瀝青路面車轍病害原因與處治方案

1、材料辭損底基屈 地墓而形成高出頂 路表面的凸編瀝青路面車轍病害原因與處治方案一、什么是車轍：車轍是車輛在路面上行駛后留下的車輪永 久壓痕。 過去，人類廣泛應(yīng)用馬車，在泥土路 上走，由于土路較軟，車過后路面就有壓痕， 雨 后，路面有泥水壓痕更深。 古人云："前面有車， 后面有轍。”車走多了，路上留下兩條平行的很 深的車轍。 現(xiàn)代路面車轍是路面周期性評價及 路面養(yǎng)護中的一個重要指標。 路面車轍深度直接 反映了車輛行駛的舒適度及路面的安全性和使 用期限。路面車轍深度的檢測能為決策者提供重 要的信息，使決策者能為路面的維修、養(yǎng)護及翻 修等作出優(yōu)化決策。二、瀝青路面車轍的類型和產(chǎn)生原因:瀝青混

2、筋土曲層下的一探或蟄除路面給構(gòu)屬形瀝青路面的車轍分為磨耗磨損型車轍、結(jié)構(gòu)性車轍、失穩(wěn)型車轍、壓密型車轍四種類型1、磨耗型車轍產(chǎn)生原因：在交通車輛輪胎磨耗和環(huán)境條件的綜合作用下，路面磨損，面層內(nèi)集料顆粒逐漸脫落；在冬季路面鋪撒防滑料（如：砂）時，磨損型車轍會加速發(fā)展。2、結(jié)構(gòu)型車轍產(chǎn)生原因：這類車轍主要是基層等路面結(jié)構(gòu)層或路基強度不足，在交通荷載反復作用下產(chǎn)生向下的永久變形，作用或反射于路面。3、失穩(wěn)型車轍產(chǎn)生原因：絕大多數(shù)車轍是由于在交通荷載產(chǎn)生的剪切應(yīng)力的作用下，路面層材料失穩(wěn)，凹陷和橫向位移形成的。此類車轍的外觀特點是沿車轍兩側(cè)可見混合料失穩(wěn)橫向蠕變位移形 成的凸緣。一般出現(xiàn)在車輛輪跡的區(qū)

3、域內(nèi)，當經(jīng)碾壓的路面材料的強度不足以抵抗交通荷載作用于它上面的應(yīng)力、特別是重載車輛高頻率通過，路面反復承受高頻重載時，極易產(chǎn)生此 類車轍。此外，在高速公路的進、出口， 交費站或一般公路的交叉路口等減速或緩行區(qū)，這類車轍也較為嚴重。因為這些地區(qū)車速較低，交通荷載對路面的作用時間較長，易于引起路面材料失穩(wěn)，橫向位移和永久變形。4、壓密型車轍在施工中碾壓不足，開放交通后被車輛壓密而形成車轍。不過這類車轍如果是由于路面施工質(zhì)量控制不嚴造成的非正常病害，一般在討論車轍時，多不考慮。從車轍的形成過程來看， 車轍主要是高溫下瀝青面層因瀝青軟化而進一步密實，以及瀝青變軟對礦質(zhì)骨架的約束作用降低而使得骨架失穩(wěn)，

4、 表明瀝青對混合料的高溫性能十分重要。 當 然骨架的穩(wěn)定性和細集料的多少也會影響車轍形成的進程。在道路的交叉口或變坡路段， 此類高溫變形更易發(fā)生，這主要與較大的水平荷載作用下抗剪強度相對不足有關(guān)。三、影響瀝青路面車轍形成及其深度的主要因素：1、瀝青混合料現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計的主要依據(jù)指標是瀝青混合料的強度，其取決于混合料的粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角，受集料物理化學性質(zhì)的影響；粘結(jié)力又取決于瀝青材料的化學結(jié)構(gòu)、膠體結(jié)構(gòu)、 物理化學性質(zhì)、稠度、瀝青膜的厚度、瀝青礦料比、瀝青與礦粉系的分散結(jié)構(gòu)特征以及瀝青 與礦料的相互作用，增加內(nèi)摩擦角和礦料等顆粒間的嵌擠作用可以提高瀝青混合料的抗剪穩(wěn) 定性。 材料性質(zhì)。瀝青的

5、粘度和瀝青與礦料之間的粘附性是影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的兩個因素；瀝青粘度越大， 瀝青與礦料之間的粘附越好，那么混合料的高溫穩(wěn)定性越好，因此要選用粘度大的瀝青和非酸性礦料以提高混合料的高溫穩(wěn)定性和強度，以便產(chǎn)生較高的抗車轍能力；瀝青改性是一種提高瀝青高溫穩(wěn)定性的有效手段，據(jù)佐治亞洲的加載車輪檢測結(jié)果證明，改性瀝青混合料同標準混合料相比車轍深度有明顯減少。 礦物集料的表面紋理、料顆粒大小、形狀、級配、顆粒相互位置、礦料數(shù)量、可以影響混合料的孔隙結(jié)構(gòu)， 即孔隙的大小、形狀與連通閉合情況、 瀝青用量狀況以及瀝青的用量 和瀝青同集料的互相作用情況，因而可以對車轍的大小表現(xiàn)出不同的影響。采用潔凈堅硬的碎

6、石，硬度大、棱角尖銳的砂以及高質(zhì)量的礦粉對于抵抗永久性變形十分有利。在整個礦料混合料中對瀝青溫度穩(wěn)定性影響最大的是礦粉，用石灰?guī)r和冶金礦渣制成的礦粉摻拌的瀝青混合料有較高的高溫穩(wěn)定性能。 礦料級配。為探討集料級配對車轍大小的影響，有關(guān)研究人員將集料分為過細級配組、細級配組和粗級配組三種，環(huán)道試驗結(jié)果表明：熱拌瀝青混合料在最佳瀝青含量、8%空隙率時粗級配有較大的車轍深度，過細級配次之，細級配組車轍深度最小。另有單軸荷載試驗資 料:在最佳瀝青含量時中粒式瀝青混合料車轍最小，細粒式次之，粗粒式大于細粒式，瀝青碎石車轍最大。可見，單純增大礦料粒徑并不能提高路面抗車轍能力，而良好的級配和最大的密實度因增

7、加了礦料之間的嵌擠力，而提高了混合料的高溫抗車轍能力。 空隙率。在進行瀝青混合料配合比設(shè)計時，對空隙率的選擇一般都是根據(jù)當?shù)夭牧虾徒?jīng)驗進行的，當取值過高時，提高密實度可增加骨料間的接觸壓力，從而提高路面的抗車轍能力，相應(yīng)地瀝青和礦粉用量也要增加，從而又削弱其抗車轍能力。當空隙率小于某一臨界值后，繼續(xù)減小空隙率，使得混合料內(nèi)部沒有足夠的空隙來吸收材料的流動部分，造成混合料外部的整體變形，由此而形成車轍。大量試驗表明：各種級配的混合料在最佳瀝青含量時， 隨空隙率的增大車轍有所增加。2、路面結(jié)構(gòu)組成瀝青路面的抗車轍能力除了受所用材料及其性能影響外，還與路基類型和路面厚度有 關(guān)。瀝青路面厚度與車轍的關(guān)

8、系較為復雜，同樣的材料在不同的路面結(jié)構(gòu)中會表現(xiàn)出不同的性能，有關(guān)室內(nèi)環(huán)道試驗表明 ：當其路基為砂土材料時，面層厚度對車轍影響很大，面層瀝 青混合料較薄時車轍較深，而且較大部分來自路基的形變；而當面層較厚時，路基基本上不 產(chǎn)生車轍。 在當路基為剛性或半剛性材料時， 車轍的深度隨瀝青混合料面層厚度的增大而增 加，這時的車轍總量 90% 來自于瀝青混合料面層本身，由此認為，當路基和基層強度較高 時，采用薄瀝青混合料面層可以有效地控制車轍深度， 而當路基基層強度較弱時應(yīng)適當增加 面層厚度， 但這樣構(gòu)筑的道路， 往往由于路面回彈模量與路基回彈模量之間的比值過大， 帶 來不盡合理的結(jié)構(gòu)組合，而且也不夠經(jīng)濟

9、。3、交通荷載及環(huán)境條件渠化交通。 由于城市道路交通組織的渠化， 導致瀝青路 _面車轍破壞的情況日漸突出， 在同一結(jié)構(gòu)、同一條道路上，劃分出不同交通形式的兩段道路進行試驗，結(jié)果證明:渠化交通路段的車轍顯著增長， 混合交通路段車轍增加較慢， 其原因是混合交通時荷載作用范圍較 寬，變形面較大，同一位置的車轍累積較小，而渠化交通同一位置處的車轍累積量大。荷載。日本研究人員的試驗結(jié)果證明 ：車輛超載加快路面的病害。在不同的軸載作用 下，重軸載作用產(chǎn)生的車轍較輕軸載大得多； 道路交叉口和停車點的車轍通常為正常行駛路 段的25倍。4、環(huán)境氣候條件 當氣溫較高時，瀝青路面表現(xiàn)為強度降低容易產(chǎn)生車轍，各種試驗

10、均表明：路表溫度升高車轍增長加快， 這是因為瀝青粘度的大小反映了瀝青抵抗蠕變的能力， 當溫度升高時瀝青 粘度變小， 其抵抗蠕變的能力下降， 在受到外力時很容易產(chǎn)生永久剪切變形導致瀝青材料橫 向流動而產(chǎn)生車轍。 當路面積水或路面結(jié)構(gòu)含水量增加時， 瀝青和礦料之間的粘結(jié)力在潮濕 條件下會被削弱或破壞， 在行車荷載和水分的聯(lián)合作用下， 這種病害會明顯加劇， 從而導致 瀝青路面產(chǎn)生較大的車轍。四、解決措施(1) 合理的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計。面層直接承受車輪荷載反復作用和自然因素影響，因此要有足 夠的承載力，以承擔設(shè)計期內(nèi)累計軸載次數(shù)， 限定車轍發(fā)展深度。 合理選用技術(shù)參數(shù)， 各結(jié) 構(gòu)層模量不宜相差太大， 特別

11、是中間層的級配要合理， 表面層最佳油石比可以彌補第二層抗 車轍能力。 同時，考慮到集料粒徑對試件厚度的影響， 應(yīng)根據(jù)集料粒徑大小選擇適宜的瀝青 層厚度，并預留一定空隙率，開放交通后瀝青進一步壓密填充。(2) 材料的合理選用。集料強度、形狀、表面性狀、清潔狀態(tài)、瀝青性能與集料相容性， 特別是借鑒 superpave 混合料設(shè)計的先進理念，注重材料的協(xié)同性和料源特性，保證所用 材料的高品質(zhì)。 改善礦料級配同時適當增加粗集料用量和控制剩余空隙率， 使粗細集料形成 骨架密實結(jié)構(gòu)?？蛇m當采用高粘度的瀝青。(3) 最優(yōu)配合比設(shè)計。 重視級配范圍對抗車轍能力的影響， 關(guān)鍵是確定適宜的篩孔通過率、 孔隙率、油

12、石比。選用溫度敏感性低、稠度較高的瀝青或改性瀝青，同時嚴格控制瀝青的用 量。嚴格準確地控制混合料配合比， 設(shè)法加足礦粉，嚴格控制運輸車輛為便于卸料，涂抹油 料；采用透層油與粘層時也要嚴格控制用油量。(4) 使用改性添加劑。積極引進并采用新的改性劑如橡膠、樹脂、塑料、無機物改性劑、 抗車轍劑、 纖維等改性混合料添加劑，適當提高粉膠比， 提高膠結(jié)料粘附性，降低溫度敏感 性。(5) 嚴格控制施工質(zhì)量。從拌料、運輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)護全程監(jiān)控，對拌和、攤鋪、壓 實溫度和混合料密度、孔隙率、均勻性、結(jié)構(gòu)層厚度、平整度等重點把關(guān)。充分壓實保證壓 實質(zhì)量。五、瀝青路面車轍具體處治方案 瀝青路面的車轍病害根據(jù)其

13、嚴重程度可以選擇不同的處治方法， 如微表處、銑刨攤鋪等， 以下介紹銑刨攤鋪施工方法。1、施工工藝流程2、施工組織技術(shù)在開始施工之前要對路面病害路段、樁號、部位、路面標高、寬度及嚴重程度、轉(zhuǎn)彎 半徑、超高超寬、縱坡橫坡、路面結(jié)構(gòu)、瀝青混凝土級配、原材料產(chǎn)地和型號規(guī)格等作全面 的了解和詳細的記錄，并要嚴格依照這些數(shù)據(jù)指導施工。2.1 路面銃刨（1 ）銃刨前路面測量。通過測點高程的比 較和車轍嚴重程度來確定銃刨的面積和銃刨 深度。（2 ）銃刨機銃刨。依據(jù)工程技術(shù)人員提供的銃刨面積和銃刨深度沿著行車方向逐刀地進行銃刨。銃刨后的工作面如下圖所示。銃刨深度h車轍銃刨前原路面銃刨后工作面一般來說銃刨的深度應(yīng)

14、根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定，直至徹底露出堅實底層且無夾層為止； 分層銃刨時，應(yīng)注意預留縱橫向臺階，以便于施工和避免縱橫接縫在同一斷面上。（3 ）廢料運輸。銃刨機銃刨時，通過傳輸皮帶將廢舊混合料裝上運輸車輛，運到固定 地點進行存放。（4 ）銃刨邊角處理。用風鎬將銃刨機提刀的斜邊與切割機切縫間的少部分殘留路面清 除掉，然后人工將坑槽內(nèi)殘留雜物清掃干凈。（5 ）工作面清掃。用人工配合清掃車將工作面中的雜物及銃刨粉塵清除，然后用鼓風 機吹干凈，直至符合要求為止。（6）噴灑乳化瀝青。用瀝青灑布車將乳化瀝青噴灑于槽內(nèi)及槽邊接口，破乳后，即可進 行攤鋪作業(yè)。乳化瀝青噴灑過后，應(yīng)保持工作面的清潔。2.2 瀝青混合料

15、攤鋪攤鋪作業(yè)是整個修補過程中保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵 一環(huán)。（1 ）在攤鋪作業(yè)之前，應(yīng)根據(jù)原路面設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié) 合現(xiàn)場實際情況對施工路段進行測量放樣，以確定整個攤鋪面。（2 ）攤鋪作業(yè)時應(yīng)檢查混合料的溫度是否符合規(guī) 范要求。（3 ）根據(jù)原路面設(shè)計要求，當槽深超過10cm時，應(yīng)分層進行攤鋪。（4）攤鋪厚度應(yīng)考慮松鋪系數(shù)，確保碾壓完成后的路面應(yīng)與原路面保持接縫平整。（5） 對于攤鋪不到的邊角， 要人工即時進行填補， 對于新舊路面的接口要篩分一些細料， 然后人工進行整平。（6） 攤鋪開始后，應(yīng)盡量避免停機，同時攤鋪機應(yīng)勻速行駛，速度控制在3 5m/min為佳，若為改性瀝青混合料則攤鋪速度控制在1 3m/min

16、 為佳。2.3 瀝青混合料碾壓壓1 2遍收光。碾壓采用雙鋼輪振動壓路機、膠輪壓路機，分初壓、 復壓、終壓三道工序完成（SMA除外）。（1 ）碾壓要及時，應(yīng)盡量在較高的溫度和較短的時 間內(nèi)完成碾壓。（2 ）碾壓要遵循“從低向高，由外向內(nèi)”的原則， 碾壓應(yīng)呈階梯狀逐步向前推進。（3）初壓采用雙鋼輪振動壓路機碾壓 23遍，復壓 采用膠輪壓路機碾壓 4 6遍，終壓用雙鋼輪壓路機靜（4 ）對于新舊路面橫向接縫，首先用雙鋼輪壓路機（DD-110 ）進行橫向碾壓，然后實 行 45 度斜壓，斜壓從中間向兩側(cè)依次分開。橫接縫碾壓溫度一般比正常溫度低 5-10 度， 溫度太高容易產(chǎn)生混合料推移，溫度太低，橫接縫不

17、能壓實，易造成路面早期破壞。（5）壓路機啟動、停止應(yīng)緩慢，碾壓過程中不得隨意調(diào)頭、剎車。2.4 瀝青混合料拌合和運輸 由于攤鋪的不連續(xù)性，所以拌和廠要有足夠大的熱料儲存罐。（1）對于瀝青混合料的級配，由于原材料、施工環(huán)境和拌和條件都與路面最初施工時存 在差異，所以標準級配可以適當進行調(diào)整（當然要經(jīng)過試驗論證確定） 。（ 2）每天路面工程技術(shù)人員都要將次日所需混合料的類型、數(shù)量和時間書面通知拌和廠，然后拌合廠根據(jù)試驗室開出的通知單一次性集中拌制。由于攤鋪是逐段（塊） 進行的，所以所報混合料數(shù)量應(yīng)盡量準確，以避免浪費和完不成作業(yè)面的施工而增加施工成本。（3）充分發(fā)揮試驗室的作用，做到用數(shù)據(jù)指導生產(chǎn)

18、。試驗室人員要對每批進場的原材料 進行各項指標檢驗， 確保原材料合格； 要對出廠的混合料進行馬歇爾和抽提篩分試驗， 保證 出廠的混合料合格；同時要實地鉆芯取樣，做密實度試驗，指導攤鋪碾壓作業(yè)。（4）結(jié)合實際情況，對路面車轍特別嚴重的地方，大膽采用新材料、新技術(shù)（如合徐公 路南段采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料 SMA-13 上面層及 Supersave-20 中面層）進行修補， 提高路面抗車轍能力、低溫抗裂能力、耐疲勞能力和水穩(wěn)性能等。（5）不論運距長短，瀝青混合料在運輸過程中均應(yīng)采取保溫措施。保證到現(xiàn)場的瀝青混 合料溫度滿足要求。2.5 加強料溫控制 在拌合、運輸、攤鋪、碾壓等各個環(huán)節(jié)中，由于施工程序繁雜，所以一定要確保瀝青混 合料的溫度，密切協(xié)調(diào)配合，盡量減少混合料運輸汽車的停置時間。2.6 恢復標線 瀝青混合料碾壓、冷卻后，應(yīng)對路面施工路段進行驗收，合格后用劃線車恢復標線。2.7 充分提高攤鋪效率 由于乳化瀝青噴灑后 2 3h 才破乳，因此同時同地施工時，就會因為破乳時間長而影