沥青路面车辙病害及微表处施工研究

引言

随着我国经济社会的持续发展和城市化进程的不断推进，公路交通基础设施建设取得了显著成就。截至近年，全国高速公路总里程已位居世界前列，覆盖范围不断扩大，路网结构日趋完善。高等级公路在促进区域经济协调、推动城乡一体化发展以及提升物流效率方面发挥着不可替代的作用。然而，在交通流量快速增长、车辆轴载日益重型化以及极端气候频发的多重压力下，沥青路面的耐久性与使用性能面临严峻考验。尤其是高等级公路在投入使用数年后普遍出现不同程度的早期损坏现象，其中车辙病害尤为突出，成为影响路面服务水平和行车安全的主要因素之一。车辙的持续发展不仅降低了路面平整度和抗滑性能，还可能导致积水、路面结构层疲劳开裂等一系列次生病害，严重时甚至威胁交通安全。因此，如何有效防治沥青路面车辙，延长路面使用寿命，已成为当前道路工程领域亟需解决的关键问题。因此，对车辙形成原因的深入研究以及微表处养护技术的推广应用，具有重要的现实意义。

一、沥青路面车辙的形成原因

1、材料因素

沥青混合料作为沥青路面的主要构成材料，其性能直接决定了路面抵抗永久变形的能力。在高温条件下，沥青胶结料的黏度降低，导致其对集料的黏附力和内聚力减弱，从而使得混合料整体抗剪强度下降，容易在荷载作用下发生流动变形。沥青的感温性是关键指标之一，针入度等级较高的沥青虽然低温性能良好，但在高温环境下更容易软化，加剧车辙发展。改性沥青如SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）改性沥青能够显著提升高温稳定性，改善混合料的弹性恢复能力，有效抑制车辙的产生。

集料的质量与级配设计同样对车辙形成具有深远影响。坚硬、洁净、表面粗糙且具有良好棱角性的粗集料有助于增强混合料的骨架结构，提高抗剪切能力。若集料中针片状颗粒含量过高或含泥量超标，则会削弱集料之间的嵌挤作用，导致混合料在长期荷载作用下发生颗粒重排和压密，进而形成结构性车辙。矿粉作为填充材料，其细度与活性也会影响沥青膜的厚度及胶浆的力学性能。当填料过多或与沥青相容性差时，易形成薄弱界面，成为车辙发展的起始点。

沥青混合料的设计空隙率与沥青用量也是不可忽视的因素。过高的沥青用量会导致自由沥青增多，在高温下形成润滑效应，促使集料滑移；而空隙率过低则限制了混合料在压实过程中的调整空间，增加初期压密变形风险。混合料类型的选择也至关重要，例如采用骨架密实型结构的SMA（沥青玛蹄脂碎石混合料）相较于悬浮密实型的AC（普通密级配沥青混凝土），具备更优的高温抗变形能力，因而在重载交通路段应用更为广泛。

2、结构设计

路面结构层的设计合理性直接影响到应力传递与应变分布，从而决定车辙的发生与发展趋势。各结构层的模量匹配若不合理，可能导致应力集中或层间滑移，特别是在基层与面层之间存在强度突变时，易在交界面处产生剪切破坏，形成深层车辙。合理的结构组合应保证从上至下模量逐级递减，避免出现“ 弱夹层” 现象，确保荷载能够均匀有效地向下传递。

面层厚度的设计对车辙控制尤为关键。较薄的沥青层在轮载作用下承受较大的拉应力和剪应力，难以有效分散荷载，易导致表层推移或拥包。相反，适当增加面层厚度可以降低面层内部的剪应力水平，延缓车辙发展速度。然而，厚度过大会增加建设成本，并可能带来温度裂缝等其他病害风险，因此需结合交通荷载等级进行优化设计。

3、环境作用

环境条件特别是温度变化对沥青路面车辙的发展具有显著促进作用。夏季高温天气持续时间越长，沥青混合料软化程度越高，其黏弹塑性行为愈加明显，导致在车辆荷载作用下的塑性累积变形加速。日间路面温度可达 60^∘C 以上，远超部分普通沥青的软化点，使得面层材料处于高流动状态，极易发生侧向流动和压缩变形。

降雨和湿度变化也会间接影响车辙形成。水分渗入路面结构内部，可能造成基层软化或沥青与集料剥离，削弱整体结构稳定性。尤其是在排水不畅的路段，积水渗透至基层后引发支撑力下降，导致面层在荷载作用下产生不均匀沉降，进而诱发结构性车辙。冻融循环地区还面临体积膨胀带来的附加应力，进一步破坏层间结合，为车辙扩展提供通道。

4、交通荷载

交通荷载是车辙形成的外部驱动力，其大小、频率、轴载组成及行驶模式共同决定了路面的服役状态。重载车辆尤其是超载车辆对路面造成的损伤呈非线性增长关系。根据第四权力定律，单轴载重量增加一倍，对路面的损害可高达16 倍，这意味着少量超载车辆即可造成大量标准轴载相当的累计损伤，显著加速车辙发展。

荷载作用频率同样不容忽视。高频交通流意味着更多的重复加载次数，使沥青混合料经历持续的应力-应变循环，导致黏弹性材料的蠕变累积效应加剧。城市快速路、高速公路出入口及交叉口附近因频繁启停和慢速行驶，轮胎与路面接触时间延长，局部压力释放缓慢，更易引发推移和拥包类车辙。

二、沥青路面车辙病害处治中微表处的应用要点

某公路工程通车运营多年，经现场路面状况调查可知，路面已出现了不同程度的病害问题，其中车辙较多，但并不严重。为了改善路面使用性能，决定采用微表处预防性养护施工方案，具体技术应用要点如下：

1、原路面处理。施工前，还需做好原路面处理工作。比如，若路面存在其他病害，需进行精铣刨处理，合理确定铣刨厚度。同时，还要清理干净原路面上的杂物。

2、摊铺、碾压施工。在施工中，在摊铺机内装入微表处施工所需的各类材料，随后将摊铺设备开到施工现场规定位置，确保摊铺箱周围紧贴原路面。同时，还要检查摊铺设备的各项技术参数，比如料门高度、开度等是否满足施工要求。摊铺过程中，要对各项参数进行随时检测，比如摊铺宽度、摊铺厚度等，保证均可满足施工要求。为了缩短施工时间，快速开放交通，需要进行一定碾压施工，这样不仅可以达到快速开放交通的目的，还可以增强封层的结构强度，达到防水密实的效果。

3、养生。微表处施工后，未固化破乳前，需进行养生，在此阶段不允许开放交通，需完全把摊铺路段封闭。一般情况下， 1.2N⋅m 为微表处混合料初凝状态下的粘结力，若达到 2.0N⋅m 粘结力要求，可开放交通。

4、质量控制。乳化沥青材料使用时，应保证搅拌均匀，一旦出现乳液结块、沉淀等情况，需及时更新材料。混合料需均匀搅拌，避免出现离析、结块、花白等情况，若出现上述情况，需及时停止摊铺施工，并进行详细检查，找出原因，并及时进行处理。摊铺时，需定期调整摊铺机的称重系统，若偏差过大，不利于材料用量控制，很可能影响施工质量，也会造成材料浪费。同时，要做到连续施工，尽可能减少停车次数，且保证摊铺速度均匀、一致，提高摊铺厚度的均匀度，保证路面表层平整。

三、结束语

综上所述，沥青路面是中国高等级公路的主要路面类型,车辙病害是沥青路面的主要病害之一。车辙的深度过大，将会降低路面平整度并引起波浪、拥包等一系列病害。为此，必须根据工程实际情况，采用切实可行的养护措施，比如微表处预防性养护技术，可修复车辙病害，改善路面使用性能。

参考文献：

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