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【摘 要】随着公路运输的快速发展,开展干线公路沥青路面病害特点决策研究,完善沥青路面车辙预防技术，对于提高沥青路面养护的技术水平，确保干线公路的路面使用性能和使用寿命,有着重要现实意义。
【关键词】沥青路面;车辙;预防
沥青路面车辙产生的原因很多，归结起来可分为内因、外因及其它因素3大类。内因主要反映在材料本身的质量上，而外因则主要包括气候条件和交通条件，其它因素则是指路面基层和路面结构组成及其施工质量对路面车辙的影响。
1.公路沥青路面车辙病害分类
1.1结构性车辙
这种车辙的宽度较大，两侧没有隆起现象，横断面呈v字形。可以分为基层破坏型车辙和路基破坏型车辙。
1.2流动性车辙
表现为车轮作用部位下凹，车轮两侧向上隆起，弯道处还会产生推挤，车道标线会因此而变形，这种变形易发生在上坡路段、交叉口附近，即车速慢、轮胎接地产生的横向应力大的地方。这种车辙深度一般会超过30mm， 但是下面的基层没有任何变形。
1.3压密性车辙
这种车辙两侧没有隆起，只有中间部分下凹，成v字形或w形。
2.公路沥青路面车辙成因分析
2.1外部因素分析
外部因素主要包括高温、重荷载、渠化交通、车流量、路面坡度的影响，其中高温和重荷载是两个影响最大、最普遍的因素。
2.1.1高温对车辙的影响
荷载和温度是路面产生车辙的两个重要因素，路面车辙的发展过程实际上是沥青混合料在高温下的蠕变过程。温度越高，沥青混合料的劲度模量越低，抗车辙能力越小。通过调查发现高速公路车辙的产生一般发生在每年的7、8月份中，尤其是连续两三天内出现高温天气时，车辙很容易出现。一般连续的高温使得路面积聚的热量不能很快的释放出去，沥青混合料在持续高温环境下，粘聚力降低，抗剪强度降低导致了路面的破损，同样是高温的天气，在广东等地车辙却出现很少，究其原因是因为南方的雨水较多，对路面起到了降温的作用。
2.1.2超载和车流量对车辙的影响
同轴载作用下沥青层内剪应力理论研究表明；车辙产生的主要原因之一是在车轮竖向和水平荷载作用下，沥青层内产生剪应力，致使沥青混合料产生剪切变形，不可恢复变形的不断累积形成车辙。以半刚性基层沥青混凝土路面作为典型结构，采用有限元力学计算分析方法分析了不同轴载对沥青路面车辙的影响。
从上面的分析不难发现随着车辙试验的轮压增大时，车辙次数降低，但是轮压与车辙次数并不是简单的线形关系，只是随着轮压的增加，车辙次数下降速度加快，当轮压小于设计压强时，车辙次数大幅提升。
2.1.3渠化交通的影响
高速公路渠化交通是产生车辙并进一步加剧的一个重要因素。车辙形成因素的几个外因中，按照分析及实际观测，温度与荷载影响最大，车速与交通渠化对车辙的影响位于其次。当然形成车辙的外部影响因素并不能完全解释车辙形成原因，还必须通过内部因素分析。
2.2内部因素影响
2.2.1结构方面
我们对路面厚度与剪应力关系进行了理论分析；根据高速公路沥青面层厚度的调查，通过有限元计算方法分析，选取了8cm，12cm，15cm和18cm四种面层厚度，得到不同厚度时沥青面层的剪应力计算结果表明：①面层厚度变化对沥青面层剪应力的影响很小。②最大剪应力值位于2-9cm范围，即中面层是承受剪应力主要层次，从现场切割的断面也可以验证这一点。③当沥青层厚度超过18cm时，沥青面层与基层间所受的剪应力趋于零。④沥青面层厚度越小，沥青面层与基层的层间剪应力越大。
2.2.2原材料性质及材料设计方面的影响
①沥青材料性质的影响：优质沥青的使用提高了路面的使用性能。课题组对70号沥青、SBS改性沥青和TLA改性沥青（30:70）混合料进行了车辙的室内试验对比，采用级配类型为AC-20，设计方法采用GTM设计，从试验结果可以看出，改性沥青的粘度大于普通沥青粘度，并且改性沥青混合料的抗车辙能力明显高于普通沥青混合料。②沥青混合料级配的影响：级配是沥青混合料中矿料的最重要特性，几乎影响到沥青混合料的所有重要特性。我们对从现场取回的芯样进行了室内的抽提筛分试验，结果发现车辙较轻的宣大高速公路4.75mm筛孔以上较设计级配普遍偏细，2.36mm筛孔以下较设计级配普遍偏粗，符合优化级配的走向原则，优化级配为S型的紧密嵌挤型矿料级配，S型级配由于减少了最粗部分和最细部分的集料，中间档次的粗集料4.75mm、9.5mm以上部分用量增加，使级配的嵌挤能力大大提高，明显改善了沥青混合料的高温稳定性。而车辙较严重的保津高速公路较设计级配4.75mm筛孔以上偏细,级配已形不成嵌挤结构，是形成车辙主要原因。从试验可以得出,为了提高沥青混合料的高温性能，应该采用粗型级配，并应使矿料级配接近骨架密实结构。
2.2.3 施工质量控制及路面均匀性的原因
目前施工质量也是造成路面车辙病害的主要原因之一，施工中存在的问题主要有：①混合料离析比较严重，造成级配偏差，产生软弱的混合料；②注重平整度，降低了对压实度的要求；③现场施工组织差，碾压不及时，漏压；④油石比控制不准确等因素；⑤施工过程中层间结合差，造成沥青路面层间滑动。
3.预防车辙建议
3.1沥青面层级配方面的建议
沥青混合料的高温抗车辙能力有60%依赖于矿料级配的嵌挤作用，沥青结合料则提供40%的抗车辙能力。通过对较好路段及车辙严重段的级配曲线和混合料组成的认真分析，认为若完全按规范级配范围进行控制，可能出现集料颗粒在可能的重排下达到最密实的级配，这种级配对沥青含量很敏感，沥青用量的微小变化，混合料很容易变得可塑，而使路面产生较大车辙，不能满足重载交通对路面提出的要求。同时随着施工设备和工艺水平的提高，也容许级配范围变窄。所以为避免路面过早出现较大车辙，优化上、中、下面层沥青混合料级配范围，建议对现有规范级配范围进行调整，设计思想是向形成紧密嵌挤骨架结构靠近，采用“抬头平尾”的骨架密实型级配，它不仅有较高的抗车辙能力和较小的空隙率，而目构造深度大，能满足抗滑的击要。同时要控制4. 75mm以上集料的用量。
3.2沥青方面的建议
沥青胶结料的选取应根据工程所在地气候条件，交通量情况，考虑选用高、低温性能良好的改性沥青。如采用基质沥青建议增加对沥青感温性指标针入度指数(N)的检测等，按新修订的沥青规范要求针入度指数范围建议值为:-1- +1;如采用改性沥青，建议对其进行PG等级评价。若采用改性沥青或改性沥青混凝土，严格控制沥青用量，尽可能提高沥青混合料的动稳定度，从而改善抗车辙能力。根据多年的试验研究结果，沥青混合料动稳定度主要取决于沥青结合料，采用贡交通石油沥青AH - 90或AH - 70的密级配沥青混合料，动稳定度小于1 500次/mm，采用改性沥青后动稳定度则可大幅度提高。
3.3沥青面层各层的动稳定度建议
①初压。第1阶段初压习惯上常称作稳压阶段。初压应在较高温度下进行，以不产生推移、发裂为原则。②复压。复压是主要压实阶段，在此阶段至少要达到规定的压实度。复压应该在较高温度下并紧跟在初压后面进行。③终压。第3阶段终压是消除缺陷和保证面层有较好平整度的最后一步。
3.4接缝的处理
接缝处理施工中不可避免的工作缝(横缝)对丁平整度有较大影响，施工中横缝必须进行处理。①采用直接缝(平接缝)，可用切割机划線切割。第2次摊铺时宜将第1次摊铺接头预热，并与第2次摊铺接头一起碾压，要求横向碾压3-4遍，以保证碾压效果。②接缝在各结构层位置应错开，一般不小于50cm。
4.结语
对沥青路面车辙病害的治理，具体采用什么样的养护措施，根据路面的实际情况确定，对于高速公路通车不久产生的车辙病害，应该以预防为主，树立预防性养护的理念。早发现 早治理，才能既节省资金有达到路面养护的目的。
【参考文献】
［１］JTJ 034- 2006.公路路而基层施工技术规范[S].
［２］JTJ 041- 2008.公路桥涵施工技术规范[S].
［３］JTJ 033- 95.公路路基施工技术规范[S].
【关键词】沥青路面;车辙;预防
沥青路面车辙产生的原因很多，归结起来可分为内因、外因及其它因素3大类。内因主要反映在材料本身的质量上，而外因则主要包括气候条件和交通条件，其它因素则是指路面基层和路面结构组成及其施工质量对路面车辙的影响。
1.公路沥青路面车辙病害分类
1.1结构性车辙
这种车辙的宽度较大，两侧没有隆起现象，横断面呈v字形。可以分为基层破坏型车辙和路基破坏型车辙。
1.2流动性车辙
表现为车轮作用部位下凹，车轮两侧向上隆起，弯道处还会产生推挤，车道标线会因此而变形，这种变形易发生在上坡路段、交叉口附近，即车速慢、轮胎接地产生的横向应力大的地方。这种车辙深度一般会超过30mm， 但是下面的基层没有任何变形。
1.3压密性车辙
这种车辙两侧没有隆起，只有中间部分下凹，成v字形或w形。
2.公路沥青路面车辙成因分析
2.1外部因素分析
外部因素主要包括高温、重荷载、渠化交通、车流量、路面坡度的影响，其中高温和重荷载是两个影响最大、最普遍的因素。
2.1.1高温对车辙的影响
荷载和温度是路面产生车辙的两个重要因素，路面车辙的发展过程实际上是沥青混合料在高温下的蠕变过程。温度越高，沥青混合料的劲度模量越低，抗车辙能力越小。通过调查发现高速公路车辙的产生一般发生在每年的7、8月份中，尤其是连续两三天内出现高温天气时，车辙很容易出现。一般连续的高温使得路面积聚的热量不能很快的释放出去，沥青混合料在持续高温环境下，粘聚力降低，抗剪强度降低导致了路面的破损，同样是高温的天气，在广东等地车辙却出现很少，究其原因是因为南方的雨水较多，对路面起到了降温的作用。
2.1.2超载和车流量对车辙的影响
同轴载作用下沥青层内剪应力理论研究表明；车辙产生的主要原因之一是在车轮竖向和水平荷载作用下，沥青层内产生剪应力，致使沥青混合料产生剪切变形，不可恢复变形的不断累积形成车辙。以半刚性基层沥青混凝土路面作为典型结构，采用有限元力学计算分析方法分析了不同轴载对沥青路面车辙的影响。
从上面的分析不难发现随着车辙试验的轮压增大时，车辙次数降低，但是轮压与车辙次数并不是简单的线形关系，只是随着轮压的增加，车辙次数下降速度加快，当轮压小于设计压强时，车辙次数大幅提升。
2.1.3渠化交通的影响
高速公路渠化交通是产生车辙并进一步加剧的一个重要因素。车辙形成因素的几个外因中，按照分析及实际观测，温度与荷载影响最大，车速与交通渠化对车辙的影响位于其次。当然形成车辙的外部影响因素并不能完全解释车辙形成原因，还必须通过内部因素分析。
2.2内部因素影响
2.2.1结构方面
我们对路面厚度与剪应力关系进行了理论分析；根据高速公路沥青面层厚度的调查，通过有限元计算方法分析，选取了8cm，12cm，15cm和18cm四种面层厚度，得到不同厚度时沥青面层的剪应力计算结果表明：①面层厚度变化对沥青面层剪应力的影响很小。②最大剪应力值位于2-9cm范围，即中面层是承受剪应力主要层次，从现场切割的断面也可以验证这一点。③当沥青层厚度超过18cm时，沥青面层与基层间所受的剪应力趋于零。④沥青面层厚度越小，沥青面层与基层的层间剪应力越大。
2.2.2原材料性质及材料设计方面的影响
①沥青材料性质的影响：优质沥青的使用提高了路面的使用性能。课题组对70号沥青、SBS改性沥青和TLA改性沥青（30:70）混合料进行了车辙的室内试验对比，采用级配类型为AC-20，设计方法采用GTM设计，从试验结果可以看出，改性沥青的粘度大于普通沥青粘度，并且改性沥青混合料的抗车辙能力明显高于普通沥青混合料。②沥青混合料级配的影响：级配是沥青混合料中矿料的最重要特性，几乎影响到沥青混合料的所有重要特性。我们对从现场取回的芯样进行了室内的抽提筛分试验，结果发现车辙较轻的宣大高速公路4.75mm筛孔以上较设计级配普遍偏细，2.36mm筛孔以下较设计级配普遍偏粗，符合优化级配的走向原则，优化级配为S型的紧密嵌挤型矿料级配，S型级配由于减少了最粗部分和最细部分的集料，中间档次的粗集料4.75mm、9.5mm以上部分用量增加，使级配的嵌挤能力大大提高，明显改善了沥青混合料的高温稳定性。而车辙较严重的保津高速公路较设计级配4.75mm筛孔以上偏细,级配已形不成嵌挤结构，是形成车辙主要原因。从试验可以得出,为了提高沥青混合料的高温性能，应该采用粗型级配，并应使矿料级配接近骨架密实结构。
2.2.3 施工质量控制及路面均匀性的原因
目前施工质量也是造成路面车辙病害的主要原因之一，施工中存在的问题主要有：①混合料离析比较严重，造成级配偏差，产生软弱的混合料；②注重平整度，降低了对压实度的要求；③现场施工组织差，碾压不及时，漏压；④油石比控制不准确等因素；⑤施工过程中层间结合差，造成沥青路面层间滑动。
3.预防车辙建议
3.1沥青面层级配方面的建议
沥青混合料的高温抗车辙能力有60%依赖于矿料级配的嵌挤作用，沥青结合料则提供40%的抗车辙能力。通过对较好路段及车辙严重段的级配曲线和混合料组成的认真分析，认为若完全按规范级配范围进行控制，可能出现集料颗粒在可能的重排下达到最密实的级配，这种级配对沥青含量很敏感，沥青用量的微小变化，混合料很容易变得可塑，而使路面产生较大车辙，不能满足重载交通对路面提出的要求。同时随着施工设备和工艺水平的提高，也容许级配范围变窄。所以为避免路面过早出现较大车辙，优化上、中、下面层沥青混合料级配范围，建议对现有规范级配范围进行调整，设计思想是向形成紧密嵌挤骨架结构靠近，采用“抬头平尾”的骨架密实型级配，它不仅有较高的抗车辙能力和较小的空隙率，而目构造深度大，能满足抗滑的击要。同时要控制4. 75mm以上集料的用量。
3.2沥青方面的建议
沥青胶结料的选取应根据工程所在地气候条件，交通量情况，考虑选用高、低温性能良好的改性沥青。如采用基质沥青建议增加对沥青感温性指标针入度指数(N)的检测等，按新修订的沥青规范要求针入度指数范围建议值为:-1- +1;如采用改性沥青，建议对其进行PG等级评价。若采用改性沥青或改性沥青混凝土，严格控制沥青用量，尽可能提高沥青混合料的动稳定度，从而改善抗车辙能力。根据多年的试验研究结果，沥青混合料动稳定度主要取决于沥青结合料，采用贡交通石油沥青AH - 90或AH - 70的密级配沥青混合料，动稳定度小于1 500次/mm，采用改性沥青后动稳定度则可大幅度提高。
3.3沥青面层各层的动稳定度建议
①初压。第1阶段初压习惯上常称作稳压阶段。初压应在较高温度下进行，以不产生推移、发裂为原则。②复压。复压是主要压实阶段，在此阶段至少要达到规定的压实度。复压应该在较高温度下并紧跟在初压后面进行。③终压。第3阶段终压是消除缺陷和保证面层有较好平整度的最后一步。
3.4接缝的处理
接缝处理施工中不可避免的工作缝(横缝)对丁平整度有较大影响，施工中横缝必须进行处理。①采用直接缝(平接缝)，可用切割机划線切割。第2次摊铺时宜将第1次摊铺接头预热，并与第2次摊铺接头一起碾压，要求横向碾压3-4遍，以保证碾压效果。②接缝在各结构层位置应错开，一般不小于50cm。
4.结语
对沥青路面车辙病害的治理，具体采用什么样的养护措施，根据路面的实际情况确定，对于高速公路通车不久产生的车辙病害，应该以预防为主，树立预防性养护的理念。早发现 早治理，才能既节省资金有达到路面养护的目的。
【参考文献】
［１］JTJ 034- 2006.公路路而基层施工技术规范[S].
［２］JTJ 041- 2008.公路桥涵施工技术规范[S].
［３］JTJ 033- 95.公路路基施工技术规范[S].