淺析路面車轍形成機理及防治措施

陳發(fā)祥 石金山

摘 要：車轍是瀝青路面最常見、破壞較大的病害形式，不僅會影響汽車運行的舒適性，更會減短路面使用壽命。為此，對瀝青路面車轍形成機理進行研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文在充分掌握車轍形成機理的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，選擇薄層罩面技術(shù)對瀝青路面車轍病害進行處理，以此獲取良好的施工效果。

關(guān)鍵詞：車轍病害；形成機理；工程概況

1 車轍的形成機理

作為一種多相分散體，瀝青混合料的主要構(gòu)成成分為石質(zhì)骨料與瀝青膠結(jié)料，其是通過松散礦料顆粒本身互相嵌擠構(gòu)成骨架，且利用瀝青結(jié)合料膠結(jié)作用形成的混合體。瀝青混合料在外荷載作用下，具有較為復(fù)雜的應(yīng)力及應(yīng)變特點，其彈性變形在低溫或瞬時荷載影響下起關(guān)鍵作用，絕大多數(shù)情況下，粘彈性為其變形主要狀態(tài)。一般瀝青混合料變形特性可通過蠕變試驗進行直觀、形象地表述，在加載瞬間將有瞬時彈性應(yīng)變與塑性應(yīng)變在混合料內(nèi)產(chǎn)生，同時在不斷增加荷載作用時間的過程中，材料應(yīng)變也會隨之增加，但該增加應(yīng)變部分可看做是粘彈性應(yīng)變，可通過荷載作用將其荷載卸除，此時材料能夠迅速恢復(fù)彈性，但其應(yīng)變卻無法徹底恢復(fù)，塑性應(yīng)變與粘塑性應(yīng)變則為剩余應(yīng)變，也可看做是永久變形。在行車荷載長期作用下，路面永久變形將逐步增多，宏觀上可稱為車轍。

2 工程概況

伴隨交通量的不斷加大，某公路工程存在較為嚴重的超載超限現(xiàn)象，局部路段路面結(jié)構(gòu)甚至產(chǎn)生了各類病害問題，其中最為嚴重的病害為車轍。為確保行車舒適度及安全性，需及時維修處理路面，進而提升其路面性能，延長使用年限。相比微表處、熱再生等施工技術(shù)，薄層罩面施工技術(shù)優(yōu)點如下：第一，施工簡單，適用于4cm以下密壓型路面車轍；第二，拌和、攤鋪混凝土溫度要求較低，便于施工；第三，工程成本低，相比銑刨攤鋪、就地?zé)嵩偕⒈硖?，薄層罩面施工成本僅為其60%—80%之間；第四，施工污染小等。

本文選取薄層罩面技術(shù)對瀝青混凝土車轍病害進行處理。具體施工方案如下：銑刨行車道2.5m，隨后進行場地清理，并將高粘度乳化瀝青均勻灑布的施工段，且選取ECA-10密實瀝青混凝土填補作業(yè)。

3 路面車轍處理原材料選擇

1）瀝青。按照本工程施工現(xiàn)場實際情況，選取PG82-22高強瀝青作為薄層罩面混合料膠結(jié)料，其各項指標應(yīng)滿足現(xiàn)行施工規(guī)范規(guī)定。

2）粗集料。選取玄武巖集料作為本工程所需粗集料，其特點為石質(zhì)堅硬、清潔、顆?；镜韧诹⒎襟w，粒徑需控制在4.75mm以內(nèi)。

3）細集料。選取級配適當(dāng)?shù)娜斯ぼ堉菩鋷r細集料作為施工細集料，其特點為堅硬、潔凈、干燥、無風(fēng)化及無雜質(zhì)。

4）礦粉。選取磨細后的石灰?guī)r堿性石料作為所需礦粉。

5）聚酯纖維。為達到混合料路用性能進一步提升的目的，需將2%聚酯纖維適當(dāng)添加到瀝青混合料內(nèi)，且其技術(shù)要求滿足施工規(guī)范規(guī)定。

6）ECA-201易密實添加劑。為達到良好壓實效果，避免材料浪費，改善施工環(huán)節(jié)，需將易密實添加劑摻加到瀝青混合料，要求在100～140之間控制胺值；9%以上控制固含量，6.5～8.5之間控制PH值。

7）粘層油。為確保新鋪混合料能夠充分黏結(jié)原瀝青混合料，需在瀝青混合料攤鋪前，進行粘層油噴灑施工。選取快裂高粘度改性乳化瀝青作為粘結(jié)層瀝青材料，以全自動智能瀝青灑布車作為噴灑設(shè)備。

4 路面車轍處理施工工藝

4.1 配合比設(shè)計

于瀝青混合料路用性能而言，級配組成是否合理影響較大，為實現(xiàn)薄層罩面瀝青混合料抗變形能力、抗滑能力有效提升，需合理確定薄層罩面瀝青混合料目標級配。相比常用級配，薄層罩面瀝青混合料目標級配增設(shè)6.7mm篩孔，該篩孔孔徑條件下，級配上限為50mm，級配中值為40mm，級配下限為30mm。選取馬歇爾試驗確定薄層罩面瀝青混合料配合比設(shè)計，其技術(shù)要求如下：擊實次數(shù)：雙面75次；空隙率3.5%～5.0%；礦料間隙率15%以上；瀝青飽和度70%～85%；流值2～5mm。驗證時以旋轉(zhuǎn)壓實成型為主。

4.2 混合料拌和

為達到拌和溫度有效減少、混合料攤鋪效果增強的目的，可將ECA-201易密實添加劑摻加到混合料內(nèi)，選取專門輸送設(shè)備進行施工。利用延時繼電器進行噴灑量控制，根據(jù)施工規(guī)范規(guī)定比例，將易密實添加劑、瀝青材料一起向拌缸內(nèi)噴入，且在噴灑3s后將瀝青噴入，且在10s內(nèi)控制噴入時間，要求在完成噴灑瀝青作業(yè)前，結(jié)束噴灑易密實添加劑施工。

拌和混合料后，需在60s以上控制單盤料拌和周期，其中3s為干拌時間，且在13s內(nèi)控制瀝青、易密實添加劑噴灑時間，隨后進行6s添加礦粉濕拌施工及30s濕拌施工，以此避免花白料存于易密實瀝青混合料內(nèi)。

4.3 路面銑刨

銑刨前需做好劃線施工，要求銑刨線應(yīng)具有平順特點，且與路線走向相同。因具有較薄銑刨厚度，為提高施工質(zhì)量，應(yīng)保證銑刨機施工精度、線性滿足施工規(guī)定。除此之外，還應(yīng)對用水量加以嚴控，避免出現(xiàn)浮漿問題。

4.4 坑槽清理

在施工設(shè)備清理前，可選取人工方式利用掃帚向坑槽內(nèi)掃入銑刨料，防止污染車道現(xiàn)象產(chǎn)生，清掃時可選取小型清掃車施工，施工時盡可能減少灑水量，避免浮漿產(chǎn)生，增加清掃難度，避免對粘層油施工質(zhì)量造成嚴重影響，或出現(xiàn)粘輪問題。因坑槽兩個立面不易發(fā)現(xiàn)，可選取鋼絲刷通過人工方式反復(fù)刷除，隨后再選取機械進行清理。

4.5 混合料攤鋪及碾壓

相比普通瀝青混凝土，薄層罩面瀝青混合料攤鋪、碾壓施工具有一致性，但需做好溫度控制工作，如瀝青加熱溫度控制在165—175℃；礦料加熱溫度控制在160—165℃；運輸溫度控制在140—150℃；攤鋪溫度控制在130—150℃；碾壓溫度控制在100—150℃；碾壓后溫度控制在70℃。根據(jù)施工要求，必須合理控制粘層油灑布量，一般每平方米粘層油灑布量控制在0.4—0.6kg之間，如小于該值，則會產(chǎn)生花白問題，無法達到粘結(jié)層的功效。如高于該值，攤鋪施工中極易產(chǎn)生粘輪、打滑問題，尤其是在施工當(dāng)天氣溫較高的情況下，將大大增加施工困難程度。

5 結(jié)束語

綜上所述，公路工程施工中，瀝青混凝土路面因力學(xué)性能良好，且施工和易性強的優(yōu)勢得到了大量使用。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，交通量越來越多，道路需承受的壓力也越來越大，加之道路設(shè)計、施工中存有不合理之處，導(dǎo)致路面損壞現(xiàn)象愈加嚴重。在市政道路瀝青路面損害中，最常見的病害就是車轍，為此必須根據(jù)道路使用情況，找出病害原因，采取切實可行的防治措施進行處理，只有這樣才能提高工程質(zhì)量，確保行車安全及舒適性。

參考文獻

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