路面車(chē)轍病害成因及處治措施

李明奇

摘 要：瀝青路面具有吸熱快、放熱慢等特點(diǎn)，特別是在高溫炎熱的夏季，鋪裝溫度可以達(dá)到68℃左右，一旦溫度過(guò)高，便會(huì)大幅降低路面結(jié)構(gòu)的承載力，導(dǎo)致路面車(chē)轍病害產(chǎn)生。為此，在路面病害處治當(dāng)中車(chē)轍病害依舊是亟待解決的一大難題。本文在充分了解車(chē)轍病害成因的前提下，通過(guò)具體案例，提出了相應(yīng)的解決措施，以期有效提升路面的承載力和抗車(chē)轍能力。

關(guān)鍵詞：瀝青路面;車(chē)轍病害;成因

中圖分類(lèi)號(hào)：U418.68 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)公路事業(yè)迅猛發(fā)展，截至2020年，全國(guó)公路總里程已達(dá)519.81萬(wàn)公里，高速公路達(dá)16.10萬(wàn)公里，居世界第一。隨著公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國(guó)公路網(wǎng)建設(shè)基本完善，瀝青路面因其穩(wěn)定性好、施工速度快、行車(chē)舒適、無(wú)接縫等優(yōu)點(diǎn)在高等級(jí)公路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。然而，在行車(chē)荷載和自然因素的長(zhǎng)期作用下，瀝青路面會(huì)呈現(xiàn)出不同程度的病害問(wèn)題，如車(chē)轍、裂縫、坑槽等，其中車(chē)轍病害影響較大，若不及時(shí)處治，將嚴(yán)重影響路面平整性，甚至?xí)l(fā)交通安全事故。為有效治理瀝青路面車(chē)轍病害，必須找出車(chē)轍產(chǎn)生原因，根據(jù)工程實(shí)際情況，采取有針對(duì)性、合理、科學(xué)的處治措施，提高施工整體質(zhì)量。

1 瀝青路面車(chē)轍病害成因

瀝青路面是高等級(jí)公路最常見(jiàn)的路面形式，在我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)中使用率達(dá)90%以上。隨著公路通行時(shí)間的增加，在行車(chē)荷載和自然因素長(zhǎng)期作用下，路面很容易產(chǎn)生早期病害，比如車(chē)轍。車(chē)轍是高溫條件下瀝青路面在行車(chē)荷載作用下產(chǎn)生的豎直方向上的積累永久變形。瀝青路面車(chē)轍一般分為壓密型車(chē)轍、失穩(wěn)型車(chē)轍、結(jié)構(gòu)型車(chē)轍、磨耗型車(chē)轍等。實(shí)際上，路面車(chē)轍的出現(xiàn)，一般不會(huì)只出現(xiàn)一種類(lèi)型，而是同時(shí)存在多種車(chē)轍類(lèi)型，在這個(gè)情況下，為了保證采取的治理措施科學(xué)、有效，必須對(duì)路面車(chē)轍病害產(chǎn)生原因有所了解，具體分為以下幾點(diǎn)：

（1）空氣及光照。瀝青路面不管是施工，抑或是后期通車(chē)運(yùn)營(yíng)，都會(huì)直接暴露在空氣、陽(yáng)光下?；跒r青路面自身屬于空隙結(jié)構(gòu)，在氧氣、紫外線(xiàn)等自然因素作用下，長(zhǎng)期下去將會(huì)加速瀝青膠結(jié)材料老化速度，進(jìn)而降低瀝青膠結(jié)料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性。

（2）施工情況。施工質(zhì)量對(duì)瀝青路面影響較大，在瀝青路面施工階段，拌和是否均勻、運(yùn)輸是否迅速、攤鋪是否平整、碾壓是否到位，都會(huì)影響路面的路用性能。因此，在瀝青路面施工的各個(gè)環(huán)節(jié)必須做好質(zhì)量控制、施工溫度控制，這樣才能最大限度降低車(chē)轍病害出現(xiàn)。

（3）級(jí)配結(jié)構(gòu)。對(duì)于混合料結(jié)構(gòu)來(lái)講，瀝青混合料級(jí)配起決定性作用。只有骨架密實(shí)級(jí)配合理的情況下，才能將骨架嵌擠作用充分發(fā)揮出現(xiàn)，才能增強(qiáng)層間材料的黏結(jié)效果。一旦混合料級(jí)配過(guò)大，那么很難形成良好的骨架孔隙結(jié)構(gòu)，將會(huì)對(duì)混合料內(nèi)部黏結(jié)效果造成極大影響。反之，當(dāng)混合料級(jí)配過(guò)小，那么同樣會(huì)影響混合料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，無(wú)法形成相互嵌擠的懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)骨架的嵌擠作用。

（4）環(huán)境溫度。作為一種粘彈性材料，瀝青混合料的路用性能和周邊環(huán)境溫度之間息息相關(guān)。比如說(shuō)，溫度較高的情況下，瀝青將逐漸軟化，在此條件下，行車(chē)荷載作用下，瀝青路面的細(xì)集料極易被帶出，進(jìn)而產(chǎn)生車(chē)轍。

（5）環(huán)境水分。我國(guó)地域遼闊，尤其是北方地區(qū)，夏季雨熱同期，瀝青混合料內(nèi)部水分較多，在外部荷載作用下，極易形成動(dòng)水壓力，將吸附于集料表面的瀝青膜破壞，尤其是在暴雨過(guò)后，將加快車(chē)轍的產(chǎn)生，影響瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。

（6）荷載強(qiáng)度。伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)公路網(wǎng)絡(luò)愈加完善，交通量呈逐年快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在車(chē)輛荷載的長(zhǎng)期作用下，瀝青路面設(shè)計(jì)方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍停留在先前的層次上，未能及時(shí)跟隨交通量變化而改變，在重載交通作用下，將會(huì)大大縮短瀝青路面的理論使用年限，導(dǎo)致大量早期病害發(fā)生。

2 工程概況

某公路工程全長(zhǎng)37.8 km，為雙向四車(chē)道，建成通車(chē)時(shí)間較長(zhǎng)，隨著沿線(xiàn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，大大增加了本路線(xiàn)的交通壓力。在行車(chē)荷載和自然因素等影響下，路面出現(xiàn)了一系列病害，如裂縫、坑槽、網(wǎng)裂、車(chē)轍等，已嚴(yán)重影響路面行車(chē)舒適性，甚至?xí)?lái)一定安全隱患。其中車(chē)轍病害較為嚴(yán)重，應(yīng)采取相應(yīng)措施進(jìn)行有效處治。

為了解路面車(chē)轍病害實(shí)際情況，本文以上行、下行及全程公路情況進(jìn)行車(chē)轍病害等級(jí)評(píng)價(jià)，分為五個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，即優(yōu)、良、中、次、差，表1為統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

由表1可見(jiàn)，在本工程中，上行段車(chē)轍病害情況較下行段輕一些，但仍較為嚴(yán)重。在總里程中，本工程每公里RDI評(píng)價(jià)當(dāng)中，“優(yōu)”、“良”并不存在，主要集中在“中”等級(jí)，高達(dá)96.60%;甚至還存在不足1%的“差”等級(jí)評(píng)價(jià)，由此說(shuō)明，本路段路面承載力較為一般，部分路段存在集中病害發(fā)生情況。針對(duì)這一問(wèn)題，決定選擇具有代表性的路段作為試驗(yàn)段進(jìn)行病害處治。

3 瀝青路面車(chē)轍維修整治技術(shù)要點(diǎn)

在車(chē)轍深度較大路段，為保證路面施工性能良好，避免后期渠化交通帶來(lái)嚴(yán)重安全隱患。決定以車(chē)轍病害深度為依據(jù)，合理選擇病害處治措施。針對(duì)深度20 mm以?xún)?nèi)的車(chē)轍病害，本路段可采用微表處施工方案，針對(duì)深度20 mm以上車(chē)轍病害路段，則采用銑刨攤鋪施工方案?；诙喾N因素考慮，本文僅對(duì)銑刨攤鋪在瀝青路面車(chē)轍病害處治中的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析。

3.1 銑刨攤鋪工作原理

銑刨攤鋪處理法多用于結(jié)構(gòu)性車(chē)轍病害，一旦瀝青路面基層被破壞，先挖除基層，再換填新混合料，隨后施工面層。這種處治方法，可保證粘結(jié)層和防水層施工效果，避免二次車(chē)轍等病害發(fā)生。先銑刨再罩面，可進(jìn)一步提升路面承載力，有效改善原路面使用性能。當(dāng)基層破壞后，通過(guò)攤鋪施工可以及時(shí)養(yǎng)護(hù)維修，從根本上消除或控制車(chē)轍病害。

3.2 銑刨攤鋪處治流程

3.2.1 路面銑刨

瀝青路面車(chē)轍病害產(chǎn)生原因多種多樣，其形式也各不相同。因此，需綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)地形、病害原因等多種因素，并在確定車(chē)轍深度的前提下，才能最終確定銑刨深度和面積。沿道路行車(chē)方向采用銑刨機(jī)進(jìn)行銑刨施工。在施工過(guò)程中，通常情況下，前期均要按照設(shè)定高度銑刨，隨著施工的持續(xù)進(jìn)行，可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況，適當(dāng)調(diào)整銑刨高度，隨時(shí)查看病害下面路面是否存在病害，銑刨至底層無(wú)病害才可停止施工。本次銑刨施工，采用分層銑刨方式，應(yīng)留設(shè)橫向臺(tái)階，不得在同一端面設(shè)置橫縫。由此可見(jiàn)，在銑刨完第一層時(shí)，路面存在橫向裂縫，且發(fā)現(xiàn)有水，表明仍有病害存于瀝青下面層或基層處，因此，需向底基層銑刨，保證路面病害得到有效解決，恢復(fù)路面使用性能。銑刨后，即可一層一層處理，提高路面穩(wěn)定性。

在銑刨施工中，應(yīng)保證施工面清潔、干凈。完成上述作業(yè)后，可均勻噴灑乳化瀝青，待乳化瀝青破乳后，即可進(jìn)行攤鋪施工。

3.2.2 拌合和運(yùn)輸

按照配合比設(shè)計(jì)，做好瀝青混合料拌和施工。拌和前，應(yīng)對(duì)瀝青、礦料等材料的加熱溫度進(jìn)行詳細(xì)檢查，保證滿(mǎn)足規(guī)范要求。出料前還要做好試拌工作，待確定質(zhì)量合格后，才能用于施工。同時(shí)，拌和期間要根據(jù)規(guī)定，合理控制拌和溫度、時(shí)間及含水量，避免出現(xiàn)材料離析、花白等情況。

基于經(jīng)濟(jì)性考慮，合理控制運(yùn)距，采用自卸式運(yùn)輸車(chē)進(jìn)行瀝青混合料運(yùn)輸，裝料一般分三次放料，順序?yàn)橄惹?、后，再中部。每裝一次，需對(duì)汽車(chē)位置進(jìn)行一次移動(dòng)，從而降低集料離析的可能。

為達(dá)到保溫的作用，需將篷布加蓋的車(chē)輛頂部，相比拌合能力，運(yùn)能應(yīng)略大一些，這樣才能保障施工的連續(xù)性。若材料運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，已出現(xiàn)離析、結(jié)團(tuán)等情況，嚴(yán)禁使用。

3.3 攤鋪和碾壓

攤鋪前，需保證施工面干凈、無(wú)污染，且保持干燥。卸料時(shí)，需做混合料溫度測(cè)定，若不滿(mǎn)足規(guī)范要求，則不得使用。當(dāng)銑刨厚度在10 cm以上，應(yīng)根據(jù)攤鋪深度進(jìn)行分層攤鋪，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定松鋪厚度、松鋪系數(shù)，保證路面壓實(shí)后，與原路面高度一致。

攤鋪施工后，需及時(shí)進(jìn)行路面碾壓，碾壓一般分為3個(gè)階段，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)原則合理確定壓實(shí)設(shè)備、碾壓速度、遍數(shù)等參數(shù)。初壓時(shí)采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行1～2遍靜壓，碾壓速度為2 km/h～4 km/h。復(fù)壓時(shí)先進(jìn)行1遍靜壓，再進(jìn)行2遍振壓，碾壓速度為1.5 km/h～3 km/h。終壓是為了消除明顯輪跡，因此，碾壓遍數(shù)為2～3遍，碾壓速度控制在2 km～3 km即可。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)公路事業(yè)迅猛發(fā)展，隨著公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國(guó)公路網(wǎng)建設(shè)基本完善，瀝青路面因其穩(wěn)定性好、施工速度快、行車(chē)舒適、無(wú)接縫等優(yōu)點(diǎn)在高等級(jí)公路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。然而，在行車(chē)荷載和自然因素的長(zhǎng)期作用下，瀝青路面會(huì)呈現(xiàn)出不同程度的病害問(wèn)題，如車(chē)轍、裂縫、坑槽等，其中車(chē)轍病害影響較大，若不及時(shí)處治，將嚴(yán)重影響路面平整性，甚至?xí)l(fā)交通安全事故。為有效治理瀝青路面車(chē)轍病害，必須找出車(chē)轍產(chǎn)生原因，根據(jù)工程實(shí)際情況，采取有針對(duì)性、合理、科學(xué)的處治措施，提高施工整體質(zhì)量。

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