半柔性抗车辙技术在道路养护工程中的应用研究

杜森

（北京首发公路养护工程有限公司，北京 102613）

0 引言

沥青路面车辙病害是一种常见的道路病害，其产生主要是由于车辆长期行驶在路面上造成的。随着城市交通的发展，车辆数量和车流量的增加，车辙病害也越来越严重[1]。因此，研究如何有效地防止和修复车辙病害变得越来越重要。半柔性抗车辙技术是一种较新的道路养护技术，对此，本文将探讨半柔性抗车辙技术的应用原材料配比和具体施工技术，并结合市政道路养护工程实例，深入研究该技术在道路养护工程中的应用效果和优缺点。

1 沥青路面车辙病害的常见类型与成因

1.1 车辙病害类型

车辙病害是指路面上形成的车辙，其主要表现为路面表面凹陷，较深处可能有横向裂缝。车辙病害按照其形成特征可以分为以下几种类型：

第一种，线形车辙病害。线形车辙病害是在车辙中心形成的，其形状为线形，边缘有明显的变形。该病害通常出现在单向车道上，由于车辆重复经过同一轨迹形成。第二种，网状车辙病害。网状车辙病害形状呈网状，是由于交叉车道或多车道道路上的车辆交错经过形成的。该病害通常发生在路面繁忙的路段[2]。第三种，沉积物车辙病害。沉积物车辙病害是由于路面积水或泥沙等沉积物在车辙内积累形成的。该病害通常发生在雨季或泥泞路段。第四种，脱粒车辙病害。脱粒车辙病害是指路面的沥青层出现剥落、粉化等现象形成的车辙，其形状多为较平坦的横向裂缝。该病害通常发生在沥青路面老化严重、使用寿命较长的路段。

1.2 车辙病害成因

车辙病害是由于车辆不断经过道路表面而引起的，其成因涉及多种因素，包括路面材料的性质、交通流量、气候条件等。

首先，路面材料的质量对车辙病害的形成有着重要的影响。路面材料的硬度和稳定性越低，车辙病害形成的速度就越快。另外，沥青路面材料在高温下容易软化、流动，而在低温下容易变脆，这也会导致车辙病害的出现。

其次，交通流量也是影响车辙病害形成的重要因素。道路上车流量越大，车辙病害就越容易出现，特别是在繁忙的路段，车辙病害的形成速度更快[3]。这是因为车辆重复经过同一轨迹，使路面材料发生变形、疲劳等现象，进而形成车辙。

再次，气候条件也是车辙病害形成的重要因素。在潮湿的环境下，路面材料的黏着性和强度都会降低，因此车辙病害更容易形成。

最后，温度的变化也会导致路面材料的膨胀和收缩，从而使路面产生裂缝，进而形成车辙。

2 半柔性抗车辙技术应用期间的原材料配比

2.1 沥青

沥青的配比是半柔性抗车辙技术中的一个重要环节。沥青的配比需要根据具体情况进行调整，以保证路面的质量和性能。通常情况下，沥青的配比应按照以下比例进行：

一是黏结剂：根据路面的不同要求和环境条件，选用不同牌号和质量等级的沥青，根据施工要求和技术规范确定黏结剂的用量，一般在4%～7%之间。

二是矿料：根据路面的不同要求和环境条件，选用不同级别、种类和质量的矿料，根据施工要求和技术规范确定矿料的用量，一般在93%～96%之间。

三是添加剂：为了提高路面的耐久性和抗车辙能力，可以添加适量的聚合物改性沥青、橡胶粉等添加剂，一般不超过1%，半柔性路面沥青配比示例见表1。

表1 半柔性路面沥青配比

2.2 集料

半柔性抗车辙技术中，集料也是一个非常关键的材料。合理选择和配置集料可以有效提高路面的抗剪切性和耐久性，降低车辙病害的发生率。常用的集料种类有石子、碎石、机制砂等。为了提高路面的抗剪切性和耐久性，应选择硬度较高、抗压强度较大的集料[4]。此外，对于不同粒径的集料，应进行适当的级配，以保证混合料的密实性和稳定性。在配合沥青进行混合料制备时，一般会根据不同的路面使用环境和要求，适当调整集料的种类和比例，以达到最佳的路面性能。例如，在高速公路等要求高速行驶的路段，应选用更坚硬的集料，并适当提高配比，以确保路面的稳定性和耐久性。同时，为了减少路面噪声和提高驾驶舒适性，也可以选用一些具有吸声和减震效果的集料。

2.3 灌浆材料

灌浆材料也是半柔性抗车辙技术中的重要组成部分。它的主要作用是填充集料之间的空隙，增加混合料的密实性，提高路面的抗剪切性和稳定性，防止车辙病害的发生。常见的灌浆材料包括沥青灌浆材料、水泥灌浆材料和树脂灌浆材料等。其中，沥青灌浆材料是应用最广泛的一种，其特点是施工方便、成本低廉，可以很好地与集料混合，形成较为坚实的路面结构。而水泥灌浆材料和树脂灌浆材料则适用于特殊环境和要求，例如需要进行耐酸碱、防滑等处理的场合。在灌浆材料的配比上，需要根据具体情况进行合理搭配。一般来说，灌浆材料的使用量应控制在总混合料质量的5%～10%之间[5]。同时，为了保证灌浆材料的均匀性和稳定性，应采用专用的灌浆设备进行施工，并按照设计要求进行均匀喷洒。

2.4 大孔隙沥青混合料

大孔隙沥青混合料是半柔性抗车辙技术中一种比较特殊的材料，其主要特点是在混合料中添加了一定数量的空隙，以提高混合料的透水性和透气性能，从而增强路面的排水和通风能力。大孔隙沥青混合料的配合比例通常为：沥青∶石子∶空隙=5∶10∶5，也可以根据实际需要进行调整。其中，空隙率的控制是关键，一般应控制在20%～25%之间。同时，为了确保混合料的稳定性和耐久性，应注意控制石子的质量和粒径分布，并进行适当的配合与拌和。大孔隙沥青混合料具有良好的透水性和透气性能，能够有效地降低路面积水和冰雪的滑动风险，同时也可以提高路面的排水和通风能力，防止路面软化和车辙病害的发生。因此，在市政道路养护工程中广泛应用，并取得了良好的效果。

2.5 半柔性路面材料

半柔性路面材料是半柔性抗车辙技术中的一种主要材料，它通常由沥青、石子、灌浆材料、增塑剂等组成。相比于传统的刚性路面材料，半柔性路面材料具有一定的柔性和弹性，能够在一定程度上缓解车辆行驶时对路面的冲击和振动，减少路面的破坏和车辙病害的发生。半柔性路面材料的配合比例和特点主要包括以下几个方面：一是沥青的配合比例，一般采用70#或90#沥青，其用量占总混合料质量的5%～8% 左右。二是石子的粒径，石子的粒径控制在5～25mm 之间，以保证混合料的均匀性和稳定性[6]。三是灌浆材料的种类，一般采用水泥、沥青乳液或聚合物乳液等灌浆材料，用于填充混合料中的空隙，增强路面的整体性和稳定性。四是增塑剂的添加，增塑剂可以在一定程度上提高混合料的柔性和弹性，减少路面的破坏和车辙病害的发生。半柔性路面材料具有较好的适应性和耐久性，能够满足不同道路等级和交通量的需要。因此，在市政道路养护工程中得到广泛应用，成为一种重要的道路养护技术。

3 半柔性抗车辙技术在市政道路养护工程中的应用

3.1 确定车道数

在半柔性抗车辙技术的应用过程中，需要确定施工的车道数。车道数的确定需要考虑到道路的交通流量和车辆类型，以及预计的使用寿命等因素。在确定车道数时，需要考虑以下几个因素：首先，交通流量是确定车道数的一个重要因素。如果交通流量较大，那么需要更多的车道来满足车辆通行的需求。其次，不同类型的车辆对道路的磨损和破坏程度不同，因此需要根据不同类型的车辆来确定需要施工的车道数。比如，对于重型货车比较多的道路，需要施工更多的车道以满足道路的承载能力。同时，使用寿命也是确定车道数的一个重要因素。如果预计使用寿命较长，那么可以适当减少车道数，反之则需要增加车道数。此外，在确定车道数后，需要进行具体的施工方案设计，包括浆体灌注施工、碾压、碎石与沥青洒布等工序。同时，需要考虑到道路的交通安全和施工期间的交通管制等问题，确保施工工程的安全和顺利进行。

3.2 浆体灌注施工

浆体灌注施工是半柔性抗车辙技术中非常重要的一项施工工序，它的作用是将浆体灌注到路面基层中，形成一层牢固的基础，使路面具有更好的承载能力和耐久性。下面是浆体灌注施工的详细介绍：一是施工前准备。在进行浆体灌注施工之前，需要对路面基层进行清理，去除杂物和积水等。然后，需要进行路面基层的平整和调整，确保路面基层符合施工要求[7]。二是浆体配制。浆体的配制需要根据具体的工程要求进行，包括浆体的种类、比例和配料等。通常浆体是由水泥、砂、石子、水等材料按照一定比例混合制成，确保浆体的流动性和硬度符合要求。三是浆体灌注。在浆体配制完成后，需要将浆体通过泵车或手推车等工具灌注到路面基层中。在灌注过程中需要控制浆体的流动速度和厚度，确保浆体均匀地分布在路面基层上。四是浆体固化。在浆体灌注完成后，需要等待浆体充分固化。这个时间一般需要在24 小时以上，具体时间根据浆体的配方和当地气候等因素而定。浆体灌注施工是半柔性抗车辙技术中非常重要的一项工序，它的质量和施工效果对道路的整体性能和使用寿命有着非常重要的影响。在施工过程中需要严格按照要求进行操作，确保浆体的质量和性能符合要求。同时需要注意施工期间的交通安全和施工现场的环保等问题，确保施工工程的顺利进行。

3.3 碾压

半柔性抗车辙技术的碾压是保证路面密实性的关键步骤，碾压的目的是使材料之间紧密结合，排除孔隙，减小沥青材料的相对移动，提高路面的强度和密实度。首先，碾压设备的选择。为了达到良好的压实效果，需要选择适合的碾压设备。目前，常用的碾压设备有双钢轮压路机和橡胶轮压路机。其中，双钢轮压路机的压路效果较好，但对路面的振动较大，易导致路面反弹和开裂。而橡胶轮压路机的压路效果相对较差，但对路面振动小，适合用于对路面平整度要求较高的情况[8]。其次，碾压工艺。一是初期压实：在浆体灌注完成后，应尽快进行初期压实。初期压实主要是为了排除浆体中的空气和水分，保证沥青材料的紧密结合。在初期压实时，应采用橡胶轮压路机，以减小路面振动。二是中期压实：初期压实后，需要进行中期压实，以使材料进一步紧密结合。在中期压实时，应采用双钢轮压路机，以提高压实效果。三是后期压实：中期压实后，还需进行后期压实，以进一步提高路面的密实度和强度。

4 结语

总之，半柔性抗车辙技术是一种广泛应用于道路养护工程中的技术，它可以有效地改善道路的性能和使用寿命，并减少车辙病害的发生。该技术在原材料配比、确定车道数、浆体灌注施工、碾压和碎石与沥青洒布等方面都有一定的技术要求和操作规范。通过合理的施工技术和材料选择，可以实现半柔性路面的良好性能和持久耐用。随着道路建设和维护的不断发展，相信半柔性抗车辙技术将会得到更广泛的应用和发展。