沥青路面车辙产生的原因及防治措施研究

（重庆交通大学 重庆 400074）

沥青路面车辙产生的原因及防治措施研究

孙哲理

（重庆交通大学 重庆 400074）

目前沥青路面出现车辙的现象十分普遮，应该引起人们普遮关注。由于沥青混合料本身抗剪切变形能力不足，行车渠化严重和夏季高温等原因，高速公路沥青路面的面层沥青混合料较多出现行车道车辙，对行车舒适和安全带来了一定程度的不利影响。

沥青路面；抗车辙；路面结构；沥青类型；矿料级配

0 引言

由于车辆渠道化行驶，重载车辆和轮胎压力增加，我国高速公路的沥青路面大都产生了轻重不一的辙槽。辙槽的出现不仅影响了路面的平整度、舒适度，而且危及行车安全。

1 沥青路面车辙影响因素分析

1.1影响沥青路面抗车辙性能的材料因素

我国现行的沥青路面设计的主要依据指标是沥青混合料的强度。影响沥青路面抗车辙性能的材料因素具体包括以下几个方面： 原材料性质、沥青混合料类型、沥青用量、矿料级配和混合料的组成( 空隙率等) 。

1.2影响沥青路面抗车辙性能的结构因素

不同的路面结构组合具有不同的应力分布规律, 不同的材料也具有不同的抗车辙性能, 即不同的路面结构具有不同的抗车辙性能。就我国普遍采用的半刚性路面而言, 质量达到要求的半刚性基层和半刚性底基层是不会产生压缩永久变形的,而土基基本上工作在弹性阶段, 即土基也不会产生永久变形, 因此可以认为半刚性路面表面的车辙是由沥青面层产生的。综合而言, 半刚性基层沥青层的永久变形量并不一定比柔性基层中的总变形小[4]。

由沥青面层内剪应力分析以及沥青面层在行车作用下的压密形变分析, 可以看到半刚性基层沥青面层不宜过厚, 厚沥青面层容易产生严重的车辙。

1.3影响沥青路面抗车辙性能的外因

1.3.1渠化交通

随着日益繁重的交通量需求, 渠化交通已成为我国现代城市交通组织的主要手段[5]。由于城市道路交通组织的渠化, 导致沥青路面车辙破坏的情况日渐突出。试验结果证明： 渠化交通引起路表车辙显著增加。其原因是： 混合交通时荷载作用范围较宽, 变形面较大, 同一位置的车辙累积较小, 而渠化交通同一位置处的车辙累积较大。

1.4影响沥青路面抗车辙性能的其他因素

1)施工中应严格掌握施工过程中各工序质量, 确保材料组成的准确, 保证各结构层都达到设计的压实度要求[7]。

2)施工中原材料的离散性将降低沥青混合料的高温稳定性。

3)改进车辙等沥青混合料高温稳定性评价方法和设备, 以求科学客观地评价沥青混合料的高温稳定性[8]。如避免车辙试验时试模的竖向变形, 避免车辙试验时的尺寸效应等。

2 沥青路面抗车辙的措施

沥青路面车辙是由多方面原因引起的，往往是由多种因素的综合作用而产生的。

因此在防治车辙的对策上，也并非采取某种措施就能解决问题，只有综合采取措施才能收到好的效果。对此可以从提高基层强度和刚度、沥青混合料设计、沥青路面施工以及道路交通管理等几方面采取相应措施。

2.1提高基层强度和刚度

尽量采用无机结合料稳定粒料来作为半刚性基层材料。无机结合料稳定粒料的强度和刚度都很高，具有板体性、水稳定性、抗裂性、一定的抗冻性和良好的力学性能，对车辙的影响很小。

2.2路面设计采取的措施

2.2.1 优化沥青混合料级配

沥青混合料的高温抗车辙能力有6 0%依赖于矿料级配的嵌挤作用，沥青结合料则提供4 0%的抗车辙能力[9]。通过对较好路段及车辙严重段的级配曲线和混合料组成的认真分析，认为若完全按规范级配范围进行控制，可能出现集料颗粒在可能的重排下达到最密实的级配，这种级配对沥青含量很敏感，沥青用量的微小变化，都很容易使混合料变得可塑而使路面产生较大车辙，不能满足重载交通对路面提出的要求。

2.3严格施工控制和管理

(1)合理提高压实度，适当减少空隙率

规范规定的压实度为9 6%，实践表明，按这一标准控制的沥青路面，通车后再压密的现象比较明显，且沥青路面实测空隙率较大，易于产生早期车辙。以沥青面层1 5cm计，压实度每相差1%时，车辙变形就会增加1.5 m m。各国按车辙变形提出的车辙容许范围虽然不尽相同但均在1 0一2 0m m之间。建议将这一控制标准提高到9 8%，同时为减少实测空隙率，规定马歇尔设计空隙率的范.围为3.0%一4.5%，路面的实测空隙率不超过7%，一般应在5%左右，在进行沥青路面实际空隙率测定时，采用实测密度与理论密度双控，保证理论密度不低于9 3%。

(2)严格控制石料的压碎

为保证沥青混合料在摊铺和碾压过程中基本不产生压碎现象，建议采取以下措施，一是在选择石料时尽可能选择针片状含量小，压碎值小的石料。针片状含量必须严格控制在1 5%以下尽可能不超过1 0%，石料压碎值应控制在2 4以下：二是改善碾压工艺，当发现石料有压碎现象时，原则上尽可能采用轮胎压路机搓揉碾压，而不采用钢轮压路机振动碾压;三是加强对石料压碎值情况的检查，在终压完成后，沥青混凝土尚未冷却的情况，局部揭开检查，

如有压碎现象，研究分析产生压碎的原因，并采用措施。

2.4加强路政管理

严格限制车辆的改装，限制超重车辆的通行。同时建议汽车生产厂对重型车的研制和生产要结合我国公路的现状，不要盲目提高轴载，以免加速公路的早期破坏。

3 结语

高速公路沥青路面的车辙不仅影响行车舒适性，严重的还会威胁行车安全。半刚性基层沥青路面的车辙主要集中在沥青面层，因此应当从改善沥青混合料的高温稳定性来减少车辙。研究表明，在影响沥青混合料高温稳定性的诸多因素中，沥青结合料的种类非常重要，采用合适的改性沥青、较低标号的沥青是提高沥青路面抗车辙能力的比较有效的措施。通过上面分析，可以从以下几个方面，提高沥青路面的抗车辙能力：

（1）使用较低标号的重交沥青，如 AH-50，或者使用改性沥青；

（2）优先选用骨架密实型矿料级配[28]；

（3）加强混合料现场碾压，提高混合料密实度[29]；

（4）加强路面施工质量控制，减少离析、沥青用量不均等现象。

但从现有的资料看，以上措施中，降低沥青标号、采用改性沥青是提高沥青面层抗车辙能力最直接有效的办法。

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[2]张 飞, 高 辉, 朱浩然. 沥青路面失稳性车辙成因浅析[ J] . 石油沥青, 2007, 21( 5) ： 62 66.

[3]沈金安. 沥青及沥青混合料的路用性能[ M ] . 北京： 人民交通出版社, 2001.

[4]李 静. 沥青混合料温度稳定性与路面设计[ D] . 西安： 长安大学硕士学位论文, 2001.

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