李偉

摘 要：為了提高瀝青路面建設水平，首先總結(jié)了瀝青路面車轍病害影響因素，隨后分析了結(jié)構(gòu)性車轍、壓密性車轍、失穩(wěn)性車轍等產(chǎn)生機理面，最后從原材料選擇、路面結(jié)構(gòu)組合、施工水平等提出了瀝青路面抗車轍性能的強化方法。

關鍵詞：瀝青路面;車轍;機理分析;強化技術

1 瀝青路面車轍病害影響因素

車轍是評價瀝青混合料路面使用性能的關鍵指標之一，常見檢測方法有路基橫斷面儀、激光車轍儀、橫斷面尺（人工檢測）等。道路瀝青路面車出現(xiàn)轍病害是多種因素共同作用的結(jié)果，其影響因素主要有內(nèi)因和外因兩個方面，具體因素如表1所示[1-2]：

同時，相關研究表明，路面車轍還與瀝青混合料強度密切相關，可以用摩爾-庫倫理論解釋這一現(xiàn)象：

式中：—瀝青混合料抗剪強度，kPa;—瀝青混合料所受正應力，kPa;—瀝青與填料的粘結(jié)力，kPa;—瀝青混合料摩擦角。

2 瀝青路面車轍類型及產(chǎn)生機理

2.1 瀝青路面車轍常見類型

（1）結(jié)構(gòu)性車轍。瀝青路面結(jié)構(gòu)性車轍寬度較大，車輛輪跡兩側(cè)不會凸起，而中間位置下凹，呈“U”形分布。這是瀝青路面在反復車輛荷載作用下，路面各結(jié)構(gòu)層（面層、基層、土基等）出現(xiàn)永久性變形所導致。

（2）壓密性車轍。瀝青路面壓密性車轍是由于路面通行的重載車輛所占交通流比例過大或帶釘輪胎車輛數(shù)量過多，這些車輛對瀝青路面的壓實作用較大，使得瀝青混合料孔隙體積不斷減少，孔隙率降低，車輛軸載作用范圍內(nèi)瀝青路面沉降低于兩側(cè)，車轍也是呈“U”形分布。

（3）失穩(wěn)性車轍。失穩(wěn)性車轍分布在車輛輪跡兩側(cè)，在公路或城市道路的上坡路段發(fā)生概率較高，是對瀝青路面行車安全影響最大的車轍病害。失穩(wěn)性車轍產(chǎn)生的原因在于：瀝青路面內(nèi)部會在反復車輛荷載的作用下產(chǎn)生剪應力，此時瀝青混合料如果處于溫度高的環(huán)境中，其抗變形能力會降低，導致路面產(chǎn)生剪切破壞，輪跡處下凹，輪跡兩側(cè)向上隆起，整體呈“W”形破壞。

2.2 瀝青路面車轍產(chǎn)生機理

相關研究表明，瀝青路面車轍形成主要包括壓密階段、壓密穩(wěn)定階段、剪切階段，各階段的車轍深度變化如圖1所示：

由圖1可知，在壓密階段，瀝青路面車轍深度變形為凸曲線，變形速率先快后慢;在壓密穩(wěn)定階段，車轍深度基本隨著荷載作用次數(shù)的增加而線形增加，變形速率比較穩(wěn)定。在剪切階段，當荷載作用次數(shù)超過某一臨界值，車轍深度迅速增加。

3 瀝青路面抗車轍性能改善措施

3.1 原材料選擇

（1）瀝青選擇。為了強化瀝青路面的抗車轍性能，首先應選擇合適的瀝青標號（70#瀝青及以上），以確保瀝青混合料具有良好的穩(wěn)定度;其次，應該根據(jù)路面所處區(qū)域的自然條件選擇合理的針入度、軟化點，從而提高瀝青混合料的抗車轍能力。同時，如果瀝青路面在爬坡路段較多的丘陵或山地，盡量采用改性瀝青，這是因為改性瀝青動穩(wěn)定度約等于普通瀝青的2倍，抗車轍能力更佳。

（2）集料選擇。集料間嵌擠作用及集料與瀝青的粘結(jié)作用是影響瀝青混合料抗車轍能力的關鍵因素，因此應當選擇優(yōu)質(zhì)集料。集料性能應滿足以下要求[3-4]：第一，粗集料應具棱角，并保持干凈，與瀝青有良好粘附作用;第二，細集料盡量采用穩(wěn)定性好的機制砂，如果條件不允許，也可采用天然砂，但用量不得超過10%;第三，集料加工期間針片狀含量不得過多，否則在車輛荷載作用下容易破壞，影響瀝青路面抗車轍性能。

（3）外加劑選擇。瀝青混合料中可添加適當?shù)目管囖H劑來改善路面的抗車轍性能。

3.2 路面結(jié)構(gòu)設計

（1）路面結(jié)構(gòu)材料要求。目前瀝青路面車輛超載現(xiàn)象越來越普遍，會加劇路面車轍發(fā)生的可能性，尤其是長大縱坡路段，車輛對瀝青路面的危害更嚴重。在開展路線設計時應當在保證道路使用功能和運營壽命的前提下，盡可能地優(yōu)化道坡長、坡度等，以確保不出現(xiàn)長大縱坡路段。如果長上坡路段不可避免，路面結(jié)構(gòu)可采用水泥混凝土，以降低高溫條件下車輛對路面的危害，減少車轍病害。對于普通路段，瀝青路面的面層和基層應具有較高的模量、抗疲勞性能等。

（2）增加抗車轍指標。目前國內(nèi)規(guī)范對瀝青路面抗車轍性能評價主要是根據(jù)彎沉值，但是單一的彎沉指標并不能指標反映瀝青路面結(jié)構(gòu)組合的復雜性和車轍的多樣性。特別是當瀝青路面長期處在溫度較高的環(huán)境時，瀝青混合料流動性提高，在車輛荷載作用下被擠密、壓實等出現(xiàn)永久變形，導致路面產(chǎn)生車轍，但此時彎沉值并沒有明顯的變化。因此，瀝青路面結(jié)構(gòu)在設計時可適當增加國外規(guī)范中相關指標，以提高路面建設水平，減少車轍的出現(xiàn)。

3.3 施工質(zhì)量控制

良好的施工質(zhì)量控制方案時改善瀝青路面建設水平的關鍵因素。同時，瀝青路面出現(xiàn)車轍主要原因之一就是路面攤鋪和碾壓過程操作不規(guī)范。為了避免因施工質(zhì)量問題導致瀝青路面出現(xiàn)車轍病害，可從以下幾方面進行質(zhì)量控制：第一，嚴格控制瀝青混合料施工配合比，并對每組混合料性能進行試驗驗證;第二，瀝青混合料在運輸、攤鋪期間，不得出現(xiàn)離析現(xiàn)象;第三，瀝青路面碾壓時應堅持先輕后重、先慢后快的原則，對路面充分壓實;第四，嚴格控制瀝青路面的施工溫度（大于10℃）。

4 結(jié)語

在分析瀝青路面車轍影響因素的基礎上，探討了瀝青路面車轍的產(chǎn)生機理和抗車轍性能強化措施，主要得到了以下幾個方面的結(jié)論：（1）瀝青路面車轍影響因素主要有瀝青混合料性能、路面結(jié)構(gòu)類型、氣候變化、交通條件、施工質(zhì)量等。（2）瀝青路面車轍常見類型包括結(jié)構(gòu)性車轍、壓密性車轍、失穩(wěn)性車轍等，基本呈U形或W形分布。（3）瀝青路面抗車轍性能改善不能只針對某一項因素，而是應該從原材料、配合比、路面結(jié)構(gòu)組合、施工水平等方面對其抗車轍性能進行強化。

參考文獻：

[1]陳振富，吳旦，全鋒，等.瀝青路面車轍主要影響因素綜述[J].中外公路，2016，36（4）：68-72.

[2]蔡旭.瀝青路面抗車轍性能評價及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D].華南理工大學，2013.

[3]莫銀芝.抗車轍劑在高速公路瀝青路面工程中的應用研究[J].福建交通科技，2020（5）：9-11+42.

[4]徐利梅.瀝青路面抗車轍性能強化技術研究[D].長安大學，2009.