淺談瀝青路面車轍產(chǎn)生的原因和防止措施
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論文導讀：車轍是現(xiàn)代高等級瀝青路面最常見的病害。這些措施雖然對提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性有了很大進步，但如何真正控制住瀝青路面車轍的發(fā)生仍是我們所面臨的課題。本文分析了瀝青路面車轍形成的機理，對瀝青路面車轍預估方法進行了評述，提出了防止形成瀝青路面車轍的措施。車輛減速、急剎車、車輪作用次數(shù)過多、重載、超載、高溫天氣、濕度過大，這些也是產(chǎn)生車轍的原因。
關(guān)鍵詞：瀝青路面，車轍，原因，防止
車轍是現(xiàn)代高等級瀝青路面最常見的病害。近幾年來，盡管我們在一些高等級瀝青路面中采取了一些措施，如：添加改性劑或使用改性瀝青、鋪筑SMA瀝青路面、調(diào)整礦料級配。這些措施雖然對提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性有了很大進步，但如何真正控制住瀝青路面車轍的發(fā)生仍是我們所面臨的課題。隨著公路運輸量日益增長和運輸向重型化發(fā)展，尤其是高等級公路渠化交通的運行，高等級公路瀝青路面的車轍日趨嚴重。由于路面上產(chǎn)生過大車轍，會使：1）路表過量的變形影響路面的平整度；2）輪跡處瀝青層厚度減薄，削弱了路面整體強度，易于誘發(fā)其它病害；3）雨天車轍內(nèi)積水導致車輛出現(xiàn)水漂，影響高速行車的安全性；4）在冬季車轍槽內(nèi)聚冰，降低路面的抗滑能力，導致行車危險；5）使車輛在超車或變換車道時方向失控，影響車輛的操縱穩(wěn)定性。論文發(fā)表。由此可見，由于車轍的出現(xiàn)，會嚴重影響路面的使用和服務質(zhì)量。
我國以前公路等級較低，交通量小，基本上未形成渠化交通，且瀝青面層較薄，因此車轍沒有成為主要問題，路面設計規(guī)范也未考慮車轍設計�，F(xiàn)在我國廣泛采用半剛性基層瀝青路面，目前主要表現(xiàn)出來的早期破壞形式是路面裂縫及水損壞，但隨著經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，公路交通量的不斷增加，交通渠化以及重型車輛的出現(xiàn)，瀝青層厚度增加，路面車轍問題逐漸變得突出，必須引起重視。本文分析了瀝青路面車轍形成的機理，對瀝青路面車轍預估方法進行了評述，提出了防止形成瀝青路面車轍的措施。論文發(fā)表。
1.車轍的類型
瀝青混合料是一種典型的流變性材料，它的強度和勁度模量隨著溫度的升高而降低。所以瀝青混凝土路面夏季高溫時，在交通的作用下，由于交通的渠化，在輪跡帶逐漸形成變形下凹，兩側(cè)鼓起的所謂“車轍”。根據(jù)它形成的原因，可分為下列三種類型：
�。�1）結(jié)構(gòu)性車轍：這種車轍是指土路基、（底）基層、瀝青面層等結(jié)構(gòu)層的強度不夠引起的永久變形。它的特點是寬度比較大，兩側(cè)沒有隆起，橫斷面呈凹陷。
�。�2）失穩(wěn)性車轍：這種車轍是指瀝青面層進一步被壓實及側(cè)向流動的變形，這種變形主要發(fā)生在重載車輛車輪經(jīng)常作用的部位。其特點是車輪作用的部位下陷，兩側(cè)向上隆起，看是一種槽溝。
（3）磨損性車轍：這種車轍是人為性因素造成的。比如：有些車輛在雨雪天氣里，為防止輪胎打滑，在車輪上加防滑鏈或使用鍍釘輪胎，多發(fā)生在我國北方寒冷地區(qū)。
2.車轍形成的過程
我們知道，任何一種形式的瀝青路面壓實度都沒有達到百分之百，也就是說壓實完的瀝青路面還留有一定的空隙，正因為存在這種空隙，遇到高溫天氣時，在車輪荷載的作用下，特別是在重載、超載車輛的作用下，路面進一步被壓實，使瀝青混合料產(chǎn)生了塑性流動，導致混合料中的礦質(zhì)混合料原有的骨架被重新進行排列。
3.車轍形成的原因
�。�1）采用的瀝青結(jié)合料含蠟量高，瀝青用量過多
瀝青中蠟的存在，在高溫時會使瀝青路面容易發(fā)軟，導致瀝青路面高溫穩(wěn)定性降低，出現(xiàn)車轍。同樣在低溫時會使瀝青變脆，導致瀝青路面低溫抗裂性降低，出現(xiàn)裂縫，在水的條件下，會使路面石子產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，造成路面破壞，更嚴重的是含蠟瀝青會使瀝青路面的抗滑性降低，影響路面的行車安全。
在瀝青過多的混合料中，瀝青不僅起著粘結(jié)劑的作用，而且還起著潤滑劑的作用，降低了粗集料的相互密排作用，因而降低了瀝青混合料的內(nèi)摩擦角。這種混合料遇到高溫天氣時，在車輪的作用下泛油、松軟、滑動、發(fā)生塑性變形，形成車轍。
�。�2）粗集料用量少，棱角性差。礦粉用量偏少。
瀝青混合料中的粗集料過少， 礦質(zhì)混合料形不成一定骨架。在這種結(jié)構(gòu)的混合料中,集料實際上是懸浮在瀝青砂漿中，交通荷載主要有瀝青砂漿承受著，在高溫條件下，瀝青砂漿粘度變小，承受變形的能力急劇降低，容易產(chǎn)生永久變形，形成車轍。再者粗集料表面光滑、棱角性太差，集料與集料之間不能相互嵌劑密實極易滑動，集料與瀝青的粘結(jié)性也不足，
集料表面不易形成瀝青薄膜，造成混合料粘結(jié)不好，在車輛外力作用下，容易發(fā)生流動變形，造成車轍。
礦粉用量過少，與瀝青形不成足夠的膠結(jié)料，不能把集料與集料膠結(jié)在一起，容易發(fā)生移動。特別在SMA瀝青混合料中，礦粉用量更不能少，一旦用量過少不足以形成瀝青瑪蹄脂，瀝青有所富余，動穩(wěn)定度不可能高。論文發(fā)表。
�。�3）混合料剩余空隙率太小，面層厚度不適，層間結(jié)合力太差。
混合料剩余空隙率太小，遇到高溫天氣時，在重載車輛的作用下，路面產(chǎn)生的塑性變形無處藏身，在車輪的多次作用下，出現(xiàn)相互排擠、來回移動的現(xiàn)象。車輪作用的部位下凹，兩側(cè)向上隆起，形成車轍。
�。�4）外部環(huán)境
車輛減速、急剎車、車輪作用次數(shù)過多、重載、超載、高溫天氣、濕度過大，這些也是產(chǎn)生車轍的原因。
4.防止措施
提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性是防止瀝青路面產(chǎn)生車轍最有效的途徑。具體有以下措施：
�。�1）選用高粘度瀝青，使用添加改性劑的改性瀝青。
瀝青與集料的粘附性直接影響瀝青路面的使用質(zhì)量和耐久性，所以粘附性是評價瀝青技術(shù)性能的一個重要指標，因此，用于高等級瀝青路面的瀝青結(jié)合料必須具有較高的粘度，與集料具有良好的粘附性，以保證瀝青混合料有足夠的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。
在瀝青中摻加樹脂類高聚物、橡膠類高聚物和樹脂橡膠合金共聚物，可以改善瀝青多方面的流變性質(zhì)。例如：提高瀝青在使用高溫（600C）時的抗流動性，使用低溫時的脆性，以及抗滑性和耐久性。
（2）使用具有棱角性的集料，合理調(diào)整級配，增加粗集料用量。
瀝青路面的高溫穩(wěn)定性是基于含量甚多的粗集料之間的嵌劑作用，在很大程度上取決于集料石質(zhì)的堅韌性、顆粒形狀和棱角性。通常具有顯著的面和棱角，各方向尺寸相差不大，近似正立方體，以及具有明顯細微凸出的粗糙表面的礦質(zhì)集料在碾壓后能相互嵌劑鎖結(jié)而具有很大的內(nèi)摩檫角所以用于高等級路面的集料必須符合現(xiàn)有規(guī)范中集料的棱角性技術(shù)要求。
合理調(diào)整礦料級配，使之走向成“S”型的間斷級配。增加粗集料用量，保證粗集料與粗集料顆粒之間有良好的嵌擠作用，使瀝青混合料產(chǎn)生非常好的抵抗荷載變形的能力，即使在高溫條件下，瀝青粘度有所下降，對這種抵抗能力的影響也不會減小，因而具有較強的高溫抗車轍能力。
�。�3）適當增大粉膠比，，增強層間結(jié)合，加強路面壓實，提高路面整體強度。
在普通的瀝青混合料中，粉膠比一般不超過1.2，太大了拌和困難，對混合料的性質(zhì)有影響。而在SMA瀝青混合料中，需要的填料數(shù)量遠遠超過此比例，一般達到1.8—2.0程度。隨著礦粉用量的增加混合料的空隙率減小，馬歇爾穩(wěn)定度稍有增加，而動穩(wěn)定度則顯著提高。
如果幾層瀝青面層之間沒有粘結(jié)好，在使用過程中一旦進入水分，就如三合板在使用過程中逐漸脫膠一樣，導致瀝青路面的受力狀態(tài)發(fā)生質(zhì)的變化。瀝青層施工不銜接，不撒粘層油時，雖然鉆孔試件是連在一起的，但并不是一個整體，因為兩層之間是大量的點點接觸，這樣的面層如果厚度再太薄，在重載車輛作用下，容易發(fā)生推移、擁抱，導致路面破壞。
5.結(jié)束語
綜上所述，車轍是導致瀝青路面破壞的一大病害，我們要高度重視起來。本文中談到的這些認識以及提出的一些防止措施，有不足之處，希望同行們提出寶貴意見。同時也希望這些認識和防止措施對大家在車轍的以后研究中有所幫助，進一步找出車轍發(fā)生的真正根源，并提出一些根治措施。
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