摘要：瀝青路面車轍是城市道路病害之一。車轍的產生導致路面平整度降低，影響行車舒適性和安全性，嚴重的會破壞路面，降低城市道路的使用壽命。通過對濟南市城市道路交叉口瀝青路面車轍現象的分析，提出了調整優化礦料級配設計和外摻抗車轍劑，提高瀝青混合料夏季高溫抗變形能力、雨季防水損害能力、冬季低溫抗裂能力，綜合提升瀝青路面的耐久性，實現瀝青路面抗車轍性能的改善，以解決或降低城市道路交叉口瀝青路面的車轍問題。

關鍵詞：道路；路面；病害；車轍；分析

近年來，濟南市城市道路建設飛速發展，極大地提高了車輛通行能力，改善了老百姓出行條件。但是，隨著濟南交通能力大幅提升，車流量日益加大，瀝青路面的質量通病不斷出現。尤其是道路交叉口，瀝青路面在車輛荷載重復作用下輪跡處下陷，形成縱向帶狀凹槽的車轍現象就是典型的一種路面損壞，其通常隨著交通量的增加、重載超載車輛比例上升而日趨嚴重。車轍現象不但嚴重影響了車輛行駛的舒適性和安全性，降低了城市道路使用壽命，加大了維護保養成本，還降低了道路使用的觀賞性和老百姓的滿意度，在一定程度上降低了政府的投資效果，影響了政府的形象。因此，研究分析車轍成因和對策，研發抗車轍型瀝青混合料，盡快消除瀝青道路的車轍現象，延長道路使用年限，為老百姓出行提供便捷舒適的道路環境是亟待開展的工作。

1  車轍分類及形成機理

瀝青路面車轍的產生原因有內因和外因兩方面。內因主要包括：路面的結構形式和結構組合、材料的性能與組成以及施工質量。外因則包括：氣候條件（如持續的高溫）、交通條件（如重載、超載、渠化交通和慢速交通、頻繁剎車啟動等）、路線狀況（如長距離爬坡、急彎路段）等。引起車轍的根本原因是內因，也是我們要著力解決的問題。

車轍的形成過程可分為3個階段：初始階段的壓密過程；瀝青混合料的流動過程；骨料的重新排列及礦質骨架的破壞。

車分類和形成機理如下：

1）磨耗性車轍，是由于瀝青混合料中大顆粒集料硬度及粗糙度不夠，在輪胎的磨耗作用下產生的。

2）結構性車轍，主要是由于基層、墊層的豎向壓密變形所致，當荷載作用超過路面各層的強度時，瀝青面層以下包括路基在內的各結構層就會發生結構性車轍。

3）失穩性車轍，主要是由于瀝青混合料高溫穩定性不足而造成，即在高溫、車輪輾壓的反復作用下，荷載應力超過瀝青混合料的穩定度極限，引起瀝青混合料的側向流動變形并不斷累積而形成。

4）壓密性車轍，是瀝青面層本身施工時沒有充分壓實，通車后混合料繼續受車輛進一步壓實形成的。

濟南城市道路多采用以半剛性材料為基層的瀝青路面的結構形式，路基和基層產生的永久性變形占路面總永久變形的比例很低，瀝青混合料面層的永久變形是半剛性基層瀝青路面車轍產生的主要原因。通過對車轍路段現場調查、鉆芯取樣后發現，市區道路車轍主要為壓密性車轍和失穩性車轍兩種類型。

2  車轍防治

2.1  混合料材料設計

瀝青混合料的性能尤其是高溫穩定性對抵抗路面車轍的產生具有重要作用，因為高溫穩定性不足是產生車轍的最直接內因。因此，在混合料材料設計中，應從優選取粗細集料和礦粉及瀝青結合料，調整礦料級配，選用適宜的外摻劑等，以便全方位提高瀝青混合料的高溫穩定性，同時還要保證混合料的低溫抗裂性、水穩定性和耐久性。

2.2  路面結構設計

研究表明，路面車轍的產生除了混合料本身的原因之外，還有結構因素，包括瀝青路面的合理厚度和厚度匹配、瀝青路面結構的整體性以及各結構層模量匹配等，因此結構設計不容忽視。

2.3  生產和施工工藝

瀝青混合料的生產和施工工藝是否嚴格按規范要求操作，對保證瀝青路面的質量和性能具有決定性作用。因此合理的生產和施工工藝及施工組織顯得尤為重要，尤其應重視瀝青混合料的溫度控制和攤鋪碾壓的配套組合。

3  濟南城市道路車轍病害調查與分析

濟南市內道路的調查結果表明：流動型車轍是目前濟南城市道路病害中急需解決的問題，其中公交車站、交叉路口等處是車轍多發地段，也是市區道路養護、維修的重點區域。

對出現車轍的部位進行鉆孔取芯，通過芯樣截面觀察，變形主要發生在瀝青混凝土的上2層。結合相關資料分析，濟南市區車轍的形成主要受氣候環境、路面結構、交通流量等因素的影響。

1)氣候環境因素。

濟南氣候區屬夏熱冬冷地區。夏季高溫時間持續時間長，雨季降水量大，在持續高溫作用下，瀝青軟化，體積膨脹，瀝青混合料的粘結性能隨溫度升高而急劇下降，導致結構破壞，路面嚴重變形。

2）路面結構因素。

城市道路因美觀、排水等需要，常常選擇密實級配細集料面層。其密實性好，空隙率小，路表面光滑，防水效果佳，但骨架之間嵌擠力較小，抗車轍能力較弱。

3）交通流量因素。

隨著城市交通流量增加，車輛荷載越來越集中地分布于道路行車線區分的輪跡帶處，引起交通渠化，特定區域車輛的頻繁啟停，剪切應力對交叉路口紅綠燈處與公交站臺瀝青路面的影響較大，因而容易產生車轍現象。

4  車轍治理措施

4.1  對穩定車轍的治理措施

對車轍深度不大的壓密性、磨耗性等穩定車轍，可以采取微表處修復技術。采用該技術進行車轍修復與傳統的銑刨、熱攤鋪罩面相比，具有施工方便、快速、路面性能優良、開放交通快等特點，可以有效避免二次車轍的出現。

4.2  對失穩性車轍的治理措施

發生失穩性車轍時，說明結構強度已被破壞。對于車轍深度較大的路面，最常用的治理措施為銑刨一定深度后重新加鋪瀝青層。新加鋪的瀝青路面結構一般為2-3層抗車轍瀝青混合料，該材料能明顯提高道路行車質量，大大延長道路使用壽命。

5  市區道路車轍治理施工特點

1）車轍多出現于城市干路的交叉口、公交車站處，白天受交通影響無法占路施工，只能在夜間進行。

2）濟南市交管部門批復的夜間占路施工時間一般從夜間12點到次日凌晨5點，除去施工前的準備和完工后的清理時間，有效施工時間很短。

3）為降低對社會交通的影響，交管部門提出“無痕化施工”的要求，即：道路夜間施工后，在第二天開放交通前達到路面平整的標準。

總的來說，與新建道路施工相比，濟南市區車轍治理存在夜間有效施工時間短，無痕化施工要求高等特殊性，在此條件下，如何保證道路車轍治理的質量，是需要各方認真研究的課題。除了要科學合理的安排，細致嚴密的組織、做好各方面協調工作以外，還必須采取有針對性的措施，使清掃、噴灑粘結材料、攤鋪、碾壓等環節滿足技術規范要求，最大限度地降低對工程質量的不利影響。

6  存在的問題

1）治理車轍結構厚度的確定。

一般來說，設計單位通過實地取芯目測判斷車轍發生的程度。結合原有道路瀝青結構，確定銑刨和加鋪瀝青結構的厚度。這里存在兩個問題：一是對于可能處于發展中的瀝青層車轍沒有進行科學預估，未對車轍發展趨勢進行判斷，有可能造成加鋪的瀝青結構和原有半剛性基層之間存在車轍發展中的瀝青夾層，影響治理效果；二是對已處于穩定階段的壓密性車轍進行銑刨處理，造成經濟上的浪費。

2）層間粘結。

目前我國現行的瀝青路面設計規范是以層狀彈性體系為基礎，假定瀝青路面各結構層之間的接觸面完全連續。這種情況下層間剪應力是不大的。道路各結構層由連續轉為半滑動接觸再轉為滑動將使路面內最大剪應力，特別是中下面層內的剪壓力成倍增加，從而引起路面產生較大的流動性車轍。

銑刨后路面的清掃是個不難控制卻易被忽視的環節。瀝青結構層銑刨后，地面遺留下難以清除干凈的松散小顆粒，大大削弱了粘結材料的粘結效果。路面與路緣石相交的三角區易形成散料聚集區，成為粘結薄弱帶，導致日后地面自由水滲入瀝青層或基層，對道路性能造成嚴重影響。

另一方面，普通的乳化瀝青破乳時間較長，短時間內滲透深度較小，在抗車轍瀝青層加鋪前很難達到規范要求的5mm滲透深度，同樣造成的層間粘結力的不足。

3）實際情況與設計的偏離。

盡管近些年國內外在瀝青路面結構和混合料材料組成設計上進行了深入的研究，試驗表明具有良好的綜合性能，但是許多實體工程中路面車轍等損壞問題依然十分嚴重。愈來愈多的工程實踐表明：在拌和、運輸、攤鋪、壓實等過程發生離析現象，就會導致瀝青混合料各個指標發生變化，使路面的使用性能與設計初衷發生偏離。

7  針對上述問題的建議

1）采取RLWT車轍儀評價瀝青路面抗車轍性能，預測變形發展趨勢，指導確定車轍維修方案，是一種值得推廣的方法。

2）加強銑刨后對松散顆粒的清掃，可以保證透層油撒布在密實、干凈的道路表面上。

3）通過對普通乳化瀝青、SBR和SBS改性乳化瀝青的性能對比試驗發現，SBS改性乳化瀝青可以提高瀝青混合料的高溫穩定性和低溫抗縮裂能力，可以提高粘結力、抗水剝落能力，破乳快、早期強度更優，適用于車轍治理工程。

瀝青路面銑刨時，在銑刨齒輪強力作用下，銑刨后的結構層表面難以避免部分骨料的松動，進而增大了對粘結材料的需求量。另外在在一定的灑布量范圍內，隨著粘結材料灑布量的增大其滲透深度加大。因此，粘結材料灑布量宜在不形成表面殘留油膜的前提下適當增大。

另外，建議推廣使用摻加了高滲透劑的SBS改性乳化瀝青，其高滲透性更有利于短時間內的滲透效果。

4）在瀝青層與半剛性基層之間設置橡膠瀝青防水粘層或熱SBS改性瀝青防水粘結，從而使面層與基層有效地連成一體，達到提高路面整體強度的目的，這是一種已被證明行之有效的對路用性能具有多項保護的措施。

5）混合離析主要發生在拌和、裝車、攤鋪過程中，它改變了混合料的級配和瀝青含量，導致混合料抗剪強度降低，這是車轍產生的重要原因之一。因此，在保證集料、瀝青結合料和外摻劑質量滿足規范要求的前提下，嚴格遵循拌和工藝要求，在裝車過程中采用正確的裝車方式，就能基本解決拌和及裝車過程的離析問題。

在協調好運輸車輛數量，保證連續攤鋪，正確地向攤鋪機倒料的基礎上，合理確定攤鋪機攤鋪寬度（當攤鋪寬度超過7m時，易造成兩端混合料的離析），在一定程度上也能控制混合料的離析。

6）溫度離析是瀝青混合料在運輸、攤鋪、壓實過程中不同區域混合料出現溫度差異而引起的。瀝青混合料的溫度決定了施工和易性，影響著路面壓實性能，是路面施工質量控制的關鍵。而抗車轍瀝青混合料性能對溫度變化更敏感，對拌和溫度、攤鋪溫度、初壓終壓、開放交通溫度都有著明確的要求。如果混合料溫度較低或溫度變化較大，出現溫度離析，將出現達不到規定的壓實度或過碾的情況而影響工程質量。

運輸過程中的溫度離析現象也比較明顯，因此運輸車輛除頂部有防止溫度過快流失的棉被外，車輛周邊也需要采取保溫，這在氣溫較低，運輸時間較長時尤為重要。

另外，要以攤鋪設備能力為核心，將拌和設備、運輸設備和壓實設備和與之相匹配的機械設備進行組合，以保證攤鋪的連續性。攤鋪過程發生等料的現象，或者大量瀝青混合料在現場等待攤鋪同樣會導致溫度發生波動。壓實設備的選型和組要合理，才能確保初壓終壓滿足溫度要求。

7）瀝青混合料的密實度決定著混合料中空隙率的大小。一定程度上，密實度越大，空隙率越小，混合料的抗車轍能力也越強。過大的空隙率會在日后引起明顯的壓密型車轍；同時，眾多研究表明，混合料的殘余空隙率也不能太小，因為到夏季，瀝青混合料內部沒有足夠的孔隙供瀝青結合料熱膨脹，必然會引起泛油和流動。

在采用經驗壓實設備組合和壓實方案時，首先，可以通過調整攤鋪機振動參數，產生高效的壓實效果，達到提高預壓實度的目的，攤鋪初始壓實度愈高，路面最終的壓實度愈高，所用的碾壓遍數就愈少；其次，采用帶有即實密實度顯示的壓實設備，隨時掌握壓實效果，并相應調整碾壓方式，就能使作業面全部達到規定壓實度要求。

8）根據多項車轍治理工程施工經驗可知：銑刨后加鋪2層瀝青結構的作業時間基本可以控制在交管局批準的時間內；加鋪3層時間就顯得非常緊張，而且在半剛性基層上設置防水粘結層相當于增加了1層瀝青加鋪工序，也容易造成施工單位為了搶時間而忽視清掃質量，在粘結材料未破乳或未達到滲透深度就開始攤鋪，攤鋪速度過快，碾壓密實度不足，勢必不利于完工后的路面使用性能。

8  結語

通過濟南市城市道路車轍現象的處理說明，調整優化瀝青混合料礦料級配設計和添加抗車轍劑，可以提高瀝青混合料夏季高溫抗變形能力、雨季防水損害能力、冬季低溫抗裂能力，綜合提升瀝青路面的耐久性能，改善瀝青路面抗車轍性能，以解決或降低城市道路瀝青路面的車轍問題。由此，濟南道路設計和施工時，對交通流量大、反復荷載作用較多的區域（公交站臺、交叉口等），要盡量考慮采用抗車轍材料，合理有效地采用抗車轍瀝青混凝土設計，保障與延長瀝青路面的使用壽命，為老百姓出行提供便捷、舒適的道路環境。

抗車轍一門系統技術，包括結構設計、材料設施支及生產、施工質量控制?？管囖H路面的生產和施工是連續設計和應用的橋梁，是保證路面性能的重要環節。結合北京市車轍治理的特點，只有經過合理的生產和施工，才能實現設計的目標，取得預期的效果。