浅谈京珠高速湖北段路面车辙病害处治设计方案

浅谈京珠高速湖北段路面车辙病害处治设计方案

梁志浩

湖北省交通运输厅京珠高速公路管理处武汉市430056

摘要：本文以湖北京珠高速公路北段路面病害为分析对象，对产生病害的主要原因进行了分析，探讨不同处治的工艺

关键词：高速公路、沥青路面、车辙病害、处治方案比选

一、工程概况

湖北京港澳高速公路（下简称京港澳高速公路）是北京至珠海国道主干线穿越湖北的路段，于2002年9月28日建成投入运营，是国家“九五”和“十五”重点建设“两纵两横”国道主干线的重要组成部分。

1、病害概述

通过现场调查发现，沥青路面部分路段出现车辙病害（见图）。按照相关养护规范的要求，此次养护设计对车辙深度大于15mm的路段进行处理。

京港澳行车道重度车辙病害

2、病害成因及分析

2.1路基段车辙病害

从沥青路面情况来看，路基段路面出现车辙、推移和拥包病害的主要原因是：沥青混凝土自身抗剪强度不足，在夏季高温时，沥青混合料由弹性逐渐变为粘弹性，抗剪能力下降，同时在车辆荷载的作用下，沥青混合料内部的最大剪应力超过其自身的抗剪强度，沥青混合料发生失稳破坏，形成流动型车辙、推移和拥包。流动型车辙示意图如图：

图4.7-2流动型车辙示意图

2.2桥面段车辙病害

桥面出现车辙、推移和拥包主要是由于：桥面沥青路面由于桥面铺装刚度、模量相比沥青混凝土相差很大，造成路面结构中沥青层的剪应力以及沥青混凝土与桥面板之间的剪应力增大。桥面沥青混凝土自身抗剪强度不足，在夏季高温时，沥青混合料由弹性逐渐变为粘弹性，抗剪能力下降，同时在慢速重载的综合作用下，轮迹带附近沥青混凝土逐渐向两侧流动，形成车辙。

3养护方案

3.1养护方案一（掺入高模量剂或抗车辙剂）

通过对往年京港澳高速车辙病害典型路段钻芯取样可见，其中、下面层路面结构已发生明显剪切变形。由于京港澳高速日通车量和重车比例较大，且剪应力最大部位为中面层。为提高路面整体抗车辙性能，可在中面层沥青混合料中掺入（0.3~0.5）%的高模量剂或抗车辙剂，大幅提高沥青混合料的高温稳定性能。

路基段采用铣刨上、中、下面层；桥面段采用铣刨中、上面层，然后重铺沥青混凝土面层的方式进行处理。养护方案分别见图4.7-3、图4.7-4。具体施工方案如下。

1）路基段：

（1）铣刨原沥青路面上、中、下面层；

（2）铣刨后清理半刚性基层表面，对于半刚性基层出现的病害进行处治，喷洒PC-2乳化沥青透层，乳化沥青用量为0.7~1.5kg/m2；

（3）然后摊铺6cm厚的改性沥青AC-20C下面层、6cm厚的改性AC-20C中面层（掺入高模量剂或抗车辙剂）及4cm厚的Sup-12.5上面层，恢复原路面标高及横坡。沥青层间洒布PCR改性乳化沥青粘结层，改性乳化沥青用量为0.3~0.6kg/m2；

（4）对新铺沥青路面进行标线重画。

图4.7-3沥青路面车辙病害养护结构图（路基段）

2）一般桥面段：

（1）首先铣刨桥面沥青混凝土，对桥面混凝土破损、露筋部位用环氧砂浆进行修补，并将桥面水泥混凝土精细铣刨0.5cm，加大粗糙面；

（2）桥面防水粘结剂采用反应型桥面防水粘结剂，用量为0.35kg/m2；

（3）摊铺6cm厚的改性沥青AC-20C中面层（掺入高模量剂或抗车辙剂）和4cm厚的SUP-12.5上面层并分别压实。上中面层之间洒布PCR改性乳化沥青0.3~0.6kg/m2作为粘结层；

（4）对新铺沥青路面进行标线重画。

图4.7-4沥青路面桥面铺装层车辙病害养护结构图（一般桥面段）

3.2养护方案二（原路面结构形式恢复）

1）路基段：

（1）铣刨原沥青路面上、中、下面层；

（2）铣刨后清理半刚性基层表面，对于半刚性基层出现的病害进行处治，局部补强方案同上，喷洒PC-2乳化沥青透层，乳化沥青用量为0.7~1.5kg/m2；

（3）然后摊铺6cm厚的改性沥青AC-20C下面层、6cm厚的改性AC-20C中面层及4cm厚的SUP-12.5上面层，恢复原路面标高及横坡。沥青层间洒布PCR改性乳化沥青粘结层，改性乳化沥青用量为0.3~0.6kg/m2；

（4）对新铺沥青路面进行标线重画。

图4.7-5沥青路面车辙病害养护结构图（路基段）

2）一般桥面段：

（1）首先铣刨桥面沥青混凝土，对桥面混凝土破损、露筋部位用环氧砂浆进行修补，并将桥面水泥混凝土精细铣刨0.5cm，加大粗糙面；

（2）桥面防水粘结剂采用反应型桥面防水粘结剂，用量为0.35kg/m2；

（3）摊铺6cm厚的改性沥青AC-20C中面层和4cm厚的SUP-12.5上面层并分别压实。上中面层之间洒布PCR改性乳化沥青0.3~0.6kg/m2作为粘结层；

（4）对新铺沥青路面进行标线重画。

图4.7-6沥青路面桥面铺装层车辙病害养护结构图（一般桥面段）

3.3方案比选

采用方案一，在中面层沥青混合料中掺加一定量的高模量剂或抗车辙剂能针对性显著提高最大受力处沥青混合料的劲度模量和抗疲劳性能，延长路面使用年限。但是，在施工时对添加剂的投放、拌和时间、温度等施工中的关键环节需要一定的控制指标，才能充分发挥高模量添加剂效果。

采用方案二，对病害路段铣刨重铺原路面结构形式，施工比方案一更方便，养护费用也略低。但是高温稳定性能未得到明显改善，通车后可能再次发生车辙病害。

综上所述，方案一比方案二更有针对性，能更好提高易车辙路段沥青层的高温稳定性能，延长养护后路面使用年限。所以，推荐方案一。

沥青车辙病害给行车带来的危害较大，尤其是雨天车辙内积水不易排出，车轮行驶在车辙处，车轮容易产生打滑，方向盘“发飘”。在日常养护，对于车辙病害要及时维修，重要的是有针对性克服高温、车流量渠化等客观因素，提高沥青混凝土自身的抗高温性和耐久性就显得尤为重要。

参考文献：

《公路沥青路面施工技术规范JTGF40-2004》

《公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)》