沥青路面车辙类型及影响因素

高 联 斌

(山西太长高速公路有限责任公司，山西 晋中 030600)

沥青路面车辙类型及影响因素

高 联 斌

(山西太长高速公路有限责任公司，山西 晋中 030600)

论述了磨耗型、结构型、压密型、失稳型四种车辙的产生原因，并从沥青混合料、路面厚度、基层施工、沥青面层高温稳定性等方面，分析了车辙的形成过程及影响因素，为制定出科学的车辙处理措施提供了依据。

沥青路面，车辙，混合料，高温稳定性

0 引言

车辙是路面在行车荷载重复作用下产生的积累永久性的带状性的沟辙，是一种永久性的压痕。在高速公路中出现车辙要特别注意，车辙会使路面出现不平，影响沥青路面的使用质量且缩短了沥青的使用寿命，车辙会影响行驶舒适性和行车安全性，因此及时防治车辙病害具有重要的工程意义。

许多专家学者就沥青路面车辙问题展开了原因与工程处治研究。曾俊标等人通过对南方某高速公路早期车辙病害调查和试验分析，发现沥青路面早期车辙与路面材料抗车辙能力差和施工质量控制不严有关，通过4个处置方案试验路段研究，提出了后续全线车辙处治技术方案[1]。单景松等人以力学—经验法研究了3种结构类型沥青路面的车辙累积规律，研究流程包含温度场、沥青混合料动态模量和沥青混合料动态蠕变模型等3个分析内容[2]。彭妙娟等人提出了一个新的沥青路面车辙预估公式，并进行了半刚性基层沥青路面的车辙实测验证和讨论了公式适用性[3]。谭积青采用RLWT车辙仪检测路面的变形发展,通过9个试验段表明这种方法是有效的沥青路面车辙病害处治方法[4]。胡萌等人针对半刚性沥青路面的车辙特性，利用有限元软件模拟分析了连续变温温度场下不同路面结构车辙发展规律、沥青面层不同结构层的车辙比例及路面车辙与沥青层厚度的关系[5]。本文将简要介绍一下沥青路面车辙的主要类型以及影响车辙产生的主要因素。

1 车辙类型

沥青路面车辙出现的原因较多，大体上根据产生原因可以分为四大类型，包括磨耗型车辙、结构型车辙、压密型车辙与失稳型车辙。

1.1 磨耗型车辙

高速公路在使用过程中会不可避免的出现磨损的情况，尤其是在行车道两侧位置，车辆轮胎在行车过程中与路面结构反复摩擦，再加上外界环境的影响，路面面层内集料颗粒就容易渐渐脱落，如果路面再有砂石颗粒则会加速这个过程。特别是在那些寒冷冰冻地区，路面结冰比较常见，汽车轮胎会加挂防滑链或采用突钉轮胎，路面磨损会比较严重从而产生车辙。这种车辙深度比较浅，在我国不常见。

1.2 结构型车辙

结构型车辙大多是因为路基或者是基层路面结构层强度不够所引起的，因为强度不足，所以当有车辆等外在压力下就会逐渐导致路面变形，基本上是以凹陷为主。因为车辙主要发生在沥青面层，我国沥青路面大多是应用结构强度较大的半刚性基层，路基和基层的变形相对比较小，所以这种车辙在我国也已经比较少见。

1.3 压密型车辙

高速公路通车后有时会出现压密型车辙的情况，主要是施工时碾压不足，开放交通后被车辆压密而形成车辙。这类车辙基本上属于路面施工质量控制不严造成的，从外观上观察这种车辙，如图1所示，横断面表现为凹形，标线没有发生变形，两侧也并没有凸起。过去由于施工质量控制力度不足，这种类型的车辙在我国还较为常见，在高速公路的质量监督越来越完善的今天，也已经不多见了。

1.4 失稳型车辙

这种车辙基本上是由于压实度不够或者面层偏软造成的稳定性过差原因导致。在车辆所产生的剪切应力的作用下，路面层材料失稳，路面承受强度低于交通承载压力，于是出现凹陷和横向位移并形成车辙。据调查分析，失稳型车辙是我国高速公路沥青路面出现的主要车辙类型(见图2)。

2 车辙形成过程及影响因素

要搞清沥青路面车辙的影响因素，首先要明确车辙的形成与发展过程。总体来说，沥青路面车辙的形成过程大致可分为前后三个阶段：

1)开始阶段的压密过程；

2)沥青混合料的流动过程；

3)矿质骨料的重排及矿质骨架的破坏。

车辙形成的最初原因是压密及沥青胶浆高温下的流动，最后导致骨架的失稳。沥青混合料的车辙主要是高温下混合料在荷载作用下的压密变形和剪切变形引起的。压密变形是混合料在行车荷载作用下进一步压实引起的，而剪切变形是沥青混合料的横向剪切流动，使得轮迹带处凹陷，两侧隆起，只有形状的改变，体积就不发生变化。

车辙的产生主要是由于外部原因造成的，但是路面本身的材料选择、设计和施工质量控制也是不可忽视的一方面，除了重载交通非正常的影响因素之外，也还有下面几个影响车辙产生的因素。

2.1 沥青混合料

选择抗车辙能力比较强的材料是防治车辙的最有效措施，一般可以从沥青、集料、矿粉、级配四个方面来判断沥青混合料的等级，很多时候车辙的发生原因就是由于沥青混合料等级不够造成的。

2.2 路面厚度

沥青铺设的厚度也是影响车辙的重要因素之一。一定的沥青厚度可以满足车辆承载的要求，而且可以具有一定的抗车辙能力。厚度过薄，承载力太低，很容易出现路面开裂，但是厚度过厚不但经济性能变差，车辙也会比较严重。

2.3 基层施工质量差

在基层施工时，因为施工人员操作不当而造成厚度不均的情况时有发生，此外在材料搅拌、摊铺、养生等阶段都会出现各种各样的人为问题，这些问题往往导致基层整体强度不足，出现路表变形过大而形成车辙或者坑槽。

2.4 沥青面层高温稳定性差

沥青混合料的配合比对于路面稳定性有重要的影响作用，如果矿料与沥青的材料选择或者搭配不合理都会影响到沥青混合料的实际使用性能，比如说高温稳定性差、抗塑性变形能力低等等，在车辆的反复碾压下路表变形过大，就会形成车辙。

2.5 气候条件

气候条件也能影响沥青路面的车辙，沥青吸热效果较好，兼之沥青混合料本身具有一定的弹塑性，所以在气温较高时，沥青表面温度很高，在行车载荷反复作用下很容易产生车辙，越是气温高的地区，这种情况就越发明显。

3 结语

车辙是在行车过程中与沥青路面结构相互作用的结果,是沥青路面严重的主要病害。车辙的形成过程较为复杂，沥青路面一旦出现车辙，会在车辆反复行驶过程中不断加剧车辙的发展。本文讨论了沥青路面车辙的4种主要类型、车辙的形成发育过程以及影响车辙产生的具体因素，正确认识和处置车辙的各个影响因素，可以有效防治沥青路面的车辙。

[1] 曾俊标，孙长新，王 钊.高速公路沥青路面早期车辙病害处治技术方案研究[J].公路工程，2012,37(4):163-166.

[2] 单景松,吴淑印.沥青路面抗车辙性能分析[J].建筑材料学报，2016,19(1):124-130.

[3] 彭妙娟,薛继盛,许志鸿.一种新的沥青路面车辙预估方法[J].中外公路，2008,28(2):28-32.

[4] 谭积青.沥青路面车辙病害处治方法研究[J].中外公路，2005,25(4):50-52.

[5] 胡 萌，张久鹏，黄晓明.半刚性基层沥青路面车辙特性分析[J].公路交通科技，2011,28(6):14-18.

Rutting types and influencing factors of asphalt pavement

Gao Lianbin

(ShanxiTaichangExpresswayCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

This paper discussed the causes of wear type, structure type, compression type, instability type four kinds of rutting, and from the asphalt mixture, pavement thickness, base construction, asphalt surface layer high temperature stability and other aspects, analyzed the rutting formation process and influence factors, provided basis for making scientific rutting treatment measures.

asphalt pavement, rutting, mixture, high temperature stability

1009-6825(2017)03-0136-02

2016-11-14

高联斌(1970- ),男,工程师

U416.217

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