陕西省沥青路面车辙防治指导意见最新.docx

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陕西省沥青路面车辙防治指导意见最新

陕西省沥青路面车辙防治

指导意见

（DBJTJ/T-002-2005）

陕西省交通厅

2005年2月

前言

近年来，我省已建成通车的几条高速公路均不同程度地出现了车辙病害，有些公路局部路段通车1年内就产生了深度为10~50mm的车辙，导致路面平整度有所降低，个别公路局部路段也出现了网裂、坑槽等病害，影响了行车的舒适性。

为了有效预防新建公路沥青路面车辙的产生，省交通厅以陕交函[2003]464号文委托西安公路研究所对省内已通车的高速公路沥青路面车辙病害进行调查，通过查阅设计资料、实地测量、钻芯取样、室内试验等方法对西宝、西三、三铜、铜黄、绕北、西阎、西临、临渭、渭潼等九条高速公路的沥青路面车辙病害进行了调查与分析，完成了《陕西省高速公路路面车辙调查与分析》报告。

经调查分析和专家咨询，认为导致沥青路面产生车辙病害的主要原因和影响因素较多，主要表现在设计方面存在路面结构不合理、交通荷载考虑不周、没有考虑纵坡的影响、没有考虑温度的影响等缺陷，施工过程中存在面层级配不合理、层间结合处理不当、材料把关不严等问题。

按照车辙的表现和产生的主要原因得出85%以上的车辙属于面层失稳型，10%的车辙属于基层或路基失稳型，5%的车辙属于磨耗型。

为了预防和减缓沥青路面车辙的产生，针对产生车辙的主要原因，结合我省路面材料的分布状况和材料性质，参考近年来国内外关于沥青路面车辙方面的研究成果，通过对设计、施工和养护管理三方面存在问题的分析，经专家咨询，省厅组织编制完成了《陕西省沥青路面车辙防治指导意见》。

在使用本指导意见时应注意下列事项：

1.本指导意见是在符合交通部有关技术规范（主要指《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97）、《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）、《公路改性沥青路面施工技术规范》（JTJ036-98）、《公路沥青路面养护技术规范》（JTJ037.2-2001）等）的基础上，结合陕西省的实际情况，总结了多年来全省公路建设的经验和教训，对有关问题作出的具体规定，是对有关技术规范的补充和具体化。

2.本指导意见在充分汲取国内外已有研究成果的基础上，按照因地制宜的原则，体现公路修筑技术的先进性、科学性、地域性和可操作性。

由于基础资料和经验具有一定的时限性，在具体应用时不宜教条地照抄照搬，应根据工程具体情况和材料状况，以此为指导，结合规范的规定灵活运用。

3.本指导意见主要适用于陕西省境内高速公路、一级公路密级配的沥青路面，其它等级公路的沥青路面可参照执行。

请各有关单位在实践中注意积累资料，总结经验，及时将发现的问题和修改意见函告西安公路研究所（西安市文艺南路39号，710054），以便修订时参考。

1设计

第一条路面材料

1.石料针片状含量应严格控制在15％以下，一般不宜超过10％。

上面层石料压碎值应控制在24％以下，中、下面层石料压碎值应控制在26％以下。

应选用反击式或锤式破碎机加工的碎石，不得采用颚式破碎单机加工的碎石。

2.石屑应严格控制粉尘含量和砂当量。

建议石屑质量按表1的控制指标进行控制。

石屑的控制指标表1

石屑规格

0~2.36mm

0~4.75mm

2.36~4.75mm

0.075mm通过率

≤15%

≤10%

≤5%

砂当量

≥60%

≥70%

≥80%

3.沥青胶结材料的选取应根据工程所在地的气候条件、交通量情况，选用高温、低温性能良好的优质基质沥青或改性沥青。

高速公路沥青上面层应优先选用改性沥青或改性沥青混凝土。

根据沥青路面各层的功能和作用，上面层宜选用高温、低温性能均好，并耐老化的沥青；中面层选用热稳性好的沥青，下面层选用抗疲劳、热稳性好的沥青或选用稠度高一级的沥青。

4.若矿粉不是由石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料磨细所得，建议用水泥代替部分矿粉，其用量宜控制在矿粉总量的2%左右。

禁止使用回收粉。

5.上面层禁止使用天然砂，应使用机制砂或优质石屑；对中、下面层应控制使用天然砂。

若受材料限制，需要使用天然砂，在配合比设计时应做车辙试验，且天然砂含量不得超过15%。

6.沥青与石料的粘附性应在4级及4级以上，否则，应添加抗剥落剂或消石灰。

[解释]

1.西安市碎石料场主要有蓝田县辋川乡阎家村料场、临潼区骊山料场等。

阎家村料场岩性为斜长角闪岩，致密坚硬，是较好的沥青混凝土面层集料；骊山料场碎石岩性为花岗岩，可用于路面基层和一般构造物。

压碎值为15~25%，磨耗率为1.2~2.4%，抗压强度为92~143MPa。

渭南市碎石料场有华阴莲花寺石渣厂、桃园村太峪石渣厂、华县河窑村料场等。

岩性为片麻岩，可用于路面面层及桥梁工程上部构造，压碎值为17.7~20.2%，磨耗率为1.2~4.9%，抗压强度为111~120MPa。

铜川市碎石料场主要有李家沟料场、侯山村料场、艾寨石料场和关家河石料场等。

岩性多为石灰岩、砂岩，可用于路面基层和一般构造物。

抗压强度为30~100MPa。

咸阳市碎石料场主要分布在秦岭北坡及该区北部地区山底村料场。

岩性为花岗岩、石灰岩、片麻岩和玄武岩等，可用于路面基层和一般构造物。

抗压强度为45~132.8MPa。

陕北石料场较少，仅有的一些石料岩性多为砂岩，可用于路面基层和一般构造物。

压碎值为21~24%。

陕南石料场分布均匀而广泛，石料岩性为花岗岩、石灰岩、石英岩和斜长角闪岩等，可用于路面基层、面层和一般构造物。

压碎值为11~22%，磨耗率为1.3~5.1%，抗压强度为83~143MPa。

2.碎石加工厂如果不配置除尘设备，石屑中的粉尘含量必然偏高，导致合成级配曲线上0.075~0.6mm出现驼峰曲线，使抗高温车辙性能降低。

另外0.075mm通过率偏高导致粉胶比偏高，当粉胶比高于1.6时，抗高温车辙性能迅速下降。

因此施工中的石屑一定要除尘，并严格控制0.075mm通过率。

砂当量低，即含泥量高，必然降低混合料的抗高温车辙性能。

3.如采用基质沥青建议增加对沥青感温性指标（针入度指数（N））等的检测，针对陕西的气候状况，建议N的范围为+0.2~-0.8；如采用改性沥青，建议对其进行PG等级评价，陕北建议PG等级为70-28，陕南、关中建议PG等级为76-24。

同时建议对沥青混合料做低温弯曲试验，以评价其低温抗裂性能，弯曲试验破坏应变（-10℃，50mm/min）值：

陕北改性沥青混合料不小于3000

，普通沥青混合料不小于2600

；陕南关中改性沥青混合料不小于2500

，普通沥青混合料不小于2000

。

在超载车辆多、气温较高、上坡段等路段，建议沥青选用时应考虑高温要求后再提高一个或两个性能等级。

4.水泥不能全部代替矿粉。

若水泥使用过量，会造成沥青混合料的亲水系数大于1而超标，也易导致沥青混合料低温开裂。

由于从拌和楼的除尘中回收的废石粉含有大量的土，故不宜利用。

5.天然砂呈酸性，与沥青的粘附性差，且颗粒光滑无棱角性，不能形成嵌挤级配，影响高温稳定性。

有关研究成果表明，天然砂掺量每增加1%，沥青混合料的动稳定度降低4%。

中面层的细集料往往涉及到石屑的可利用性和天然砂的掺量问题，法国禁止使用石屑，日本规定石屑掺量不能超过天然砂掺量，我国大部分地方认为即使石屑存在一些缺点，但仍然比天然砂好，规定天然砂的掺量不能超过石屑的掺量。

6.对于抗剥落剂的使用，目前还存在很多争议，而采用消石灰又存在施工工艺上的困难，鉴于此，在选择沥青抗剥落剂时，不管其外观形态是粉（块）状还是粘稠液态状，必须满足以下的基本性能和条件：

①耐热抗剥落性强，在拌和温度下稳定不分解，不失效，在推荐添加量下能使纯石英岩样与沥青样粘附性提高到4~5级。

测定粘附性的石料应以纯石英岩碎石为标准（花岗岩由于其品种多，其中二氧化硅含量差异大，不宜作测检时的标准矿料）。

②自身抗水性强。

在沸水中不溶解、不乳化、不水解。

1000C沸水萃取后的样品回收率应>95%，经沸水萃取后回收样品的抗剥落性能不变（目前规范中尚未规定，但却非常重要）。

③添加了抗剥落剂的混合料冻融劈裂抗拉强度比（TSR）最好能达90%以上。

第二条沥青面层结构与厚度

1.沥青面层结构设计原则：

上面层应综合考虑高温抗车辙、低温抗开裂、抗滑的需要；中面层应重点考虑抗车辙能力；下面层重点考虑抗疲劳开裂性能、密水性等。

2.建议高速公路沥青路面上面层采用AC-13或AC-16型结构，中面层采用AC-20型结构，下面层采用AC-25型结构。

若条件许可，上面层可采用SMA，中下面层可采用Superpave结构。

3.一级公路沥青路面建议采用两层结构，即上面层采用AC-16型结构，下面层采用AC-25或AC-30型结构。

4.各沥青层之间必须喷洒粘层油。

粘层油宜采用快裂或中裂乳化沥青、改性乳化沥青。

粘层油品种和用量应根据下层沥青混合料的类型通过试洒确定。

[解释]

1.现行的《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97）中未对沥青面层各层进行“功能分区设计”，而现有的研究成果表明，沥青面层各层的功能是不同的，因此必须突出各层的设计重点，才能使结构组合发挥更好的效能。

2.我省高速公路沥青面层多数总厚采用15cm，上、中、下三层厚度一般为4cm＋5cm＋6cm，上面层主要采用AC-16型结构，中面层主要采用AC-20型结构，下面层主要采用AC-25型结构。

经验表明，三层结构都不易压实，实测孔隙率大，易离析，易渗水，主要原因是结构层厚度与最大集料公称粒径不相匹配。

为解决这一问题，保证压实度，减少空隙率，防止沥青路面渗水，在路面结构设计时应注意厚度和最大集料公称粒径的协调。

3.从我省西三一级公路、乾永一级公路沥青路面的使用情况来看，采用两层结构是合理的，总厚度可控制在12~13cm。

4.沥青路面的结构设计以弹性层状体系理论为基础，结构层之间是一个完全连续的整体，只有这样才能符合完全连续的界面条件。

如果沥青层之间没有粘结好，在使用过程中渗入水分，则沥青层之间的界面条件将变成不完全连续，甚至完全不连续，导致沥青路面的受力状态发生质的变化。

若沥青层施工未连续且不洒粘层油时，虽然钻孔试件是连在一起的，但各层之间是大量的点点接触而不是一个整体。

现在不少工程在钻孔试验时都利用改锥将试件分层测定密度和压实度，这本身就说明各层之间并不连续，因此粘层油是必须喷洒的。

第三条沥青混合料级配设计

1.设计指导思想使沥青混合料形成紧密嵌挤骨架结构，推荐采用“抬头平尾”的骨架密实型级配，建议级配如表2，控制的关键性筛孔见表3。

上、中、下面层沥青混合料级配范围建议值表2

筛孔（mm）

37.5

31.5

26.5

19

16

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

AC-13

上限

100

95

65

35

25

15

12

8

6

4

下限

100

100

80

45

30

24

20

15

10

6

AC-16

上限

100

90

75

58

35

23

15

12

8

6

4

下限

100

100

90

72

45

32

24

20

15

10

6

AC-20

上限

100

95

82

71

55

35

25

15

12

8

6

4

下限

100

100

94

86

69

45

34

24

20

15

10

6

AC-25

上限

100

95

75

65

55

45

30

22

15

12

8

6

4

下限

100

100

87

79

70

59

40

31

24

20

15

10

6

AC-30

上限

100

95

82

70

62

50

35

28

22

15

12

8

6

4

下限

100

100

90

80

77

65

50

38

31

24

20

15

10

6

不同混合料类型控制的关键性筛孔表3

混合料类型

控制的关键性筛孔（mm）

AC-13

13.2

2.36

0.6

0.15

AC-16

16

4.75

1.18

0.3

AC-20

19

9.5

1.18

0.3

AC-25

26.5

13.2

4.75

1.18

0.3

AC-30

26.5

13.2

4.75

1.18

0.3

2.沥青混凝土面层各层的设计目标空隙率为4%，范围为3~5%。

同时，控制粉胶比（C＝P0.075/Pa）在1.0~1.2，不得超过1.6。

对SMA路面，其粉胶比的范围为1.8~2.0。

[解释]

1.我国现行沥青路面设计规范中的级配中值是根据理论最大密度得出的。

若完全按规范级配中值进行控制，出现集料颗粒在可能的重排下达到最密实的效果，这种级配对沥青含量很敏感，沥青用量的微小变化，混合料很容易变得可塑，而使路面产生较大车辙，不能满足重载交通对路面的要求。

2.对密实型沥青混凝土的级配范围进行调整，就是在符合现行规范建议级配范围的基础上，将设计级配的浮动范围适当缩小，将目标配合比的曲线走向限定在规范级配范围的中值和下限之间，以适当增加混合料中粗集料颗粒的含量，提高路面抵抗车辙的能力。

3.根据已有的研究成果和新的沥青路面设计规范（送审稿），表2所列级配没有分Ⅰ和Ⅱ型，但包含了AK范围。

4.对于不同混合料类型控制的关键性筛孔是根据贝雷法确定的。

5.在沥青混凝土目标配合比设计时，按照现行沥青路面施工技术规范，首先应确定一个合理的VMA值，然后向VMA中填充沥青结合料，除去有效沥青含量后剩下的部分就是空隙率，所以将混合料的目标空隙率均设计为4%，并通过粉胶比来验证沥青的最佳用量。

值得注意的是，空隙率的测定方法采用表干法，集料密度采用表观密度。

第四条沥青面层的动稳定度

1.高速公路沥青混凝土路面各面层的动稳定度按下列标准控制：

上面层：

采用改性沥青的沥青混凝土应达3000次以上，采用重交通沥青的沥青混凝土应达1200次以上；中面层：

采用重交通沥青的沥青混凝土应达1000次以上；下面层：

采用重交通沥青的沥青混凝土应达800次以上。

2.对关中、陕北地区的重载交通公路，应提高中面层的车辙标准，或者在不提高车辙标准的情况下，车辙试验的试验压强和试验温度应模拟当地路面实际情况。

3.各沥青面层均需做车辙试验。

若动稳定度大于5000次，还应做低温弯曲试验，以评价其低温抗裂性能。

[解释]

我国现行的《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97）仅要求高速公路沥青上、中面层的动稳定满足800次/mm，而对其他各层没有要求；《公路改性沥青路面施工技术规范》（JTJ036-98）提出夏炎热区改性沥青混合料动稳定度不小于3000次/mm，同时提出寒冷地区改性沥青混合料弯曲试验破坏应变不小于2500

的要求，也没有对其他各层沥青混凝土分别提出动稳定度的标准。

在实践中，按上述规范规定的标准设计的沥青路面很快就会出现车辙。

随着轴载的增加，剪应力显著增加，剪应力的最大区域由表面层向中面层转移。

高温时面层下4~9cm处是温度较高且高温持续时间最长的区域，理论分析表明高温地区超重载路段中面层最容易发生车辙。

2施工

第五条严格控制沥青用量

缩小沥青用量允许误差的范围，将规范规定的允许误差±0.3%缩小至+0.2%～-0.2%，并在施工过程中做全程监控。

[解释]

从现场取芯试件沥青含量的测定结果看，车辙深度较大的路段，其沥青面层至少有一层沥青混合料的油石比超过了生产配合比设计的最佳油石比。

因沥青含量大，混合料中含有过多的自由沥青，夏季高温时在重载车辆的作用下，自由沥青容易产生横向流动，造成混合料结构失稳，易产生推移而形成车辙。

因此，在沥青路面施工过程中，根据目标配合比设计的原则，应认真进行目标配合比的设计，经过生产配合比优化调整，确定最优的沥青用量，并在生产沥青混合料的过程中严格控制沥青用量。

有条件的话，可用GTM法来确定混合料中的最佳沥青用量。

第六条加强面层间、面层与基层间的连接

1.调整施工工序，尽量使沥青混凝土面层连续摊铺，减少污染。

2.若各面层不能连续施工，应在层间喷洒改性乳化沥青作粘层油，其沥青含量控制在60%左右。

3.半刚性基层材料的级配应采用骨架密实型结构。

4.在摊铺面层前必须清除水泥稳定类基层表面浮浆，并洒粘层油。

5.二灰稳定类基层在养生期结束后就应开放交通，在摊铺面层前必须清除表面浮浆或松散粒料，并用0.5~1cm（改性）厚的乳化沥青稀浆下封层进行处理。

[解释]

1.部分项目为了使通车时外表的好看，要求做完中面层后，将交通工程、绿化、通讯等工程完成后，全幅摊铺上面层，造成中面层放置时间过长，污染严重，施工单位采用水冲洗的方法，使大量泥水进入中、下面层中，形成层间积水。

由于层间施工间隔时间较长，加之污染难以彻底清除干净，达不到层间连续的要求。

从我省多条公路沥青路面钻芯取样结果可知，各沥青面层间结合基本较好，但基面层间结合较差。

主要因为：

①半刚性基层材料的级配采用悬浮结构，顶面4cm内碎石含量低，造成事实上的软弱夹层；②施工工艺不当，半刚性基层表面产生浮浆；③透层油无法透入基层或用量偏小。

在工程实践中，应根据实际情况，经技术经济比较，采取合理的处理措施。

2.下封层的施工技术

下封层成功的关键在于半刚性基层表面清扫干净程度，半刚性基层表面浮尘是影响下封层与半刚性基层表面粘结的一个重要因素，应该引起足够的重视，并按下列要求严格施工。

1）施工工艺

①施工前应保证半刚性基层表面的完整性；

②将基层表面彻底清扫干净，几乎没有浮尘；

③预洒少量水湿润基层表面，切忌洒水过多；

④向基层表面均匀喷洒乳化沥青；

⑤在乳化沥青将要破乳之际均匀洒布石屑；

⑥用轻型压路机静压2遍，压路机不得随意刹车或掉头；

⑦碾压完毕后，原则上应封闭交通至下封层形成整体。

2）材料要求

应采用优质的乳化沥青，蒸发残留物不得少于50%，其针入度、延度、软化点应满足相应的要求（可参考表4）。

各施工单位应提供乳化沥青的质保单及试验检测报告。

乳化沥青的技术要求表4

项目

标准

备注

粘度，S

12~40

标准粘度

筛上剩余量，%

＜0.3

1.2mm筛

蒸发残留物含量，%

＞55

贮存稳定性（5天），%

＜5

粘附性

＞2/3

拌和

均匀

密级配拌和

中、慢裂

拌和稳定度

蒸发残留物

60~200

针入度

＞40

延伸度（cm）

＞97.5%

溶解度（三氯乙烯）

应采用洁净的细砂。

宜选用3mm~5mm或3mm~8mm的集料，其中0.6mm的通过率不得超过6%。

3）质量检测方法及标准

施工时要严格控制乳化沥青用量，可通过试验检测每平方米乳化沥青的用量，一般折合成基质沥青含量应控制在0.8~1.2kg/m2。

碎石的洒布量应以路面不粘轮、不露黑为原则，一般在4~6m3/km2。

可在试验路段做一次刹车试验，后轴载重50kN的车以60km/h的速度紧急刹车，观察轮迹表面油膜是否破损。

下封层完成后应进行现场渗水试验。

每10000m2应进行一组试验，渗水系数小于5ml/min为合格。

下封层施工结束后7天可进行钻孔取芯，观察乳化沥青在半刚性基层表面的下渗程度及与半刚性基层表面的粘结程度。

第七条合理提高沥青混凝土的压实度，适当减少空隙率

1.沥青混凝土的压实度控制标准上面层可提高到98%，中下面层可提高到97%，同时为降低实际实测空隙率，马歇尔设计目标孔隙率的范围可控制在3.0~5.0%，路面的实测空隙率不得超过7%，一般应在6%左右。

2.沥青混凝土路面施工过程中实际孔隙率测定时，应采用实测密度与相对理论密度双控的方法，保证沥青上面层相对理论密度不低于最大理论相对密度的94%，中、下面层相对理论密度不低于最大理论相对密度的93%。

[解释]

过去我省严格按照规范规定的压实度（96%）标准进行施工控制，实践表明，按这一标准控制的沥青路面，通车后再压密的现象比较明显，且沥青路面实测空隙率较大，早期易产生车辙。

研究表明，当沥青混凝土实际空隙率小于7%时，沥青混凝土中孔隙基本不连通，也不渗水。

因此，要减少水损害，沥青混凝土实际空隙率应控制在7%以下。

然而，由于马歇尔设计目标空隙率一般控制在4%左右，而规范允许最小压实度为96%，所以按规范要求控制的沥青路面空隙率仍有相当一部分将大于7%，沥青路面处于渗水状态，尤其是当路面压实厚度与石料最大公称粒径不匹配，或铺筑桥面沥青混凝土，或沥青混合料摊铺时产生离析，实际空隙率将远远大于7%。

另外，试验表明，层间结合处，特别是桥面沥青混凝土与桥面水泥混凝土铺装层结合处的空隙率要比摊铺层中间的空隙率大得多，但又没有真正形成一个足以透水的结构层，路面施工和营运过程中渗入空隙中的水常带有泥砂杂物，不断沉积在空隙中，导致空隙堵塞，层间成为吸水层。

有些人认为，渗入路面空隙中的水，可以通过设置纵向盲沟，横向渗透排出路基之外，但事实上，这是一个误区。

首先从路面表面渗入的水垂直渗透