【摘要】文章首先對(duì)車轍的類型做了總結(jié)，然后進(jìn)一步對(duì)車轍產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行了分析，最后總結(jié)歸納出車轍形成不僅受氣溫變化、車流和車載、路面的結(jié)構(gòu)和交通渠化等外在因素的影響，還受原材料和材料設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量內(nèi)在因素的影響。

【關(guān)鍵詞】瀝青路面；車轍類型；車轍產(chǎn)生機(jī)理；影響因素

0.引言

隨著國家綜合實(shí)力的提高，我國的交通事業(yè)有了極大的發(fā)展。我國的公路事業(yè)已經(jīng)邁入了高速公路階段。然而，渠化現(xiàn)象和重載交通對(duì)瀝青路面照成了極大的破壞，造成了如車轍早期的病害。車轍病害從對(duì)瀝青路的建設(shè)到投入使用都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。對(duì)高速公路瀝青路面車轍的產(chǎn)生和影響因素的分析研究，能夠有效的改善路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少瀝青路面車轍的產(chǎn)生。

1.車轍的類型

通常情況下，瀝青路面車轍有以下四中比較具有典型的類型

1.1失穩(wěn)型車轍

在高溫和重載爬坡的影響下，瀝青路面在車輪的反復(fù)壓力之下，剪應(yīng)力超過瀝青混合材料的抗剪強(qiáng)度的極限，瀝青混合材料向路面兩側(cè)流動(dòng)變形，材料流動(dòng)不斷的積累便成車轍。

1.2壓密型車轍

瀝青混合材料之間存在空隙照成的車轍。在施工的過程中，由于職工人員對(duì)瀝青混合材料的空隙壓實(shí)不足。道路投入使用后，通過車輪的反復(fù)碾壓把路面壓實(shí)，照成車輪集中碾壓的地方厚度變薄，出現(xiàn)凹凸的現(xiàn)象，便形成車轍。

1.3結(jié)構(gòu)型車轍

車輛的荷載超出瀝青路面的強(qiáng)度承受能力從而導(dǎo)致的瀝青路面的永久變形，這種變形包括路基和其它結(jié)構(gòu)在內(nèi)的永久變形。這種變形受各層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。因此，該類型車轍特點(diǎn)表現(xiàn)為寬度達(dá)，路面兩側(cè)無隆起現(xiàn)象，橫斷面呈凹形。

1.4磨耗型車轍

車輛輪胎對(duì)瀝青路面的磨耗形成的磨耗型車轍。尤其是寒冷地區(qū)車輛使用的帶釘輪胎和帶鏈輪胎對(duì)路面的磨耗更大，容易形成車轍。

2.車轍產(chǎn)生的機(jī)理

在施工技術(shù)不斷提高和施工質(zhì)量更加完善的影響下，路基和基層的永久變形形成的車轍越來越少，瀝青面層永久變形形成的車轍狀況越來越多。經(jīng)過科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)前車轍產(chǎn)生的位置主要在公路的面層以及面層10CM以下的位置。

2.1機(jī)理分析

當(dāng)前，我國的瀝青路面多為半剛性，這種路面結(jié)構(gòu)下的路基和基層更為穩(wěn)定，路基和基層不容易出現(xiàn)永久變形的情況發(fā)生，路基和基層永久變形的比例很低，我國高速公路最主要的永久變形主要實(shí)在瀝青混合材料層。經(jīng)過科學(xué)家大量對(duì)公路的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算得出：半剛性材料為基層的高等級(jí)瀝青路面，瀝青層產(chǎn)生的車轍占路面車轍總量的90%以上[1]。因此瀝青層的永久變形對(duì)瀝青路面的車轍起決定作用。

2.2路面應(yīng)力分析

半剛性基層模量的增加會(huì)加大路面結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力峰值，這說明增加基層的剛性對(duì)路面的結(jié)構(gòu)尤其是面層的抗剪性不利?；谶@個(gè)原因，基層剛度的增加雖然對(duì)整個(gè)路面的結(jié)構(gòu)而言，能很好地提高升路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度；但是，這增加了剪切對(duì)路面的材料層的影響，瀝青公路更加容易形成車轍。當(dāng)溫度升高時(shí)，瀝青混凝土結(jié)構(gòu)回彈模量越小，也增加了瀝青路面結(jié)構(gòu)承受的最大剪應(yīng)力峰值，此時(shí)的瀝青混合材料的抗剪強(qiáng)度處于最低值，瀝青路面結(jié)構(gòu)更為容易出現(xiàn)車轍的狀況。根據(jù)路面結(jié)構(gòu)的剪切特性，一定范圍內(nèi)的路面結(jié)構(gòu)的厚度尤其是基層厚度對(duì)抗剪性的影響不明顯[2]。增加面層的厚度可減小瀝青面層內(nèi)的剪應(yīng)力，提高路面的抗剪性能。

3.車轍產(chǎn)生的影響因素

經(jīng)過大量的調(diào)查以及在路面取樣分析，再對(duì)結(jié)合室內(nèi)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，總結(jié)影響車轍的形成幾個(gè)主要影響因素。

3.1氣溫影響

氣溫的變化對(duì)車轍的形成至關(guān)重要。車轍的過程是材料在高溫下的蠕動(dòng)過程，當(dāng)氣溫升高時(shí)，瀝青混合材料的抗車轍能力越小。根據(jù)調(diào)查，在夏季是高速公路的多發(fā)期，尤其是當(dāng)幾天內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)高溫現(xiàn)象，更容易出現(xiàn)車轍。在連續(xù)的高溫下，路面熱量難以及時(shí)釋放，瀝青混合材料粘聚力和抗剪強(qiáng)度的降低，路面更容易破損而出現(xiàn)車轍。

3.2車流和車載

在車輪的豎向和水平方向的壓力作用下，瀝青層內(nèi)產(chǎn)生的剪應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致瀝青混合材料的剪切變形，這種變形難以恢復(fù)，在不斷的積累下變形形成車轍。在車轍的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)車輪壓力增加時(shí)，車轍的次數(shù)減少，簡單的線性關(guān)系并不能完全表示輪壓和車轍次數(shù)的關(guān)系，當(dāng)輪壓增加會(huì)減少車轍的次數(shù)，讓輪壓低于設(shè)計(jì)壓強(qiáng)時(shí)，則車轍出現(xiàn)的次數(shù)會(huì)快速增加[3]。

3.3路面的結(jié)構(gòu)

在對(duì)高速公路瀝青路面厚度情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，瀝青路面的厚度會(huì)產(chǎn)生的剪應(yīng)力不同。面層的厚度難以影響瀝青面層剪應(yīng)力，中面層是承受剪應(yīng)力的主要層次。從現(xiàn)場(chǎng)切割的斷面也可以驗(yàn)證這一點(diǎn)；當(dāng)瀝青層厚度超過18 cm時(shí)，瀝青面層與基層間所受的剪應(yīng)力趨于零;瀝青面層厚度越小，瀝青面層與基層的層間剪應(yīng)力越大[4]。

3.4渠化交通的影響

道路渠化是一種采取設(shè)置交通島或者交通標(biāo)線、設(shè)立標(biāo)志來疏導(dǎo)、引導(dǎo)道路交通流，并使交通流暢，達(dá)到提高道路通行能力，行車安全，高速公路渠化交通是產(chǎn)生車轍并使之進(jìn)一步加劇的一個(gè)重要因素。

3.5原材料和材料設(shè)計(jì)

首先，優(yōu)質(zhì)瀝青能夠提升路面的性能，相比于普通的瀝青，改性瀝青具有更好的粘性，不僅如此，在抗車轍性能方面，改性瀝青具有更強(qiáng)的效果；其次，瀝青混合材料的極配會(huì)影響公路的抗車轍效果。級(jí)配是瀝青混合料中礦料的最重要特性，幾乎影響到瀝青混合料的所有重要特性。在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取回的樣品進(jìn)行測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)車轍情況較輕的公路瀝青混合料的極配普遍偏粗，極配的嵌擠能力較大，在高溫下瀝青混合材料的穩(wěn)定性更高；而車轍情況較重的公路瀝青混合材料的極配普遍偏西細(xì)，極配難以形成嵌擠結(jié)構(gòu)，公路更容易形成車轍。從實(shí)驗(yàn)中可以得出，采用粗型的極配，能夠能耗的提高在高溫下瀝青混合材料的穩(wěn)定性，并應(yīng)使礦料級(jí)配接近骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)[5]。

3.6施工質(zhì)量

當(dāng)前施工中存在的多種問題也是形成路面車轍的主要原因。在施工時(shí)，施工單位將混合材料嚴(yán)重離析，極配偏差嚴(yán)重，生產(chǎn)出軟弱的混合材料；施工方只在意路面的平整度，而忽視了對(duì)壓實(shí)度的要求，職工方對(duì)路面常常碾壓不及時(shí)和出現(xiàn)漏壓的情況；施工方?jīng)]有控制好油石的比例等等一系列施工時(shí)出現(xiàn)的問題，都會(huì)導(dǎo)致路面容易出現(xiàn)車轍。

4.結(jié)語

表面上來看，車轍的形成是因?yàn)闉r青混合材料壓密和高溫影響下瀝青的流動(dòng)導(dǎo)致股價(jià)失去穩(wěn)定性造成的，從本質(zhì)上講，是瀝青混合材料的結(jié)構(gòu)特征發(fā)生了變化。瀝青路面車轍的形成是各種機(jī)理同時(shí)作用下產(chǎn)生的結(jié)果，既受結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度變化的影響，也受壓密變形以及磨損的影響?？傊?，我們要了解車轍形成的機(jī)制，把握好車轍形成的內(nèi)外因素，從控制原材料的選擇開始，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)和施工時(shí)的監(jiān)控力度，以及對(duì)交通的綜合治理，從對(duì)高速公路的實(shí)踐來看，防止瀝青路面形成車轍將更加的容易[6]。

參考文獻(xiàn)

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