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摘要：本文对沥青路面高速公路车辙病害，从内在和外在因素两方面深入分析了产生车辙的原因，并据此从交通管理、路面结构设计和施工等方面提出了综合防治措施，对今后控制车辙病害的发生，具有一定的参考价值。
关键词：沥青路面；车辙；病害；原因；防治
中图分类号： U416.217 文献标识码： A 文章编号：
1前言
车辙是路面结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实，以及结构层材料的侧向位移所产生的累积永久变形。这种变形出现在行车轮带处，即形成路面的纵向带状凹陷。目前已建的沥青路面高速公路都不同程度的出现了路面早期车辙病害。沥青路面的车辙是沥青路面损坏的一种主要形式，它是沥青路面结构各层永久变形的累积，车辙的产生直接导致路面的平整度变差，从而对行车的舒适度和安全性产生不利的影响。为此就要分析车辙产生的根本原因以及所应采取的综合防治措施，以提高路面的使用功能，并进一步提高沥青混合料的高温稳定性，延长路面的使用寿命。
2 车辙的形成机理
2．1 沥青混合料的后续压实
沥青混合料在被碾压成型前是由骨料、细砂、沥青和空气组成的松散混合物，高温下处于半流动状态，由沥青与矿粉组成的胶浆被挤进矿料间隙中，同时骨料被强力排挤成具有一定骨架的结构。碾压完毕交付使用后，沥青路面初级阶段，在汽车荷载作用下进一步压实，形成微量的永久变形，渠化交通后形成初始轮迹。施工技术规范规定，高速公路、一级公路压实度要达到实验室标准密度的96 。沥青路面厚度15 cm，在行车作用下压实度达到100％ ，经计算形成0．6 cm 的轮迹。
2．2 沥青混合料的流动变形
在高温及车辆荷载作用下，沥青混合料中的自由沥青及沥青与矿料形成的沥青胶浆会首先产生流动，从而弓}发沥青混合料的流动变形。
2．3 沥青混合料的结构性失稳变形
处于半固态的沥青混合料，因沥青及胶浆在荷载及高温作用下首先流动，混合料中粗细骨料组成的骨架逐渐成为荷载主要承担者。随着温度的升高或荷载的增大及荷载的重复作用，加上沥青的润滑作用，硬度较大的矿料颗粒在荷载作用下会沿矿料间的接触面滑动，促使沥青及胶浆向其轮迹的法线方向流动，导致沥青路面结构失稳，形成车辙。
3 影响车辙形成的因素
3．1 交通荷载条件
车辆的渠化交通，重载车辆交通量的增加，超载车辆轮载的加重，增加了形成车辙的速率。
3．2 气候与水文条件
路面温度对车辙产生很大影响。在炎热地区，沥青路面在一定气温和日照作用下吸收大量热量，从而导致路面温度升高，容易产生车辙。残留在路面内的水分会大大降低结构层的抗变形能力，极易导致过大车辙的产生。
3．3 路面的结构类型
刚性或半刚性基层变形量非常微小，车辙主要产生在沥青路面结构层内。沥青路面的厚度越大，永久性变形量也越大。
3．4 路面材料的性能与组成
沥青混合料是一种粘弹性塑性材料，其抗变形能力取决于沥青胶脂的粘结力和矿料之间嵌挤力。因而沥青、矿料的性能和混合料的级配类型及组成都直接影响沥青路面的抗变形能力。
3．5 施工条件
施工过程中材料的质量控制、沥青混合料与温度的均匀性、各种材料的用量、碾压温度、压实度和层间的结合效果等都会影响路面的抗车辙能力。
3 施工阶段防治车辙的措施
3．1 渠化交通，限制超载
针对夏季连续高温时段，高速公路运营管理单位可将重车安排在夜间、凌晨路表气温较低时段通过；通过路段可在行车道、超车道交叉通过，减少集中受载。
3．2 采用骨架(嵌挤)型级配
选用沥青混合料中矿料的级配类型对沥青混合料的高温性能有着至关重要的影响，骨架(嵌挤)型结构的高温性能要优于密实型级配；沥青混合料中，粗集料的适度增多有利于提高其高温稳定性。因此在施工过程巾要将级配曲线调整成“S”形，同时严格控制关键筛孔的通过率。
3．3 控制沥青标号和用量
低标号沥青混合料比高标号沥青混合料的高温性能要好，沥青用量略低于设计用量有利于沥青混合料高温性能的提高。但是在实际工程巾，有些地方，虽然气温相差很大，却全部采用重交9O号沥青，沥青用量也相差不大。这显然不合理。应该根据各地气温不同，选用不同标号的沥青，沥青用量许误差应由±0．3％缩小为±O．2％，并着重注意规范建议的“对炎热地区公路以及高速公路、一级公路的重载交通路段，山区公路的长大坡度路段，预计有可能产生较大车辙时，宜在空隙率符合要求的范围内将计算的最佳沥青用量减小0．1％ ～0．5％作为设计沥青用量”。
3．4严格控制矿料质量
必须严格控制粗集料的针片状含量，如果针片状含量过大，在行车作用下，极易发生级配退化，加速车辙的发生。尽量选用强度较好的粗集料，但是一般强度较好的粗集料属巾酸性，与沥青的粘附性较差，必须通过添加沥青抗剥落剂、消石灰或两者综合使用的措施提高混合料的水稳性。细集料的含泥量对路面的高温稳定性有着很大的影响，碎石加工厂如果不配置除尘设备，石屑中的粉尘含量必然偏高，导致合成级配曲线上0．075 mm～0．6 mm出现驼峰曲线，降低抗高温车辙性能，另外0．075 mm通过率偏高导致粉胶比偏高，当粉胶比高于1．6时，抗高温车辙性能迅速下降。因此施_T中的石屑一定要除尘，并控制0．075 mm通过率，禁止使用回收矿粉。
3．5 控制压实度
严格控制压实度是减少压密型车辙的主要措施。关于压实度的标准，现行规范中对高速公路沥青路面的压实度要求为马歇尔试件标准密度的96％。事实上，对于设计空隙率大于4％的混合料而言，要求达到马歇尔密度的96％的压实标准是偏低的。如设计孔隙牢为6％时，96％压实度对应的路面实际空隙率已达到10％，使路面处于极易发生压密型车辙的情况。因此，建议压实度控制时应增加现场空隙率不小于设计空隙牢增加2％作为控制指标，或者采用理论最大密度的92％进行双控。
集料要保证拌和温度和拌和时间，运输过程要在装卸中严格按规范操作；摊铺过程中要注意采用两台摊铺机前后作业，减少混合料不均匀、离析，不得为了追求平整而采用1台机摊铺的方式；对于碾压要注意掌握好碾压节奏和遍数，防止重压和漏压，并要速度、振动幅均匀一致，防止忽快忽慢和忽轻忽重。在混合料碾压时，要坚决杜绝追求平整度而忽视压实度的现象。
4 結束语
通过对高速公路沥青路面早期车辙病害的分析，应从路面结构设计、交通管理等方面进行综合防治，以减少车辙现象的发生，提高路面的高温稳定性，确保路面行车安全、舒适及路面使用寿命的延长。
关键词：沥青路面；车辙；病害；原因；防治
中图分类号： U416.217 文献标识码： A 文章编号：
1前言
车辙是路面结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实，以及结构层材料的侧向位移所产生的累积永久变形。这种变形出现在行车轮带处，即形成路面的纵向带状凹陷。目前已建的沥青路面高速公路都不同程度的出现了路面早期车辙病害。沥青路面的车辙是沥青路面损坏的一种主要形式，它是沥青路面结构各层永久变形的累积，车辙的产生直接导致路面的平整度变差，从而对行车的舒适度和安全性产生不利的影响。为此就要分析车辙产生的根本原因以及所应采取的综合防治措施，以提高路面的使用功能，并进一步提高沥青混合料的高温稳定性，延长路面的使用寿命。
2 车辙的形成机理
2．1 沥青混合料的后续压实
沥青混合料在被碾压成型前是由骨料、细砂、沥青和空气组成的松散混合物，高温下处于半流动状态，由沥青与矿粉组成的胶浆被挤进矿料间隙中，同时骨料被强力排挤成具有一定骨架的结构。碾压完毕交付使用后，沥青路面初级阶段，在汽车荷载作用下进一步压实，形成微量的永久变形，渠化交通后形成初始轮迹。施工技术规范规定，高速公路、一级公路压实度要达到实验室标准密度的96 。沥青路面厚度15 cm，在行车作用下压实度达到100％ ，经计算形成0．6 cm 的轮迹。
2．2 沥青混合料的流动变形
在高温及车辆荷载作用下，沥青混合料中的自由沥青及沥青与矿料形成的沥青胶浆会首先产生流动，从而弓}发沥青混合料的流动变形。
2．3 沥青混合料的结构性失稳变形
处于半固态的沥青混合料，因沥青及胶浆在荷载及高温作用下首先流动，混合料中粗细骨料组成的骨架逐渐成为荷载主要承担者。随着温度的升高或荷载的增大及荷载的重复作用，加上沥青的润滑作用，硬度较大的矿料颗粒在荷载作用下会沿矿料间的接触面滑动，促使沥青及胶浆向其轮迹的法线方向流动，导致沥青路面结构失稳，形成车辙。
3 影响车辙形成的因素
3．1 交通荷载条件
车辆的渠化交通，重载车辆交通量的增加，超载车辆轮载的加重，增加了形成车辙的速率。
3．2 气候与水文条件
路面温度对车辙产生很大影响。在炎热地区，沥青路面在一定气温和日照作用下吸收大量热量，从而导致路面温度升高，容易产生车辙。残留在路面内的水分会大大降低结构层的抗变形能力，极易导致过大车辙的产生。
3．3 路面的结构类型
刚性或半刚性基层变形量非常微小，车辙主要产生在沥青路面结构层内。沥青路面的厚度越大，永久性变形量也越大。
3．4 路面材料的性能与组成
沥青混合料是一种粘弹性塑性材料，其抗变形能力取决于沥青胶脂的粘结力和矿料之间嵌挤力。因而沥青、矿料的性能和混合料的级配类型及组成都直接影响沥青路面的抗变形能力。
3．5 施工条件
施工过程中材料的质量控制、沥青混合料与温度的均匀性、各种材料的用量、碾压温度、压实度和层间的结合效果等都会影响路面的抗车辙能力。
3 施工阶段防治车辙的措施
3．1 渠化交通，限制超载
针对夏季连续高温时段，高速公路运营管理单位可将重车安排在夜间、凌晨路表气温较低时段通过；通过路段可在行车道、超车道交叉通过，减少集中受载。
3．2 采用骨架(嵌挤)型级配
选用沥青混合料中矿料的级配类型对沥青混合料的高温性能有着至关重要的影响，骨架(嵌挤)型结构的高温性能要优于密实型级配；沥青混合料中，粗集料的适度增多有利于提高其高温稳定性。因此在施工过程巾要将级配曲线调整成“S”形，同时严格控制关键筛孔的通过率。
3．3 控制沥青标号和用量
低标号沥青混合料比高标号沥青混合料的高温性能要好，沥青用量略低于设计用量有利于沥青混合料高温性能的提高。但是在实际工程巾，有些地方，虽然气温相差很大，却全部采用重交9O号沥青，沥青用量也相差不大。这显然不合理。应该根据各地气温不同，选用不同标号的沥青，沥青用量许误差应由±0．3％缩小为±O．2％，并着重注意规范建议的“对炎热地区公路以及高速公路、一级公路的重载交通路段，山区公路的长大坡度路段，预计有可能产生较大车辙时，宜在空隙率符合要求的范围内将计算的最佳沥青用量减小0．1％ ～0．5％作为设计沥青用量”。
3．4严格控制矿料质量
必须严格控制粗集料的针片状含量，如果针片状含量过大，在行车作用下，极易发生级配退化，加速车辙的发生。尽量选用强度较好的粗集料，但是一般强度较好的粗集料属巾酸性，与沥青的粘附性较差，必须通过添加沥青抗剥落剂、消石灰或两者综合使用的措施提高混合料的水稳性。细集料的含泥量对路面的高温稳定性有着很大的影响，碎石加工厂如果不配置除尘设备，石屑中的粉尘含量必然偏高，导致合成级配曲线上0．075 mm～0．6 mm出现驼峰曲线，降低抗高温车辙性能，另外0．075 mm通过率偏高导致粉胶比偏高，当粉胶比高于1．6时，抗高温车辙性能迅速下降。因此施_T中的石屑一定要除尘，并控制0．075 mm通过率，禁止使用回收矿粉。
3．5 控制压实度
严格控制压实度是减少压密型车辙的主要措施。关于压实度的标准，现行规范中对高速公路沥青路面的压实度要求为马歇尔试件标准密度的96％。事实上，对于设计空隙率大于4％的混合料而言，要求达到马歇尔密度的96％的压实标准是偏低的。如设计孔隙牢为6％时，96％压实度对应的路面实际空隙率已达到10％，使路面处于极易发生压密型车辙的情况。因此，建议压实度控制时应增加现场空隙率不小于设计空隙牢增加2％作为控制指标，或者采用理论最大密度的92％进行双控。
集料要保证拌和温度和拌和时间，运输过程要在装卸中严格按规范操作；摊铺过程中要注意采用两台摊铺机前后作业，减少混合料不均匀、离析，不得为了追求平整而采用1台机摊铺的方式；对于碾压要注意掌握好碾压节奏和遍数，防止重压和漏压，并要速度、振动幅均匀一致，防止忽快忽慢和忽轻忽重。在混合料碾压时，要坚决杜绝追求平整度而忽视压实度的现象。
4 結束语
通过对高速公路沥青路面早期车辙病害的分析，应从路面结构设计、交通管理等方面进行综合防治，以减少车辙现象的发生，提高路面的高温稳定性，确保路面行车安全、舒适及路面使用寿命的延长。