公路沥青路面车辙病害成因分析及防治措施

1、公路沥青路面车辙病害成因分析及防治措施 摘要：随着我国经济的快速发展，道路上重载、超载现象愈加严重，一些处在重要运输通道的高等级道路更为严重。车辙问题的存在时当前重载交通和渠化交通公路的最典型病害，严重影响行车舒适性和安全性，甚至还减短了道路的使用周期。所以，如何有效降低沥青路面的车辙损坏是个亟待解决的重要问题。鉴于此，本文就简要展开对这一问题的分析论述。 关键词：公路；沥青路面；车辙病害；措施 一、公路沥青路面车辙病害的简要概述 当前，我国经济飞速发展，交通工程也有了很大的发展进步，现今高等级道路绝大部分为沥青路面，致使其出现严重的车辙损坏，且运行初期出现的早期车辙问题大有愈演愈烈的趋势。相

2、当多的沥青路面在运行前几年内，甚至几个月就出现了程度不一的车辙损害，导致了严重的经济浪费。车辙的出现很明显地降低了车辆行驶的舒适及安全性，影响了道路的使用感受，减短了道路的使用周期。因此，降低沥青路面的车辙损坏是个刻不容缓的研究课题。一直以来，全世界范围内每年都有许多道路工作者将科研经费用于沥青道路车辙问题调查研究。大量研究结果表明提高沥青混合料的高温稳定性能，可以有效地预防沥青路面车辙的产生。沥青道路的车辙病害一般从路面材料与路面结构两个方面来缓解，而世界各国对路面车辙的研究，大多偏向于材料方面，对结构因素的研究较少，甚至处于淡化状态。但有研究表明，路面结构因素对于提高沥青路面结构的抗车辙性

3、能具有很大作用，必须加以重视，总结出具有较好抗车辙性能的沥青路面结构组合。在沥青路面工程中，有了较好的路面材料和结构，还需要科学合理的评价方法来评估不同材料及结构组合的抗车辙性能，才能准确比较各自的抗车辙性能。所以评价沥青路面抗车辙性能的方法也是一个重要的研究方向。 二、公路沥青路面车辙病害成因分析 1、我国半刚性基层十分普及，导致我国沥青道路的车辙几乎都发生在面层。而在高等级公路的三个面层中，中面层是最易发生车辙的层位。有研究针对路面结构因素对车辙深度的影响规律进行探究发现，沥青路面车辙变形大部分来源于中面层的流动变形，约占总车辙变形的60%。而中面层的流动变形是在外界温度和外力荷载等综合作

4、用下所导致，利用有限元进行计算，结果表明在模拟真实道路所处的多种不同车辆荷载和温度应力组合工况下，剪应力最大、分布最集中的区域均是中面层；而中面层位于下面层之上，吸收热量更多，又被上面层所覆盖，吸收的热量相对于上面层不易释放，积累的热量最多，因此出现车辙的概率最大。 2、老路车辙严重路段主要集中在烟墩和骆驼圈子纵坡较大路段，车辙深度达到了4cm-7cm，部分路段车辙深度多为1cm-3cm，大部分路段未出现车辙。因此，对于纵坡较大路段，作用时间增长是形成车辙的重要原因。 3、温度因素。气候条件主要包括气温、日照、风、雨等，但是对路面影响最大的是温度因素。在我国南方气候炎热，白天时间长，温度较高，

5、路面车辙现象就比较严重，而在我国北方相应的车辙现象就比南方好一点，特别是冬季温度低，降水少，有利于道路的保护。 4、铺设施工因素。路面基层。路面基层分为无机结合料稳定基层和碎、砾石基层。起稳定路面的作用。路面基层，是在路基表面上用单一材料按照一定的技术措施分层铺筑而成的，其材料与质量的好坏直接影响路面的质量和使用性能。若采用刚性基层，高温稳定性和抗剪切能力就较强。另外如果施工时没有充分压实或者料温不够的话，导致沥青面层压实不足，在通车后的第一个高温季节极易产生车辙。 二、公路沥青路面车辙病害的防治措施 1、调整混合料的矿料级配。现行密实型连续密级配沥青混合料，集料的嵌挤作用比较差，高温抗车辙能

6、力不足，建议对原有沥青混合料的级配进行优化调整，减少公称最大粒径附近粗集料用量，并减少0.6mm以下部分细料的用量，使中等粒径集料较多，形成“s”型嵌挤密实型级配曲线，提高抗车辙性能。改善矿料级配不应只注重上面层，对下面层必须同样引起重视。同时设计过程中可以考虑采用sma、sac等抗车辙性能较强的混合料结构。 2、控制沥青用量和改善沥青性能，公路路面出现车辙，沥青用量偏大是重要原因，因此，在改建或大中修过程中，应严格控制沥青用量，对于部分地域夏季气温较高的地区，沥青用量应在最佳沥青用量的基础上减少0.2%0.3%。同时可以通过改善沥青性能提高沥青的抗车辙性能，尽量采用稠度和粘度较高，高温性能好

7、的沥青，可以采用70#或50#沥青。在超载车辆多、气温高、纵坡较大的上坡路段可采用改性沥青，比较典型的是在基质沥青中添加sbs改性剂，sbs是苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物，它独特的结构使沥青的韧性提高、软化点上升、渗透性降低、高温下的流动倾向减弱，还能提高沥青的刚性、拉伸强度、延性以及回弹性，进而提高沥青混凝土路面的抗车辙性能。 3、掺加抗车辙剂等外掺剂，掺加抗车辙剂是提高路面抗车辙性能的有效措施，在我国常用的抗车辙剂主要分为聚合物类和岩沥青为代表的天然沥青类两种。聚合物类的常用产品有法国的pr、德国的domix和duroflex、国内的有交通运输部公路科学研究院的ra抗车辙剂等，天然沥青类有岩

8、沥青、湖沥青等。聚合物类抗车辙剂中含有的聚合物纤维在高温状态下熔融，可在沥青中起到加筋的作用，增强了沥青的稠度，降低了沥青对温度的敏感性，提高了沥青的弹性恢复性能指标，使得沥青混合料的韧性增强，高温抗车辙性能得到显著提高但由于其与基质沥青发生的不是化学反应，与基质沥青的相容性较差，故低温性能和抗水损害性能不足。岩沥青类抗车辙剂含有大量的极性键，使得它与矿物石料表面的吸附力增强，显著增加了沥青与集料的结合，又由于岩沥青与基质沥青天然的相容性和自身的高温稳定性（高软化点低针入度），使得基质沥青的韧性也得到了很大提高，所以表现出来的是高温抗车辙性能，抗水损害性能和疲劳性能都得到了大幅度的提高。 4、

9、当沥青路面的上、中面层结构出现模量组合不甚合理时，上面层非常容易出现由于沥青混合料的侧向流动导致的失稳变形，随着变形量的逐渐积累也就出现了失稳型车辙。从沥青路面结构的角度出发，改善实际沥青道路整体抗车辙性能的关键手段是：强化中面层的材料设计，使其具有较好的抗车辙性能，与此同时，比较、分析、优化整体面层的结构组合，保证各层材料的模量连续，不出现大的间断变化。 随着沥青路面研究的深入，许多更加经济、环保、可持续的方法被用来提高沥青路面的抗车辙性能。国外一些沥青道路应用研究较广的国家，尤其是美国，为解决越来越多报废轮胎的堆积以及重复利用老旧沥青路面中的沥青混合料，已经开始研究把再生沥青混合料（rap）和橡胶颗粒加入到新的热拌沥青混合料中。通过大量的试验应用，表明这些混合的沥青混合料吸收了橡胶沥青混合料的优点以及旧沥青混合料模量较高的特点，可以有效地改善混合后沥青混合料的抗车辙性能。 结束语 综上所述，车辙是目前重载交通公路的最典型病害，对路面的使用性能和行车安全影响较大，提高沥青道路的抗车辙性能可以从沥青路面材料和路面结构组合两个方面来着手，不同措施对抗车辙性能的改善程度并不相同，需要进行比较找寻经济有效的方式。只有这样，才能更好地促进我国交通事业的发展。 参考