某地区的气温选用不同标号的沥青混合料，且沥青用量允许误差要控制在0.2%左右，另外，在修筑以及高速公路、炎热地区路段或者是山区公路坡度地段时，由于发生重车辙的可能性比较大，需要将沥青混合料的空隙率控制在最佳范围内，并且减小到0.5%，以科学合理的沥青用量，降低路面重车辙病害的发生。

3.3 将沥青混合物料的质量控制在合理范围内

配料中，通过计算，确保粗集料的针片状含量合理，一般当针片状含量过大时，车辆在正常行驶中，很容易发生级配退化现象，且加快了车辙病害的速度。因此，施工中尽可能选用强度比较好的粗集料，并且添加沥青抗剥落剂、消石灰等，增强沥青混合料与粗集料的黏附性能；而细集料的含泥量对道路路面的高温性能同样有着重大影响，当碎石加工厂没有配置除尘设备时，石屑中的稳定性就会受到影响，造成合成级配曲线出现驼峰曲线，严重降低并影响了沥青路面的车辙性能，其抗高温车辙性能也在迅速下降，这就提示施工人员在道路修筑过程中一定要对石屑进行除尘处理，并且将其控制在0.075mm通过率，坚决不能使用回收的矿粉作为原料。

3.4 控制并提升压实度

减少压密型车辙的途径是严格控制道路压实度。根据有关资料了解到，压实度标准范围为马歇尔试件标准密度的96%，且对路面的实际空隙率要控制在10%以内，在控制压实度时，必须适当增加现场空隙率，采用理论最大密度为92%进行双控，提升高温性能，降低车辙病害的形成。另外，针对沥青路面重车辙病害，已经出现结构性破坏的现象，施工人员可以选择洗刨原路面的沥青混合料，按照抗车辙类型对其进行重新铺装，增强其高温性能，另外还可以选择对原路面进行热再生处理，提升并改善沥青混合物的性能，提升道路运输的荷载力，增强沥青混合料路面的使用寿命，提升高速公路运输的通畅性和服务性。

4 结语

综上所述，通过研究高速公路沥青路面重车辙病害的原因及形成机理，其形成原因可能是车辆超载或者是沥青混合料本身因素，导致车辙病害。为了提高沥青路面荷载能力，降低并减少车辙病害的发生，要求施工人员选择性能比较好的沥青路面以及路面基层，提升高速公路的稳定性和安全性。为了彻底解决并控制这一现象的发生，还需要我国从事科研与行政管理部门共同努力，共同处治车辙病害，同时需要交通道路运输部门以及汽车制造部门的大力配合，根据目前高速公路沥青路面重车辙病害的原因提出针对性解决措施，提高道路运输的通常性和服务性功能，改善并提升我国高速公路建设水平，并采用科学的道路施工工艺，制定并研究优化的方案做好重车辙病害的预防措施及处理工作，促进经济的快速发展，推动我国高速公路事业的不断发展。

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（责任编辑：黄银芳）