車轍是瀝青混凝土路面特有的一種破壞形式,它是在行車荷載重復作用以及氣候(高溫)等因素綜合作用下產生的一種永久性變形,表現為沿行車輪跡產生縱向的帶狀凹槽,嚴重時車轍的兩側會有突起形變,造成路面使用性能更加惡化。車轍始終是瀝青混凝土路面的主要病害之一,20世紀70年代末美國各州公路局曾作過調查統計,在被調查的44條主要公路中有13條公路的破壞是由車轍引起的,占調查總數的29.5%;日本的高速公路路面維修、罩面的原因,80%以上是由于車轍引起的。對于我省的高速公路而言,道路交通量增長非常迅猛,往往遠遠地超過了設計預期增長速度,同時高速公路重車比例在不斷提高,車輛超載超限現象非常普遍,這種交通條件對路面的破壞作用是非常嚴重的,尤其會導致路面車轍的早期產生。事實也表明,在我省已建成通車的高速公路瀝青路面養護工作中,車轍已成為繼水損壞之后,引起普遍關注的路面病害類型。
本文根據在瀝青混凝土路面車轍處治和養護中的實踐和探索,針對常見的流動型車轍問題,應用并細化了銑刨拉毛養護工藝,對其適用范圍、施工設備、施工工序等進行了細致的研究。
1 車轍的類型和特征
根據形成機理,瀝青混凝土路面的車轍一般可以分為以下四類:
(1)磨損型車轍:這類車轍是面層表面受到輪胎磨耗形成的,在我國通常發生在車輛爆胎,鋼輪直接作用在瀝青混凝土面層上造成的劃傷,一般這些車轍無需作專門維修。
(2)壓縮型車轍:這類車轍主要是由于瀝青混凝土面層自身的壓密形變造成的,車轍形成“V”字型,深度一般為5~10mm,對道路的行車沒有太大的影響。
(3)結構型車轍:這類車轍主要是由于路面結構設計不合理,或由于結構層壓實不好或整體性不好,尤其是路基承載能力不足引起的。這類車轍往往橫向較寬,兩側沒有明顯隆起現象,橫斷面成U形(凹型),常伴有裂縫,并且短期內不會穩定,隨著時間的延續,車轍深度及其它相關路面破壞會不斷加劇。
(4)流動型車轍:這類車轍主要是由于瀝青混凝土高溫穩定性不足,或貨車超載嚴重,引起瀝青混凝土發生剪切變形產生的。這類車轍有明顯的隆起現象,整個車轍斷面形成“W”形,深度達20~50mm,嚴重時局部地段會出現大段松散破壞,行車跳動感明顯。
在我國,由于高等級公路瀝青路面普遍采用半剛性基層,絕大多數車轍屬于流動型車轍和壓縮型車轍。對于壓縮型車轍,由于車轍淺,不影響使用,一般可不做專門處理,嚴重時可以通過熱拌瀝青混凝土找平轍槽,達到恢復路面性能的目的;而對于流動型車轍,目前還沒有經濟、有效的維修工藝,通常是銑刨、重鋪瀝青混凝土面層,或者采用熱再生養護維修工藝,而一般流動型車轍延續段落長(達到好幾公里)、涉及整個面層,采用這些工藝維修費用較高,對交通影響大,大面積應用需要特別慎重。
2 流動型車轍的銑刨拉毛工藝
流動型車轍通常延續段落長、車轍深度大,因此維修處理困難大。如果采用全銑刨、全置換維修工藝,工程量大,費用高,在很多情況下不適合大面積實施;如果采用熱再生技術,一方面需要熱再生設備,配套設備要求高,另一方面,流動型車轍是發生在整個瀝青面層,銑刨時不易分層,這樣會造成不同面層材料混合,攤鋪時不能保證材料級配,從而大大影響維修質量。針對這種情況,從降低車轍深度和恢復路面性能出發,可采用將車轍隆起部分銑刨拉毛、降低車轍深度的方法恢復路面使用性能,達到安全行車的要求。
2.1 適用范圍
(1)流動型車轍,有明顯的隆起;
(2)車轍主要產生在面層,基層以下仍是完整的;
(3)車轍25mm以上,并且基本穩定;
(4)瀝青混凝土面層上、中、下各層結合較好,經鉆孔取樣無松散現象,且車轍隆起部位無嚴重松散、開裂現象。
2.2 設備要求
為了保證銑刨拉毛后路面的平整度,必須采用精銑刨,即銑刨機的銑刨鼓要選用精銑刨鼓。以維特根W1200F為例,標準銑刨鼓(standard milling drum)的銑刨刀頭間距為15mm,適合于整個面層的銑刨,而精銑刨鼓(fine milling drum)的銑刨刀頭間距為8mm,銑刨深度0~50mm,適合于表面層的處治,處理后的路面將產生細致的紋理,滿足行車平順舒適的要求。