沥青混凝土路面车辙病害调查与原因分析摘要：沥青路面具有行车平稳、舒适、噪声低、养护维修方便、可以再生利用等特点，在各 类公路和城市道路，尤其是高等级道路中得以广泛使用但车辙病害已成为沥青路面早期损 害的主要形式，沥青路面出现车辙的现象也十分普遍，曾引起了社会各界的普遍关注本文 通过沥青混凝土路面车辙病害分析，对车辙的形成机理、成因分析及防治措施等做了简要的 概述关键词：沥青混凝土；路面；车辙病害；原因近年来，随着国家对公路建设投资力度的加大，我国的公路工程建设十分迅速但是由 于我国公路建设起步较晚，经验和技术储备不足，特别是我国气候条件复杂，交通荷载严峻 以及车辆重载、超载现象经常发生，使得相当一部分公路在使用很短时间内便发生破坏，根 本无法实现路面的长寿命有的路面使用仅仅不到一年的时间，便出现大面积的车辙、推移、 等早期破坏现象严重影响了公路的预期设想，也造成了巨大的经济损失我们必须转变观 念，与时俱进，引进国外的先进技术，以实现公路交通新的跨越式发展一、 车辙病害类型（1）结构性车辙由于荷载作用超过路面各层的强度，发生在沥青面层以下包括路基在 内的各结构层的永久变形这种车辙宽度较大，两侧没有隆起现象，横断面成凹字形。
2） 流动性车辙在高温条件下，车轮碾压反复作用，荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限， 使流动变形不断积累形成车辙这种车辙一方面车轮作用部位下凹，另一方面车轮作用甚少 的车道两侧向上隆起，在弯道处还明显向外推挤，车道线或停车线因此可能成为变形的曲线 （3）磨损性车辙由于车辆不断地磨损路面，特别是大量重型超载车辆渠道化地行驶在主车 道上，磨损路面也会形成车辙4）压实不足引起的车辙这属于非正常情况车辙，是由于 施工控制不严引起的由于沥青面层本身压实不足，致使通车后的第一个高温季节混合料继 续压密，在交通车辆的反复碾压作用下，空隙率不断减小，达到极限残余空隙率才趋于稳定 它不仅产生压实变形，而且平整度迅速下降，形成明显的车辙这种由于施工不良造成的非 正常性车辙在我国是非常突出的二、 车辙产生的原因车辙的产生受内因和外因的综合影响，内因包括沥青混合料和路面结构设计，外因包括 施工、交通、气候条件下面从沥青、集料、矿粉、级配四方面阐述①沥青：车辙与沥青 的粘度直接相关，提高沥青高温粘度是防治车辙的有效措施，所以施工时应选用低针人度、 高软化点、低含蜡量的高粘度沥青②集料：在集料中掺加破碎砾石对抵抗车辙是不利的， 因其缺乏棱角而易变形，酸性集料容易降低混合料的水稳定性和高温稳定性。
所以施工时应 选用表面粗糙、嵌挤作用好、与沥青粘结性能强的集料③矿粉：为提高混合料的高温稳定 性，必须使矿粉有足够的数量，以减少游离沥青④级配：空隙率对车辙的影响非常大，增 大集料粒径对提高车辙能力有一定效果，当然空隙率也不能太小，4%的空隙率为最小空隙 率的临界沥青及沥青混合料的质量和施工方法直接影响着沥青路面的使用性能和使用寿命在沥 青路面服务期内，要维持良好的使用性能，应通过精心的施工和及时适宜的维护来保证沥 青施工质量不仅与施工质量控制技术有关，也与所使用的施工机械设备有关应选用合适的 施工机械设备并通过严格的质量控制措施确保沥青路面工程质量沥青路面的表面特性（平 整度、纹理深度、抗滑阻力、反光特性等）与行车安全和舒适性有直接的关系在行车荷载 和自然因素的作用下，表面特性比结构性能衰减更快，因此表面特性更应通过预防性养护予 以保证沥青路面结构功能首先由科学合理的设计和优质的施工实现，之后必须及时对出现 的各类结构性损坏进行养护处治，养护维修不仅可以恢复路面使用性能，更重要地是还能延 缓结构损坏的发展三、调查分析我国的高等级道路沥青路面基层大多采用半刚性基层，强度高，板整体性好，基层及基 层以下的变形极小，路面永久变形主要发生在沥青面层。
据有关资料分析，沥青面层产生的 车辙深度占路面总车辙深度的95%以上，面层产生的车辙基本属于沥青混合料的流动性车 辙和再压实型车辙再压实型车辙在国外较少发生，但在我国却常常发生其原因是有些道 路施工时没有很充分地压实，或片面追求平整度，在降低温度后碾压，造成压实度不足，致 使通车后的第一个高温季节混合料被继续压密，路面产生压密变形，同时平整度迅速下降， 进而形成明显的车辙1、 调查结果(1) 、近几年由于压实工艺的改进和压实度检测方法的更新，沥青路面的压实性车辙明显 减少据调查，沥青路面的车辙主要发生在沥青层5—15cm的范围内，主要是中面层相对 温度较高，沥青黏度较少所致这也是很多地方在中面层也采用改性沥青的原因之一2) 、据调查，2006年建成的通车公路，到2008年底，行车道上开始出现车辙病害， 2010年产生了比较严重的车辙，有的路段车辙深度已超过20mm3) 、根据调查数据可以看出，车辙在开放交通以后的前两个高温季节发展较快，以后 逐渐减慢2、 实验分析以每20m车辙深度平均值为评价指标，向西方向行车道车辙深度大于15mm的段落有 195段；向东方向行车道车辙深度大于15mm的段落有750段。
调查时，选择4个有代表性 的道路段面，分别在行车道的车辙处、隆起部位以及停车道上各取芯样一个对所取芯样， 先后进行厚度测量、沥青抽提试验及筛分等试验上面层最大车辙变形量为lcm，中面层产生的最大车辙变形为1.3cm，下面层产生的最 大车辙变形为1.7cm从芯样各沥青层的厚度分析，上、中、下面层均有车辙产生，从总体 上说，下面层产生的车辙最大，中面层次之，上面层产生的车辙最小，车辙变形主要由中、 下面层的厚度变化引起其主要原因是：虽然上面层温度较高，所承受的压应力最大，但剪 应力比中面层要小，另外，上面层选用的结合料和集料均为优质材料，沥青结合料在60r 以上的高温条件下仍具有较高的黏结强度，混合料抗车辙能力较强，所以产生的车辙变形并 不大；而中、下面层所受压应力虽然比上面层小，但中面层所受剪应力比上面层还要大，在 持续高温季节，中、下面层的温度均可达到50%以上，这〜温度已远远超过基质沥青的软 化点，此时沥青结合料的黏度急剧下降，抗剪强度大幅降低，沥青混合料抗车辙性能大幅度 下降，产生的车辙变形量增大沥青抽提试验利用离心分离法，试验步骤按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 (JTJ 052--2000)进行。
取芯试件经过沥青抽提试验，计算出的油石比具体分析如下：(1)上面层油石比的变化隆起处芯件和车辙处芯件的油石比均大于停车道处隆起处芯件的油石比增大是由于沥 青混合料的不均匀流动造成的，沥青路面在行车荷载作用下，轮迹下的自由沥青及沥青胶浆 首先产生横向流动，流向隆起处，然后才是粒径较大的集料和结构沥青的流动，造成隆起处 自由沥青增多，油石比增大车辙处芯件的油石比增大是由于自由沥青及沥青胶浆上浮引起的，在高温条件下，沥青 结合料基本处于半固体状态，流动性增大，沥青路面在行车荷载作用下，出现'振浆”现象， 中、下面层内易于流动且密度较小的自由沥青及沥青胶浆上浮至表面层，造成上面层，尤其 是上面层表面的沥青含量增大，虽然有一部分自由沥青流向隆起处，但浮上来的沥青数量要 多于流向两侧的沥青数量，所以油石比增大在此情况下，自由沥青较多的路段会产生泛油， 车辙试验时也曾发现，由于车辙板表面的沥青结合料过多而发生黏轮现象2) 中面层油石比的变化隆起处芯件油石比均大于停车道处，其原因与上面层隆起处相同车辙处芯件的油石比 均小于停车道处，这是由于在荷载作用下，一部分自由沥青上浮至上面层，一部分自由沥青 发生侧向流动，流向轮迹两侧，造成车辙处芯件沥青含量减小。
3 )下面层油石比的变化隆起处芯件油石比均小于停车道处其原因是在行车荷载作用下，轮迹下大部分自由沥 青上浮至中面层和上面层，下面层车辙处混合料中剩余的自由沥青很少,在剪应力的作用下， 向两侧流动的大多是集料和结构沥青，与隆起处沥青混合料混合以后，整体油石比减小车 辙处芯件的油石比均小于停车道处，其原因与中面层车辙处相同沥青路面芯件抽提试验结果表明：沥青路面在开放交通后，在行车荷载的作用下，沥青 混合料中易于流动且密度较小的自由沥青及沥青胶浆存在上浮现象，造成上面层，尤其是上 面层的表面沥青含量增大，其他层位沥青含量减小，自由沥青含量较多的路段，会产生泛油 现象；沥青结合料的软化点是沥青混合料高温稳定性的关键指标，软化点±3°C的温度范围是 沥青混合料高温稳定性能对温度变化最为敏感的温度区间，在此区间，动稳定度和变形量会 发生突变，这也是持续高温季节沥青路面短时间内产生大量车辙的主要原因；压实度是沥青 混合料高温稳定性的重要影响因素之一，随压实度的降低，动稳定度下降，变形量增大，施 工中压实度不足会大幅降低沥青混合料的高温抗车辙性能，导致沥青路面开放交通初期便产 生大量的车辙试验室内用压实度为100%的沥青混合料来评价实际工程中压实度为97% 的实际路面的高温稳定性，高估了其高温抗车辙性能。
四、小结车辙是沥青路面主要病害之一沥青混凝土路面车辙的产生有多方面的因素，无论设计 方面、还是施工方面都存在一些不足为有效预防病害发生，必须深入研究病害的形成机理、 预防措施和处治方法，从而为在设计、施工和管理养护等环节中尽可能消除病害隐患提供理 论支持鉴于目前沥青混凝土路面车辙病害早期化的特点，在优化设计的同时，更为重要的 是应该加强施工管理、提高现场施工质量，规范施工，尽量在提高沥青路面使用性能的同时, 延长使用寿命，提高投资效益参考文献：［1］ 徐世法，沥青铺装层病害防治与典型实例［M］北京：人民交通出版社，2005［2］ 殷岳，公路沥青路面施工［M］.北京：人民交通出版社，2000［3］ 邓学钧等，路基路面工程［M］.北京：人民交通出版社，2o08［4］ JTGF40-2004.公路沥青路面施工技术规范［S］.北京:人民交通出版社.2004.［5］ 张登良•沥青路面工程手册［M］，人民交通出版社.2003.［6］ 沈金安•沥青及沥青混合料路用性能［M］，人民交通出版社.2003.。