沥青路面车辙病害的危害分析及预防对策

摘 要：车辙是我国高速公路沥青路面早期破坏的最重要形式。本文分析了沥青路面车辙的危害，分析了沥青路面车辙的影响因素，给出了预防沥青路面车辙病害的技术措施以及沥青路面车辙病害的处治。

关键词：沥青路面；车辙；病害

随着我国交通事业的不断发展，高速公路交通数量不断增长，车辆轴载不断增加，车辆渠道化行驶等影响，沥青混凝土路面在使用的初期就出现了较多的破坏现象，例如车辙、裂缝、沉陷等病害，其中以车辙类病害最为常见，车辙已成为沥青路面早期病害的最主要表现。沥青是典型的粘弹性材料，在高温和荷载长期作用下，会产生粘性流动，例如路面出现的拥包、推挤、车辙等病害。沥青路面车辙是一种永久性变形，严重威胁道路交通的安全。

一、沥青路面车辙的危害

沥青路面车辙是指路面行车轮迹处产生纵向带状凹槽式的竖向累积变形，现已成为高速公路沥青路面主要病害之一。沥青路面车辙是一种永久性变形，严重威胁道路交通的安全。车辙的产生，首先影响路面的平整性，从而影响行车舒适性，随着车辙程度的加深，轮迹带处沥青层减薄、面层结构强度降低，从而可能引起裂缝、坑槽等病害；车辙严重路段，不利于车辆的变道控制，且雨天排水不畅，影响高速行车安全性。与开裂、水损坏相比，车辙的危害性最大，直接威胁交通安全。同时，车辙损坏的维修最为困难，因为车辙不仅发生在表面，也经常危及中下面层。

二、沥青路面车辙的影响因素分析

1.沥青混合料的性质

沥青混合料是由沥青、集料、空隙组成，对于抗车辙而言沥青和集料有不同的作用。集料在抗车辙方面起着决定性的作用。矿物集料的表面纹理、形状和级配可以影响混合料的孔隙结构。即孔隙的大小、形状与连贯状况以及沥青的用量和沥青同集料的互相作用情况，可以对车辙的大小表现出不同的影响。沥青用量的多少直接影响着混合料中矿粉的骨架、嵌挤作用，对沥青混合料的抗车辙能力有着至关重要的作用。沥青用量过大，游离沥青较多，便削弱了矿粉之间对高温稳定性起决定性作用的嵌挤力，从而使混合料易于产生流动变形而形成车辙。沥青用量过低，混合料坚硬松散难以压实，也影响沥青路面的抗车辙能力。

2.交通荷载

交通量的大小、车辆荷载、行驶车速及交通渠化对路面车辙都会产生一定的影响。尤其是重载及超载交通的影响，是引发路面严重车辙的重要原因之一。行驶车速对路面车辙的影响主要表现为荷载的持续作用时间，车辆行驶速度越慢，荷载对路面的作用时间就越长，从而对路面变形的影响就越大。高轮载和高胎压更容易引起路表车辙，然而相同的荷载不同的轮载分布也可能导致不同的车辙，主要是由于沥青层表面的应力分布有很大区别。

3.环境因素

严重车辙多发生在高温季节，温度是直接影响沥青路面车辙病害的重要原因之一。随温度的升高，沥青路面的抗变形能力逐渐降低，受到外力时很容易产生永久剪切变形导致沥青材料横向流动而产生车辙。相关研究认为，在40℃～60℃范围内，在相同荷载力作用下，沥青混合料的温度每上升5℃，其变形量就会增加两倍。当路面积水或路面结构含水量增加时，沥青和矿料之间的粘结力在潮湿条件下会被削弱或损坏，在行车荷载和水分的联合作用下，这种损坏会明显加剧，从而导致沥青路面产生较大的车辙。

4.施工质量问题

路面施工质量控制不佳，例如混合料碾压不到位，压实度控制不严，使得面层混合料强度不足，在外界荷载作用下产生永久变形。

三、预防沥青路面车辙病害的技术措施

1.路面结构组合设计

优化路面结构层的组合，发挥各结构层的功能，从而综合改善沥青路面的高温稳定性。一般在油面层下设置ATB柔性基层，既可节约沥青用量，又可提高其动稳定度，目前应用较多。

2.优化面层材料级配

采用骨架空隙结构的混合料，在一定程度上可以提升高温强度。综合各种路用性能，集料的级配优化范围有限，且对高温稳定性改善幅度较小，一般可作为混合料质量控制的手段。

3.应用改性技术

通过沥青的改性或混合料的改性，有效降低沥青混合料的高温变形，从而改善抗车辙性能。改性技术可以显著改善抗车辙能力，国内外普遍采用；特别是混合料外掺改性技术，效果更佳。

4.掺加抗车辙剂

使用抗车辙剂是行之有效的解决方法，在沥青拌和过程中将抗车辙剂颗粒直接投入沥青混合料搅拌缸中。这种方法属于对沥青混合料的改性，它与沥青的改性不同。抗车辙剂的掺量不同能获得抗车辙性能也会存在一定的差异。

5.应用绝热材料

在路表设置绝热层，减弱热量传递，降低油面层温度，从而改善温度稳定性。路表绝热材料的研究，仍处于探索阶段，路用技术还不成熟，目前尚未有大面积应用的报告。

6.提高设计及施工质量

为提高沥青混合料的抗车辙性能，建议在材料设计和选择方面，采用骨架密实型沥青混合料结构，如SMA结构；调整中、下面层设计级配范围；适当考虑超载车辆对路面的影响，在上、中面层选用改性沥青；细集料采用机制砂。

四、沥青路面车辙病害的处治

关于沥青路面车辙病害处治的方式很多，最简单的处理方法可为填补车槽或铣平隆起部分，也可采用罩面的方式，比较彻底的方式还包括开膛式重铺，但这些方式在施工难度、经济性、适用性、使用效果等方面都存在显著差异。沥青路面车辙病害处治方案较多，不同处治方案在施工难度、经济性、适用性和使用效果方面都存在多较大的差异，只有对车辙产生原因进行深入调查分析基础上，结合道路断面车道交通流分布特点，才能制定一个技术、经济可行的技术方案。

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作者简介：王维（1995-），男，湖北武汉人，土木工程专业，湖北工程学院本科在读。