沥青混凝土路面车辙病害及预防对策

2018-03-26王慧明

山西建筑 2018年6期

王慧明

(山西晋中交通建设有限公司，山西晋中 030600)

0 引言

沥青路面具有多种优点，如耐老化、行车噪声小、平整性好等，在最近几年中，我国公路工程在建设过程中对其的运用变得越来越广泛。对车辆运输进行直接承受的载体就是路面结构，路面结构在运营过程中，车辆荷载、环境对路面结构具有直接作用，所以路网的通达性、行车安全深受路面结构性能的影响。在最近几年中，我国社会经济的发展速度变得越来越快，城市道路基础设施水平也在不断上升，货物运输呈逐渐增长趋势，大大提高了我国道路结构来自不同方面的负担作用，包括重载货车、大面积交通流等，尤其是当前我国车辆出现极为严重的重载超载问题，导致我国大多数道路面层遭受越来越多的病害，使我国道路使用寿命、行车安全遭受越来越严重的影响。所以要想对我国公路工程的运营使用性能进行有效保障，我们一定要对公路路面病害的形成机理进行切实掌握，对路面病害问题进行有效处置，同时制定出有效的预防对策。

1 沥青混凝土路面车辙病害的成因

沥青混凝土路面常常会出现车辙病害问题，通过分析有关统计数据后发现，在我国全部道路路面中至少有50%的路面均存在道路路面车辙病害问题，甚至一些道路的整个路面均存在车辙病害，其中车辙深度范围为1 cm～10 cm。因为行车舒适性深受道路路面车辙病害的影响，所以应将车辙病害类型作为主要依据，对车辙病害的有关影响因素进行明确，最终制定出有效的预防对策。沥青路面面层构造、沥青材料、外界环境是沥青路面产生车辙病害的主要影响因素。

1.1 沥青材料

在道路面层、汽车轮载二者的互相作用下，便会出现车辙病害。假如沥青材料的粘结性能比较差、强度比较小，便会大大提高车辙病害的发生率。因此，路面车辙病害之所以会出现，这和沥青材料、沥青用量、骨料级配、矿料质量等存在着极大的关系。沥青强度及粘结性能深受沥青材料质量的影响。另外，只有对沥青材料有关指标进行有效控制，如沥青粘稠度、沥青针入度等，才能对沥青性能进行有效控制，才能对沥青面层的抗剪切性能和抗裂性能进行有效控制。而沥青混合料的粘结性能深受沥青用量的直接影响，沥青用量偏少或者沥青用量偏多，均会使沥青路面车辙病害风险发生率起到增大作用。而矿物质量也是沥青路面车辙病害产生的一大影响因素，沥青材料中骨料间隙、沥青材料粘结性能、沥青材料摩擦角等都是由矿物特点所决定的，因此我们在配置沥青面层混合料时，必须要选用优良的矿物且对沥青材料配比进行合理配置。沥青面层的整体强度、粘结性能取决于集料级配，只有合理配置骨料级配，才能够保证沥青路面在荷载均匀作用下，才不会出现车辙病害现象。

1.2 沥青路面面层构造

沥青路面的受力性能深受沥青路面面层的构造影响。对于半刚性沥青路面面层和刚性路面面层，由于这两种面层在高温作用下，仍具有较高的稳定性和较强的抗剪切抗变形性能，所以大大降低了沥青路面面层车辙病害发生的概率。不过值得注意的是，假如沥青路面面层非常厚，因为沥青路面面层能够较好的传递粘结性能，便会大大影响沥青路面上部面层的约束性，因此大大提高了沥青面层车辙病害的发生概率。

1.3 外界环境作用

沥青路面面层发生车辙病害的主要外界因素就是车辆荷载和路面温度。沥青混合料的抗变形能力深受沥青路面温度的影响，沥青粘结性能在高温作用下便会下降，同时减小沥青面层的弹性模量，大大降低沥青路面面层的抗剪性能，大大提高沥青路面车辙病害发生的概率。而沥青路面在长期高温作用下，更易出现车辙病害。通过深入研究后发现，当沥青路面车辙病害在40 ℃路面温度行车运行作用下，便会变得更为严重。沥青路面面层车辙病害发生的一大主要原因，就是车辆荷载作用。沥青路面在车辆作用下，不但会遭受车辆加速、制动产生的纵向力，而且还会遭受车辆振动引发的动力影响，而在荷载传递作用下，各种受力便会从车轮转移至沥青路面面层，一旦荷载效应大于路面面层抵抗力，沥青路面面层车辙病害便会出现。

2 车辙病害的修复与维护

车辙深度为0 mm～15 mm，则为浅层车辙病害。浅层车辙病害不会过大影响行车的正常运行。对于高速公路和繁忙行车路段，则需要对沥青路面的中上部面层进行铣刨，选用较好抗车辙性能的材料，然后对路面面层进行重新铺设。假如是一般普通道路，则应根据具体实际经济情况，对车辙病害进行合理修复，或者和其他路面病害进行共同修复。车辙深度为15 mm～30 mm，则为中等程度车辙病害。行车在路面上运行时，便会出现明显的颠簸、振动现象。为对路面面层水损害进行有效避免，应及时修复中等程度车辙病害的路面。在对路面进行修复时，可以对中上面层进行铣刨，选用抗辙性比较好的材料，对破损路面机械重新铺筑，或者运用热再生技术对破损路面进行修复。车辙深度大于30 mm，则为严重车辙病害。车辆在这种具有严重车辙病害的路面上进行行车时，极易产生安全问题，严重降低车辆的通行效率，应对破损路面进行及时修复，这样才能有效提高车辆的行车安全。对于具有严重车辙病害的路面，应重新铺筑所有路面面层。

3 沥青混凝土路面车辙病害的预防对策

3.1 有效把控沥青混合料原材料的质量

沥青路面车辙病害的产生成因，包括沥青材料配比、沥青材料用量、沥青集料特性等，所以一定要有效把控沥青混合料原材料的质量，应选用较好的沥青材料，其中具有较高的高温软化点、低针入度、较高粘结性能等。对沥青用量进行有效控制，采用马歇尔方法，科学确定最佳沥青用量。对于一些重载、低速行使的路段，宜选用最佳沥青含量。对于骨料材料，应保证具有较好的棱角性、粗糙度、坚硬性、较高强度等，同时能够较好粘结沥青材料，对针片骨料的含量进行有效控制。对骨料级配进行有效优化，将当地交通状况作为主要依据，对级配分布进行有效调整，使其对交通荷载进行有效适应。另外，为对沥青混合料的路用性能进行有效改善，减小车辙病害的发生概率，应将一定的抗车辙剂、改性剂加入到沥青混合料中。

3.2 对使用寿命长的沥青路面面层结构进行有效设计

因受多种路面病害影响，大大降低了路面的使用寿命，大大提高了道路运营的维护修复成本，在对沥青路面面层结构进行设计时，应高度重视长寿命设计理念，根据路面功能，使沥青面层进行合理受力，应将高耐磨性、抗老化、抗车辙性好的面层材料作为沥青路面的上部面层，选用抗车辙性好、高弹性模量的混合料作为沥青路面中间面层，选用抗水损害好、耐疲劳好的材料作为沥青路面下部面层，有效控制路面基层的压变水平。