高速公路沥青混凝土路面车辙病害及防治对策分析

2019-01-23曹言华

智能城市 2019年19期

曹言华

（浙江交工国际工程有限公司，浙江杭州 310051）

公路作为连通城市间物质运输的重要载体，其分布密集度和布局直接影响城市的发展速度。高速公路相比于普通公路而言，其扮演的角色更加重要，是衔接不同城市物资运输的重要载体。但是在长期使用过程中，受到各方面因素影响，会产生车辙病害。针对其产生原因制定相应的解决措施，对提高高速公路使用可靠性，延长高速公路使用寿命有着积极的意义。

1 高速公路沥青混凝土路面车辙病害的成因

1.1 车辙病害的分类

第一，结构性车辙。结构性车辙主要是指在路面上形成轨迹的地方出现凹槽，但是凹槽周围并没有出现明显凸起的车辙。导致此类车辙形成的主要原因是由于沥青混凝土在施工过程中，其拌和比例出现问题，从而导致地面结构强度不足，在投入使用的过程中，受到车辆负荷的长期碾压，此类结构开始发生变形，从而形成永久性的结构性车辙。第二，失稳性车辙。失稳性车辙与结构性车辙类似，其主要的表现特征是在轨迹区域出现凹槽，不同于结构性车辙的是，失稳性车辙的横断面更大，并且周围会出现不规则凸起。其形成的主要原因是在基层压实施中，为了追求施工效率，对于表面的碾压次数较少，导致结构基础压实度不足，在后续投入使用的过程中，车辆的长期碾压会导致其发生形变，从而形成失稳性车辙。第三，磨损性车辙。磨损性车辙属于高速公路使用过程中比较常见的车辙类型，其主要特征是轨迹区域的凹槽深度较浅，同时整体宽度很窄，并且凹槽周围没有出现鼓起。此类病害的产生原因是恶劣天气中，为了确保车辆的稳定形式，车主会在车轮上安装防护链，这些防护措施会对沥青混凝土造成较大的损伤，从而形成磨损性车辙。

1.2 车辙病害的成因

第一，沥青用量过多。沥青作为石油化工的副产物，其材料本身还具有油性材料的特性，过多的沥青用量会使粗骨料之间的内摩擦角降低，增大了骨料的流动性。特别是在高温环境下，沥青会松软，使其黏结骨料的能力逐渐下降。在重载反复作用下，塑性变形越来越大进而形成车辙。第二，粗集料用量少、棱角性差、矿粉用量偏少。当沥青混凝土中的粗骨料含量较低时，粗骨料之间充斥着大量沥青，此时的沥青混凝土不能有效地形成持力骨架，在重载车辆的作用下，沥青混合料发生流变，在轨迹区域形成永久性凹陷变形，即车辙。第三，面层厚度不均匀。当沥青混凝土摊铺后，面层厚度不均匀，层间传力性能太差，在高温条件下，车辆荷载致使沥青混凝土路面产生塑性变形无法进行有效的耗散。在车辆荷载的反复作用下，在轨迹区域形成中间凹陷两侧隆起的车辙。

2 高速公路沥青混凝土路面车辙病害的预防对策

2.1 添加沥青改性剂

沥青是沥青混凝土路面的主要施工原材料，在评价沥青质量好坏的标准中，黏性大小属于非常重要的参考指标之一。通常黏性越强的沥青，其组成颗粒之间的紧实度也要更高，即此类材料在完成铺设之后，其耐久性更强。但是在实际应用过程中，黏性较强的材料相对较少，因此在实际施工过程中，技术人员可以通过添加改性剂的方法来提升沥青的基本属性。例如，我国现阶段研究出的树脂类添加剂可以明显改善沥青的高温抗流变性，同时还可以提升沥青混凝土路面的低温抗裂性。

2.2 合理控制骨料级配

骨料在沥青混凝土路面中属于基础的施工材料，但是传统高速公路建设过程中，为了节约施工成本，很多企业都会选用级别较低的骨料作为施工原材料，这样也将增加车辙病害的发生概率。对此，为了改善这一现状，施工人员在实际施工过程中，需要合理控制骨料级配，选择较高等级的骨料。此类材料的棱角分明，在微观环境下，其表面的粗糙度较高，在后续压实的过程中，骨料之间会进行相互嵌合，提高结构的整体性，从而提升沥青混凝土路面的抗压能力，延长高速公路的使用寿命。

2.3 适当提高沥青混凝土粉胶比

粉胶比是指在拌和材料时，各类型材料的使用总量占比，如果粉胶比较高，那么在进行拌和的过程中会增加难度，导致材料不能均匀混合，影响沥青混凝土的拌和质量。在传统高速公路施工过程中，企业为了追赶施工工期，其粉胶比达到了1.8～2.0之间，这样的拌和比例会缩小沥青混凝土之间的孔隙率，虽然一定程度上提升了沥青混凝土结构的整体性，但是在实际应用过程中，在外部应力作用下，其内部结构无法对应力进行传递、抵消，从而导致车辙危害的产生。对此，企业需要对粉胶比进行合理管控，一般将其控制在1.2以内就可以满足实际操作需求。

3 高速公路沥青混凝土路面车辙病害的治理措施

3.1 微表处修补技术

微表处修补技术是对车辙病害表面进行处理的方法，其最明显的应用优势在于施工效率高，可以在确保修复质量的基础上，减少修补费用的支出。利用该技术对路面进行处理，可以有效改善路面车辙病害，同时减少路面积水的存在。但是该技术的施工步骤比较烦琐，对操作人员的技术能力有一定要求，需要邀请专业性队伍进行施工操作。需要注意的是，该技术的使用范围有一定的局限性，只适用于车辙病害已经稳定的磨损性车辙，对于深度较大的车辙病害无法进行有效修复。

3.2 铣刨处理技术

铣刨处理技术是指以病害位置为中心，将其周围损害部位进行铣刨后进行材料填充的技术。在具体操作过程中，铣刨深度略深于车辙病害，其宽度结合车辙病害的实际情况进行制定。在完成铣刨操作之后，需要对既定位置进行清洗，确定凹槽内没有杂物之后，将混合好的材料填充到凹槽中，并对表明进行压实操作，所使用的混合材料配比与原材料配比保持一致。需要注意的是，为了提升结构的完整性，需要在完好路基处挖出梯形衔接点，从而提高整体路面的完整性。

3.3 铣刨拉毛技术

铣刨拉毛技术是对病害区域采取铣刨和拉毛两种处理方式，以达到处理车辙病害目的处理技术。该技术主要针对失稳性车辙病害的处理，对于凹槽的部分，施工人员可以选择铣刨的方式对其进行修补，修补方法与铣刨处理技术保持一致。对于路面上的凸起部分，施工人员可以采用设备对其进行拉毛处理，使凸起部分可以恢复初始模样，从而达到治理车辙病害的目的。该技术具有施工效率高、施工成本低、对交通影响小等优点，现已成为高速公路处理车辙病害的主要措施。