文章结合甘肃省高速公路实际状况及历年维修情况，介绍了2009 ～ 2010 年甘肃省高速公路车辙处治的维修方案和维修效果，研究探讨了适合甘肃省高速公路特点的方案对策。
4006-054-001 立即咨询发布时间：2022-10-05 10:07 热度：
摘要：文章结合甘肃省高速公路实际状况及历年维修情况，介绍了2009 ～ 2010 年甘肃省高速公路车辙处治的维修方案和维修效果，研究探讨了适合甘肃省高速公路特点的方案对策。
关键词：高速公路;车辙;维修方案;维修效果
随着全球气候变暖，甘肃省2008、2009、2010 三年连续高温，沥青路面的温度也随之升高，再加上我国车辆超重严重，而且数量巨大，高速公路出现了大量车辙，车辙已经成为我省高速公路沥青路面的主要病害之一，并于2009、2010 年两年进行了大规模维修。
维修基本解决了车辙病害对路面的影响，但在部分原来未出现车辙的路段出现了车辙病害，针对上述的现象，本文结合甘肃地区的情况分析了车辙出现的原因，并根据原因制定了相应对策。
一、车辙对行车影响
车辙对行车的影响主要有舒适性和安全性两方面。车辙产生会导致路面平整度的降低，导致车辆行驶颠簸，影响路面行驶舒适性。路面车辙槽易于积水或结冰，从而降低路面与车辆
对位。钢梁对位后，对下弦杆利川侧上50% 冲钉，10% 高栓。两根合拢下弦杆定位好后，根据索力及压重将合拢口Z 方向调整到位，然后通过纵移措施将纵移千斤顶放松或顶推，将长圆孔内穿入.80mm 锥行销栓，使Y 方向受到约束，当两杆件合龙口尺寸与设计尺寸偏差在30mm 左右甚至更小时，不需再进行纵移，等待温度变化即可，当偏差在0.5mm 以内时，打入下弦圆孔钢销。
(2)上弦杆合拢。下弦.100mm 锥形销栓安装完成后进行上弦的拼装，上弦杆件安装与下弦杆件安装类似。先对位A31 一侧，使A32 侧悬臂，安装相关拼板及合拢口调整设备。调整钢梁位置，打入上弦长圆孔钢销，使用上弦顶拉设施调整上口间隙至当偏差在0.5mm 以内时，打入上弦圆孔钢销。至此，钢梁在跨中呈四点铰支状态。
依次在下弦、上弦及斜杆的合拢点上打入50% 冲钉、上足30% 高栓，然后按照正常的顺序进行冲钉的替换、高栓初拧和轮胎之间的摩擦力，在车辆超车或更换车道是方向失控，出现事故，影响行车安全。目前，车辙已成为我省最严重的路面破坏类型之一，它造成路面破坏，大量维修、重修，以及行驶安全和质量问题。
二、车辙分类
根据调查，我省高速公路车辙按成因可分为磨耗型车辙、压密型车辙和失稳型车辙。其中磨耗型车辙、压密型车辙对路面造成的影响较小，路面结构尚处于稳定状态;失稳型车辙是因为路面高温与荷载共同作用下，路面结构发生变化，一般表现为轮迹带处下凹，行车道轮迹带两侧路面隆起，横断面现呈“W” 型，对路面影响较大。
三、车辙成因(一)产生车辙的气候、交通、纵坡等外界因素
沥青路面的外部使用条件对车辙产生起着非常重要的作用，我省的沥青路面车辙主要是由外部因素引起的，这些因素归纳如下：
1.2009、2010 年夏季持续高温，部分地区气温达到近50年的最高温度。气温越高，沥青路面内部混合料温度也越高，图3 为气温与路面表面温度之间的对应关系。可以看到气温达到
终拧，同时退出钢销。最后拼装桥面板及平联杆件。随温度升高前，将10# 墩、11# 墩处临时纵向锁定装置拆除。
2.
超载的影响。根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50 -2006)条文说明公式1-1、1-2 可知车辆超载50%时，对路面破坏就是标准轴载时的5.83 倍，超载达到100%时，对路面破坏就是标准轴载时的32 倍。n 为相关系数，当P 小于130KN 时取4.35，P 在130 ～ 220 KN 时取5。并且超载车辆往往低速行驶，低的车速相当于增加了沥青路面作用温度，根据时温等效换算，车速为10 ～ 20km/h 时，相当增加作用温度
22.2
～ 9.7℃， 相当于车辙动稳定度下降49% ～ 79%。N1/N2 =(P2/P1)b/c(1-1)n=b/c(1-2)P1， P2，N1，N2 分别为不同车型的轴载和作用次数。
3.长、大纵坡的影响。纵坡从2%
增大到5% 时，同条件车辆对沥青路面内部的剪应力增加0.03MPa，对沥青路面车辙的影响程度相当于超载40% 所对应的荷载，即相当于动稳定度约下降30%。
(二)沥青混合料本身的原因
1.
依据规范选择沥青标号过于单一。根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50 -2006) “表B.1 1960 ～ 2000 年各省(市、自治区)气候区统计资料”，我省最低多年平均气温为-14 ～ -25℃，最低气温为-18 ～ -31℃，最热7d 多年平均气温为31 ～ 33℃，最高气温为33 ～ 36℃，属于《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40 -2006)附录A 夏热冬寒区，依据规范多选择AH-90 号沥青。
2.
油石比偏高。根据钻芯取样后进行抽提试验，在车辙路段抽样油石比有57%超过5.5%，最大达到8.4%，油石比严重偏高。油石比偏高大幅度影响到沥青混合料车辙动稳定度，是造成此次车辙病害大规模形成的重要内因之一。
3.沥青混合料的级配。在对AC-16
沥青混合料抽提后的集料进行筛分，总计有15 个有效样本，与AC-16 级配范围进行数据对比，车辙段集料中13.2mm 的筛孔通过率为有25% 超过规范范围(级配上限92，下限76)，9.5mm 的筛孔通过率为有18% 超过规范范围(级配上限80，下限60)。通过数据对比我们可以发现，构成集料骨架的粗集料明显偏少，生产配合比试验结果多接近于规范的下限，且配合比波动较大，集料之间不能行成嵌挤作用，易发生车辙。
4.
天然砂使用过量。天然砂因其造价便宜、施工宜摊铺碾压，在路面施工中广泛使用，但与沥青粘附性差及其圆滑无棱角的特点，会对混合料的稳定度与高温稳定性产生不良影响。已有的研究表明：天然砂每增加1% 时沥青混合料的动稳定度DS
(评价混合料抗车辙指标)下降4%，且会使路面细颗粒及油膜大面积剥落。通过抽提筛分试验反算沥青混合料掺入天然砂的用量，我省大部分高速路面施工时天然砂含量都达到15%以上，甚至有超过25%的现象，显著降低沥青混合料的抵抗车辙
130
能力和水损害能力，导致路面出现大规模的车辙和路面表面细集料脱落现象。
四、2009 ～ 2010 年度车辙维修方案
2009 年-2010 年维修过程中，按不同车辙成因对路面采取了不同维修方案。磨耗型车辙、压密型车辙车辙一般小于2cm，先采用微表处单层或多层先填补车辙槽后，再采用型微表处对整个行车道进行铺筑。路面结构为：
MS -3 型微表处
MS -3 型微表处填补车辙槽(宽2×1.4m)
原路面结构
失稳型车辙深度较大，一般在2.5cm ～ 6cm，个别达到12cm， 路面整个结构已经发生破坏，采用铣刨破坏部分15cm 路面后重铺维修方案，在沥青混合料中使用改性沥青或抗车辙剂。路面结构为：
5cm 沥青混凝土AC -16
10cm 沥青碎石ATB -30
原路面结构
五、维修效果和路况分析
2010 年6 月以前完工的路段在2010 年夏季以起码经历了一个高温季节，经过调查，采用铣刨修补的失稳型车辙路段，未出现新的车辙，采用微表处填补的磨耗型车辙、压密型车辙路段，未出现剥落现象，说明维修方案是合理可行的。
但在2011 年1 月调查时发现，部分采用微表处填补维修磨压密型车辙路段，部分出现了失稳型车辙，部分原来并未出现车辙的路段也出现了失稳型车辙。
分析对比可以看出，沥青路面在行车荷载多次碾压下，车辙的形成过程可分为开始的压密、沥青混合料的流动、矿质骨料的重排及矿质骨架的破坏等三个阶段，对应沥青路面出现压密型车辙、压密型车辙在填补后正常运营阶段、出现失稳型车辙三个阶段。
假如我们把路面强度假定为全路段一致，从以上分析可以推论，如果不改变夏季最高温度和现有超载现象，原来发生失稳型车辙的高速公路，有很大概率继续出现车辙，我省高速公路以后还会大量出现车辙。
六、对策制定(一)制定适当的预防机制
我省有近2000km 高速公路处于运营阶段，正在建设当中的也数量巨大，如果等到路面大规模出现车辙病害，再来处置，需大量维修资金，采取适当的控制措施，可以有效的控制车辙的发展。影响车辙的因素中，可改变的外部因素有路面温度和外部荷载两部分，我们针对性找出如下控制措施：
1.建立高温预警机制、路面提前洒水降温。甘肃位于西部地区，具有昼夜温差大的特点，高温时间相对较短。我们可以建立高温预警机制，提前准备好水车，在高温时段9：00 ～ 17：00 之间进行洒水降温，将取得良好的经济效益。
2.高温期内控制超载车辆。超载现象在我国具有一定的特殊性，历次治理过程中由于受到经济方面的影响，都未能持久。一味严控难度较大，但利用车辙是在最炎热的时间段内形成的(甘肃省一般为10 ～ 20 天左右)和我省昼夜温差大特点，在对道路最不利的时间段内(例如高温预警期内8：00 ～ 18： 00)进行严查限制超载车辆运行，其余时间适当放宽的政策，将能把车辆对路面破坏和减少对经济运行影响的矛盾降到最低。
(二)及时处治磨耗型车辙、压密型车辙
由于车辆在车辙槽内行驶是颠簸是最小的，而且人在潜意识认为车辙槽内行驶比较安全，绝大部分车辆会沿着车辙槽行驶，形成重复效应。对出现的磨耗型车辙、压密型车辙及时修补，适当分散轮迹，减少荷载对车辙槽内重复效应，能有效延长现有路面使用寿命。
(三)对失稳型车辙及时彻底处治
失稳型车辙一般较深，对行车安全和舒适性影响较大，在资金允许的条件下尽量维修，为车辆提供一个舒适、安全的行车环境。
如果资金暂时受到限制，应及时铣刨隆起，保证车辆安全，也可减少车辙槽内重复效应，减缓车辙发展速度。次方案缺点是路面平整度和抗水损坏性能大幅度降低，路面使用寿命减少，但还是在一定时间内可以维持车辆安全通行。
(四)材料控制
车辙病害的发生包括外因和内因两个方面，外因中夏季气温是不可控制因素，路面坡度是很难改变因素、超载由于各种原因治理困难。在维修中我们只能针对路面沥青混合料做加强工作。
1.
提高改性沥青技术指标。我省高速公路维修中大量使用SBS 改性沥青，路面沥青混合料高温稳定性与改性沥青软化点有显著关系，在养护维修工程中我们把SBS 改性沥青软化点由55℃提高到75℃，可有效提高路面高温稳定性。
2.
改善沥青混合料级配。我省高速公路沥青混合料级配一般采用接近中值的办法，经过实践证明，混合料高温稳定性能
不佳，维修工程中采用“S 型曲线”级配，减少细料用量，增大粗骨料用量，使级配向“骨架密实性”考虑，提高沥青混合料高温稳定性。
3. 采用机制砂替代天然砂。沥青混合料采用天然砂超过9%后，会对沥青混合料高温稳定性产生不良影响，但在施工中运行采用天然砂就很难控制用量，在养护维修工程中全部采用机制砂替代天然砂，以保证工程质量。
七、结语
1.2009
～ 2010 年夏季高温、车辆超载使甘肃省出现了大量车辙，这主要是因为路面沥青混合料的高温稳定性不足。
2.
建立高温预警机制，采用洒水降温与控制高温时段超载车辆得方法，减少车辆超载对路面的破坏作用。
3.
改性沥青软化点、沥青混合料级配、沥青混合料天然砂使用与沥青混合料的高温稳定性有直接关系，应详加控制。
4.
及时处治磨耗型车辙、压密型车辙、彻底处治失稳型车辙。
参考文献
[1] 徐世法，季节.沥青铺装层病害防治与典型实例[M].人民交通出版社，2005.
[2]党国兴.基于时温等效的长大纵坡路段车辙成因分析[J].山西建筑，2011，.
(18)
[3] 吴浩，裴建中.长大纵坡路段沥青路面车辙规律及影响因素[J].长安大学学报(自然科学版)，2009，29(6).
[4] 刘新利.新疆高等级公路沥青路面及混合料车辙指标对应关系研究[D].长安大学道路与铁路工程，2009.
[5] 朱栋.高速公路沥青路面车辙病害及其成因[J].科技资讯，2008，.
(32)
作者简介：陈天峰(1979-)，男，甘肃白银人，甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司工程师，研究方向：公路工程。
