李 森 毛艳玲

（1.荥阳市地方公路管理局，河南 荥阳450100；2.荥阳市交通运输局，河南 荥阳450100）

沥青混凝土路面在各等级公路中应用广泛，特别是在刚等级公路中达到了75%左右，具有表面平整、耐磨、噪音小、施工和养护简便的优点。 但沥青混凝土材料属于柔性结构，在车辆和温度等外界环境的长期作用下，不可避免的会产生较大的弯沉、车辙等损害，特别是在持续高温地区，这种现象就更为严重。

1 车辙形成过程及机理

1.1 形成过程分析

沥青混凝土在碾压密实后，骨料在压力的作用下形成一定的骨架结构，骨架之间还会留有相对较小的空隙，使用时，在较大的车辆荷载作用下，这些空隙必可避免的会进一步压实，从而对车轮两侧骨架造成一定的挤压，而不可恢复变形的增长，由于空隙的存在会大于相邻两侧的体积增加量。

当永久变形形成后，一旦遇到高温天气，沥青混合料中的沥青形成半固体状态，在荷载的作用下开始流动，矿料是荷载作用下的主要承受着，沥青的流动性又进一步的对矿料起到润滑作用，硬度大的骨料会沿着接触面滑动，造成沥青向矿料富集区流动，流动引起的变形会逐渐形成车辙。

1.2 形成的机理分析

沥青混合料是沥青将石质骨料粘结在一起的一种复合材料，具有颗粒性和粘弹塑性的双重特点，在高温时表现出流动性，低温时则以弹性为主，通常情况下则处于粘弹性状态。 其应力和应变曲线没有明显的屈服点，具有不可逆性，试验时受到时间效应和温度效应的影响，表现出蠕变和应力松弛的特征。

沥青路面在荷载作用下瞬间会产生弹性和塑性应变，随着时间的进行，材料则会出现粘弹性应变和粘塑性应变，卸除荷载后一部分弹性变形会瞬间恢复，粘弹性变形在一段时间后恢复，而蠕变引起的塑性和粘塑性应变则形成永久变形，长期的作用下，永久变形不断增加，也即是路面上的车辙现象。

2 车辙形成的影响因素

车辙的影响因素可以分为内因、外因和其他三种。

2.1 内因

内因包括沥青混合料的本身性质和路面结构，沥青混合料包括沥青的用量、沥青性质、资料性质、集料级配类型和孔隙率；路面结构包括路面的结构类型和沥青面层的厚度。 沥青的针入度越小、软化点越高、粘度越大、含腊量越低则混合料的稳定性越强。沥青用量要合理的控制，在混合料中通常加入矿粉来改善沥青膜的厚度，当沥青用量少时，集料表面沥青膜薄，混合料粘结力不足，当沥青用量过大时，自由沥青会增多，有润滑作用，混合料的高温稳定性差。集料的对路面的影响主要表现在级配和表面特征上，采用棱角、纹理和坚硬的集料，并采用多级嵌挤密级配混合料有利用保证其稳定性。孔隙度的大小和面层厚度要保持在一定的范围内，过大或者过小都会引起车辙危害。

2.2 外因

外因有交通条件和气候条件两种，交通条件包括行车荷载、交通量和荷载作用时间；气候条件主要指路面的温度和温度持续时间。 汽车行驶速度越慢、荷载作用的时间越长、交通量越大，则在路面引起的变形就越大，主要发生在车站、收费站、交叉路口、和爬坡路段。形成车辙的温度问题，主要指高温，在长期的高温和车载作用下很容易形成车辙。

2.3 其他原因

其他原因主要指施工质量，包括路面压实度、混合料的离析程度和层间的粘结状况。 在施工中要严格的控制各种用料的特性，加强质量控制。

3 抗车辙试验方案分析

3.1 试验方案选择

试验方案采用正交设计的方式，从众多试验条件中选取具有代表性的因素，然后根据试验结果的比较，的都最佳的因素组合，从而进一步使得试验更加合理。这种试验设计的选择方式不需要很多的试验次数，可以了解试验因素之间的相互影响关系，减少浪费和盲目性。试验设计的工具是正交表，运用数学理论均衡分布各个试验条件，具有均衡和综合可比性。

3.2 试验评价指标

沥青混合料的抗车辙的评价指标是以动稳定度作为标准，既是在高温条件下，产生1mm 变形需要承受的标准轴载作用次数。

3.3 试验因素

包括沥青混合料的选择， 典型的类型有SBS-SMA-13、SBS-AC-13 等；温度的选择，考虑气温和路表温度之间的关系，进行适当的换算；试验荷载的选择，根据公路行车数据，统计出车型荷载类型和载重量；行车速度选择，根据行车速度较慢的路段为依据，设计行车速度和频率。

通过实验可以得到影响车辙的因素水平权重，根据大量实验表明沥青类型对车辙的影响要大于级配因素，骨架密实性要优于悬浮密实型，采用改性沥青的沥青混合料比基质沥青混合料要好，不论哪种类型和材料， 抗车辙性能都会随着温度和荷载的的增加而有所降低，随着行车速度的降低而增强，试验因素对抗车辙性能的影响荷载、速度、温度、混合料类型以次增强。

4 车辙的防治措施

车辙的防治要结合各种影响因素，从设计、施工和养护上进行综合防治。

4.1 路面的结构和材料设计

4.1.1 路面结构设计

路面结构设计上，要改进设计参数，夏季我国大部分地区路面温度大30℃，而设计时通常采用的是较低温度下的抗压回弹模量、劈裂强度等， 路面结构承受的是车辆荷载的连续垂直振动和瞬间冲击荷载，设计上采用的则是以静态荷载测定的抗压回弹模量，材料在静态荷载和动态荷载下的模量有很大不同， 所以要结合地方环境因素，合理确定设计参数。

设计上还要增加抗车辙性能指标，目前设计中通常以路面的回弹弯沉值和沥青面层的拉应力为设计标准，而这些指标是综合性、整体性的反映，沥青混合料路面结构复杂，材料多样化，采用这样表观性、综合性的指标不能很好反映出路面结构的损坏类型，对各个单项指标无法平衡协调，路面结构设计中要更加的关注车辙问题，增加相应的单独指标，减少危害。

4.1.2 路面材料设计

在材料选择上要以路段的坡度、车辆停靠站荷载、气候温度等动稳定度依据，根据使用性能，及时的对材料进行改进，在马歇尔试验配合比设计方法上，缩小和实际情况的差距。

沥青选择上，以高温抗变形的改性沥青为宜，改性沥青的残余变形比基质沥青小很多，弹性恢复能力强。 常见抗变形能力强的沥青有橡胶沥青、高模量沥青、SBS 改性沥青等，或者可以在沥青中添加抗车辙的外加剂。

骨料上选择合适的级配，尽量采用间断级配、骨架嵌挤密级配等混合料，避免采用悬浮型结构。

4.2 施工质量控制

规范的施工操作是实现理想设计状态所必需的，在施工时要保证现场试验数据的科学、完整和准确，对各种材料进行抽样检测，软土、挖填地段的地段要加强质量。 混合料使用要按照要求进行配制，取得监理的许可方能使用，在拌和时要考虑到其温度敏感性，控制好温度。路面的压实度、平整度等指标要符合标准，只有对混合料充分压实，才能保证其良好的抗车辙能力，基层选择合格材料，保证密实度、平整度等各项指标。 施工中要完善施工质量控制系统，保证各个施工步骤的科学性。

4.3 运营养护措施

运营中要对通行车辆进行限重，治理超载现象，在高温环境下，每隔一段时间要对坡路段、车速慢路段、停靠车站等特殊路段进行洒水降温。或者对速度较低的重载货车进行交通引导，尽量在夜间行驶，避免在高温时段出现拥堵现象。

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