浅析沥青混凝土路面车辙产生原因及预防控制措施

吴焱

（福建市政建设有限公司　福州　350002）

浅析沥青混凝土路面车辙产生原因及预防控制措施

吴焱

（福建市政建设有限公司福州350002）

福州市以承办2015年第一届全国青年运动会为契机，开展城市道路环境综合整治，近年来市区沥青路面进行了大面积的改造，以便更好的改善人居环境，提升城市形象。原有的沥青路面出现了大面积病害现象，尤其以车辙现象最为严重。本文以市区某个“白”改“黑”工程项目为背景，主要从沥青路面使用的原材料、沥青混合料的结构类型、基层质量控制、施工工艺、施工机械、环境影响等多方面因素分析车辙产生的原因，以及采取相应的措施来避免车辙病害对沥青路面的影响，最大限度的保证车辆通行的安全。

沥青路面；车辙原因；预防措施

1　工程概况

本工程位于福州市鼓楼区，道路等级为城市次干路，设计车速为40km/h，设计荷载为标准轴载BZZ-100，改造长度953.726m，宽度14m，路面施工面积约13352.2m2。原路面结构为2cm沥青混凝土+5cm沥青碎石+20cm水泥稳定砂砾基层+15cm石渣垫层+20cm粗砂隔离层。由于年久失修，沥青面层出现不同程度的车辙损害，需进行全面改造。

2　车辙的定义

车辙是车辆在沥青路面上行驶留下的永久痕迹，其是通过车辙试验来表现沥青路面的损害程度。试件在温度60℃、荷载0.7MPa、速率42次/min标准条件下进行的。计算公式如下：

式中：DS——沥青混合料的动稳定度，次/mm；

d1——时间t1（一般为45min）的变形量，mm；

d2——时间t2（一般为60min）的变形量，mm；

N——试验轮每分钟行走次数，通常为42次/min；

c1——试验机类型修正系数，曲柄连杆驱动试件的变速行走方式为1.0，链驱动试验轮的等速方式为1.5；

c2——试件系数，试验制备的宽300mm的试件为1.0，从路面切割的宽150mm的试件为0.8。

车辙试验自动记录的变形曲线如图1。

图1　

从图1读取45min（t1）及60min（t2）时的车辙变形d1及d2，精确至0.1mm。如果变形过大，在未到60min变形已经到达25mm时，则以达到25mm（d2）时的时间为t2，将其前15min为t1，此时的变形量为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，包括各档碎石、石屑等粗细集料。

3.1.1粗集料

粗集料是指粒径大于2.36mm的破碎碎石。本工程沥青路面上面层采用产自福鼎地区的玄武岩，其规格符合设计图纸规定的级配范围。选用压碎值小、针片状颗粒含量少、磨耗值小、磨光值大的颗粒，内磨擦角就大，性能就好。

3.1.2细集料

工程施工当中细集料是用玄武岩破碎当中反击破产生的粒径小于2.36mm的石屑，其规格符合相关规范及设计要求，材料洁净、干燥、无风化、无杂质。

3.1.3填料

在沥青混合料中起填充作用，粒径小于0.075mm的矿物质粉末称为填料。本项目当中是用三明地区出产的以碳酸钙为主要成分的憎水性石灰岩磨制成的矿粉。在混合料中添加矿粉，可以使混合料的粘结力达到最大，改善抗车辙性能。

3.2沥青

沥青作为一种有机胶凝材料，是由一些及其复杂的高分子的碳氢化合物及其非金属（氧、硫、氮等）衍生物所组成的混合料。沥青与矿物集料的粘结力强，其与集料拌合而成得沥青混合料具有良好的力学性能及一定的高温稳定性，本工程当中采用进口的SBS改性沥青，添加型号AR-68抗剥落剂0.3%，使粘附性达到5级。

4　沥青混合料的结构类型

4.1沥青混合料性能

沥青混合料强度的优劣与沥青路面的使用性能息息相关，强度大小是车辙产生的重要原因，而强度主要取决于沥青混合料的粘结力和内摩擦力。粘结力主要取决于沥青的稠度，稠度越大粘结力越大，强度也就越高。本项目设计最佳油石比为5.8%，其严格按±0.3%来控制。

4.2SMA-13改性沥青混合料优越性

在本工程改造当中，上面层选用玄武岩SMA-13改性沥青混合料，且添加了0.3%的木质纤维。其是一种单一结构和相互联系结构概念的总和，包括沥青结构、矿料骨架结构以及沥青-矿粉分散系统结构等。矿料骨架结构是抵抗形成车辙的主要结构，形成这种结构需要使粗大颗粒之间紧密接触，且用量较多，细料与沥青形成的沥青胶浆填充在粗大颗粒形成骨架结构的空隙中。此结构中低档粒径的矿料用量很少或几乎没有，而填料用量很多，形成断级配。其空隙率控制在3～4%，作车辙试验动稳定度能达到6000（次/mm）以上，远高于规范3000（次/mm）的要求。本工程SMA-13改性沥青上面层改造完实际图如图2。

图2

5　基层质量控制

基层指的是设在沥青面层以下的结构层，主要承受由面层传递的车辆荷载，并将荷载分布到垫层或土基层上。

5.1基层的承载能力（弯沉值）

本工程沥青路面出现车辙影响平整度造成结构破坏主要与基层的最大压应力或最大压应变有关。弯沉是指在规定的标准轴载作用下，基层表面轮隙位置产生的垂直回弹变形值（回弹弯沉）。道路施工前，对原有基层进行弯沉检测，了解原有路面的路况，作为施工的指导资料。

5.2粘层

基层与沥青混凝土层间洒布改性乳化沥青透层油，以保证界面结合良好，确保结构层的连续受力。在原有基层路表验收合格后喷洒，在路面全宽度内均匀分布成一薄层，并保证渗透深度达到5mm，破乳以后摊铺沥青层。

6　施工工艺

6.1配合比设计阶段

配合比设计分三个阶段：

（1）目标配合比设计；

（2）生产配合比设计；

（3）生产配合比验证。

6.2拌合、铺设试验路段

（1）对拌合楼拌合出来的混合料进行检测和调整，使其符合设计要求；

（2）通过试验段检验施工组织、施工工艺、机械设备的配套、组合是否合适；

（3）确定摊铺的松铺系数、摊铺温度、碾压温度、遍数、碾压速度、压路机的组合以及人员的组织问题，对存在的问题进行总结改进。

6.3沥青混合料的摊铺阶段

（1）大面积开展施工作业前，全面清除基层的卫生，做到施工面要整洁、干净，洒布乳化沥青；

（2）工程施工中采用两台摊铺机联合进行，缓慢、均匀、连续不断的行进摊铺，减少施工接缝。

6.4沥青混合料碾压阶段

（1）温度计测量初压温度、复压温度、终压温度，满足各个阶段温度的要求；

（2）碾压方案依据试验路段为准；

（3）压实度要满足规范要求，SMA-13沥青混合料上面层压实度达到98%以上。

7　施工机械

7.1运输车辆

（1）运输车辆要带有自卸功能，车况良好，车厢清洁，装满混合料要用篷布覆盖，防止温度降低；

（2）根据工地实际摊铺量、运输距离和车辆通行路况确定运输车辆的数量。

7.2摊铺设备

在本工程沥青路面施工中摊铺机具有自动调节摊铺厚度及找平的装置，有可加热的振动烫平板，且受料斗容量能够保证更换运料车时连续摊铺。摊铺速度为2～6m/min，摊铺时螺旋送料器不停顿地转动，两侧保持有不少于送料器高度2/3的混合料，并保证在摊铺机全宽度断面上不发生离析。

7.3碾压机械

上面层采用钢筒式压路机碾压。按初压、复压、终压三个阶段，压路机以慢而均匀的速度碾压。初压温度控制在130～145℃，以能稳定混合料，且不产生推移、发裂为度。碾压从外侧向中心碾压，碾速稳定均匀。初压碾压1～2遍，压后检查平整度、路拱。复压紧跟初压进行，碾压段长度以为60～80m。终压收光表面。

8　环境影响

8.1温度影响

温度是最为显著的车辙影响因素。黑色的沥青路面具有较强的吸热能力，使其温度高于气温。由于热量难于从沥青路面中散出，使沥青路面长时间处于高温状态，在车辆荷载下产生流动变形，从而产生车辙病害。所以必须采取措施，降低路面温度，比如种植行道树来改善路面的通风，用洒水车路面洒水，降低路表温度等措施来尽量保持沥青路面的稳定。

8.2水损害

水损害是降水透入沥青路面产生破坏的现象，主要形式有车辙、坑洞等。在福州地区，由于地处沿海，台风频繁，雨水充足，使得沥青路面遭到水的破坏严重。要预防水损害，必须各个环节重视质量，严格按标准、规范要求施工。不仅要重视建设，还要重视养护，要经常保持路面清洁，防止积水。要疏通排水系统，特别是雨季要防止积水渗入路面，影响路面强度和稳定性。

9　结束语

沥青路面车辙往往是由于多种因素综合作用而产生的。因此在防治车辙的对策上，也并非采取某种措施就能解决问题，只有综合采取措施才能收到良好的效果。

U416.217

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1673-0038（2015）21-0212-02

2015-5-6