行業(yè)知識(shí)包 | 瀝青路面4種車(chē)轍病害分析與防治

作為城市路面的主要形式，瀝青混凝土路面質(zhì)量的好壞影響著人們的出行質(zhì)量。其中，以車(chē)轍為主的路面病害形式的存在，直接威脅著出行者的交通安全，越來(lái)越引起道路設(shè)計(jì)和建設(shè)人員及出行者的高度關(guān)注。

車(chē)轍是路面受到行車(chē)荷載的反復(fù)作用，在縱向上不斷發(fā)生微小變形，這種變形再經(jīng)過(guò)不斷疊加、累積而形成的壓痕，主要表現(xiàn)為在輪跡內(nèi)形成凹陷，而在輪跡兩側(cè)產(chǎn)生隆起的凸起，是瀝青混凝土路面的主要病害形式之一。

路面鋪筑初期，車(chē)轍深度幾乎為零，乘車(chē)舒適度較好；但是隨著行車(chē)次數(shù)的不斷增加，車(chē)轍深度不斷增大，對(duì)行車(chē)造成的影響也不斷變大，乘車(chē)舒適度明顯下降；當(dāng)車(chē)轍深度達(dá)到一定值時(shí)，甚至?xí)?duì)出行者的行車(chē)安全產(chǎn)生一定程度的影響。

我國(guó)根據(jù)車(chē)轍產(chǎn)生原因的不同對(duì)車(chē)轍病害類(lèi)型進(jìn)行了劃分，主要分為以下四種：結(jié)構(gòu)型車(chē)轍、失穩(wěn)型車(chē)轍、磨耗型車(chē)轍和壓密型車(chē)轍。

1、結(jié)構(gòu)性車(chē)轍

由于荷載作用超出了路面的承受力，會(huì)造成瀝青面層以下的包括路基在內(nèi)的結(jié)構(gòu)發(fā)生永久性的變形，這種現(xiàn)象叫做結(jié)構(gòu)性車(chē)轍。這種車(chē)轍現(xiàn)象的特點(diǎn)是：寬度大，兩側(cè)無(wú)明顯的隆起顯像，V字形橫斷面。

2、失穩(wěn)性車(chē)轍

另外還有一種車(chē)轍叫做瀝青混合料的流動(dòng)性或失穩(wěn)性車(chē)轍，即在高溫條件影響下，車(chē)輪反復(fù)作用，使荷載能力超出瀝青混合料的穩(wěn)定極限所導(dǎo)致的現(xiàn)象。

損壞時(shí)容易使車(chē)輪對(duì)應(yīng)的路面部位下凹，車(chē)輪作用的路面兩側(cè)容易產(chǎn)生隆起現(xiàn)象。在彎道處還明顯向外推擠，使車(chē)道線(xiàn)與停車(chē)線(xiàn)容易變成彎曲的曲線(xiàn)，造成交通事故的發(fā)生。

毫無(wú)疑問(wèn)，這部分的車(chē)轍主要表現(xiàn)為瀝青混合料流動(dòng)的特性。這種車(chē)轍現(xiàn)象主要發(fā)生在上坡路段和交叉口附近，因?yàn)檫@段里面的車(chē)速慢、輪胎接地發(fā)生的橫向應(yīng)力較大，對(duì)主要行駛雙輪車(chē)的路段，車(chē)轍斷面成w形，對(duì)行駛寬幅單輪車(chē)的路段，車(chē)轍成非對(duì)稱(chēng)形狀

。

3、磨損性車(chē)轍

磨損性車(chē)轍的發(fā)生現(xiàn)象是比較少的，由于我國(guó)的基層基本上都是半剛性基層，而車(chē)轍基本上都屬于瀝青混合料的流動(dòng)性車(chē)轍，目前，針對(duì)這一車(chē)轍只能通過(guò)采用新材料和改造再生材料來(lái)對(duì)付和防止磨損性車(chē)轍現(xiàn)象的產(chǎn)生。

4、壓密型車(chē)轍

由于瀝青面層的壓密性而造成的，有些高速公路在壓實(shí)施工方面沒(méi)有使路面的形成充分的壓實(shí)度，并且過(guò)分的追求平整度，待降低溫度后碾壓，都會(huì)造成壓實(shí)度不足致使通車(chē)后的第一個(gè)高溫季節(jié)混合料繼續(xù)壓密，在交通車(chē)輛的反復(fù)碾壓作用下，空隙率不斷減小，達(dá)到極限的殘余空隙率后才趨于穩(wěn)定。

車(chē)轍產(chǎn)生的原因是壓密變形導(dǎo)致平整度下降，造成明顯的車(chē)轍現(xiàn)象。

此車(chē)轍也有明顯的特點(diǎn)；兩側(cè)未隆起，有下凹，V字形或w形呈現(xiàn)。這屬于施工不當(dāng)造成的非正常情況下的車(chē)轍現(xiàn)象。主要表現(xiàn)在車(chē)轍形成的初期，車(chē)道線(xiàn)附近，而對(duì)車(chē)輪作用次數(shù)較少的部位，產(chǎn)生的變形影響不大。為減少車(chē)轍，碾壓的加強(qiáng)是施工中最重要的一個(gè)過(guò)程，不要一味的追求平整度而忽略了對(duì)壓實(shí)度的充足，要把孔隙率控制的規(guī)定的范圍內(nèi)

。

根據(jù)上述對(duì)車(chē)轍種類(lèi)的了解，大家可以發(fā)現(xiàn)車(chē)轍產(chǎn)生的原因多種多樣，其中有不可控因素的影響，同時(shí)可控因素也很多，主要包括集料性質(zhì)不達(dá)標(biāo)、級(jí)配選擇不合理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、施工技術(shù)、交通環(huán)境及氣候環(huán)境的影響等原因。

1、集料性質(zhì)不達(dá)標(biāo)

根據(jù)規(guī)范的要求，鋪筑瀝青混凝土所采用的集料達(dá)到一定的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求，即需要具有一定的抵抗壓碎、沖擊、碰撞及摩擦的能力，才能保證鋪筑的瀝青混凝土路面滿(mǎn)足穩(wěn)定性、耐久性等的要求。

但是隨著交通的進(jìn)一步發(fā)展，道路不斷鋪筑，對(duì)石料的需求量大大增加，導(dǎo)致了石料供不應(yīng)求的現(xiàn)狀。于是，在集料的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，材料檢測(cè)過(guò)程中很多人為因素的調(diào)節(jié)，導(dǎo)致對(duì)路用材料的檢驗(yàn)不過(guò)關(guān)，使得集料性質(zhì)達(dá)不到規(guī)范的要求值，容易發(fā)生破碎，導(dǎo)致車(chē)轍病害的發(fā)生。同時(shí)，我國(guó)石料針片狀顆粒含量明顯偏多，也容易導(dǎo)致車(chē)轍病害。

對(duì)細(xì)集料的使用上,應(yīng)嚴(yán)格控制以下兩點(diǎn):一是粉塵含量,碎石加工廠如果不配置除塵設(shè)備,石屑中的粉塵含量必然偏高,導(dǎo)致合成級(jí)配曲線(xiàn)0.075~0.6mm出現(xiàn)駝峰曲線(xiàn),降低抗高溫車(chē)轍性能,另外0.075mm通過(guò)率偏高導(dǎo)致粉膠比偏高,粉膠比高于1.6時(shí),抗高溫車(chē)轍性能迅速下降。因此施工中的石屑一定要除塵,并控制0.075mm通過(guò)率。二是砂當(dāng)量,砂當(dāng)量低,即含泥量高必然降低混合料的抗高溫車(chē)轍性能。

2、級(jí)配選擇不合理

一謂追求路面平整度和穩(wěn)定性，在混合料中摻配的細(xì)集料過(guò)多、粗集料太少，導(dǎo)致混合料內(nèi)部摩擦角較小，形成了一種懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)。然而，這種結(jié)構(gòu)在溫度較高時(shí)，狀態(tài)極不穩(wěn)定，且強(qiáng)度明顯較低，在車(chē)輪反復(fù)碾壓過(guò)程中極易發(fā)生車(chē)轍病害。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

在進(jìn)行瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)時(shí)，將彎沉值作為唯一的控制指標(biāo)，但是由于彎沉指標(biāo)無(wú)法與路面損壞類(lèi)型相統(tǒng)一，導(dǎo)致設(shè)計(jì)模式與損壞模式有很大差別，導(dǎo)致道路在早期便表現(xiàn)為較為嚴(yán)重的車(chē)轍損壞。

4、道路橫、縱坡的影響

道路橫坡的存在使得瀝青混凝土路面受到行駛車(chē)輛車(chē)輪兩側(cè)壓力有所不同，道路外側(cè)受到的壓力大于內(nèi)側(cè)，這樣導(dǎo)致路面外側(cè)車(chē)轍深度要大于路面內(nèi)側(cè)。橫坡越大，內(nèi)外側(cè)差也越大。

許多調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，陡坡路段車(chē)轍病害現(xiàn)象明顯比一般路段嚴(yán)重。不僅是由于該路段受力較大，還由于車(chē)輛在上坡路段行駛速度減慢，該路段受力時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致車(chē)轍損害較

嚴(yán)重。縱坡越大，車(chē)轍病害越嚴(yán)重

。

5、交通環(huán)境的影響

由于對(duì)生活水平和生活質(zhì)量要求的提高，私家車(chē)數(shù)量不斷增加，人們的出行率不斷增大，交通量不斷增大；同時(shí)，由于對(duì)生活物資需求的增加，貨車(chē)出行率明顯增多，軸載不斷加重；此外，車(chē)輛超載現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致路面受到的車(chē)輪壓力有所增加、受車(chē)輪作用的時(shí)間也相對(duì)延長(zhǎng)，車(chē)轍病害發(fā)生的頻率不斷增快。

6、氣候環(huán)境的影響

車(chē)轍的產(chǎn)生受到氣候條件的影響。在溫度較高的7、8月份，瀝青混凝土路面持續(xù)在高溫環(huán)境下，熱量積聚后難以釋放，導(dǎo)致粘聚能力明顯下降，車(chē)轍病害較為嚴(yán)重。但是如果高溫天氣中有降雨的存在，此時(shí)路面積聚的熱量不斷被帶走，可以適當(dāng)?shù)慕档蛙?chē)轍病害。因此，在寒冷、多雨地區(qū)車(chē)轍病害相對(duì)較少，炎熱、少雨地區(qū)車(chē)轍病害相對(duì)較嚴(yán)重。

7、施工方面的影響

瀝青路面在施工中，除了應(yīng)嚴(yán)格按施工規(guī)范要求進(jìn)行施工外，最重要的有兩點(diǎn)：一是瀝青混合料施工溫度的控制，包括拌合、攤鋪、壓實(shí)溫度，都要嚴(yán)格控制；二是瀝青路面的壓實(shí)，及時(shí)有效壓實(shí)更是瀝青路面施工的最后一道工序，也是防止或減輕路面車(chē)轍的最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

根據(jù)車(chē)轍產(chǎn)生原因和嚴(yán)重程度的不同，其所需要的處理方式也各不相同。

1、微表處治直接填補(bǔ)修復(fù)技術(shù)

壓密型車(chē)轍和磨耗型車(chē)轍一般并不太嚴(yán)重，深度大約在2cm以?xún)?nèi)。當(dāng)車(chē)轍深度小于1cm時(shí)，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的單層微表處治填補(bǔ)修復(fù)；如果車(chē)轍深度在1cm～2cm時(shí)，需要進(jìn)行復(fù)式雙層微表處治填補(bǔ)修復(fù)；同時(shí)，如果路面磨光嚴(yán)重或水損壞嚴(yán)重，不僅要進(jìn)行微表處治填補(bǔ)修復(fù)，還要進(jìn)行加鋪罩面處理。

2、銑刨后加鋪瀝青混凝土面層修復(fù)技術(shù)

當(dāng)車(chē)轍深度較大，達(dá)到2cm以上時(shí)，此時(shí)一般為失穩(wěn)型車(chē)轍。由于損壞較為嚴(yán)重，不可以直接進(jìn)行簡(jiǎn)單的填補(bǔ)修復(fù)，只能先采用銑刨的方法將損壞的面層除去，之后認(rèn)真觀察裸露出來(lái)的新面損壞情況，根據(jù)實(shí)際情況給予相應(yīng)的處理，最后鋪筑新的瀝青混合料或再生后的混合料。

受橫向推擠形成的車(chē)轍，如果已經(jīng)穩(wěn)定，可將凸出的部分削除，在波谷部分噴灑或涂刷粘結(jié)瀝青，填補(bǔ)瀝青混合料，并找平、壓實(shí)

。

3、灌注水泥瀝青混凝土路面

該方法需要首先鋪筑瀝青混凝土面層，然后使用稀漿封層攤鋪機(jī)將水泥乳漿“灌入”瀝青混凝土層中，養(yǎng)生后形成半剛半柔性路面。

1、嚴(yán)格集料性質(zhì)監(jiān)督管理

鋪筑瀝青混合料路面所使用的集料必須根據(jù)施工地點(diǎn)的實(shí)際情況，嚴(yán)格按照相應(yīng)規(guī)范要求的技術(shù)指標(biāo)和方法進(jìn)行檢驗(yàn)，之后將滿(mǎn)足使用要求的集料廠家提供給承包商，由承包商負(fù)責(zé)專(zhuān)門(mén)的采購(gòu)及運(yùn)輸工作。

2、優(yōu)化瀝青混合料級(jí)配

不能一謂追求路面平整度和穩(wěn)定性，應(yīng)同時(shí)考慮實(shí)際應(yīng)用情況，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，綜合考慮各種因素最終確定核實(shí)的瀝青混合料級(jí)配范圍。

3、加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

探索新的多指標(biāo)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，以改變單指標(biāo)設(shè)計(jì)帶來(lái)的理論與實(shí)際脫軌的現(xiàn)狀。

4、對(duì)長(zhǎng)大陡坡路段的路面進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)

對(duì)縱坡較大、長(zhǎng)度較長(zhǎng)的路段，其路面結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，盡量減小坡度，降低車(chē)轍病害的嚴(yán)重程度。

5、施工季節(jié)的選擇及環(huán)境的改變

根據(jù)施工地點(diǎn)的氣候狀況，選擇合適的施工季節(jié)，適時(shí)的對(duì)路面進(jìn)行灑水處理，降低路表溫度，在一定程度上減少車(chē)轍病害。

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