工程建设标准化2023年9期

沥青路面车辙病害及防治措施

高变 王中元

河南省交通规划设计研究院股份有限公司

摘要：车辙是沥青路面最常见的一种病害类型，车辙病害的出现，会直接影响路面平整性，降低路面整体强度和承载力，甚至影响行车安全。为此，开展沥青路面车辙病害研究具有一定的现实意义。本文在全面了解车辙病害类型的基础上，阐述了车辙病害的产生原因，并结合具体案例，提出了防治措施，以期修复路面病害，延长工程使用寿命。

关键词：沥青路面；车辙病害；类型；防治措施

引言

随着我国公路建设事业的迅速发展，公路服务年限也得到了进一步的增家，但在实际当中，很多路面存在早期病害问题，比如车辙、裂缝、坑槽、沉陷等，其中车辙病害最为严重，若处理不当，将会严重影响行车舒适性和安全性。为此，寻求行之有效的路面车辙病害处治方法，对提升道路质量和耐久性至关重要。

一、车辙病害类型

在车辆荷载作用下，沥青路面在垂直方向上将会出现永久变形累积，此类变形集中出现于夏季高温时节，也就是所说的车辙。在重交通、渠化交通条件下，半刚性基层的沥青路面中，沥青面层为车辙高发结构层，而其他结构层变形量占比较小。因此，根据车辙成因不同，可将其分为失稳型、结构型、磨耗型。具体如下：

1、失稳型车辙。车轮荷载影响下，沥青路面结构层内部材料很容易出现侧向流动，尤其是行车轮迹带。沥青混合料高温稳定性较差的情况下，车轮反复碾压时，产生的剪应力往往在混合料抗剪强度以上，流动变形持续累积，进而产生车辙。此类车辙，主要体现为两种形式，其一，车轮荷载反复作用下，在车轮碾压部位往往会出现凹陷现象；其二，车轮碾压作用下，碾压较少的部位，则会出现向上隆起情况，比如弯道位置，向外推挤情况很突出，车道横断面处，则会出现W型；而行车轮迹带位置，则会形成U型。

2、结构型车辙。荷载作用下，沥青路面将会形成整体的永久变形，即结构型车辙，此类变形成因在于路基变形传递至面层。

3、磨耗型车辙。在行车荷载和自然环境长期作用下，沥青路面顶层材料损耗日渐严重，特别是雨雪天气，为了加大汽车防滑作用，常常会采取防滑链等措施，很容易引发磨耗型车辙。

4、压密型车辙。路面碾压后，但并未达到完全致密的效果，沥青混合料内仍存在很多孔隙。待竣工验收后，在车辆的荷载作用下，沥青路面的密实度将不断提升，在轮迹带等位置，很容易产生压密型车辙。

在上述4类车辙当中，最常见、最严重的为失稳型车辙，原因在于我国多采用半刚性基层的沥青路面，而结构型车辙不常见。汽车驾驶人员对道路质量的第一感官是路面平不平、是否防滑、噪声大小等，而非路面结构强度和稳定性。当路面出现车辙病害，路表变形加剧，破坏路面平整度，大幅影响路面行车舒适性，甚至严重时，还会危害行车安全。为此，必须重视路面车辙问题。

二、沥青路面车辙病害原因

当前，在我国沥青路面病害中，车辙病害多为流动性车辙类型，这种车辙病害的产生往往是由多方面因素引起的，而非一个单方面。可以认为是外部环境与内部材料共同作用下引发的病害。其中最主要的原因可归结为以下几点：

1、沥青混合料抗剪强度低。作为一种柔性路面，沥青路面中车辙是其主要破坏形式。在行车荷载长期反复作用下，沥青路面将受到反复剪力作用，若与材料自身抗剪强度相比，受到的反复剪力过大，则沥青会流向两侧，甚至出现变形，伴随时间的推移，将会产生车辙。对沥青混合料抗剪强度影响较大的因素包括：沥青用量过多、级配不当、矿粉用量不准确、设计方法有问题等。

2、重载交通和气候。形成车辙的外部因素主要为重载交通、夏季高温等。在气温逐步升高的过程中，沥青混合料的刚度会随之下降，此时其结构强度也会因此而降低，同时，加之超载超重车辆的反复碾压，将会出现较为严重的渠化现象，进而加重车辙病害。

3、层间结合处理不合理。在路面设计过程中，界面条件满足完全连续是最理想的状态。若反之，则路面会出现分层情况，且各层间的极限拉伸应力、应变都会有所不同，这种情况下，将会增加路面被损坏的几率。

4、施工不均匀性。在基层质量不错的情况下，于半刚性基层沥青路面而言，若处于高温条件下，沥青混合料的抗剪强度、面层厚度均是影响路面抗车辙能力的主要因素。经室内研究表明，沥青混合料的抗车辙能力一般用动稳定度表示，在长期车辙试验研究中发现，在级配、油石比较为良好的条件下，若混合料拌和不均匀，或装料成型不均匀，那么，必定会影响动稳定度结果，甚至会出现20%以上的偏差。但实际施工中，这种影响更大。无论是混合料的拌和、还是摊铺、或是碾压等，所有施工环节均会对路面质量均匀性造成影响。若施工存有不均匀性，则会影响整个施工质量控制，甚至会出现路面局部温度不足、压实不足等一系列问题，最终出现水损害，或产生车辙病害。

三、工程概况

某公路工程为双向四车道，为沥青混凝土路面，路面结构为73cm厚。自通车运营后，逐步产生不同程度地早期病害，主要包括车辙、裂缝等，且呈不断扩大趋势，如不及时治理，将对路面正常行车功能造成严重影响，为此，决定进行大面积维修养护。经断面切槽观察可见，主要为失稳型车辙，变形集中出现于路面中上面层，半刚性基层未见病害。车辙位置路面上面层为3.1cm厚，此厚度下面层具有较低抗剪强度，根本无法承受反复荷载。同时，发现车辙位置中面层具有较大空隙率，混合料密实度不够，这种情况下，中面层整体强度较低，在车辆碾压作用下极易补充压实。

为更好地了解车辙病害情况，决定进行取芯试验，本试验选具有代表性的8个芯样，通过计算可得，上面层平均厚度为3.5cm、中面层平均厚度为4.5cm、下面层平均厚度为5.9cm，且37.7cm为水稳碎石上基层平均厚度。经观测，8个芯样沥青面层较为完整，但中面层、底面层都存在较大空隙，同时，8个芯样水稳层都呈现出完整、松散各半的现象。且有大量泥土存于芯样沥青层和水稳层之间，具有不均匀性。按照《公路沥青路面施工技术规范》要求，试验所选沥青混合料级配均满足技术规范要求，但嵌挤性较差，为此决定选取超薄磨耗层用于路面车辙维修养护，以此有效提高施工效果。

四、沥青路面车辙病害防治措施

1、旧路处治

根据施工现场具体情况，在车辙病害处理中，必须铣刨车辙路面，且根据车辙深度进行处理。当车辙深度在1.5cm以下时，则不予处理；当车辙深度在1.5~2.5cm范围内时，则先铣刨车辙波峰，随后将超薄磨耗层铺设其上；当车辙深度在2.5cm以上时，可整体铣刨处理所有车辙，并通过AC-13沥青混合料进行处理。

2、施工工艺

（1）拌和

施工前，需先做试拌，对混合料配合比进行详细检测，通过马歇尔试验，确定温度、矿料级配、沥青含量等参数，如存有问题，需及时调整。在原材料准备过程中，必须合理控制材料温度，如在160~175℃之间控制SBS改性沥青温度，在190~205℃之间控制矿料温度。待矿料温度达到规定值后，即可向搅拌缸内投料，随后投入其他材料，此时可进行10s干拌。按照6.6%石油比，将基质沥青投入，此时可进行45s以上湿拌。待完成搅拌工作后，需合理控制混合料温度，不得高于195℃。

（2）运输

因热混合料具有较大粘度，极易粘贴到运输车车厢周围，增加卸料困难性，为此可适当喷洒或涂抹植物油、肥皂水，避免问题出现。根据设计要求，必须在规定时间、温度条件下，将混合料及时运输到施工场地，且完成压实工作。如混合料出现离析、花白、团块等情况，则不得使用。为保证摊铺连续施工，需合理控制运料车和摊铺车之间的距离，一般以10~30cm为准。卸料过程中，需挂空挡，依托摊铺机不断前进，如施工断面上存有残料则需及时清除。

（3）摊铺

通常选用机械法完成摊铺施工，如存有死角，则可结合人工进行摊铺。施工前，需做好摊铺预热工作，一般为1h，要求摊铺厚度必须与设计要求相符。为避免离析问题，不得通过人工耙平。沥青路面施工对温度要求较高，在施工中必须严格控制摊铺温度。

（4）压实

初压、复压及终压是沥青混合料压实三个阶段，各阶段压实呈循序渐进的趋势，必须保证施工连续性，不允许阶段。初压时可选用钢轮压路机进行2遍静压，复压时则可先通过钢轮压路机3遍振动压实，随后再通过轮胎压路机进行3遍揉搓碾压施工。终压是为了消除轮迹，此时选用钢轮压路机进行1遍静压、收光即可，待碾压完成后，需检查压实度，必须保证满足设计要求。

（5）开放交通

严禁任何车辆、工具放在碾压完并未冷却的沥青面层，同时不得随意丢弃杂物。当沥青面层碾压后，路面温度降至50℃以后，才能开放交通。如路段撒铺黏层，需一次摊铺完混合料，严禁存留断面。

3、质量检测

（1）车辙检测。本次研究的重点为车辙，为解决车辙病害，养护方案从混合料入手，采用密级配沥青稳定碎石混合料。在车辙养护施工后检测时，可采用激光车辙仪或综合检测车按照试验要求进行测定，并统计车辙深度。经检测可知，车辙平均最大车辙在0.2-2cm之间，经统计，车辙深度在1cm以内的占比79%，车辙深度在1-1.5cm的占比20%，车辙深度在1.5-2.0cm之间的占比1%。由此可见，通过养护维修后，路面车辙病害得到了修复，且施工效果良好。

（2）路面平整度。平整度是衡量沥青路面性能的重要指标之一，路面是否平整直接关系到行车舒适性和安全性，当路面车辙病害出现，必定会影响路面平整度。为此，在施工检测时，必须高度重视沥青路面平整度的施工质量控制。平整度检测可按照施工试验规程，采取连续式平整度仪进行测定。每隔100m对试验段进行连续检测，通过平整度指标变化情况，分析路面的路用性能。经检测可知，在试验段内IRI在1.2-2.3m/km之间，通过评价分析，指数为优的占比高达97%左右。由此可见，车辙病害处治时采用密级配沥青稳定碎石混合料，可提高路面的平整度，改善路面使用性能。

五、结束语

综上所述，沥青路面是我国高等级公路常用路面结构形式，在通车运营过程中，随着时间的增加，沥青沥青路面各项使用性能会出现不同程度的衰减，进而影响路面舒适性和服务能力。一旦路面结构强度减弱，便会增加路表弯沉，降低路面结构承载力。车辙是一种永久性变形，加剧路面破损程度，影响路面平整性和行车安全。特别是在重交通条件下，车辙危害更大。本文结合具体案例，提出了相应的养护预防措施，希望能够有效控制车辙，修复路面病害。

参考文献：

[1]郭远芳,曾生河.探析公路沥青混凝土路面的车辙病害检测[J].建材与装饰.2019,(31).267-268.

[2]王慧明.沥青混凝土路面车辙病害及预防对策[J].山西建筑.2018,44(6).125-126.

[3]王亚平.山东省国省道沥青路面车辙的影响因素及应对措施[J].商品与质量.2018,(11).138.

[4]卓文静.沥青混凝土路面的车辙病害和预防措施[J].城市道桥与防洪.2017,(11).122-124.

[5]陈广森.沥青路面车辙病害分析及处置方法[J].大陆桥视野.2017,(8).72.

[6]高英辉.沥青路面车辙的影响因素及预防措施[J].交通世界（上旬刊）,2019,(7):56-57.