寶雞地區(qū)干線公路瀝青路面病害成因分析及防治方案研究

摘要隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通量迅速增長，車輛呈現(xiàn)出大型、重型化，加之受環(huán)境、氣候條件、結(jié)構(gòu)設(shè)計限制，路面在使用過程中出現(xiàn)了各類病害，降低了其使用品質(zhì)和壽命，嚴(yán)重影響了正常的公路運營，導(dǎo)致最近幾年間干線公路大中修任務(wù)繁重，但由于目前瀝青路面大中修補強結(jié)構(gòu)層設(shè)計往往憑借經(jīng)驗，缺乏科學(xué)依據(jù)，一些路面設(shè)計過于保守，造成較大的材料和資金浪費，而一些路面設(shè)計卻相反，由于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理或厚度偏小而造成過早破壞，也造成了很大的經(jīng)濟損失。針對存在的問題，本文通過對寶雞地區(qū)4條干線公路中具有代表性的16段瀝青路面進行病害調(diào)查研究，分析總結(jié)典型病害類型，從設(shè)計、施工、材料、交通組成、軸載特性等方面分析了病害產(chǎn)生的原因和影響因素，提出了預(yù)防及處置瀝青路面病害的措施，為大修設(shè)計方案的制定提出要求。通過理論分析，研究銑刨前后原路表彎沉與銑刨后原路面當(dāng)量模量的變化規(guī)律，為路面大中修設(shè)計方案的制定提供依據(jù)。結(jié)合調(diào)查路段典型病害的特點推薦了典型病害合理有效的處治方法和路面大修方案，對完善路面大修技術(shù)，提高寶雞地干線公路大中修水平具有非常重要的現(xiàn)實意義關(guān)鍵詞：干線公路；瀝青路面；病害分析；補強方案第一章緒論1.1本課題研究的背景和意義隨著我國改革開放的日益深入和西部大開發(fā)戰(zhàn)略的順利實施，寶雞地區(qū)緊緊抓住國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略和積極財政政策的歷史機遇，干線公路建設(shè)事業(yè)得到了跨越式的發(fā)展。公路瀝青路面是指用瀝青材料作為結(jié)合料粘結(jié)礦料或混合料修筑面層與基層和墊層所組成的路面結(jié)構(gòu)，主要有瀝青表面處治路面、瀝青貫入式路面、瀝青混凝土路面和瀝青碎石路面等幾種類型。與水泥混凝土等路面相比，瀝青混凝土路面具有表面平整、抗滑性好、行車舒適、噪音小、易于施工及維修方便等優(yōu)點，因而瀝青路面被廣泛應(yīng)用于重要公路的建設(shè)，在高級、次高級路面中占有很高的比例。干線公路受環(huán)境、氣候條件、結(jié)構(gòu)設(shè)計等因素的影響，以及近年來交通量迅速增長，車輛大型化、重型化，特別是干線公路上的超載、超限運輸日益加劇，瀝青路面也不可避免地出現(xiàn)了各類病害，降低了路面的使用品質(zhì)和壽命。自國家實施西部大開發(fā)以來，借著西部大開發(fā)的政策有了快速發(fā)展，對干線公路建設(shè)改造力度加大。但是干線公路在使用過程中也出現(xiàn)了程度不同的破壞現(xiàn)象，公路路面病害逐年增多，公路路面養(yǎng)護質(zhì)量下降，嚴(yán)重影響公路通行能力和服務(wù)質(zhì)量。2009~2011年3年間寶雞地區(qū)共計新建、改造瀝青路面共346.713km，通過在設(shè)計、施工中不斷研究總結(jié)，較好地控制了瀝青路面病害的發(fā)生并提高了公路整體技術(shù)指標(biāo)?，F(xiàn)結(jié)合路網(wǎng)建設(shè)實踐和體會，研究瀝青路面典型病害的成因以及防治措施，同時針對不同類型的病害研究合適的大修方案，這對提高瀝青路面的使用質(zhì)量和使用性能、延長瀝青路面的使用壽命具有重要的現(xiàn)實意義。1.2本文主要研究內(nèi)容本文從寶雞地區(qū)干線公路瀝青路面結(jié)構(gòu)及使用性能調(diào)查評價入手，研究瀝青路面典型病害的主要類型和破壞機理，同時針對裂縫、坑槽、車轍等病害的特點，提出相應(yīng)的預(yù)防措施和處治方案，為以后的寶雞地區(qū)干線公路瀝青路面大修提供有效的指導(dǎo)。主要研究內(nèi)容如下：（1）寶雞地區(qū)干線公路瀝青路面病害分析；（2）寶雞地區(qū)干線公路瀝青路面病害預(yù)防與處治；（3）寶雞地區(qū)干線公路交通量分析；（4）原路面當(dāng)量模量對瀝青路面大修設(shè)計影響；（5）寶雞地區(qū)瀝青路面大修方案研究。第二章寶雞地區(qū)干線公路瀝青路面病害分析2.1病害調(diào)查路段的選擇寶雞市以國、省道公路為主骨架，橋涵、隧道配套的公路網(wǎng)絡(luò)等級不斷提高，制約發(fā)展的交通“瓶頸”得到進一步緩解，重要區(qū)域的公路交通條件得到較大的改善，已成為拉動寶雞國民經(jīng)濟增長的重要力量。由于受到地理、氣候、交通荷載和養(yǎng)護技術(shù)等多方面因素的制約，部分瀝青路面出現(xiàn)了早期破壞，這對寶雞地區(qū)干線公路的使用性能上產(chǎn)生了不良影響。在對寶雞地區(qū)干線公路瀝青路面作全面了解的基礎(chǔ)上，重點選寶雞地區(qū)有代表性典型路段作進一步調(diào)查。本次干線公路使用狀況調(diào)查選取了寶雞地區(qū)5個縣區(qū)的具有代表性的9段瀝青路面進行了調(diào)查，調(diào)查路段的具體情況如表2.1。表2.1調(diào)查路段具體情況樁號位置公路等級原路面結(jié)構(gòu)姜眉公路（太白縣境）K1+825～K20+000二級3cm厚AC-16中粒式瀝青砼+16-17cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層+26cm厚石灰土底基層，S210線（太白縣境）K142+371-K146+000K148+000-K150+000K176+000-K180+000K185+000-K189+351二級2002年建成5cmAC-16中粒式瀝青砼面層+23cm水泥穩(wěn)定碎石基層+20cm灰土礫石底基層，2006進行了5cmAC-16中粒式瀝青砼重鋪罩面。G316（鳳縣境）K2324+000～K2337+827二級路面結(jié)構(gòu)為5cm中粒式瀝青砼+22cm水泥穩(wěn)定砂礫基層+20cm天然沙礫底基層。S210線（鳳翔縣境）K67+500-K71+300二級路面結(jié)構(gòu)為3cm細(xì)粒式瀝青混凝土+4cm中粒式瀝青混凝土+20cm水穩(wěn)碎石基層。S210線（陳倉區(qū)境）K86+121-K88+400K89+044-K89+721二級原路面修建于1999年，現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)為路面結(jié)構(gòu)為3cm細(xì)粒式瀝青混凝土+4cm中粒式瀝青混凝土+20cm水穩(wěn)碎石基層。2.2病害調(diào)查結(jié)果及分析2.2.1姜眉路（太白縣）K1+825～K20+000病害調(diào)查結(jié)果：病害主要有不規(guī)則裂縫14338m2，占病害總面積的28.9%；龜裂2288m2，占病害總面積的4.6%；坑槽21915m2，占病害總面積的44.2%；沉陷1583m2，占病害總面積的3.2%；車轍7532m2，占病害總面積的15.2%；修補類損壞面積1899m2，占病害總面積的3.8%。現(xiàn)有路面代表彎沉為246.29（1/100mm），路段最大彎沉值416（1/100mm），最小彎沉值12（1/100mm）；表2.2姜眉路（太白縣）K1+825～K20+000段病害數(shù)量表病害類型不規(guī)則裂縫龜裂坑槽車轍沉陷病害數(shù)量（㎡）1433822882191575321583百分比30.1%4.8%46.0%15.8%3.3%圖2.1姜眉路（太白縣）K1+825～K20+000段病害分部餅狀圖從餅狀圖中可以看出該路段的主要病害是坑槽、不規(guī)則裂縫，此段公路為寶雞通往漢中方向的一條主要通道，跨省重載車輛較多，使得該段道路實際承受交通量已經(jīng)大大超過了該路段的承受能力，加劇病害發(fā)展，加之次太白縣冬季氣溫低，最低氣溫可達(dá)到－18℃，瀝青面層和半剛性基層受低溫影響，容易產(chǎn)生裂縫。該路段瀝青面層僅為3厘米偏薄，加之基層和路基強度不均勻，粗細(xì)集料離析現(xiàn)象較為嚴(yán)重，在行車荷載作用下形成大量坑槽.2.2.2S210線（太白縣）K142+371～K189+351間病害調(diào)查結(jié)果：病害主要有不規(guī)則裂縫14357m2，占病害總面積的41.3%；沉陷864m2，占病害總面積的2.5%；坑槽266m2，占病害總面積的1%；車轍19235m2，占病害總面積的55.4%；全路段路面回彈彎沉值全段平均為47（1/100mm），路段最大彎沉值132（1/100mm），最小彎沉值2（1/100mm）；表2.3S210線（太白縣）K142+371～K189+351間病害數(shù)量表病害類型不規(guī)則裂縫坑槽車轍沉陷病害數(shù)量（㎡）1435726619235864百分比41.3%0.8%55.4%2.5%圖2.2S210線（鳳翔縣）K67+500～Ｋ71+300段病害分部餅狀圖從餅狀圖中可以看出該路段的主要病害是車轍和不規(guī)則裂縫，此段舊路瀝青面層經(jīng)過2006年和2009年兩次重鋪，總厚度達(dá)10厘米，局部厚度達(dá)到15厘米，夏季路表溫度高達(dá)60攝氏度以上，在重車輛碾壓下形成車轍。半剛性基層低溫收縮，基層的軟化和沉陷，大量重載交通導(dǎo)致路面疲勞破壞，基層強度不足都可引發(fā)不規(guī)則裂縫的產(chǎn)生。2.2.3G316線（鳳縣）K2324+000～K2337+827病害調(diào)查結(jié)果：病害主要有不規(guī)則裂縫301m2，占病害總面積的3.5%；龜裂271m2，占病害總面積的3.2%；坑槽117m2，占病害總面積的1.4%；車轍4928m2，占病害總面積的57.9%；修補：1481m2，占病害總面積的17.4%；沉陷1410m2，占病害總面積的16.6%。表2.4G316線（鳳縣）K2324+000～K2337+827段病害數(shù)量表病害類型不規(guī)則裂縫龜裂坑槽車轍修補沉陷病害數(shù)量（㎡）301271117492814811410百分比3.5%3.2%1.4%57.9%17.4%16.6%圖2.3G316線（鳳縣）K2324+000～K2337+827段病害分部餅狀圖從餅狀圖中可以看出該路段的主要病害是車轍、沉陷和修補，此段位于鳳縣山區(qū)，因路基穩(wěn)定性不足，在行車荷載作用下，發(fā)生了沉陷，在后續(xù)養(yǎng)護過程中采取加鋪瀝青面層確保路面平順，導(dǎo)致局部瀝青面層厚度達(dá)20厘米，夏季在重車輛碾壓下形成大量車轍。2.2.4S210線（鳳翔縣）K67+500～Ｋ71+300病害調(diào)查結(jié)果：病害主要有不規(guī)則裂縫210m2，占病害總面積的3.9%；龜裂3506m2，占病害總面積的65%；坑槽70m2，占病害總面積的1.3%；車轍1292m2，占病害總面積的23.9%；沉陷328m2，占病害總面積的6.1%。表2.5S210線（鳳翔縣）K67+500～Ｋ71+300段病害數(shù)量表病害類型不規(guī)則裂縫龜裂坑槽車轍沉陷病害數(shù)量（㎡）2103506701292328百分比3.9%64.9%1.3%23.9%6.1%圖2.4S210線（鳳翔縣）K67+500～Ｋ71+300段病害分部餅狀圖從餅狀圖中可以看出該路段的主要病害是龜裂，此段位于鳳翔縣北部山區(qū)，氣溫升降快，變化多，瀝青面層及水穩(wěn)碎石基層受低溫影響產(chǎn)生的裂縫較多，加之沿線石料廠較多，隨著石料及煤的外運，交通量較大，且重型車輛居多，在重載作用下，瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強度而產(chǎn)生裂縫。2.2.5S210線（陳倉區(qū)）K86+121～K89+721病害調(diào)查結(jié)果：病害主要有不規(guī)則裂縫1024m2，占病害總面積的47%；龜裂345m2，占病害總面積的15.9%；坑槽67m2，占病害總面積的3.1%；車轍352m2，占病害總面積的16.2%；沉陷383m2，占病害總面積的17.6%。表2.6S210線（陳倉區(qū)）K86+121～K89+721病害數(shù)量表病害類型不規(guī)則裂縫龜裂坑槽車轍沉陷病害數(shù)量（㎡）102434567352383百分比47.2%15.9%3.1%16.2%17.6%圖2.5S210線（陳倉區(qū)）K86+121～K89+721病害分部餅狀圖從餅狀圖中可以看出該路段的主要病害是不規(guī)則裂縫，病害主要原因為此段位于陳倉區(qū)通往鳳翔的主要路線，交通量較大，且重型車輛居多，在重載作用下，瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強度而產(chǎn)生大量不規(guī)則裂縫。2.3寶雞地區(qū)干線公路瀝青路面主要病害原因分析通過以上病害調(diào)查可以看出，寶雞地區(qū)干線公路瀝青路面病害類型主要有裂縫、車轍、沉陷、坑槽，其中以裂縫、車轍和水損壞為主。由于寶雞地區(qū)夏季溫度較高，冬季氣溫較低，7至10月份降水較多，車轍、裂縫和水損害較為嚴(yán)重。針對裂縫、車轍和水損害，結(jié)合寶雞地區(qū)干線公路實際情況分析其破壞原因。2.3.1裂縫1.裂縫類型及成因分析裂縫是瀝青路面各類破損中最常見最易發(fā)生和最早期產(chǎn)生的病害之一，它幾乎伴隨著瀝青路面的整個使用期，并隨著路齡的增長而加重，路面出現(xiàn)裂縫不但影響路容美觀和行車的舒適性，且易擴展造成路面的結(jié)構(gòu)破壞而縮短路面的使用壽命，瀝青路面出現(xiàn)裂縫，應(yīng)進行及時填封修補，否則雨水及其他雜物就會沿裂縫進入下面層結(jié)構(gòu)及路基，導(dǎo)致路面承載能力下降，加速路面局部或成片損壞。（1）不規(guī)則裂縫和龜裂此類裂縫形狀呈一連串小多邊形或呈小網(wǎng)格狀一般其短邊長度不大于4㎝，如烏龜背殼上的花紋故俗稱為龜裂而在歐美則被稱為鱷魚皮狀裂縫龜裂是由于路面受交通荷載作用其變形和撓度過大在瀝青路面的柔性不夠及在重載車輛的反復(fù)碾壓下由于路面材料的疲勞而形成的一種裂縫故有時亦將此類裂縫稱為疲勞裂縫龜裂可能是全面性的，也可能是局部性的，且大多數(shù)發(fā)生在行車道上，在龜裂形成初期，由于裂縫輕微對瀝青路面的服務(wù)水平影響不大，但由于路面有龜裂而使得路表面的水滲入，造成底面層及路面基層強度的減弱，這樣便會加速龜裂面積的擴大以及裂縫的擴展，導(dǎo)致形成坑槽破損。例如，S210線（鳳翔縣）K67+500～Ｋ71+300段，在大量重型車輛作用下，產(chǎn)生大量不規(guī)則裂縫，使得雨水能滲入到路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)，并聚集在面層與面層之間或面層與基層之間在行車荷載作用下，產(chǎn)生沖刷、唧漿等水損害，并最終導(dǎo)致路面產(chǎn)生龜裂。（2）縱向裂縫此類裂縫為沿路面行車方向分布的單根裂縫，一般成熟的縱向裂縫都較長，達(dá)到20～50m。在路表水滲入路堤下地基范圍較小的情況下,可能僅在中央分隔帶兩側(cè)行車道上,甚至接近硬路肩的一側(cè)產(chǎn)生一條縱向裂縫,在路表水滲入路堤下地基范圍較大的情況下,可能在中央分隔帶兩側(cè)行車道上和超車道上產(chǎn)生兩條縱向裂縫,少數(shù)路段甚至有三條縱向裂縫。特別是當(dāng)路基邊部壓實不足，路堤邊部會產(chǎn)生沉降，導(dǎo)致在距路邊30厘米左右處產(chǎn)生縱向裂縫。在瀝青混合料攤鋪時，由于縱向接縫處理不當(dāng)，造成路面早期滲水或壓實未達(dá)到要求，在行車作用下亦會在縱向接縫處形成縱向裂縫。由于地基和填土在橫向不可避免的不均勻性，特別是在有路表水滲入地基的情況下，瀝青路面產(chǎn)生細(xì)而小的縱向裂縫也是不可避免的。但是瀝青路面產(chǎn)生縱向裂縫過多過早，裂縫寬度過大和過長，將嚴(yán)重影響路面的使用性能和使用壽命。通過對瀝青路面病害的調(diào)查，寶雞地區(qū)干線公路瀝青路面縱向裂縫產(chǎn)生的原因主要是：由于路基壓實不均勻，路面不均勻沉降而引起，或是基層分幅攤鋪時，兩幅的接茬未處理好，在行車荷載下形成裂縫。例如S210K58+000～K59+000段，縱向裂縫大多發(fā)生在基層兩幅接茬處，當(dāng)年的基層施工時未將兩幅縱向接茬進行很好的控制。（3）橫向裂縫此類裂縫為與路面行車方向垂直分布的單根裂縫。由于地基或填土路堤縱向不均勻沉降，或由于瀝青混合料攤鋪時橫向接縫處理不當(dāng)，會產(chǎn)生橫向裂縫，并伴有錯臺現(xiàn)象出現(xiàn)。在溫度變化大的地區(qū)，夏季完好的路面到了冬季會由于路面溫度過低或溫度變化過大，產(chǎn)生縱向近似等間距的橫向裂縫，通常將這類裂縫亦稱為溫度裂縫。瀝青路面出現(xiàn)的絕大部分橫向裂縫是溫度裂縫，該類裂縫一般從瀝青面層表面開裂，逐漸向底面層和基層延伸、擴展，從而形成上寬下窄的裂縫。有時橫向溫度裂縫會貫通路面的一部分，而大部分橫向溫度裂縫則是貫通整個路面寬度。一條瀝青路面會有多根橫向溫度裂縫，其縱向間距約為5～10m不等。通過對瀝青路面病害的調(diào)查，寶雞地區(qū)干線公路瀝青路面橫向裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下幾個方面：①受氣溫影響產(chǎn)生的橫向裂縫寶雞地處關(guān)中，冬季氣溫較低，最冷1月份平均氣溫為-3～1℃，地處山區(qū)的太白、麟游、鳳縣等縣區(qū)最低氣溫可以達(dá)到-15℃，在低溫或者溫度驟降的情況下，瀝青面層或半剛性基層中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力超過其極限抗拉強度，從而產(chǎn)生橫向裂縫。另外由于環(huán)境氣溫的反復(fù)升降，溫度應(yīng)力日復(fù)一日的反復(fù)作用于瀝青混合料，瀝青面層將產(chǎn)生疲勞開裂。寶雞地區(qū)冬冷夏熱，氣溫相差較大。產(chǎn)生低溫裂縫的瀝青面層，春天氣溫回升時瀝青的彈性回復(fù)作用而使裂縫得到一定程度的彌合，到了冬天，瀝青面層則再次出現(xiàn)收縮，此時若基層摩擦力小，則在路面收縮時，原有裂縫就回變寬。另外由于晝夜溫差，隨著瀝青面層表面溫度的大幅度變化瀝青面層表面產(chǎn)生較大的溫度收縮應(yīng)力，在溫度應(yīng)力的反復(fù)作用下，瀝青面層從表面開始產(chǎn)生溫度疲勞裂縫，瀝青面層表面開裂的話，隨著持續(xù)低溫或者再一次降溫，使裂縫向下延伸并且穿透整個裂縫。②反射裂縫寶雞地區(qū)干線公路大多使用半剛性基層，其溫縮和干縮引起的裂縫是常見的病害，這類裂縫是由于下鋪層的裂縫，向上傳遞而導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生與下鋪層相似的裂縫，一般多發(fā)生在加鋪層上。由于舊有的水泥路面的接縫和裂縫或舊有瀝青路面的縱向裂縫、橫向裂縫和塊裂等在加鋪時，未加以適當(dāng)?shù)奶幚矶鴮?dǎo)致加鋪層產(chǎn)生與下鋪層裂縫相似形狀的反射裂縫。另外，在新建的半剛性瀝青路面上，半剛性基層受天長日久的溫度變化引起的溫縮裂縫或受外界環(huán)境濕度變化產(chǎn)生的干縮裂縫，也會向路表面擴展形成反射裂縫。由于底層或基層不連續(xù)處（接縫或裂縫）的水平運動或垂直運動，會使瀝青路面的底面層產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力或剪應(yīng)力，并最先開裂，然后裂縫逐漸向上延伸、擴展，并穿透整個面層，形成下寬上窄的裂縫。③滑移裂縫此類裂縫是在車輛剎車、轉(zhuǎn)彎或加速時產(chǎn)生的突然增大的水平力作用下，在路表面上沿行車方向形成的一種新月形狀的裂縫，或稱為U形裂縫。U形的頂端常指向作用力的方向，滑移裂縫最常發(fā)生在車輛剎車、轉(zhuǎn)彎或加速的位置。當(dāng)滑移裂縫由剎車引起時，滑移裂縫的末端（U型的頂端）指向行車方向；如果滑移裂縫是由車輛加速引起，裂縫的末端（U型的頂端）指向車的后方?；屏芽p通常是由于瀝青路面表面層與底面層或面層與基層粘接性不好，同時面層受到較大的水平外力時無法有效地傳遞給底層，而使表面層單獨承受，造成的路表面被撕裂破壞。④路面結(jié)構(gòu)寶雞地區(qū)個別路段瀝青面層較薄，有些甚至只有3～5厘米厚，如姜眉路（太白縣境）K1+825～K20+000段，瀝青面層厚度僅為3厘米。較薄的瀝青面層不能有效地預(yù)防裂縫的產(chǎn)生，寶雞地區(qū)大部分干線公路采用半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)，半剛性基層的主要缺點就是本身的收縮裂縫難以避免，在使用初期即會反射至瀝青面層，較薄的瀝青面層既無法抵御低溫開裂，也不能有效防止反射裂縫的擴展。⑤交通量大和重車較多寶雞地區(qū)干線公路普遍偏大，隨著區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，礦山、水泥企業(yè)增多，隨之而來的大噸位車輛年年遞增，2012年第一季度寶雞地區(qū)平均日交通量（AADT）為4771輛/日，有些路段的平均日交通量遠(yuǎn)大于平均值，例如G310國道潘家灣觀測站平均日交通量為12610輛/日，S104八一觀測站平均日交通量為15858輛/日。部分路段車輛載重較大，麟游、鳳翔縣境內(nèi)的運煤、散裝水泥罐車總重可達(dá)到70余噸。在重載作用下，路面的一些薄弱環(huán)節(jié)，瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強度而產(chǎn)生橫向裂縫。2.3.2車轍2.3.2.1車轍的類型瀝青混合料是一種典型的流變性材料，它的強度和勁度模量隨著溫度的升高而降低。所以瀝青混凝土路面夏季高溫時，在交通的作用下，由于交通的渠化，在輪跡帶逐漸形成變形下凹，兩側(cè)鼓起的所謂“車轍”。根據(jù)它形成的原因，可分為下列三種類型：（1）結(jié)構(gòu)性車轍

：這種車轍是指土路基、（底）基層、瀝青面層等結(jié)構(gòu)層的強度不夠引起的永久變形。它的特點是寬度比較大，兩側(cè)沒有隆起，橫斷面呈凹陷。（2）失穩(wěn)性車轍：這種車轍是指瀝青面層進一步被壓實及側(cè)向流動的變形，這種變形主要發(fā)生在重載車輛車輪經(jīng)常作用的部位。其特點是車輪作用的部位下陷，兩側(cè)向上隆起，看是一種槽溝。（3）磨損性車轍：這種車轍是人為性因素造成的。比如：有些車輛在雨雪天氣里，為防止輪胎打滑，在車輪上加防滑鏈或使用鍍釘輪胎，多發(fā)生在寒冷冰凍地區(qū)。2.3.2.2車轍形成的原因我們知道，任何一種形式的瀝青路面壓實度都沒有達(dá)到百分之百，也就是說壓實完的瀝青路面還留有一定的空隙，正因為存在這種空隙，遇到高溫天氣時，在車輪荷載的作用下，特別是在重載、超載車輛的作用下，路面進一步被壓實，使瀝青混合料產(chǎn)生了塑性流動，導(dǎo)致混合料中的礦質(zhì)混合料原有的骨架被重新進行排列。（1）瀝青用量過多在瀝青過多的混合料中，瀝青不僅起著粘結(jié)劑的作用，而且還起著潤滑劑的作用，瀝青用量如果過多降低了粗集料的相互密排作用，因而降低了瀝青混合料的內(nèi)摩擦角。這種混合料遇到高溫天氣時，在車輪的作用下泛油、松軟、滑動、發(fā)生塑性變形，形成車轍。（2）粗集料用量少，棱角性差。礦粉用量偏少。瀝青混合料中的粗集料過少，礦質(zhì)混合料形不成一定骨架。在這種結(jié)構(gòu)的混合料中,集料實際上是懸浮在瀝青砂漿中，交通荷載主要有瀝青砂漿承受著，在高溫條件下，瀝青砂漿粘度變小，承受變形的能力急劇降低，容易產(chǎn)生永久變形，形成車轍。再者粗集料表面光滑、棱角性太差，集料與集料之間不能相互嵌劑密實極易滑動，集料與瀝青的粘結(jié)性也不足，集料表面不易形成瀝青薄膜，造成混合料粘結(jié)不好，在車輛外力作用下，容易發(fā)生流動變形，造成車轍。礦粉用量過少，與瀝青形不成足夠的膠結(jié)料，不能把集料與集料膠結(jié)在一起，容易發(fā)生移動。（3）混合料剩余空隙率太小，面層厚度不適，層間結(jié)合力太差?；旌狭鲜Ｓ嗫障堵侍?，遇到高溫天氣時，在重載車輛的作用下，路面產(chǎn)生的塑性變形無處藏身，在車輪的多次作用下，出現(xiàn)相互排擠、來回移動的現(xiàn)象。車輪作用的部位下凹，兩側(cè)向上隆起，形成車轍。（4）外部環(huán)境渠化交通、急剎車、車輪作用次數(shù)過多、重載、超載、高溫天氣、濕度過大，這些也是產(chǎn)生車轍的原因。3.車轍形成過程縱觀車轍的形成過程，大體上可分為三個階段：（1）初始階段的壓密過程在瀝青路面碾壓成型開放交通以后，瀝青面層以及各結(jié)構(gòu)層材料中均存在一些空隙，在汽車荷載作用下。仍會有進一步的壓密過程。（2）瀝青混合料的流動過程高溫下的瀝青混合料處于以粘性為主的粘彈性狀態(tài)，在車輪荷載作用下，瀝青及瀝青膠漿便產(chǎn)生流動，從而使混合料的網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。而向兩側(cè)隆起。

（3）礦質(zhì)集料的重新排列及礦質(zhì)骨架的破壞高溫下處于半固體狀態(tài)的瀝青混合料，由于瀝青及瀝青膠漿在荷載作用下的流動，此時礦質(zhì)骨架逐漸成為荷載的主要承擔(dān)者，再加上瀝青的潤滑作用，礦質(zhì)集料會產(chǎn)生錯動，促使瀝青及膠漿向其富集區(qū)流動。2.3.3水損害水損害是寶雞地區(qū)干線公路瀝青路面的主要病害類型之一，表現(xiàn)形式為松散、坑槽、局部沉陷等。一般來說水損害的形成原因主要有：（1）水水是產(chǎn)生水損壞的先決條件。水損害的破壞速度和程度與降水量有密切關(guān)系。從病害調(diào)查中可以看出，寶雞地區(qū)的水損害還是比較嚴(yán)重的，主要是因為降雨較為豐富，尤其是南部和北部山區(qū)降雨次數(shù)多，氣候濕潤。由于連續(xù)降雨或路表積水，會使瀝青路面長時間侵水，或者水通過路表面的裂縫、材料空隙滲入路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)，若水不能被及時、有效的排出，則路面材料將會長時間處于水的包圍之中，水分就很容易包裹在瀝青和集料的界面上，削減瀝青與集料的粘結(jié)，使瀝青從粘附的集料表面剝離，導(dǎo)致集料之間失去粘結(jié)力，瀝青混合料呈松散狀態(tài)。路面發(fā)生松散后，如果沒有得到及時的修補，在荷載和水的作用下，進一步形成坑槽。雨水透過瀝青面層并滯留在半剛性基層的頂面，在行車荷載作用下自由水產(chǎn)生很大壓力，成為動水。在動水壓力的沖刷作用下，基層表面的粉質(zhì)部分，如水泥、石灰、粉煤灰及土變成稀漿，在荷載作用下稀漿通過路面的各種裂縫被擠出至路面表面，即產(chǎn)生唧漿破壞。這種破壞現(xiàn)象是水損害最為明顯的標(biāo)志，雨水下滲也會使路基含水量增加，造成路基軟弱，從而引起沉陷。（2）養(yǎng)護寶雞地區(qū)干線公路由于受資金等客觀條件限制，路面出現(xiàn)病害后不能及時修補，養(yǎng)護不及時，加速了路面病害進一步發(fā)展。當(dāng)瀝青路面出現(xiàn)龜裂、松散、唧漿時，如果不能及時進行修補，這些病害會進一步發(fā)展成坑槽。（3）排水設(shè)施從路面病害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，許多干線公路的排水設(shè)施不完善或堵塞，從而導(dǎo)致水損害的產(chǎn)生，表現(xiàn)最為明顯的如一些過村鎮(zhèn)路段，邊溝被垃圾堵塞，天一下雨，路面嚴(yán)重積水，在行車的作用下，幾場大雨過后，路表面破損嚴(yán)重，瀝青面層一旦脫落，基層破損速度更為快速，很快便發(fā)展為砂石路。（4）瀝青混合料瀝青混合料拌合設(shè)備老化配合比控制不準(zhǔn)確、孔隙率偏大、瀝青用量偏少，所選用骨料未烘干偏濕，都會導(dǎo)致瀝青面層脫落，在施工過程中，如果瀝青混合料發(fā)生離析、未充分壓實，造成瀝青面層孔隙率較大，水容易進入瀝青面層內(nèi)，并滯留在路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)，引起水損害。第三章寶雞地區(qū)干線公路瀝青路面病害預(yù)防與處治3.1裂縫的預(yù)防與處治3.1.1裂縫的預(yù)防（1）使用低溫延展性好的瀝青或采用橡膠類改性劑改性瀝青或摻加聚脂纖維；（2）提高路面的整體強度；（3）提高基層的抗裂性能；（4）提高瀝青混合料的密實度；（5）采用適宜的應(yīng)力消減層；（6）及時封填裂縫。3.1.2裂縫的處治技術(shù)（1）根據(jù)老路裂縫的程度結(jié)合處理方法，將裂縫分為四類：第一類輕微裂縫（寬度＜5mm）第二類裂縫較寬（寬度≥5mm），沒有明顯沉陷，有輕微發(fā)展的裂縫處理第三類裂縫較寬，有明顯沉陷，伴有小范圍網(wǎng)裂的裂縫處理第四類已用灌縫膠處理的裂縫處理（2）各類裂縫處理方法：第一類輕微裂縫（寬度＜5mm）處理處理方法：將有裂縫的路段清掃干凈，沿裂縫灌涂乳化瀝青，用量控制在0.5L/m2，然后勻撒一層2～5mm的干燥潔凈米石，用輕型壓路機碾壓。施工要點：灌涂乳化瀝青時，先沿縫灌入乳化瀝青，隨后用刷子沿裂縫兩側(cè)各10cm，裂縫延伸端20cm涂刷乳化瀝青，乳化瀝青用量及米石灑布量通過試驗確定。第二類裂縫較寬（寬度≥5mm），沒有明顯沉陷，有輕微發(fā)展的裂縫處理處理方法：先畫出處理范圍，沿所畫范圍先用割縫機開V型槽，槽寬約2.0cm，深2.5cm,如果周圍還有細(xì)小裂縫，則人工用鎬切除使之于V型槽貫通，人工用吹風(fēng)機將縫中雜物及塵土清除，先灌涂乳化瀝青，人工用毛刷涂刷均勻，然后用瀝青石屑冷拌料補至比老路標(biāo)高高出1.5cm左右，用振動夯壓實，使灌縫處高出原路面2-3mm，最后再涂一層乳化瀝青。第三類：裂縫較寬，有明顯沉陷，伴有小范圍網(wǎng)裂的裂縫處理處理方法：先用銑刨機將油層剔除，然后看基層破損情況，若基層沒有破損，只處理基層裂縫；若基層塌陷面積大，將破碎部分剔除后先灌縫，然后瀝青石屑冷拌料補齊，最后用粗粒式瀝青砼補至老路面層頂標(biāo)高。施工要點：第二類、第三類在施工時重點要控制好壓實，10cm粗料式瀝青砼要單獨做試驗確定配比，重點提高抗車轍能力。第四類已用灌縫膠處理的裂縫處理1、已灌縫處沿縫伴有新縫出現(xiàn)的，根據(jù)新縫情況按以上三類方法處理。2、已灌縫處較好的，沿縫沒有新縫出現(xiàn)的，試驗確定施工工藝。2009年5月份在寶雞310國道五丈塬至磻溪鎮(zhèn)段二級公路改建工程，針對很多舊路裂縫在舊路銑刨拉毛后難以發(fā)現(xiàn)的實際情況，應(yīng)用了二次刻槽灌縫的工藝方案，即在舊路銑刨拉毛前，先對裂縫進行一次刻槽，深度按10㎜控制，舊路銑刨后沿初次刻縫的痕跡進行第二次刻縫，再進行灌縫，最后進行面層的重鋪，保證了縱橫裂縫的完整有效處理，切實防止了裂縫的反射。截至2012年7月，改建路段運營3年，原舊路裂縫未反射至新鋪面層。3.2坑槽的預(yù)防與處治3.2.1坑槽的預(yù)防瀝青路面早期破損原因分析，可看出瀝青混凝土路面坑槽病害與瀝青混合料、路面施工、交通氣候條件的全部或部分有聯(lián)系，而交通氣候條件是客觀存在的，所以瀝青路面早期破損防治應(yīng)以路面施工和瀝青混合料兩個方面考慮。（1）嚴(yán)格控制瀝青混合料質(zhì)量①選取具有具有良好的高低溫性能、抗老化性能、含蠟量低、高粘度的優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)或進口瀝青。選用骨料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。②選擇合理的混合料級配。混合料級配是瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和疲勞性能、低溫抗裂性，路面表面特性和耐久性的保障。為提高瀝青路面使用性能可以考慮以下兩個途徑：第一是改善礦料級配，采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）。第二是改善瀝青結(jié)合料，采用改性瀝青。③嚴(yán)格控制瀝青混合料的拌和質(zhì)量，拌合過程中發(fā)現(xiàn)“糊料”或“離析”等異常情況應(yīng)立即進行處理；加大馬歇爾試驗頻率，嚴(yán)格控制瀝青混合料的油石比、穩(wěn)定度、流值等指標(biāo)，必要時對混合料進行特殊配合比設(shè)計。（2）按設(shè)計完成施工施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，早期破損必然出現(xiàn)。所以瀝青路面施工必須按全面質(zhì)量管理的要求，建立健全有效的質(zhì)量保證體系，實行目標(biāo)管理、工序管理，明確責(zé)任，對施工全過程，每道工序的質(zhì)量要進行嚴(yán)格的檢查、控制、評定，以保證其達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，具體要抓好以下幾方面：①保證基層頂面粗糙度。改善基層材料級配，增加粗骨料，提高大中粒徑集料含量；控制最佳含水量，改進碾壓方法，避免過振過濕，不能使基層頂面形成灰漿硬殼，不能用細(xì)料進行壓實后找平。對細(xì)粒土類的半剛性基層，必要時可以采用頂面栽釘?shù)绒k法加強基層頂面粗糙度。②合理灑布透層油、粘層油。在進行各層鋪筑前，必須保持頂面清潔。根據(jù)近年來的施工經(jīng)驗，對于水泥穩(wěn)定類半剛性基層，透層油應(yīng)以慢裂型乳化瀝青為宜。用瀝青灑布車噴灑時，應(yīng)保持穩(wěn)定的車速和噴灑量，不能流淌和形成油膜，更不能有空白，并立即撒布石屑或粗砂，用鋼筒式壓路機穩(wěn)壓一遍，將多余的浮料掃走。對舊瀝青路面罩面，必須灑布粘層油粘層油應(yīng)有較好的粘附性，腳踏有明顯的粘附感，整個面層取芯后不易分離。對于干線公路可以設(shè)置I型稀漿封層作為粘結(jié)層，實現(xiàn)層間結(jié)合與防水的雙重作用且不需要封閉交通。③提高面層攤鋪質(zhì)量。在攤鋪混合料時，運距不能過遠(yuǎn)，攤鋪溫度應(yīng)控制在130℃-150℃為宜，攤鋪厚度均勻，壓實設(shè)備數(shù)量應(yīng)配套，速度控制在2m/min左右，碾壓遍數(shù)不能太少，以免混合料孔隙過大；一般不能進行補料，尤其是下面層；基層雨后潮濕未干，不得攤鋪，更不得冒雨攤鋪；縱向、橫向接縫應(yīng)緊密、平順，各幅之間重疊的混合料應(yīng)用人工鏟走。3.2.2坑槽的處治技術(shù)（1）冷補工藝因為冷補料方便快速，如果使用完后長時間無雨水的話，冷補料還是能起一定作用的。問題是冷補料修補過的路面坑槽，在雨后很快會再次出現(xiàn)，有些甚至產(chǎn)生更大的破壞，必須重新修補，這樣所造成的成本和影響就更大了。這是因為坑槽冷補過程中沒有消除坑壁坑底的沉泥與松散，坑壁坑底與新的瀝青冷補材料無法進行密實粘結(jié)，很容易進水和積水，瀝青冷補材料只是簡單地填滿坑槽而已。（2）熱補工藝熱修補的具體操作工藝流程為：測量→切割路面→風(fēng)鎬鑿松→人工清除→卸料攤鋪→整平碾壓→清掃現(xiàn)場→開放交通。這種做法的缺點是在坑槽切割鑿邊及壓實過程中，坑槽四周容易產(chǎn)生松散和崩縫，同時坑壁為冷熱接縫，導(dǎo)致不同的瀝青板塊在外力作用下弱接縫會開裂，雨水會順著裂縫縫壁滲透到面層下，從而產(chǎn)生坑槽再破壞，危害路基層的穩(wěn)定性，影響道路的整體壽命。目前采用的坑槽修補方法都很難克服因弱接縫、松散、進水、積水而引起坑槽再破壞的問題。（3）修路王修路王的全稱為瀝青路面熱再生養(yǎng)護車，它采用高效輻射熱能的加熱墻將待修補路面加熱，然后人工耙松，噴灑乳化瀝青，使原有的瀝青混合料現(xiàn)場再生，再從該車料倉中輸出熱的瀝青料，攤鋪、找平，用該車配有的自行式振動壓路壓實路面，完成修補工作，避免了傳統(tǒng)修補方法造成的弱接縫。修路王可全天候工作，修補速度快，降低勞動強度等性能特點，特別是其對坑槽修補能迅速作出反應(yīng)，延長了道路的使用壽命。但目前修路王價格很高，很高的初期投入費用限制了修路王的進一步推廣應(yīng)用。（4）壓縫帶+瀝青復(fù)原劑（CAP）技術(shù)公路坑槽問題是多方面的，我們除改善排水系統(tǒng)外，亦認(rèn)真積極地對不同坑槽修補方法進行分析總結(jié)，要防止坑槽，就要認(rèn)真解決滲水、積水問題，最重要的是首先要進行防水處理。傳統(tǒng)修補并不能徹底解決坑槽區(qū)域的防水問題，而修路王的前期投入又太高，由此必須加強新技術(shù)、新工藝、新材料的應(yīng)用。為此，選用壓縫帶的新技術(shù)處理路面坑槽。針對常見的路面坑槽、坑槽弱接縫、脫粒及小凹坑，壓縫帶+瀝青復(fù)原劑（CAP）技術(shù)的主要處理工藝主要如下：①路面坑槽在傳統(tǒng)修補方法中改用瀝青復(fù)原劑噴涂坑槽里表，再把壓縫帶（或接縫帶）粘貼在坑壁立面上，然后用熱補料填充并壓實，最后用瀝青復(fù)原劑對坑槽區(qū)域進行涂刷滲透。測量劃線要適當(dāng)外移5～10cm，使得接縫處理效果更好。②坑槽弱接縫傳統(tǒng)處理過的坑槽，普遍存在弱接縫問題。這時可以使用壓縫帶對弱接縫進行封縫處理，防止弱接縫開裂和產(chǎn)生松散，然后用瀝青復(fù)原劑涂刷滲透坑槽區(qū)域。如今公路養(yǎng)護多采用這種方法處理弱接縫：采用傳統(tǒng)修補工藝處理坑槽后，立即使用熱粘壓縫帶烘烤粘貼在弱接縫縫面上，最后用瀝青復(fù)原劑涂刷弱接縫區(qū)域。這樣的處理工藝簡單方便，容易掌握，且效果可與修路王媲美，此法越來越受到基層養(yǎng)護單位的青睞。③脫粒和小凹坑對瀝青表面的脫粒和小凹坑，可直接把熱粘壓縫帶烤融后，立即撒上干凈的石粒壓實。這樣可以有效防止脫粒和小凹坑繼續(xù)惡化發(fā)展成為坑槽。3.3車轍的預(yù)防與處治3.3.1車轍的預(yù)防提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性是防止瀝青路面產(chǎn)生車轍最有效的途徑。具體有以下措施：（1）選用高粘度瀝青，使用添加改性劑的改性瀝青。瀝青與集料的粘附性直接影響瀝青路面的使用質(zhì)量和耐久性，所以粘附性是評價瀝青技術(shù)性能的一個重要指標(biāo)，因此，用于高等級瀝青路面的瀝青結(jié)合料必須具有較高的粘度，與集料具有良好的粘附性，以保證瀝青混合料有足夠的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。在瀝青中摻加樹脂類高聚物、橡膠類高聚物和樹脂橡膠合金共聚物，可以改善瀝青多