淺析瀝青混凝土路面車轍產生原因及預防控制措施

吳焱

（福建市政建設有限公司　福州　350002）

淺析瀝青混凝土路面車轍產生原因及預防控制措施

吳焱

（福建市政建設有限公司福州350002）

福州市以承辦2015年第一屆全國青年運動會為契機，開展城市道路環(huán)境綜合整治，近年來市區(qū)瀝青路面進行了大面積的改造，以便更好的改善人居環(huán)境，提升城市形象。原有的瀝青路面出現(xiàn)了大面積病害現(xiàn)象，尤其以車轍現(xiàn)象最為嚴重。本文以市區(qū)某個“白”改“黑”工程項目為背景，主要從瀝青路面使用的原材料、瀝青混合料的結構類型、基層質量控制、施工工藝、施工機械、環(huán)境影響等多方面因素分析車轍產生的原因，以及采取相應的措施來避免車轍病害對瀝青路面的影響，最大限度的保證車輛通行的安全。

瀝青路面；車轍原因；預防措施

1　工程概況

本工程位于福州市鼓樓區(qū)，道路等級為城市次干路，設計車速為40km/h，設計荷載為標準軸載BZZ-100，改造長度953.726m，寬度14m，路面施工面積約13352.2m2。原路面結構為2cm瀝青混凝土+5cm瀝青碎石+20cm水泥穩(wěn)定砂礫基層+15cm石渣墊層+20cm粗砂隔離層。由于年久失修，瀝青面層出現(xiàn)不同程度的車轍損害，需進行全面改造。

2　車轍的定義

車轍是車輛在瀝青路面上行駛留下的永久痕跡，其是通過車轍試驗來表現(xiàn)瀝青路面的損害程度。試件在溫度60℃、荷載0.7MPa、速率42次/min標準條件下進行的。計算公式如下：

式中：DS——瀝青混合料的動穩(wěn)定度，次/mm；

d1——時間t1（一般為45min）的變形量，mm；

d2——時間t2（一般為60min）的變形量，mm；

N——試驗輪每分鐘行走次數，通常為42次/min；

c1——試驗機類型修正系數，曲柄連桿驅動試件的變速行走方式為1.0，鏈驅動試驗輪的等速方式為1.5；

c2——試件系數，試驗制備的寬300mm的試件為1.0，從路面切割的寬150mm的試件為0.8。

車轍試驗自動記錄的變形曲線如圖1。

圖1　

從圖1讀取45min（t1）及60min（t2）時的車轍變形d1及d2，精確至0.1mm。如果變形過大，在未到60min變形已經到達25mm時，則以達到25mm（d2）時的時間為t2，將其前15min為t1，此時的變形量為d1。

3　原材料

3.1集料

集料是在混合料中起骨架和填充作用的粒料，包括各檔碎石、石屑等粗細集料。

3.1.1粗集料

粗集料是指粒徑大于2.36mm的破碎碎石。本工程瀝青路面上面層采用產自福鼎地區(qū)的玄武巖，其規(guī)格符合設計圖紙規(guī)定的級配范圍。選用壓碎值小、針片狀顆粒含量少、磨耗值小、磨光值大的顆粒，內磨擦角就大，性能就好。

3.1.2細集料

工程施工當中細集料是用玄武巖破碎當中反擊破產生的粒徑小于2.36mm的石屑，其規(guī)格符合相關規(guī)范及設計要求，材料潔凈、干燥、無風化、無雜質。

3.1.3填料

在瀝青混合料中起填充作用，粒徑小于0.075mm的礦物質粉末稱為填料。本項目當中是用三明地區(qū)出產的以碳酸鈣為主要成分的憎水性石灰?guī)r磨制成的礦粉。在混合料中添加礦粉，可以使混合料的粘結力達到最大，改善抗車轍性能。

3.2瀝青

瀝青作為一種有機膠凝材料，是由一些及其復雜的高分子的碳氫化合物及其非金屬（氧、硫、氮等）衍生物所組成的混合料。瀝青與礦物集料的粘結力強，其與集料拌合而成得瀝青混合料具有良好的力學性能及一定的高溫穩(wěn)定性，本工程當中采用進口的SBS改性瀝青，添加型號AR-68抗剝落劑0.3%，使粘附性達到5級。

4　瀝青混合料的結構類型

4.1瀝青混合料性能

瀝青混合料強度的優(yōu)劣與瀝青路面的使用性能息息相關，強度大小是車轍產生的重要原因，而強度主要取決于瀝青混合料的粘結力和內摩擦力。粘結力主要取決于瀝青的稠度，稠度越大粘結力越大，強度也就越高。本項目設計最佳油石比為5.8%，其嚴格按±0.3%來控制。

4.2SMA-13改性瀝青混合料優(yōu)越性

在本工程改造當中，上面層選用玄武巖SMA-13改性瀝青混合料，且添加了0.3%的木質纖維。其是一種單一結構和相互聯(lián)系結構概念的總和，包括瀝青結構、礦料骨架結構以及瀝青-礦粉分散系統(tǒng)結構等。礦料骨架結構是抵抗形成車轍的主要結構，形成這種結構需要使粗大顆粒之間緊密接觸，且用量較多，細料與瀝青形成的瀝青膠漿填充在粗大顆粒形成骨架結構的空隙中。此結構中低檔粒徑的礦料用量很少或幾乎沒有，而填料用量很多，形成斷級配。其空隙率控制在3～4%，作車轍試驗動穩(wěn)定度能達到6000（次/mm）以上，遠高于規(guī)范3000（次/mm）的要求。本工程SMA-13改性瀝青上面層改造完實際圖如圖2。

圖2

5　基層質量控制

基層指的是設在瀝青面層以下的結構層，主要承受由面層傳遞的車輛荷載，并將荷載分布到墊層或土基層上。

5.1基層的承載能力（彎沉值）

本工程瀝青路面出現(xiàn)車轍影響平整度造成結構破壞主要與基層的最大壓應力或最大壓應變有關。彎沉是指在規(guī)定的標準軸載作用下，基層表面輪隙位置產生的垂直回彈變形值（回彈彎沉）。道路施工前，對原有基層進行彎沉檢測，了解原有路面的路況，作為施工的指導資料。

5.2粘層

基層與瀝青混凝土層間灑布改性乳化瀝青透層油，以保證界面結合良好，確保結構層的連續(xù)受力。在原有基層路表驗收合格后噴灑，在路面全寬度內均勻分布成一薄層，并保證滲透深度達到5mm，破乳以后攤鋪瀝青層。

6　施工工藝

6.1配合比設計階段

配合比設計分三個階段：

（1）目標配合比設計；

（2）生產配合比設計；

（3）生產配合比驗證。

6.2拌合、鋪設試驗路段

（1）對拌合樓拌合出來的混合料進行檢測和調整，使其符合設計要求；

（2）通過試驗段檢驗施工組織、施工工藝、機械設備的配套、組合是否合適；

（3）確定攤鋪的松鋪系數、攤鋪溫度、碾壓溫度、遍數、碾壓速度、壓路機的組合以及人員的組織問題，對存在的問題進行總結改進。

6.3瀝青混合料的攤鋪階段

（1）大面積開展施工作業(yè)前，全面清除基層的衛(wèi)生，做到施工面要整潔、干凈，灑布乳化瀝青；

（2）工程施工中采用兩臺攤鋪機聯(lián)合進行，緩慢、均勻、連續(xù)不斷的行進攤鋪，減少施工接縫。

6.4瀝青混合料碾壓階段

（1）溫度計測量初壓溫度、復壓溫度、終壓溫度，滿足各個階段溫度的要求；

（2）碾壓方案依據試驗路段為準；

（3）壓實度要滿足規(guī)范要求，SMA-13瀝青混合料上面層壓實度達到98%以上。

7　施工機械

7.1運輸車輛

（1）運輸車輛要帶有自卸功能，車況良好，車廂清潔，裝滿混合料要用篷布覆蓋，防止溫度降低；

（2）根據工地實際攤鋪量、運輸距離和車輛通行路況確定運輸車輛的數量。

7.2攤鋪設備

在本工程瀝青路面施工中攤鋪機具有自動調節(jié)攤鋪厚度及找平的裝置，有可加熱的振動燙平板，且受料斗容量能夠保證更換運料車時連續(xù)攤鋪。攤鋪速度為2～6m/min，攤鋪時螺旋送料器不停頓地轉動，兩側保持有不少于送料器高度2/3的混合料，并保證在攤鋪機全寬度斷面上不發(fā)生離析。

7.3碾壓機械

上面層采用鋼筒式壓路機碾壓。按初壓、復壓、終壓三個階段，壓路機以慢而均勻的速度碾壓。初壓溫度控制在130～145℃，以能穩(wěn)定混合料，且不產生推移、發(fā)裂為度。碾壓從外側向中心碾壓，碾速穩(wěn)定均勻。初壓碾壓1～2遍，壓后檢查平整度、路拱。復壓緊跟初壓進行，碾壓段長度以為60～80m。終壓收光表面。

8　環(huán)境影響

8.1溫度影響

溫度是最為顯著的車轍影響因素。黑色的瀝青路面具有較強的吸熱能力，使其溫度高于氣溫。由于熱量難于從瀝青路面中散出，使瀝青路面長時間處于高溫狀態(tài)，在車輛荷載下產生流動變形，從而產生車轍病害。所以必須采取措施，降低路面溫度，比如種植行道樹來改善路面的通風，用灑水車路面灑水，降低路表溫度等措施來盡量保持瀝青路面的穩(wěn)定。

8.2水損害

水損害是降水透入瀝青路面產生破壞的現(xiàn)象，主要形式有車轍、坑洞等。在福州地區(qū)，由于地處沿海，臺風頻繁，雨水充足，使得瀝青路面遭到水的破壞嚴重。要預防水損害，必須各個環(huán)節(jié)重視質量，嚴格按標準、規(guī)范要求施工。不僅要重視建設，還要重視養(yǎng)護，要經常保持路面清潔，防止積水。要疏通排水系統(tǒng)，特別是雨季要防止積水滲入路面，影響路面強度和穩(wěn)定性。

9　結束語

瀝青路面車轍往往是由于多種因素綜合作用而產生的。因此在防治車轍的對策上，也并非采取某種措施就能解決問題，只有綜合采取措施才能收到良好的效果。

U416.217

A

1673-0038（2015）21-0212-02

2015-5-6