浅析沥青路面车辙产生的原因与防治措施

关键词：车辙；沥青混合料，路面结构组成，高温稳定性 

中图分类号：tf526+.3文献标识码：a 文章编号： 

1.沥青路面使用现状 

沥青混凝土路面车辙是路面结构各层永久变形的积累，由两部分组成：一部分是由路面结构层在行车荷载反复作用下进一步压密产生的，即压密形变：另一部分是因沥青混凝土在高温时的强度不足以抵抗重荷载的反复作用，轮下的部分沥青混合料产生剪切变形逐步被压到两侧。使两侧的沥青面层鼓起，产生的侧向移动。车辙的过量存在是直接影响路面平整度和路面使用性能的重要因素之一。近年来，随着城市道路交通量的迅速增加。沥青路面的车辙在影响道路综合完好率各项破损类型中所占的比重也越来越大。研究沥青路面车辙产生的因素，探讨减少车辙的措施，提高道路完好水平，是我们市政道路施工、养护工作者所面临的重要任务。 

2.车辙的定义 

车辙是沥青路面特有的一种损坏现象，它是在高温条件下车辆荷载长时间作用的结果，车辙经常发生在车轮经常碾压的轮迹带上，轮迹带逐渐产生下洼形变，并形成两条纵向的槽，即为车辙 

3.沥青路面车辙现象与危害 

车辙的产生, 因不同的情况贯穿于整个沥青路面使用的全过程, 个别路段因各种因素的影响在投入运营的初期就有明显的车辙现象产生。这不仅增大了高等级公路沥青路面的养护难度和费用, 同时也大大地降低了路面的使用性能及行车安全性。 沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点，因此获得越来越广泛的应用。在高速公路的建设中，我国绝大部分高速公路都采用沥青路面。但随着我国社会经济和交通运输的快速发展，客运和货运量迅速增加，道路交通流量迅猛增大，特别是重载车辆的增多和高压轮胎的使用，交通流的渠化，车辙已成为高速公路沥青路面的主要病害之一。 

4.沥青路面车辙产生的原因 

影响沥青路面车辙产生的原因很多, 归结起来可分为内因、外因及其他因素三大类。内因主要反映在材料本身的质量上, 而外因则主要包括气候条件和交通条件, 其他因素则是指路面基层和路面结构组成及其施工质量对路面车辙的影响。当内因、外因及其他因素结合在一起时就会对沥青路面车辙的形成产生综合影响。 

4. 1车辙产生的内因 

车辙产生的内因主要是沥青混凝土的强度, 而沥青混凝土的强度则取决于沥青混合料的粘结力和内摩擦角。沥青混凝土的粘结力又取决于所用沥青的性质和稠度、沥青矿粉比和沥青与矿粉相互作用的性质。沥青稠度越大粘结力越大, 沥青混凝土的强度也就越高。当沥青用量超过最佳值时, 粘结力快速降低。近年来实践证明: 在沥青中掺入高分子聚合物改善沥青的性能也可取得提高沥青混合料高温抗车辙能力的满意效果。此外, 矿料的级配组成、矿料的强度、颗粒的形状和表面性质都影响沥青混凝土的内摩擦角。颗粒尺寸增加, 内摩擦角增加;针片状颗粒增加, 内摩擦角降低。因此所用材料的性质、规格及配比的合理与否是影响车辙产生的内因。 

4.1.1沥青类型 

沥青混合料的抗剪切能力主要取决于沥青混合料的粘结力和内摩阻力，影响沥青混合料粘结力的因素主要是沥青粘度、沥青用量、沥青与矿料相互作用的特性，沥青的粘度越高，沥青混合料的粘结力越大，因而具有较高的抗剪强度。沥青类型应根据环境气候、交通条件等合理选用，尤其是气温高、渠化交通的道路应选用较粘稠的符合重交通沥青技术要求的优质沥青和改眭沥青。从沥青品质及路用性能来看，进口沥青稍优于国产沥青。 

4.1.2沥青用量 

混合料的牯结力与沥青用量有关，用量越大，矿料颗粒间游离的自由沥青越多，矿料周围的沥青膜越厚，混合料的粘结力越低。反之。沥青不能完全裹覆矿料颗粒界面也影响沥青混合料的粘结力，同时混合料缺乏应有的工作度，难以压实，且易出现松散、离析现象。为了提高沥青混合料的粘结力，除采用高质量的沥青外．严格控制沥青的合理用景是很关键的。沥青用量必须严格按马歇尔试验指标，并综合考虑气候条件、交通类型，公路等级等因素。同时进行混合料的残留稳定度和动稳定度检验，并对拟定的配合比进行车辆的试验，合理确定最佳的沥青用量。 

4.1.3矿料级配，颗粒形状及表面特征 

沥青混合料的嵌挤力和内摩阻力主要取决于矿料级配、颗粒形状及表面特性、沥青用量等。为使沥青混合料的内摩阻力增大，满足抵抗永久变形的能力，除采用最佳的沥青用鼍外。采用洁净、具有良好的颗粒形状、表面粗糙、压碎值小、与沥青有良好的粘附性的矿料是非常关键的。试验研究表明，矿粉用量对沥青混合料的高温稳定性的影响很大，对沥青路ili『抗车辙能力的影响也很大。具体的影响为：(1)矿粉用量越大．沥青混合料的马歇尔模数越小，高温稳定性愈差，沥青路面抗车辙能力越弱。(2)矿粉用量适当时，沥青混合料的马歇尔模数较大，高温稳定性较好。沥青路面抗车辙能力较强。 

4. 2车辙产生的外因 

4. 2. 1交通条件 

交通条件对沥青路面的影响可归结为荷载、轮胎气压、行车速度、车流渠化等。通常情况下荷载越重, 轮胎气压越大, 行车速度越慢, 渠化交通的程度越高, 将会大大加快沥青路面车辙的形成。如石太高速公路, 由于大吨位、大流量、慢行驶的运煤车辆的组成特点是路面车辙形成的重要原因之一。应特别指出的是超载车辆对车辙形成的影响程度将较正常荷载车辆的影响程度成倍数增加。 

4. 2. 2气候条件 

气候条件主要包括气温、日照、辐射、风、雨、地温等, 但归结起来主要反映在温度因素上, 气温在25 ℃以上, 路表温度在40 ℃以上时, 是沥青路面产生车辙的重要外部条件。有试验资料表明: 路表温度在40 ℃—60 ℃之间时, 沥青混合料温度每上升5 ℃其变形增加2 倍。 

4. 3其他因素 

主要是指路面基层及施工质量等。 

4. 3. 1路面基层 

当路面基层的强度和稳定性足够时, 沥青路面车辙的产生主要取决于沥青面层和基层本身的性质, 所以, 保证面层和基层的强度和稳定性是防止沥青面层产生车辙的基本条件。 

4. 3. 2施工质量对车辙的影响 

由于施工时没有充分压实或料温不够等施工原因导致的沥青面层压实不足, 而致使通车后的第一个高温季节沥青混合料在行车作用下, 继续压密形成的车辙。这类车辙在我国已成为一个比较突出的问题。以沥青面层15 cm 计, 压实度每相差1 % 时,车辙变形就会增加1. 5 mm。各国按车辙变形提出的车辙容许范围虽然不尽相同但均在10 mm -20 mm 之间。根据规定, 热拌沥青混合料路面的 

压实度为96 %。这样对即使达到压实要求的沥青面层, 在行车作用下继续压密达到100 % , 仍可产生6 mm 左右的车辙变形, 而对于施工中压实度不满足 

要求的路面产生车辙的可能将更大。所以沥青路面施工时压实与否将是影响车辙形成的重要因素之一。 

5.预防沥青路面车辙的措施 

沥青路面车辙是由多方面原因引起的，往往是由多种因素的综合作用而产生的。因此在防治车辙的对策上，也并非采取某种措施就能解决问题，只有综合采取措施才能收到好的效果。对此可以从提高基层强度和刚度、沥青混合料设计、沥青路面施工以及道路交通管理等几方面采取相应措施。