浅谈公路工程车辙病害产生机理及处治措施

杨雷雷

摘要：本文在充分了解车辙病害形成机理的基础上，结合具体案例，采用超薄磨耗层处治路面车辙病害，以期更好地解决车辙病害，延长路面使用寿命。

關键词：超薄磨耗层;车辙病害;工程概况

一、公路工程车辙病害产生机理

当前，在我国沥青路面病害中，车辙病害多为流动性车辙类型，这种车辙病害的产生往往是由多方面因素引起的，而非一个单方面。可以认为是外部环境与内部材料共同作用下引发的病害。其中最主要的原因可归结为以下几点：

（一）沥青混合料杭剪强度低。作为一种柔性路面，沥青路面中车辙是其主要破坏形式。在行车荷载长期反复作用下，沥青路面将受到反复剪力作用，若与材料自身抗剪强度相比，受到的反复剪力过大，则沥青会流向两侧，甚至出现变形，伴随时间的推移，将会产生车辙。对沥青混合料抗剪强度影响较大的因素包括：沥青用量过多、级配不当、矿粉用量不准确、设计方法有问题等。

（二）重载交通和气候。形成车辙的外部因素主要为重载交通、夏季高温等。在气温逐步升高的过程中，沥青混合料的刚度会随之下降，此时其结构强度也会因此而降低，同时，加之超载超重车辆的反复碾压，将会出现较为严重的渠化现象，进而加重车辙病害。

（三）层间结合处理不合理。在路面设计过程中，界面条件满足完全连续是最理想的状态。若反之，则路面会出现分层情况，且各层间的极限拉伸应力、应变都会有所不同，这种情况下，将会增加路面被损坏的几率。

（四）施工不均匀性。在基层质量不错的情况下，于半刚性基层沥青路面而言，若处于高温条件下，沥青混合料的抗剪强度、面层厚度均是影响路面抗车辙能力的主要因素。经室内研究表明，沥青混合料的抗车辙能力一般用动稳定度表示，在长期车辙试验研究中发现，在级配、油石比较为良好的条件下，若混合料拌和不均匀，或装料成型不均匀，那么，必定会影响动稳定度结果，甚至会出现20%以上的偏差。但实际施工中，这种影响更大。无论是混合料的拌和、还是摊铺，或是碾压等，所有施工环节均会对路面质量均匀性造成影响。若施工存有不均匀性，则会影响整个施工质量控制，甚至会出现路面局部温度不足、压实不足等一系列问题，最终出现水损害，或产生车辙病害。

二、工程概况

某公路工程全长74.5km，路面总厚度为73cm，按照从上到下的顺序，路面结构形式为4cmAK-13A细粒式沥青混凝土+5cmAC-20I细粒式沥青混凝土+6CmAC-251粗粒式沥青混凝土+40cm水泥稳定碎石+18cm水泥稳定碎石。本公路通车运营多年，少数路段出现了病害问题，如车辙、拥包等，且随着使用年限的增加，病害持续发展，进而对路面正常行车功能造成了严重影响，基于此，决定对路面进行大范围养护维修。经切槽观测可见，本路段多为失稳型车辙病害，多存于路面中上面层，而并未发展到半刚性基层。此外，车辙部位的路面上面层厚度仅为3.1cm，十分薄，这种情况下，如面层厚度不足，则会大大降低抗剪强度，在重载交通长期反复作用下承压能力将备受影响。而其中面层部位，经发现空隙率大幅增加，混合料密实度不足，此时，中面层强度有所下降，在车载作用下，极易补充压实。针对这种问题，经多方商议，决定采用超薄磨耗层处治路面车辙病害。

三、公路工程车辙病害处治措施

（一）旧路面病害处理

经上述分析，本路段主要为车辙病害，针对此病害，可分三种不同情况做出处理。若车辙深度在1.5cm以下，则无需处理;车辙深度在1.5～2.5cm之间时，则需先铣刨掉车辙波峰，随后进行超薄磨耗层铺设;车辙深度在2.5cm以上，则要铣刨掉整个车辙处，随后采用AC-13沥青混合料进行处理。

（二）拌和施工

在正式施工前，为避免后期施工出现问题，可先做试拌，主要对混合料配合比是否合理进行验证。要通过马歇尔试验，对温度、矿料级配、沥青含量等参数检测出现，若有不符，必须第一时间调整，保证满足施工要求。

此外，还要做好材料温度控制工作。如SBS改性沥青加热温度可控制在160～175℃，矿料加热温度控制在190～205℃。待矿料温度处于稳定状态时，可先将其放入搅拌设备，随后将矿粉等材料投入，并进行10s干拌，随后投入基质沥青进行45s以上湿拌。

（三）运输施工

为避免混合料与车厢粘黏，可将一层防黏剂，如植物油等均匀涂刷到车厢内四周与底部。同时，在规定时间及温度要求下完成运输工作，为做到保温，避免水分流失过快，可覆盖篷布。在运输到现场后，运料车与摊铺机之间需保持安全距离，一般需控制在30cm左右。

（四）摊铺施工

摊铺是整个施工的重要环节，通常情况下，摊铺沥青混合料可选择机械法，而机械摊铺不到的地方，可结合人工法进行摊铺。在整个摊铺过程中，应始终保持连续、匀速、缓慢的原则进行施工，严禁中途停机。摊铺可采用履带式摊铺机施工，摊铺前，要充分预热熨平板，温度控制在100～110℃之间，同时还需做隔离剂喷洒处理。根据施工要求，可在1.17～1.25之间控制摊铺松铺系数，并与应力吸收层厚度结合，确定摊铺层高程及边桩挂钢丝，从而为摊铺机自动控制平整度提供方便。可在1.5～2.5m/mm之间控制摊铺速度。

（五）碾压施工

在混合料成型过程中碾压极为关键，为此，必须合理选择碾压设备。紧随摊铺机进行碾压施工，按照施工要求，一般需分三个阶段完成施工，初压时，可采用钢轮压路机进行2～3遍静压，后进行1～2遍弱振;复压时，同样可选择钢轮压路机进行3～4遍振动碾压，并配合胶轮压路机进行3～4遍揉搓碾压。终压时，通过钢轮压路机进行1～2遍静压收光即可，以此消除明显轮迹，保证压实度满足设计要求。

（六）开放交通

待沥青路面碾压完，但未冷却前，严禁车辆通行。若路面温度降至50℃以下，便可允许施工车辆通行，待完成中面层施工之后，才能开放交通。

四、结束语

综上所述，近年来，伴随国民经济的迅速发展，我国经济持续增长，公路建设里程越来越长，规模持续扩大。沥青路面因其平整性良好、行车舒适、噪音小等优点得到了广泛应用与大力推广。在行车荷载和自然因素等多种因素影响下，路面极易出现大量早期病害，促使我国多数公路已步入养护维修阶段，进一步加大了我国公路养护任务。其中车辙是一种最常见的路面病害类型，若大量出现，将对路面行车舒适性造成极大影响，甚至产生安全隐患。为此，如何做好车辙病害处治工作成为了关键。作为一种高效、低成本的车辙处治技术，超薄磨耗层在大面积及较为严重的病害处治中相比其他维修养护技术更具优势，因此，在我国公路养护施工中得到了广泛应用与推广。

参考文献：

[1]陈君灿.高速公路沥青路面重车辙病害原因分析及处治[J].建筑工程技术与设计，2015（9）：1089-1089.