山西省公路局運(yùn)城分局 山西運(yùn)城 044000
據(jù)統(tǒng)計(jì),車轍的維修養(yǎng)護(hù)約占瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)的80%。車轍的發(fā)生將直接降低公路瀝青路面的平整度,影響行車的舒適性,更嚴(yán)重的是降低了行車的安全性。為了確保公路正常運(yùn)行,必須減少車轍現(xiàn)象的發(fā)生,減少財(cái)力、物力和人力等的損耗。所以,對(duì)公路瀝青車轍防治措施的探討有重要意義。
車轍是瀝青路面在高溫條件下長時(shí)間荷載的結(jié)果,這是瀝青路面常見的一種損害現(xiàn)象,車轍產(chǎn)生的原因有很多種,以下就車轍產(chǎn)生的內(nèi)因、外因進(jìn)行簡(jiǎn)要探討[1]。
(1)瀝青的選型。瀝青分為天然瀝青、石油瀝青和煤焦瀝青三種。目前我國主要采用的是瀝青混合料,其原因是由于瀝青混合料的抗剪能力較高,隨著混合料粘接力的提高,抗剪強(qiáng)度逐步增大。瀝青的選擇需結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕煌?、環(huán)境、氣候等綜合選用。
(2)瀝青用量。用量的控制直接影響著混合料的粘接力,用量越大,顆粒中游離的自由瀝青就越多,粘接力就會(huì)越小,因此,合理控制瀝青用量至關(guān)重要。
(1)交通因素。自改革開放以來,我國道路建設(shè)日益發(fā)展,交通量逐步增大,道路車轍現(xiàn)象越發(fā)嚴(yán)重,就實(shí)際情況看,路面荷載越重,輪胎壓力越大,車速越慢,路面車轍的形成也就越發(fā)容易。其中荷載是促使車轍形成的最重要原因,極易導(dǎo)致路面永久性變形。這種情況通常出現(xiàn)在收費(fèi)站、交叉路口、車站等交通擁擠的地方。
(2)氣候條件。氣候條件中對(duì)路面車轍影響最大的因素為溫度。在我國南方,日照時(shí)間長,溫度高,路面車轍的現(xiàn)象明顯嚴(yán)重,但在北方就相對(duì)較輕一點(diǎn),尤其是在冬季,降水量少,有利于路面保護(hù)。
(3)路面基層。路面基層有碎、礫石基層和無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定基層兩種。其作用是為了穩(wěn)定路面。通過某種特定技術(shù)將單一材料分層鋪筑在路基表面就是路面基層,基層的質(zhì)量與材料好壞直接關(guān)系著路面使用性能的高低。基層的剛性強(qiáng)度越好,路面的抗剪切能力與高溫穩(wěn)定性就越強(qiáng)。
(4)施工質(zhì)量。在施工過程中如果準(zhǔn)備材料不充分或未充分壓實(shí),將會(huì)造成瀝青面層壓實(shí)不足,通車后很快就會(huì)出現(xiàn)路面車轍。
對(duì)瀝青混合料中礦料級(jí)配類型的選擇直接影響著瀝青混合料的高溫性能,密實(shí)型結(jié)構(gòu)的高溫性能低于骨架型級(jí)配的性能,在瀝青混合料中,適當(dāng)增加粗集料有利于提高其高溫性能。嚴(yán)格控制關(guān)鍵性篩孔的通過率。
實(shí)際用量略低于設(shè)計(jì)用量能夠有效提高混合料高溫性能,選擇低標(biāo)號(hào)要比高標(biāo)號(hào)的瀝青混合料高溫性能好。在實(shí)際施工中,盡管氣溫條件相差很大,但仍選用重交90 號(hào)瀝青,瀝青的用量控制也很不嚴(yán)格,這明顯不合理。應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂?,合理選用不同標(biāo)號(hào)的瀝青,瀝青用量誤差也應(yīng)控制在0.2%左右[2]。
嚴(yán)格控制粗集料中針片狀含量,如果含量過多,車輛在行駛過程中,很容易造成路面級(jí)配下降,加深車轍形成。盡可能選擇強(qiáng)度較高的粗集料,但大多強(qiáng)度較高的粗集料偏酸性,與瀝青的粘結(jié)強(qiáng)度較小,必須通過添加消石灰、瀝青抗剝落劑來增強(qiáng)混合料的水穩(wěn)性,細(xì)集料的含泥量直接影響著路面的高溫穩(wěn)定性,如果碎石廠不配置防塵設(shè)備,必定會(huì)造成石屑中粉塵含量過高,使得級(jí)配曲線形成駝峰線,進(jìn)而降低了路面抗高溫性能。所以施工中的石屑必須除塵,且控制在0.075mm 的通過率范圍內(nèi)。
壓實(shí)度是造成車轍產(chǎn)生的主要原因。關(guān)于壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn),目前對(duì)高速公路的壓實(shí)度要求為馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)試件的96%。實(shí)際上對(duì)于設(shè)計(jì)空隙超出4%的混合料,如果將壓實(shí)密度控制在馬歇爾密度的96%是偏低的。如果設(shè)計(jì)空寂超出6%,壓實(shí)密度仍為96%,此時(shí)路面的實(shí)際空隙率已達(dá)到10%,極易造成壓密型車轍。所以,在控制壓實(shí)密度時(shí)應(yīng)保證現(xiàn)場(chǎng)空隙率不低于設(shè)計(jì)空隙上浮2%,或者采用理論最大密度的92%實(shí)現(xiàn)雙控。集料要控制好拌和時(shí)間和溫度,在運(yùn)輸過程中要嚴(yán)格遵守操作規(guī)范,攤鋪過程也要規(guī)范操作,確保集料充分發(fā)揮其價(jià)值。
嚴(yán)重的車轍破壞往往發(fā)生在夏季高溫季節(jié),尤其是在溫度最高的時(shí)候,車轍發(fā)生的速度非常快,有時(shí)2-3 天就發(fā)生車轍3-4 公分,不僅造成了極為不良的社會(huì)影響,同時(shí)也帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,在夏季高溫季節(jié)采取有效措施是運(yùn)營階段防止車轍發(fā)生的關(guān)鍵。
實(shí)踐表明,高速公路較大車轍往往發(fā)生于夏季高溫?cái)?shù)天里溫度最高的幾個(gè)小時(shí),如果避開溫度最高的這個(gè)時(shí)間段,就會(huì)對(duì)公路瀝青路面做到很好的保護(hù)。因此,可以經(jīng)公安部門協(xié)商后,采取高溫時(shí)段禁止重型貨車通行的防治措施。
超載車輛是目前引起公路瀝青路面車轍最主要的原因,因此必須采取有效的措施對(duì)重載運(yùn)輸車輛的通行時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格地控制。比如,每年溫度最高的時(shí)候,每天的10:00-18:00 禁止重載貨車通行。同時(shí),調(diào)整收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)鼓勵(lì)重載貨車夜間行駛,如6:00-10:00與18:00-22:00 按75%收費(fèi),而22:00 至次日6:00 按50%收費(fèi),從而減少車轍的發(fā)生。也可以采取10:00-18:00 對(duì)通行重載貨車加價(jià)收費(fèi)的措施以控制重載運(yùn)輸車輛的通行時(shí)間。此外,相關(guān)部門要加強(qiáng)對(duì)超載超限車輛的治理,禁止超載超限車輛上道,從而對(duì)公路瀝青路面進(jìn)行保護(hù)[3]。
在車轍發(fā)生后,要及時(shí)地采取措施對(duì)路面進(jìn)行修補(bǔ),常用的車轍處治維修方法有銑刨重鋪法、銑刨拉毛過渡法、熱再生法、微表處法等。
總而言之,車轍是目前公路瀝青路面的典型病害,車轍形成的原因主要包括瀝青的類型和用量、交通因素、氣候條件、路面基層以及施工質(zhì)量幾個(gè)方面。針對(duì)瀝青路面車轍的防治可以從施工階段和運(yùn)營階段兩個(gè)方面著手,具體措施包括采用骨架型級(jí)配、控制瀝青的型號(hào)和用量、嚴(yán)格控制礦料質(zhì)量和壓實(shí)度、控制載荷車輛的運(yùn)行時(shí)間、控制高溫時(shí)段車輛的通行等,只有這樣才能保證公路的通行能力,更好地推動(dòng)我國交通業(yè)的發(fā)展。