李國(guó)良

（贛州市公路發(fā)展中心南康分中心，江西 贛州 341400）

0 引言

隨著交通流量的不斷增加，造成很多超載、重載問(wèn)題，使部分瀝青路面出現(xiàn)了永久變形。例如，車(chē)轍是主要的病害問(wèn)題，路面出現(xiàn)輪跡導(dǎo)致下凹，形成不平整的情況或者路面隆起，對(duì)車(chē)輛行駛的安全性、舒適度造成負(fù)面的影響。因此，加強(qiáng)公路抗車(chē)轍瀝青路面技術(shù)的分析和應(yīng)用尤為重要。

1 瀝青路面車(chē)轍形成機(jī)理及影響因素

1.1 形成機(jī)理

為了消除瀝青路面車(chē)轍的影響，首先要分析其形成機(jī)理，具體是如下幾個(gè)方面：其一，在瀝青路面壓實(shí)階段，碾壓成型時(shí)面層與各個(gè)結(jié)構(gòu)層存在空隙。在這種情況下，如果開(kāi)放交通，路面就會(huì)受到汽車(chē)荷載作用而不斷地?cái)D壓密實(shí)。其二，瀝青混合料的流動(dòng)。受到高溫的持續(xù)性作用，瀝青混合料會(huì)表現(xiàn)出流動(dòng)性，再加上車(chē)輪荷載的持續(xù)性作用，瀝青以及瀝青膠漿不斷流動(dòng)，從而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)部分失穩(wěn)的情況，造成車(chē)輪兩側(cè)隆起。其三，礦料重新排布以及骨架損壞。因?yàn)楦邷氐某掷m(xù)性作用，瀝青混合料以半固體形式存在，如果荷載作用下出現(xiàn)流動(dòng)變化，此時(shí)礦質(zhì)骨架是主要荷載的承擔(dān)者，再加上瀝青材料有潤(rùn)滑的效果，會(huì)存在錯(cuò)動(dòng)的情況，瀝青和膠漿不斷流動(dòng)，集中出現(xiàn)在某個(gè)區(qū)域最終造成車(chē)轍的問(wèn)題。

1.2 影響因素

1.2.1 外界溫度的影響

分析瀝青路面的車(chē)轍形成原因可以發(fā)現(xiàn)，該病害的出現(xiàn)存在季節(jié)性變化的趨勢(shì)。瀝青材料在長(zhǎng)期的使用中，外部環(huán)境的溫度是造成車(chē)轍的主要原因。我國(guó)很多地區(qū)的夏季溫度都會(huì)超過(guò)30C，因?yàn)闉r青路面的吸熱能力較強(qiáng)，而散熱能力比較差，所以造成夏季瀝青路面的溫度往往在40C 以上。在這種情況下，瀝青路面每升高5C，荷載作用下會(huì)造成其變形概率升高2 倍。因此，瀝青車(chē)轍通常都是出現(xiàn)在夏季。

1.2.2 瀝青路面材料的影響

瀝青混合料包含多種組成成分，任何一種成分加入比例發(fā)生變化，都會(huì)對(duì)路面抗車(chē)轍能力產(chǎn)生影響。在瀝青混合料的制作中，主要是加入改性瀝青、集料等材料，可以提高固結(jié)性作用，從而提升瀝青路面的抗車(chē)轍能力。使用粒徑比較大的集料，能夠提升抗變形能力，預(yù)防受到外部作用力而發(fā)生的變形問(wèn)題。因此，瀝青混合料的性能對(duì)抗車(chē)轍能力影響比較大。

1.2.3 瀝青面層厚度的影響

目前我國(guó)的瀝青路面的建設(shè)厚度主要是8cm、12cm、15cm、18cm。厚度的差異對(duì)于瀝青路面的剪應(yīng)力也會(huì)有不同的影響，通常最大剪應(yīng)力為2～9MPa，中面層是主要承受剪應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。如果瀝青路面厚度達(dá)到18cm，則剪應(yīng)力幾乎為零。

1.2.4 瀝青路面的運(yùn)營(yíng)管理

如果瀝青路面在運(yùn)行中，實(shí)際受到的荷載力超出設(shè)計(jì)規(guī)定荷載參數(shù)，此時(shí)的車(chē)轍病害發(fā)生率會(huì)不斷提高。隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，很多地區(qū)都存在嚴(yán)重的超載、重載運(yùn)行的情況。雖然我國(guó)加大了治理力度，但是依然無(wú)法消除這些問(wèn)題。如果長(zhǎng)期處于這種交通環(huán)境下，瀝青路面的損壞問(wèn)題會(huì)變得更加嚴(yán)重。這是因?yàn)樵谲?chē)輪的碾壓下，瀝青路面受到較大的剪應(yīng)力。如果剪應(yīng)力超出瀝青路面結(jié)構(gòu)的承載能力，變形就無(wú)法恢復(fù)，還會(huì)不斷累積，最終形成車(chē)轍病害問(wèn)題。

2 工程概況

某國(guó)道項(xiàng)目建設(shè)總長(zhǎng)度為88.96km，基層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為20～30cm 厚度的水泥穩(wěn)定碎石，面層為厚度20cm 的瀝青混凝土。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)，整個(gè)區(qū)域的自然環(huán)境比較惡劣，施工難度高，且通行后交通量比較大。為了防止在公路運(yùn)行中出現(xiàn)嚴(yán)重的車(chē)轍病害問(wèn)題，施工單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采取抗車(chē)轍的施工方式，以提升項(xiàng)目通行的安全性、穩(wěn)定性。

3 抗車(chē)轍瀝青路面施工

3.1 材料選擇

在該工程項(xiàng)目實(shí)施中，選擇使用的原材料主要是瀝青、礦粉、集料等。瀝青采用石油瀝青材料，礦粉為石灰?guī)r制作，粗集料為碎石，細(xì)集料為中粗砂，各項(xiàng)指標(biāo)經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)符合工程的要求。因?yàn)檫x取的抗車(chē)轍瀝青混合料與以往的瀝青混合料有明顯的差異，即改性劑不同?？管?chē)轍瀝青混合料內(nèi)加入改性劑材料的性能，見(jiàn)表1。下面層的加入比例為3%，上面層則加入0.35%。瀝青混合料各種材料的加入比例確定后，直接進(jìn)行攪拌處理，經(jīng)過(guò)材料性能檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定性超出普通瀝青混合料3 倍以上。

表1 改性劑性能

3.2 基層清理

該工程抗車(chē)轍路面在正式施工前，應(yīng)及時(shí)做好路面的清理工作。先應(yīng)用平地機(jī)進(jìn)行基層的整平處理，裸露出基層結(jié)構(gòu)，再應(yīng)用高壓水槍進(jìn)行持續(xù)性沖洗處理，確保表面沒(méi)有任何黏土等材料，且不會(huì)有浮塵、雜質(zhì)等。上述清理工作結(jié)束后，應(yīng)保持一定的時(shí)間，達(dá)到干燥性效果，符合要求才能繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)施工。

3.3 碎石及瀝青撒布

基層結(jié)構(gòu)清理工作結(jié)束后，即可進(jìn)行表面碎石和瀝青材料的撒布、碾壓施工，主要的作用是提高基層與面層結(jié)構(gòu)的黏結(jié)性。撒布作業(yè)開(kāi)始前，首先是進(jìn)行撒布機(jī)的噴頭預(yù)熱施工，然后從基層起始位置進(jìn)行垂直撒布施工，單次撒布長(zhǎng)度在2m 以上。在撒布施工環(huán)節(jié)，應(yīng)保持均勻、慢速地行駛，達(dá)到噴撒均勻的要求。機(jī)械無(wú)法施工的邊角位置需進(jìn)行補(bǔ)撒處理。

碎石撒布施工也非常重要，必須加強(qiáng)撒布量的控制。通常按照10～10.5kg/m的要求進(jìn)行，瀝青撒布量則為2.2～2.5kg/m；在現(xiàn)場(chǎng)撒布施工中，溫度保持在5～28C 之間，以免影響撒布施工的效果和質(zhì)量；不能存在任何漏撒或者重復(fù)噴撒的情況。

碎石和瀝青在鋪撒施工結(jié)束后，開(kāi)始進(jìn)行碾壓施工，一般應(yīng)碾壓3 遍。選擇應(yīng)用26t 的膠輪壓路機(jī)，設(shè)備數(shù)量為2 臺(tái)。按照高頻低幅的原則進(jìn)行，速度控制在2.0～2.5km/h 之間，設(shè)備相鄰部位要重疊30cm 的寬度，且碾壓時(shí)禁止掉頭、急剎車(chē)、急停等情況。

碾壓結(jié)束的3h 內(nèi)，組織人員開(kāi)展表面清掃處理，把散落的碎石材料清理掉，以免對(duì)路面的平整度產(chǎn)生影響；在施工后3h 內(nèi)封閉交通，禁止人員、車(chē)輛進(jìn)入作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)；清理工作結(jié)束后，溫度下降到合理范圍內(nèi)，才能開(kāi)放交通，但車(chē)輛速度應(yīng)控制在25km/h 以內(nèi)。

3.4 面層施工

3.4.1 瀝青混合料拌和

基層結(jié)構(gòu)處理完成之后，開(kāi)始進(jìn)行抗車(chē)轍瀝青路面的面層施工。首先，需要準(zhǔn)備符合工程需要的抗車(chē)轍瀝青混合料，該項(xiàng)目是在拌和站統(tǒng)一制作，應(yīng)用間歇式攪拌設(shè)備進(jìn)行。在材料的制作環(huán)節(jié)，加強(qiáng)溫度控制，保持在175～185C 之間，瀝青材料溫度處于165～175C 之間。在拌和環(huán)節(jié)，通過(guò)人工方式加入改性劑，并持續(xù)攪拌60s 的時(shí)間，其中干拌15s、濕拌45s。拌和工作完成后，材料溫度達(dá)到170～175C，且材料均勻，無(wú)離析、花白料等情況，性能參數(shù)符合工程的要求，不會(huì)影響工程的質(zhì)量。

3.4.2 瀝青混合料攤鋪

（1）抗車(chē)轍瀝青混合料在攤鋪前，首先要調(diào)試設(shè)備，在攤鋪機(jī)的料斗、熨平板等直接和混合料接觸的位置涂抹一層黏層油，油水比例為3∶1。其次，開(kāi)啟攤鋪機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，時(shí)間在30min 以內(nèi)，預(yù)熱后的溫度在100C 左右。最后，調(diào)節(jié)熨平板，確保攤鋪施工作業(yè)厚度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。如果經(jīng)過(guò)試驗(yàn)分析不合格的話，則需要進(jìn)行再次調(diào)整。

（2）在主干道路的攤鋪施工中，采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)進(jìn)行的方式，間隔3～6m 即可，并且兩臺(tái)攤鋪機(jī)要重疊30cm 左右。第一臺(tái)攤鋪機(jī)采用機(jī)械自動(dòng)找平梁的方式找平施工，而第二臺(tái)攤鋪機(jī)采用聲吶控制自動(dòng)找平系統(tǒng)找平。在攤鋪匝道的位置，應(yīng)用一臺(tái)攤鋪機(jī)對(duì)全幅寬度進(jìn)行攤鋪，并應(yīng)用機(jī)械式自動(dòng)找平系統(tǒng)找平施工。在攤鋪環(huán)節(jié)，控制攤鋪機(jī)的行駛速度為3m/min，路面溫度為160～170C，保持均勻、慢速攤鋪施工，且沒(méi)有漏涂的問(wèn)題。

3.4.3 瀝青混合料碾壓

在瀝青面層攤鋪施工階段，壓實(shí)度對(duì)于路面的抗車(chē)轍性能產(chǎn)生直接的影響。因此，在現(xiàn)場(chǎng)施工中，選擇最佳的碾壓機(jī)械設(shè)備，并且落實(shí)碾壓速度、路面溫度的控制。施工人員必須有足夠的專業(yè)知識(shí)，不能認(rèn)為碾壓遍數(shù)越多，則路面性能越高。因此，在公路項(xiàng)目的實(shí)施環(huán)節(jié)，施工人員應(yīng)遵循設(shè)計(jì)方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)配合比、溫度等方面的控制，并且合理地控制碾壓遍數(shù)，以免造成混合料的損壞，產(chǎn)生不利的影響。

攤鋪工作結(jié)束后，立即開(kāi)始碾壓施工。為了預(yù)防抗車(chē)轍路面存在過(guò)振或者平整度不足的問(wèn)題，碾壓環(huán)節(jié)應(yīng)將速度控制在2.0～2.2km/h 之間，并按照初壓、復(fù)壓、終壓的順序進(jìn)行。在抗車(chē)轍路面碾壓施工中，對(duì)混合料的溫度要求非常高。初壓時(shí)，應(yīng)用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行，靜壓2 遍，溫度在150～160C 左右；復(fù)壓用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行，遍數(shù)為4～6 遍，溫度為140～150C；終壓時(shí)，應(yīng)用雙鋼輪壓路機(jī)，遍數(shù)為1～2 遍，溫度為120～130C。碾壓工作全部完成后，質(zhì)檢人員立即進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，以確保符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4.4 養(yǎng)護(hù)

碾壓施工結(jié)束后，開(kāi)始養(yǎng)護(hù)施工，一般都會(huì)連續(xù)性養(yǎng)護(hù)7 天以上的時(shí)間。養(yǎng)護(hù)方法主要是灑水養(yǎng)護(hù)、塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)。在目前的抗車(chē)轍瀝青路面養(yǎng)護(hù)中，前3 天的養(yǎng)護(hù)極為重要，確保路面有足量的水分。如果存在缺水的情況，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充水分。在養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，必須管制交通，待溫度下降到50C 以下后，可以開(kāi)放交通。

3.5 質(zhì)保措施

3.5.1 優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了保證抗車(chē)轍路面的性能合格，施工單位應(yīng)重視瀝青路面封層結(jié)構(gòu)的施工。在表面噴灑一層透層油，以確保瀝青路面表層結(jié)構(gòu)的封水性、黏結(jié)性滿足要求。此外，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的施工情況，選擇合適的路面結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)前我國(guó)的瀝青結(jié)構(gòu)主要包含兩種，即半剛性與柔性路面結(jié)構(gòu)形式。柔性路面結(jié)構(gòu)形式的強(qiáng)度相對(duì)較差，但是在預(yù)防反射裂縫方面的優(yōu)勢(shì)非常明顯。而在環(huán)境溫度較高的條件下，半剛性路面結(jié)構(gòu)會(huì)延緩車(chē)轍病害的發(fā)生時(shí)間。因此，項(xiàng)目施工單位應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目所在地區(qū)的自然環(huán)境、項(xiàng)目要求，確定最佳路面結(jié)構(gòu)形式，從而可以提高路面結(jié)構(gòu)的性能，達(dá)到交通通行的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

3.5.2 混合料質(zhì)量控制

在抗車(chē)轍路面施工環(huán)節(jié)，加強(qiáng)施工質(zhì)量管理和控制極為重要。其一，加強(qiáng)原材料管控，組織專業(yè)人員進(jìn)行檢查，每項(xiàng)材料都必須有質(zhì)量合格證明文件、合格證，還要進(jìn)行性能與數(shù)量的檢測(cè)分析。其二，在混合料拌和作業(yè)中，落實(shí)管控措施，遵循實(shí)驗(yàn)室確定的參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，并落實(shí)樣品試驗(yàn)檢測(cè)分析工作。在拌和制作完成后，由質(zhì)檢人員進(jìn)行性能檢測(cè)，合格后才能投入使用，不合格則禁止使用。其三，離析控制。瀝青混合料的離析控制對(duì)材料性能的影響是非常直接的，為防止發(fā)生離析的問(wèn)題，施工單位應(yīng)做好拌和時(shí)間的控制。對(duì)于不同配比參數(shù)的混合料，拌和過(guò)程的控制方式不同，時(shí)間也不同，所以要根據(jù)實(shí)際情況做出合理的控制，才能提高混合料的質(zhì)量水平。此外，拌和完畢且經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格的材料，應(yīng)立即運(yùn)輸?shù)绞┕ぷ鳂I(yè)現(xiàn)場(chǎng)，不能存放過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間，否則將會(huì)造成材料性能下降。合理控制材料的運(yùn)輸距離，避免距離過(guò)長(zhǎng)而影響材料的性能。在現(xiàn)場(chǎng)施工中，材料存放對(duì)時(shí)間和環(huán)境有特殊規(guī)定，不能存放過(guò)長(zhǎng)時(shí)間，以免影響材料的溫度和性能。裝卸料時(shí)，要保持車(chē)輛前后移動(dòng)，確保材料均勻性。在瀝青混合料的運(yùn)輸階段，在車(chē)輛頂棚要覆蓋一層苫布，防止受到污染，保持溫度在合理范圍內(nèi)。其四，成品溫度控制。如果瀝青混合料的溫度比較低，容易發(fā)生花白料的問(wèn)題，對(duì)于后續(xù)的攤鋪、碾壓施工造成不利的影響；瀝青混合料溫度過(guò)高，會(huì)造成瀝青材料老化嚴(yán)重。在現(xiàn)場(chǎng)施工中，嚴(yán)格控制混合料的運(yùn)輸距離和時(shí)間，加強(qiáng)空隙率的控制，確保材料的溫度處于合理范圍內(nèi)，確保材料性能達(dá)標(biāo)。

3.5.3 混合料運(yùn)輸控制

瀝青混合料拌和結(jié)束后，應(yīng)立即運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攤鋪施工，加強(qiáng)運(yùn)輸階段的控制，防止對(duì)材料性能造成負(fù)面的影響。在混合料裝載環(huán)節(jié)，需要在車(chē)廂內(nèi)壁表面涂抹一層防黏結(jié)劑，以免出現(xiàn)材料黏附在車(chē)廂內(nèi)壁的情況。在材料裝載環(huán)節(jié)，應(yīng)采取分次裝載方式?？管?chē)轍瀝青混合料對(duì)溫度的要求比較高，需嚴(yán)格管理和控制，運(yùn)輸階段應(yīng)加強(qiáng)保溫管理，防止溫度不能達(dá)到規(guī)定的要求而影響材料質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，運(yùn)輸材料的車(chē)輛行駛到施工現(xiàn)場(chǎng)后，掛空擋停放在攤鋪機(jī)的前方，通常保持20cm 左右的距離，使用攤鋪機(jī)頂推完成卸料作業(yè)。

3.6 質(zhì)量檢測(cè)

該瀝青路面施工全部結(jié)束后，為了提升路面的抗車(chē)轍性能，選擇施工路段中5 個(gè)測(cè)點(diǎn)，對(duì)路面的性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。最終檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 檢測(cè)結(jié)果

從表2的數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，各個(gè)測(cè)點(diǎn)的指標(biāo)參數(shù)完全符合工程的要求，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。同時(shí)，分析測(cè)量結(jié)論可以發(fā)現(xiàn)，抗車(chē)轍性能超出以往普通路面的規(guī)定，對(duì)于提升道路通行效果和質(zhì)量有非常大的優(yōu)勢(shì)。因此，抗車(chē)轍瀝青路面的性能合格，符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

公路工程是我國(guó)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，但是在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)中，容易發(fā)生車(chē)轍等病害問(wèn)題，所以必須及時(shí)解決這些問(wèn)題。在公路施工中，采用抗車(chē)轍瀝青路面施工技術(shù)，分析現(xiàn)場(chǎng)施工條件，確定最佳的施工方案，從而可以保證瀝青路面的抗車(chē)轍能力滿足要求，達(dá)到交通通行的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)我國(guó)現(xiàn)代公路事業(yè)的全面發(fā)展具有積極的意義。