半柔性抗車轍技術(shù)在道路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用研究

杜森

（北京首發(fā)公路養(yǎng)護工程有限公司，北京 102613）

0 引言

瀝青路面車轍病害是一種常見的道路病害，其產(chǎn)生主要是由于車輛長期行駛在路面上造成的。隨著城市交通的發(fā)展，車輛數(shù)量和車流量的增加，車轍病害也越來越嚴(yán)重[1]。因此，研究如何有效地防止和修復(fù)車轍病害變得越來越重要。半柔性抗車轍技術(shù)是一種較新的道路養(yǎng)護技術(shù)，對此，本文將探討半柔性抗車轍技術(shù)的應(yīng)用原材料配比和具體施工技術(shù)，并結(jié)合市政道路養(yǎng)護工程實例，深入研究該技術(shù)在道路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用效果和優(yōu)缺點。

1 瀝青路面車轍病害的常見類型與成因

1.1 車轍病害類型

車轍病害是指路面上形成的車轍，其主要表現(xiàn)為路面表面凹陷，較深處可能有橫向裂縫。車轍病害按照其形成特征可以分為以下幾種類型：

第一種，線形車轍病害。線形車轍病害是在車轍中心形成的，其形狀為線形，邊緣有明顯的變形。該病害通常出現(xiàn)在單向車道上，由于車輛重復(fù)經(jīng)過同一軌跡形成。第二種，網(wǎng)狀車轍病害。網(wǎng)狀車轍病害形狀呈網(wǎng)狀，是由于交叉車道或多車道道路上的車輛交錯經(jīng)過形成的。該病害通常發(fā)生在路面繁忙的路段[2]。第三種，沉積物車轍病害。沉積物車轍病害是由于路面積水或泥沙等沉積物在車轍內(nèi)積累形成的。該病害通常發(fā)生在雨季或泥濘路段。第四種，脫粒車轍病害。脫粒車轍病害是指路面的瀝青層出現(xiàn)剝落、粉化等現(xiàn)象形成的車轍，其形狀多為較平坦的橫向裂縫。該病害通常發(fā)生在瀝青路面老化嚴(yán)重、使用壽命較長的路段。

1.2 車轍病害成因

車轍病害是由于車輛不斷經(jīng)過道路表面而引起的，其成因涉及多種因素，包括路面材料的性質(zhì)、交通流量、氣候條件等。

首先，路面材料的質(zhì)量對車轍病害的形成有著重要的影響。路面材料的硬度和穩(wěn)定性越低，車轍病害形成的速度就越快。另外，瀝青路面材料在高溫下容易軟化、流動，而在低溫下容易變脆，這也會導(dǎo)致車轍病害的出現(xiàn)。

其次，交通流量也是影響車轍病害形成的重要因素。道路上車流量越大，車轍病害就越容易出現(xiàn)，特別是在繁忙的路段，車轍病害的形成速度更快[3]。這是因為車輛重復(fù)經(jīng)過同一軌跡，使路面材料發(fā)生變形、疲勞等現(xiàn)象，進而形成車轍。

再次，氣候條件也是車轍病害形成的重要因素。在潮濕的環(huán)境下，路面材料的黏著性和強度都會降低，因此車轍病害更容易形成。

最后，溫度的變化也會導(dǎo)致路面材料的膨脹和收縮，從而使路面產(chǎn)生裂縫，進而形成車轍。

2 半柔性抗車轍技術(shù)應(yīng)用期間的原材料配比

2.1 瀝青

瀝青的配比是半柔性抗車轍技術(shù)中的一個重要環(huán)節(jié)。瀝青的配比需要根據(jù)具體情況進行調(diào)整，以保證路面的質(zhì)量和性能。通常情況下，瀝青的配比應(yīng)按照以下比例進行：

一是黏結(jié)劑：根據(jù)路面的不同要求和環(huán)境條件，選用不同牌號和質(zhì)量等級的瀝青，根據(jù)施工要求和技術(shù)規(guī)范確定黏結(jié)劑的用量，一般在4%～7%之間。

二是礦料：根據(jù)路面的不同要求和環(huán)境條件，選用不同級別、種類和質(zhì)量的礦料，根據(jù)施工要求和技術(shù)規(guī)范確定礦料的用量，一般在93%～96%之間。

三是添加劑：為了提高路面的耐久性和抗車轍能力，可以添加適量的聚合物改性瀝青、橡膠粉等添加劑，一般不超過1%，半柔性路面瀝青配比示例見表1。

表1 半柔性路面瀝青配比

2.2 集料

半柔性抗車轍技術(shù)中，集料也是一個非常關(guān)鍵的材料。合理選擇和配置集料可以有效提高路面的抗剪切性和耐久性，降低車轍病害的發(fā)生率。常用的集料種類有石子、碎石、機制砂等。為了提高路面的抗剪切性和耐久性，應(yīng)選擇硬度較高、抗壓強度較大的集料[4]。此外，對于不同粒徑的集料，應(yīng)進行適當(dāng)?shù)募壟洌员ＷC混合料的密實性和穩(wěn)定性。在配合瀝青進行混合料制備時，一般會根據(jù)不同的路面使用環(huán)境和要求，適當(dāng)調(diào)整集料的種類和比例，以達到最佳的路面性能。例如，在高速公路等要求高速行駛的路段，應(yīng)選用更堅硬的集料，并適當(dāng)提高配比，以確保路面的穩(wěn)定性和耐久性。同時，為了減少路面噪聲和提高駕駛舒適性，也可以選用一些具有吸聲和減震效果的集料。

2.3 灌漿材料

灌漿材料也是半柔性抗車轍技術(shù)中的重要組成部分。它的主要作用是填充集料之間的空隙，增加混合料的密實性，提高路面的抗剪切性和穩(wěn)定性，防止車轍病害的發(fā)生。常見的灌漿材料包括瀝青灌漿材料、水泥灌漿材料和樹脂灌漿材料等。其中，瀝青灌漿材料是應(yīng)用最廣泛的一種，其特點是施工方便、成本低廉，可以很好地與集料混合，形成較為堅實的路面結(jié)構(gòu)。而水泥灌漿材料和樹脂灌漿材料則適用于特殊環(huán)境和要求，例如需要進行耐酸堿、防滑等處理的場合。在灌漿材料的配比上，需要根據(jù)具體情況進行合理搭配。一般來說，灌漿材料的使用量應(yīng)控制在總混合料質(zhì)量的5%～10%之間[5]。同時，為了保證灌漿材料的均勻性和穩(wěn)定性，應(yīng)采用專用的灌漿設(shè)備進行施工，并按照設(shè)計要求進行均勻噴灑。

2.4 大孔隙瀝青混合料

大孔隙瀝青混合料是半柔性抗車轍技術(shù)中一種比較特殊的材料，其主要特點是在混合料中添加了一定數(shù)量的空隙，以提高混合料的透水性和透氣性能，從而增強路面的排水和通風(fēng)能力。大孔隙瀝青混合料的配合比例通常為：瀝青∶石子∶空隙=5∶10∶5，也可以根據(jù)實際需要進行調(diào)整。其中，空隙率的控制是關(guān)鍵，一般應(yīng)控制在20%～25%之間。同時，為了確?；旌狭系姆€(wěn)定性和耐久性，應(yīng)注意控制石子的質(zhì)量和粒徑分布，并進行適當(dāng)?shù)呐浜吓c拌和。大孔隙瀝青混合料具有良好的透水性和透氣性能，能夠有效地降低路面積水和冰雪的滑動風(fēng)險，同時也可以提高路面的排水和通風(fēng)能力，防止路面軟化和車轍病害的發(fā)生。因此，在市政道路養(yǎng)護工程中廣泛應(yīng)用，并取得了良好的效果。

2.5 半柔性路面材料

半柔性路面材料是半柔性抗車轍技術(shù)中的一種主要材料，它通常由瀝青、石子、灌漿材料、增塑劑等組成。相比于傳統(tǒng)的剛性路面材料，半柔性路面材料具有一定的柔性和彈性，能夠在一定程度上緩解車輛行駛時對路面的沖擊和振動，減少路面的破壞和車轍病害的發(fā)生。半柔性路面材料的配合比例和特點主要包括以下幾個方面：一是瀝青的配合比例，一般采用70#或90#瀝青，其用量占總混合料質(zhì)量的5%～8% 左右。二是石子的粒徑，石子的粒徑控制在5～25mm 之間，以保證混合料的均勻性和穩(wěn)定性[6]。三是灌漿材料的種類，一般采用水泥、瀝青乳液或聚合物乳液等灌漿材料，用于填充混合料中的空隙，增強路面的整體性和穩(wěn)定性。四是增塑劑的添加，增塑劑可以在一定程度上提高混合料的柔性和彈性，減少路面的破壞和車轍病害的發(fā)生。半柔性路面材料具有較好的適應(yīng)性和耐久性，能夠滿足不同道路等級和交通量的需要。因此，在市政道路養(yǎng)護工程中得到廣泛應(yīng)用，成為一種重要的道路養(yǎng)護技術(shù)。

3 半柔性抗車轍技術(shù)在市政道路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用

3.1 確定車道數(shù)

在半柔性抗車轍技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要確定施工的車道數(shù)。車道數(shù)的確定需要考慮到道路的交通流量和車輛類型，以及預(yù)計的使用壽命等因素。在確定車道數(shù)時，需要考慮以下幾個因素：首先，交通流量是確定車道數(shù)的一個重要因素。如果交通流量較大，那么需要更多的車道來滿足車輛通行的需求。其次，不同類型的車輛對道路的磨損和破壞程度不同，因此需要根據(jù)不同類型的車輛來確定需要施工的車道數(shù)。比如，對于重型貨車比較多的道路，需要施工更多的車道以滿足道路的承載能力。同時，使用壽命也是確定車道數(shù)的一個重要因素。如果預(yù)計使用壽命較長，那么可以適當(dāng)減少車道數(shù)，反之則需要增加車道數(shù)。此外，在確定車道數(shù)后，需要進行具體的施工方案設(shè)計，包括漿體灌注施工、碾壓、碎石與瀝青灑布等工序。同時，需要考慮到道路的交通安全和施工期間的交通管制等問題，確保施工工程的安全和順利進行。

3.2 漿體灌注施工

漿體灌注施工是半柔性抗車轍技術(shù)中非常重要的一項施工工序，它的作用是將漿體灌注到路面基層中，形成一層牢固的基礎(chǔ)，使路面具有更好的承載能力和耐久性。下面是漿體灌注施工的詳細介紹：一是施工前準(zhǔn)備。在進行漿體灌注施工之前，需要對路面基層進行清理，去除雜物和積水等。然后，需要進行路面基層的平整和調(diào)整，確保路面基層符合施工要求[7]。二是漿體配制。漿體的配制需要根據(jù)具體的工程要求進行，包括漿體的種類、比例和配料等。通常漿體是由水泥、砂、石子、水等材料按照一定比例混合制成，確保漿體的流動性和硬度符合要求。三是漿體灌注。在漿體配制完成后，需要將漿體通過泵車或手推車等工具灌注到路面基層中。在灌注過程中需要控制漿體的流動速度和厚度，確保漿體均勻地分布在路面基層上。四是漿體固化。在漿體灌注完成后，需要等待漿體充分固化。這個時間一般需要在24 小時以上，具體時間根據(jù)漿體的配方和當(dāng)?shù)貧夂虻纫蛩囟?。漿體灌注施工是半柔性抗車轍技術(shù)中非常重要的一項工序，它的質(zhì)量和施工效果對道路的整體性能和使用壽命有著非常重要的影響。在施工過程中需要嚴(yán)格按照要求進行操作，確保漿體的質(zhì)量和性能符合要求。同時需要注意施工期間的交通安全和施工現(xiàn)場的環(huán)保等問題，確保施工工程的順利進行。

3.3 碾壓

半柔性抗車轍技術(shù)的碾壓是保證路面密實性的關(guān)鍵步驟，碾壓的目的是使材料之間緊密結(jié)合，排除孔隙，減小瀝青材料的相對移動，提高路面的強度和密實度。首先，碾壓設(shè)備的選擇。為了達到良好的壓實效果，需要選擇適合的碾壓設(shè)備。目前，常用的碾壓設(shè)備有雙鋼輪壓路機和橡膠輪壓路機。其中，雙鋼輪壓路機的壓路效果較好，但對路面的振動較大，易導(dǎo)致路面反彈和開裂。而橡膠輪壓路機的壓路效果相對較差，但對路面振動小，適合用于對路面平整度要求較高的情況[8]。其次，碾壓工藝。一是初期壓實：在漿體灌注完成后，應(yīng)盡快進行初期壓實。初期壓實主要是為了排除漿體中的空氣和水分，保證瀝青材料的緊密結(jié)合。在初期壓實時，應(yīng)采用橡膠輪壓路機，以減小路面振動。二是中期壓實：初期壓實后，需要進行中期壓實，以使材料進一步緊密結(jié)合。在中期壓實時，應(yīng)采用雙鋼輪壓路機，以提高壓實效果。三是后期壓實：中期壓實后，還需進行后期壓實，以進一步提高路面的密實度和強度。

4 結(jié)語

總之，半柔性抗車轍技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于道路養(yǎng)護工程中的技術(shù)，它可以有效地改善道路的性能和使用壽命，并減少車轍病害的發(fā)生。該技術(shù)在原材料配比、確定車道數(shù)、漿體灌注施工、碾壓和碎石與瀝青灑布等方面都有一定的技術(shù)要求和操作規(guī)范。通過合理的施工技術(shù)和材料選擇，可以實現(xiàn)半柔性路面的良好性能和持久耐用。隨著道路建設(shè)和維護的不斷發(fā)展，相信半柔性抗車轍技術(shù)將會得到更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。