摘要 該文通過總結普通公路交叉口車轍形成原因，分析交叉口路面的養(yǎng)護需求關鍵點，對交叉口車轍處理的各類養(yǎng)護技術的特點進行比較，分析了各類技術所形成的路面結構、性能特點和適用場景，通過車轍試驗和動態(tài)蠕變試驗論證了相關技術的高溫穩(wěn)定性并進行了比較分析，結合荷載等級、交通等級、養(yǎng)護經費是否充足等因素為普通公路交叉口的養(yǎng)護措施決策提供了參考方法。

關鍵字 交叉口車轍；高溫穩(wěn)定性；養(yǎng)護決策

中圖分類號 U418 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）19-0084-03

0 引言

隨著交通流量的不斷增加，公路交叉口作為道路網絡的關鍵節(jié)點之一，承擔著日益重要的交通功能，然而在交叉口頻繁的車流中，車轍的形成成為一個不可忽視的問題，其不僅影響駕駛舒適性，還可能對交叉口的交通安全和通行效率產生負面影響[1]。車轍的形成與多種因素相關，包括交叉口的交通流量、軸載、路面材料、氣候條件等，不同的交叉口狀況和環(huán)境因素導致了多樣化的車轍問題。目前，為解決車轍問題，交叉口車轍處理技術已經涌現(xiàn)出多種形式，涉及路面材料的選擇、路面結構設計、施工工藝、交通管理等多個方面[2]。這些技術的選擇不僅需要考慮技術本身的可行性和效果，還需要根據(jù)具體的交叉口特點、荷載大小、交通條件，以及經費、全壽命周期成本等因素綜合考慮。該文將對公路交叉口養(yǎng)護的需求進行分析，對各類養(yǎng)護技術措施的特點進行研究和比較，通過相關室內試驗的數(shù)據(jù)評價材料在處理車轍問題上所帶來的性能提升，并提出一種交叉口養(yǎng)護決策的方法，以推動交叉口車轍處理技術的創(chuàng)新與進步[3]。

1 當前交叉口養(yǎng)護需求分析

交叉口主要病害是車轍，其他病害多數(shù)都由車轍衍生發(fā)展而來，由于交叉口車輛減速、剎車、轉向等對路面的剪切作用，采用常規(guī)材料簡單處理，通常在一年內即會再次出現(xiàn)較大車轍[4]，因此交叉口路段有其特有的要求，養(yǎng)護需求可總結為：

（1）材料性能，交叉口路面材料需在高溫、重載條件下承受極大的剪切應力，因此需選擇在常規(guī)基礎上性能加強的材料，尤其是高溫穩(wěn)定性，需確保其在高溫下不易產生變形。

（2）交通荷載，輕、中交通與重、特重交通荷載等級需考慮不同的處理措施，首先需要考慮材料對荷載的承受能力，需要考慮造價經費因素，通常荷載等級越重，需要的養(yǎng)護強度越大。

（3）施工工藝，交叉口通行壓力大，交通管制困難，難以徹底中斷交通，材料的生產和現(xiàn)場施工需要快速完成，施工工藝需簡單、可靠、快速，最大限度減少對交通的干擾，同時也要在有限的時間里確保施工質量的穩(wěn)定，具備較高的容忍度。

（4）耐久性及適應性，需具備較為長期穩(wěn)定的性能，適應各種不同的路面結構、交通條件以及外部環(huán)境，且不因解決車轍問題而導致其他病害易發(fā)。

（5）經濟性，交叉口是路面養(yǎng)護的易損點，維修頻率較一般路面高得多，所使用的材料造價通常高于常規(guī)材料，因此所采用的技術在全壽命周期的成本上需具備經濟性。交叉口采用技術的單位造價提升幅度應當與養(yǎng)護周期延長的幅度相一致或者更高，才可認為其在全壽命周期內具備經濟性。

上述五方面內容，可作為道路交叉口養(yǎng)護需求關鍵點，在制定養(yǎng)護策略和選擇相應技術時作為判斷依據(jù)和參考[5]。

2 當前交叉口車轍處理技術特點分析

結合調研，當前交叉口車轍處理主流的技術大致可分為添加類、復合結構類、特種瀝青類。添加類主要以各類抗車轍劑、高模量劑及其他類似材料為添加材料，通過在常規(guī)瀝青混合料生產過程中直接將材料投入拌和機內混合，提升瀝青材料性能，達到提升高溫抗車轍能力的目的。復合結tuN2W8ZwIv00PPBAp8EsNFfpf+UIsVqzi4ybQi+jX+4=構類主要包括貫入式路面加瀝青罩面、連續(xù)配筋混凝土加瀝青罩面等技術，通過水泥基材料注入開級配瀝青材料或直接采用連續(xù)配筋混凝土，形成復合型路面，起到加強瀝青路面中下面層強度來抵抗車轍變形的作用。特種瀝青類主要采用特種改性的成品瀝青代替常規(guī)改性瀝青進行混合料生產的工藝，通過瀝青材料的提升，達到提升高溫抗車轍能力的目的，其生產及施工工藝基本與常規(guī)工藝一致，性能的穩(wěn)定性更高[6]。

根據(jù)相關調研，上述各類技術對交叉口車轍均有改善作用，效果各有千秋，實施過程各有優(yōu)勢和局限性，總結相關技術特點如表1所示：

3 抗車轍性能試驗分析

基于上述技術特點，該文選擇了四種材料：常規(guī)改性瀝青（PG76-22）、一種添加類材料A、灌漿路面材料及特種瀝青材料B為試驗對象，灌漿路面采用GRAC-20級配設計，其余均按照SUP-20進行配合比設計，四類材料分別為：改性SUP-20、SUP-20（A）、GRAC-20、SUP-20（B），通過《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20—2011）車轍試驗方法（如圖1所示），以及高溫動態(tài)蠕變試驗（如圖2所示）對其高溫性能進行比對和分析[7]。

車轍試驗采用車轍試驗儀，按照規(guī)范方法進行所示，試驗溫度為60℃，動穩(wěn)定度計算如下：

DS=（t1?t2）N d2?d1 C1·C2 （1）

式中：DS——瀝青混合料動穩(wěn)定度（次/毫米）；

d1——對應t1時間的變形量（mm）；

d2——對應t2時間的變形量（mm）；

N——試驗機往返碾壓次數(shù)，通常為42次/分鐘；

C1——試驗機類型系數(shù)，曲柄式運行方式為1.0；

C2——試件系數(shù)，寬30 cm的試件為1.0。

試驗結果如表2、圖3所示。

高溫動態(tài)蠕變試驗采用室內旋轉壓實成型后取出的直徑為15 cm的芯樣進行試驗，采用多序列加載模式，試驗溫度為60℃[8]，試驗結果如圖4所示。

通過不同應力大小下蠕變曲線增長的速率擬合建立蠕變速率和壓縮應力之間的非線性模型，計算方法如公式所示：

εr=a·σb （2）

σi σs=（qi qs）0.65 （3）

式中εr——永久應變增長率（με/循環(huán)）；σ——豎向壓應力（MPa）；a，b——擬合參數(shù)；σi——第i級軸重對應的軸載應力（MPa）；qi——第i級軸重（kN）；σs——標準胎壓（MPa）；qs——標準軸重（kN）。

由上述試驗結果可知，采用添加類SUP-20（A）、灌漿路面（GRAC-20）、特種瀝青SUP-20（B）等技術，動穩(wěn)定度較常規(guī)改性瀝青均有明顯的提升，普遍可提升至7 500次（mm）以上[9]。由高溫動態(tài)蠕變試驗結果可知，在荷載的持續(xù)作用下，灌漿路面、特種瀝青在初始產生一定的變形后，后期隨荷載次數(shù)增加，累計應變增長緩慢，處于穩(wěn)定狀態(tài)，添加類材料累計應變增長稍快，而常規(guī)改性瀝青混合料后期出現(xiàn)較為明顯的應變增長，且在經過一定的加載作用次數(shù)后進入了失穩(wěn)破壞階段。室內試驗結果證明：三類材料高溫穩(wěn)定性均有明顯的提升，灌漿路面和特種瀝青技術效果更為穩(wěn)定[10]。

4 養(yǎng)護措施選擇

首先對三種類型技術及常規(guī)改性瀝青養(yǎng)護進行排序，考慮高溫穩(wěn)定性、工程造價、施工便捷性等三方面因素進行評分，1為最好，3為最差，如表3所示。

結合道路的交通及荷載等級、交通管制的難度等因素，可將上述技術按照如下策略表進行排列，如表4所示。

普通公路交叉口的養(yǎng)護策略選擇可按上表選擇，添加類技術在資金受限、荷載不大的路段可以優(yōu)先選擇，復合結構類在荷載較重、資金充裕、交通管制難度不大的情況下較為適用，需兼顧抗車轍性能、經濟性和交通管制條件的可選擇特種瀝青類技術。

5 結論

（1）交叉口的養(yǎng)護需求可總結為要求相應技術具備較為簡便快捷的生產和施工工藝，較強的抗車轍能力，快速開放交通，造價在全壽命周期內經濟合理等特質。

（2）處理技術可大致按照添加類、復合結構類、特種瀝青類分類，三類技術各有優(yōu)勢，添加類技術工藝簡單施工方便，抗車轍性能受材料品質的波動較大；復合結構類抗車轍性能較強，施工工藝復雜，造價較高；特種瀝青類施工工藝較為簡單，造價有一定提升，抗車轍性能總體介于兩者之間，實際進行養(yǎng)護決策時應結合不同交叉口的實際情況選擇最適合的方法。

（3）經采用60℃車轍試驗和高溫動態(tài)蠕變試驗對常規(guī)改性瀝青、6667db5486b2f310e94efca251722131fb438741a7475494c1a1999b65e6e86f添加類、復合結構類、特種瀝青類等四類材料進行性能驗證，后三類材料均較常規(guī)改性瀝青有明顯的提升，其中灌漿路面與特種瀝青技術效果更為明顯和穩(wěn)定。

（4）依據(jù)各技術的性能和施工工藝特點，結合科學決策的養(yǎng)護理念，考慮造價、交通管制條件等幾方面的因素，交叉口車轍處理措施大致可按照該文對應策略進行選擇。

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收稿日期：2024-03-29

作者簡介：黃舒文（1988—），男，碩士研究生，工程師，研究方向：道路橋梁養(yǎng)護技術。