劉德賓 廘俊鵬（ 西安市公路勘察設(shè)計(jì)院，陜西 西安 70065； 西安公路管理局，陜西 西安 70003）

車轍—在車輛荷載作用下所產(chǎn)生的永久性變形，是瀝青混凝土路面常見(jiàn)病之一，影響行車舒適性。西安公路局拌合廠經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐總結(jié)出一些預(yù)防瀝青路面車轍的經(jīng)驗(yàn)。 現(xiàn)以2008年西安公路局G108 養(yǎng)護(hù)工程5cmAC-16F 型瀝青混凝土面層（以下簡(jiǎn)稱G108 工程）為例，介紹預(yù)防瀝青混凝土路面車轍的措施。

1 車轍成因調(diào)查及分析

車轍成因較多—路基穩(wěn)定性差、基層強(qiáng)度不足、面層與基層間存在軟夾層、交通密度大、車載超負(fù)荷、施工環(huán)境等因素的影響。

1.1 瀝青混合料質(zhì)量

瀝青混合料的原材料質(zhì)量、瀝青混合料的拌合質(zhì)量及其配合比設(shè)計(jì)均決定著瀝青混合料質(zhì)量。

⑴原材料質(zhì)量

①瀝青：瀝青結(jié)合料是決定瀝青路面質(zhì)量的主要材料。瀝青高溫穩(wěn)定性差，高溫時(shí)，路面在重載車輛作用下極易產(chǎn)生擠壓變形。 瀝青低溫粘結(jié)力不足，在低溫季節(jié)，面層會(huì)在車輛的作用下產(chǎn)生脫落或者剝離現(xiàn)象。

②粗集料：粗集料在混合料中起骨架作用，其質(zhì)量決定瀝青面層抗車轍的能力。

（a）粗集料強(qiáng)度不足、針片狀含量過(guò)大，施工中就會(huì)產(chǎn)生碾壓破碎；在瀝青混凝土路面施工中，通過(guò)鉆孔取芯會(huì)發(fā)現(xiàn)許多扁平的粗集料被碾壓斷裂，特別是經(jīng)過(guò)振動(dòng)碾壓的瀝青混凝土路面尤為突出。

（b）顆粒變化會(huì)影響混合料級(jí)配；對(duì)一些石料場(chǎng)進(jìn)行跟蹤，發(fā)現(xiàn)粗集料在料場(chǎng)就出現(xiàn)了離析現(xiàn)象，碎石機(jī)安放在高高的山坡上，所破碎的集料從上向下傾倒，底部的集料顆粒偏粗，頂部集料顆粒偏細(xì)。 如果不將這種礦料在上機(jī)前進(jìn)行二次攪拌，那末，所生產(chǎn)的混合料將很難保證設(shè)計(jì)級(jí)配。

（c）粗集料的礦物質(zhì)成分對(duì)混合料的質(zhì)量至關(guān)重要，決定瀝青與礦料的結(jié)合力。

③細(xì)集料：目前，瀝青混合料中的細(xì)集料多半選用的是河砂和石屑。石屑由于在開(kāi)采碎石中夾雜了大量的地表土等雜質(zhì)。

④填料：礦粉的比表面積較大，故其對(duì)瀝青混凝土質(zhì)量至關(guān)重要。

⑵瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)

① 空隙率較大。 瀝青混凝土是由4個(gè)部分組成，即礦料、結(jié)合料、氣體和水，其中水分對(duì)瀝青混合料是有害而無(wú)益。 空隙率大，損壞瀝青與集料的結(jié)合。 水分滲到路面基層時(shí)，會(huì)在基層表面形成一個(gè)易損界面，降低瀝青混凝土與基層的粘結(jié)力。 空氣進(jìn)入混合料會(huì)致瀝青老化。

②瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)確定。 混合料的技術(shù)指標(biāo)要結(jié)合路基和基層的強(qiáng)度、剛度及交通流量、以及自然環(huán)境等因素進(jìn)行必要的控制。

⑶混合料拌合級(jí)配

瀝青混合料攪拌是決定其質(zhì)量的重要一環(huán)。就目前而言，瀝青混凝土拌合樓大部分為4～5個(gè)熱料 倉(cāng)，對(duì)0～26.5mm的13 檔 集 料，一 般 分2.36mm、4.75mm、13.2mm、16mm、19mm 粒 徑倉(cāng)。

1.2 瀝青混凝土面層施工

車轍的產(chǎn)生不僅和混合料的質(zhì)量有關(guān)、而且與混合料的攤鋪厚度的均勻程度、壓實(shí)度、平整度等質(zhì)量指標(biāo)均有著密切的關(guān)聯(lián)。

⑴混合料運(yùn)輸

①混合料裝車應(yīng)按車輛長(zhǎng)短，前后多次移動(dòng)，分層裝料；不能在同一部位一次裝滿，避免混合料載裝車時(shí)產(chǎn)生離析現(xiàn)象。

表1 瀝青混合料設(shè)計(jì)空隙率建議值

②混合料運(yùn)輸車輛：車型小不易保溫，車況差易出現(xiàn)機(jī)械故障，延長(zhǎng)了運(yùn)輸時(shí)間，降低了混合料溫度，致混合料不易壓實(shí)。

③運(yùn)料駕駛員質(zhì)量意識(shí)差：個(gè)別運(yùn)料車駕駛員裝上混合料后，不及時(shí)將混合料運(yùn)輸?shù)焦さ?，而是在途中休息、就餐等，延誤運(yùn)輸時(shí)間。

⑵混合料攤鋪

①攤鋪機(jī)性能不穩(wěn)：其功率、攤鋪能力和運(yùn)輸車輛及拌和樓的出料能力不匹配，造成混合料在工地堆放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和等待混合料現(xiàn)象。

②車輛與攤鋪機(jī)的配合不到位：運(yùn)輸瀝青混凝土的車輛由于駕駛?cè)藛T技術(shù)生疏，和攤鋪機(jī)配合不到位，經(jīng)常出現(xiàn)車輛碰撞攤鋪機(jī)，或者由于剎車、轉(zhuǎn)向和攤鋪機(jī)配合不當(dāng)而影響攤鋪機(jī)的正常行進(jìn)速度，導(dǎo)致瀝青混凝土攤鋪厚度、密實(shí)程度不均勻，進(jìn)而在車輛荷載作用下產(chǎn)生車轍。

③攤鋪機(jī)的行進(jìn)速度不穩(wěn)定：攤鋪機(jī)的行進(jìn)速度對(duì)瀝青混凝土攤鋪時(shí)的密實(shí)程度有影響，速度過(guò)快，所攤鋪的瀝青混凝土表面就比較粗糙，密實(shí)度相對(duì)較低，并易產(chǎn)生混合料離析現(xiàn)象，極易產(chǎn)生脫落式車轍。

⑶壓實(shí)：壓實(shí)要注意兩個(gè)環(huán)節(jié)，即壓實(shí)機(jī)械適用性、碾壓及時(shí)性。

①壓實(shí)機(jī)械：現(xiàn)在瀝青路面工程施工所配備的壓實(shí)設(shè)備基本上分為兩種類型，一是振動(dòng)鋼輪壓路機(jī)，一是膠輪壓路機(jī)。 從大量的施工現(xiàn)場(chǎng)可以看到，瀝青路面壓實(shí)基本采用鋼輪穩(wěn)壓、振動(dòng)初壓、膠輪復(fù)壓、鋼輪終壓收面4 步。 采用鋼輪壓路機(jī)振動(dòng)碾壓，有大量的粗集料碎裂現(xiàn)象，影響質(zhì)量、壽命。如不采取振動(dòng)碾壓，則壓實(shí)度難以保證；

②碾壓時(shí)間：瀝青混合料一經(jīng)攤鋪，因擴(kuò)大了瀝青混合料與外界的接觸面積，其溫度降低較快。如不及時(shí)碾壓，會(huì)因溫度降低、瀝青的粘結(jié)力增大而增加碾壓密實(shí)的難度。

表2 5cmAC-16F 型瀝青混凝土面層混合料目標(biāo)配合比

⑷交通管制：瀝青混凝土路面施工完成后，混凝土溫度未降低就開(kāi)放交通，致熱瀝青混凝土在行車作用下立即產(chǎn)生縱向車轍。

2 預(yù)防車轍的措施

瀝青混凝土路面施工是一個(gè)有機(jī)的系統(tǒng)工程。瀝青混凝土路面施工前應(yīng)在確?；鶎淤|(zhì)量合格的前提下，認(rèn)真清理基層表面，搞好透層、封層（或粘層）施工質(zhì)量。

2.1 路面材料 G108 工程選用材料如下：

⑴瀝青 選用韓國(guó)SK-90，其針入度86（0.1mm）；延 度 （5cm/min10℃）78cm,（5cm/min15℃）109cm；軟化點(diǎn) （環(huán)球發(fā)）47℃；閃電251℃；燃點(diǎn)335℃；

⑵粗集料選用涇陽(yáng)孟塬碎石廠生產(chǎn)的各種規(guī)格粗集料。

10～20mm 碎 石，壓 碎 值13%；磨 耗 值15.7%；針片狀含量6.4%；小于0.075mm 含量0.2%；。 其顆粒組成詳見(jiàn)表2。

10～15mm 碎石，小于0.075mm 含量0.3%；壓碎值15%；針片狀含量10.2%；磨耗值17.6%；其顆粒組成詳見(jiàn)表2。

5～10mm 碎石，小于0.075 含量0.8%；針片狀含量5.0%；其顆粒組成詳見(jiàn)表2。

⑶細(xì)集料 石屑選用涇陽(yáng)孟塬碎石廠生產(chǎn)的石屑，要求碎石生產(chǎn)中，先將土質(zhì)山皮進(jìn)行徹底剝除，清理腐殖質(zhì)（各細(xì)集料的顆粒組成詳見(jiàn)表2）。

⑷填料選戶縣大王水泥廠用3～5mm 堿性碎屑研磨生產(chǎn)的礦粉（顆粒組成詳見(jiàn)表2）。

⑸外添劑無(wú)。

2.2 確定設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)

目前，瀝青混凝土主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)有穩(wěn)定度、流值、空隙率、瀝青飽和度、動(dòng)穩(wěn)定度等。

⑴空隙率：空隙率小可減少空氣、水分進(jìn)入混合料間。 空隙率過(guò)小會(huì)致混合料的抗車轍能力降低，一般控制在一定的范圍（2%～5%）。

為了確保混合料適用工程實(shí)際質(zhì)量要求，根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將彎沉代表值在35～38（0.01mm）之間下臥層上面的瀝青混凝土空隙率控制數(shù)據(jù)供大家參考。

⑵穩(wěn)定度(試件成型雙面擊75 次) ：瀝青混合料的穩(wěn)定度應(yīng)和施工路段的交通流量、車載噸位、路面基層彎沉值及其所在路面結(jié)構(gòu)位置等相關(guān)聯(lián)。建議：

①鋪筑高速公路的瀝青混合料試件的馬歇爾試驗(yàn)穩(wěn)定度選擇在12～15KN；上面層取下限，下面層取上限（下同）。

②國(guó)省干線馬歇爾試驗(yàn)穩(wěn)定度宜選擇在10～

13KN；

③地方干線公路的馬歇爾試驗(yàn)試驗(yàn)穩(wěn)定度選擇在7～10KN；

⑶流值要求：流值是馬歇爾試驗(yàn)中相對(duì)最大荷載時(shí)的豎向變形；其現(xiàn)階段主要用路面彎沉代表值來(lái)確定，并與交通量、公路等級(jí)、設(shè)計(jì)年限相關(guān)。建議：

高速公路瀝青混凝土馬歇爾試驗(yàn)的流值

F—設(shè)計(jì)混合料流值;單位0.1mm；

L—實(shí)測(cè)路面基層彎沉值的代表值,單位0.01mm（下同）；

國(guó)省干線流值取高速公路流值的1.1 倍；地方干線流值取高速公路流值的1.2 倍。

⑷油石比：瀝青飽和度控制在70%～80%。瀝青飽和度主要取決于交通量和路面基層的強(qiáng)度。即路面彎沉代表值應(yīng)和瀝青飽和度成一定比例關(guān)系：

表3 5cmAC-16F 型瀝青混凝土技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)

表4 G108 養(yǎng)護(hù)工程AC-16F 瀝青混凝土面層混合料生產(chǎn)配合比

這樣計(jì)算所得的瀝青飽和度是一個(gè)定值，可作為瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。 實(shí)際施工中，通過(guò)基層彎沉檢測(cè)的代表值和平均值也可計(jì)算出瀝青飽和度的控制范圍，但不得超過(guò)前述規(guī)定范圍值；

⑸粉膠比：小于0.075mm 料含量與瀝青等膠結(jié)材料含量的比例。 一般控制在1～1.6。

AC-13F 瀝青混凝土粉膠比為

AC-16F 瀝青混凝土粉膠比為

j—粉膠比（無(wú)量綱）。

⑹動(dòng)穩(wěn)定度：應(yīng)符合瀝青混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范的要求。

瀝青混凝土流值和瀝青飽和度的確定不但要抗車轍，而且要抗裂縫和推移等病害產(chǎn)生。

2.3 配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)擬定混合料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，通過(guò)配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)來(lái)尋求達(dá)到各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的混合料的礦料級(jí)配和瀝青的含量。 G108 工程混合料的目標(biāo)配合比級(jí)配見(jiàn)表2。 各項(xiàng)技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)詳見(jiàn)表3。

2.4 生產(chǎn)配合比調(diào)試

目標(biāo)配合比試驗(yàn)所得各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)與理想值相接近，否則應(yīng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

正式生產(chǎn)混合料前，應(yīng)加大試驗(yàn)抽檢頻率，取有代表性的混合料，進(jìn)行混合料各種技術(shù)指標(biāo)檢驗(yàn)試驗(yàn)。 通過(guò)大量的試驗(yàn)檢測(cè)，確定G108 工程5cmAC-16F 型瀝青混凝土面層混合料的生產(chǎn)配合比見(jiàn)表4。

G108 工程，混合料礦料生產(chǎn)配合比級(jí)配的各項(xiàng)技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)基本符合理想值要求（詳見(jiàn)表3）。

2.5 嚴(yán)格混合料拌制工藝

瀝青混凝土拌合從集料的均勻程度、比例到集料、瀝青加熱溫度控制、油石比控制、拌合溫度控制、拌合時(shí)間控制均要進(jìn)行嚴(yán)格的、經(jīng)常性的檢查。瀝青混凝土拌合樓會(huì)由于集料顆粒不穩(wěn)定產(chǎn)生大量的溢料、待料現(xiàn)象，必須根據(jù)料場(chǎng)儲(chǔ)料的實(shí)際情況進(jìn)行處理。

2.6 嚴(yán)把施工工藝關(guān)

瀝青混凝土路面施工質(zhì)量關(guān)系路面使用質(zhì)量，應(yīng)從驗(yàn)收下臥層開(kāi)始，到混合料攤鋪、碾壓，嚴(yán)格工序質(zhì)量檢查驗(yàn)收。

3 檢查和考評(píng)

G108 戶縣段養(yǎng)護(hù)工程路段重車密度較大。 大量的碎石運(yùn)輸車輛，載重均在30t 左右；而2008年鋪筑的5cmAC-16F 型瀝青混凝土面層經(jīng)過(guò)1年使用，未出現(xiàn)車轍及其他任何病害。

4 結(jié)語(yǔ)

瀝青混凝土路面車轍的預(yù)防主要取決于瀝青混凝土的質(zhì)量。但其他施工環(huán)節(jié)的工藝質(zhì)量也不能夠放松。

[1]中華人民共和國(guó)交通部.《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D50-2006 北京：人民交通出版社，2006.

[2]中華人民共和國(guó)交通部.《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-20047 北京：人民交通出版社，2004。

[3]中華人民共和國(guó)交通部.《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTJ 052-2000 北京：人民交通出版社，2000.

[4]胡長(zhǎng)順、黃輝華等.《高等級(jí)公路路基路面施工技術(shù)》北京：人民交通出版社，2000.