知识分享| 沥青路面中的车辙试验

2023-08-13 12:23:30 来源：上海昌吉地质仪器有限公司浏览量：348次

【导读】因操作简便、周期短和费用低，室内车辙试验在国内外科学研究及工程实践中广泛应用，并有多种车辙试验机及其测试方法，包括我国现行规范标准的车辙试验、汉堡车辙(HWTD)和沥青路面分析仪(APA)等。

引言

INTODUCTION

车辙是沥青路面的一种主要病害形式，其不仅影响路面平整度和使用性能，而且严重危及行车安全。由于车辙处理方式一般是铣刨重铺，养护费用远远大于坑槽等病害的维修，因此沥青路面车辙的防治一直都是沥青路面研究的重点。抗车辙性能是沥青路面设计的基本要求，但目前我国仅在沥青混合料配合比设计阶段，采用车辙试验作为沥青混合料设计结果的验证，缺乏对沥青路面结构层抗车辙性能的检测评价，这就无法保证路面具有良好的抗车辙性能。

因操作简便、周期短和费用低，室内车辙试验在国内外科学研究及工程实践中广泛应用，并有多种车辙试验机及其测试方法，包括我国现行规范标准的车辙试验、汉堡车辙(HWTD)和沥青路面分析仪(APA)等。

标准车辙、HWTD和APA车辙试验方法差异如下：①加载次数和时长不同：标准车辙试验时长最短，加载次数不到2500次，时间约为1 h；HWTD耗时最长，需加载2万次，时间约为7h。②加载方式不同：APA车辙试验将钢轮往复作用于充气软管上(气压0.69 MPa)，标准车辙和HWTD直接将钢轮作用于试件表面。③评价指标不同：除最大车辙深度外，标准车辙、HWTD和APA还有其他不同评价指标，如标准车辙动稳定度(Dynamic Stability, DS)、汉堡车辙蠕变斜率(Creep Slope, CS)和APA试验车辙深度变化速率(Rate of Rutting, RR)。

N O.1

汉堡车辙实验

汉堡车辙试验通过对现场取回芯样直接开展抗车辙试验，相较传统规范车辙试验更能准确反映路面的实际抗车辙性能。汉堡车辙试验仪是由德国研发，目前已纳入德国规范中，用于一些交通量大的行车道路，以评估抗车辙和抗剥落性能。国内外研究表明：汉堡车辙仪可以进行不同温度的干式和浸水、板式和圆柱试件的试验，是沥青路面车辙成因分析和沥青混合料高温性能评价的有效工具，通过汉堡车辙试验法获得路面结构车辙深度指标用以评价路面结构抗车辙性能具有较高的可靠性。

国内车辙试验与汉堡车辙试验的主要区别：

1.汉堡车辙的试件，使用旋转压实(SGC)圆柱体试件和现场取芯试件，与实际施工时的压实方式更加接近，且对集料的损伤很小，且现场取芯件可用于成品路面质量检测。国内车辙广泛使用轮碾成型，车辙试验试件一般为300mmx300mmx50mm，空隙率与实际情况相差较大，仅限于混合料配合比试验，并不适用于成品路面质量抽检。汉堡车辙试验采用试件加载至钢轮往复运动20000次或者产生20mm形变为止。汉堡车辙试验结果报告中包括：加载次数、最大压痕、试验温度、蠕变斜率，剥落斜率，剥落变形点,这些都作为汉堡车辙试验的评价指标。国外大量研究表明汉堡车辙和道路实际路用性能有很好的相关性，可对集料的质量，沥青混凝土的硬度，短期老化的时间长度，沥青的提炼过程和原油的质量，抗剥落剂的效果，压实的温以及水敏感性等指标进行评估。国内常规车辙是通过测量45min和60min时的车辙变形量计算动稳定度数据来评价抗车辙性能，相对检测指标比较简单和公路实际相关性差，存在实验室车辙试验已经满足规范要求，但是现场实际路面性能不理想的现象。汉堡车辙试验的各评价指标都是直接由车辙试验的全过程时间━变形曲线而得，较比国内车辙试验动稳定度由两点而得受到试验精度等因素的影响更小。

2.汉堡车辙试验可以改变试验的环境，可以进行浸水和非浸水条件下的试验，可在水下25℃到70℃的温度范围内进行的，其中最常用的温度是45℃或50℃。国内常规车辙基本在60℃空气浴下检测。

3.汉堡车辙试验在国外已经被较多的用于评价沥青混合料的水稳性能。剥落反弯点是相应于蠕变曲线和剥落曲线交点的钢轮往复运动次数，此值用来评估沥青混合料试件抗水损害的能力。国内水稳定性检测大部分采用冻融劈裂作为检测指标，浸水车辙试验仅为一种正在探索中的用于评价沥青混合料水稳性的试验方法，目前尚无一致的评价指标。

4.汉堡车辙采用11个数据采集点，国内的车辙一般采用单点数据采集，因此在数据精度和离异性方面，汉堡车辙优于常规车辙。

NO.3

上海昌吉车辙系列产品简介

SYD-0719C-2自动车辙试验仪

本仪器是根据中华人民共和国行业标准 JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的 T0719-2011《沥青混合料车辙试验》所规定的要求设计制造的、三轮科研高端型仪器，适用用于沥青混合料的高温抗车辙能力的测定和科学研究，也可用于现场沥青混合料的高温稳定性试验和研究。

本系列仪器获授国家专利，专利号：ZL 2019 2 0793496.0。

一、主要技术特点

1.本仪器为三轮结构、轮动方式、浸水与非浸水工作模式、科研高端型车辙试验仪。

2.三轮各自具有独立的试轮压力自动加载及自动测试技术，各轮均可独立设置所需压力，自动调整加载压力，测试过程中实时显示各轮压力。

3.试验压力采用四点检测模式，测试方法科学合理，测试结果准确可靠。

4.试验过程实时显示“时间~位移”、“时间~温度”曲线，准确提供试验数据。

5.采用嵌入式工控机、机载 A4 打印机，测试过程自动控制，测试结果自动打印。

6.试验室采用外循环加热、顶部风机空气交流工作方式，确保试验场温度均匀、稳定。

7.具有供电自保、故障自检、异常报警等功能，且处理和解决方案的屏显提示。

8.设计有试轮电机防堵、工作室加热超温的自动保护功能，最大限度保障仪器的使用安全。

二、主要技术指标及参数

① 主要技术指标

⑴ 碾轮的碾压速度：(42±1)次/分（单程）

⑵ 试验小车运动距离：(230±10)mm

⑶ 碾轮的橡胶硬度：78±2（国际标准硬度）

⑷ 碾轮与试模接触压力：(0.7±0.05)MPa（60℃时），可调范围 0.5～1.2（Mpa）

⑸ 位移的测量范围：(0～30)mm

⑹ 位移的测量精度：±0.01mm

⑺ 试验时间：(60～240)min

⑻ 恒温箱的控制范围：室温～70℃（可任意设定）

⑼ 温度测量精度：±0.1℃

⑽ 环境温度控制精度：±1℃

⑾ 试模温度控制精度：±0.5℃

② 主要技术参数

⑴ 工作方式：浸水试验和非浸水试验

⑵ 温度测量通道数量：2 个

⑶ 可同时做试件数量：3 个

⑷ 试件的养生个数：9 个

SYD-0766自动汉堡车辙试验仪

按照我国行业标准JTG E20 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T 0766 沥青混合料车辙试验（汉堡车辙）标准制造的、新型的车辙试验仪器，是一款自动、双轮、科研型的、浸水非浸水两用的沥青混合料车辙试验仪器。

本仪器适用于测定热拌沥青混合料的车辙和水敏感性；可以在移动荷载作用下，测试沥青混合料的永久变形率；可以通过测定沥青混合料的车辙深度和破坏时的加载次数，确定由于集料结构不足、结合料强度不足或水损害导致的早期破坏情况；也可以选择浸水试验的方法，用以评估水损害对沥青混合料的影响。

一、主要技术特点

1、计算机控制，操作简单方便。

2、采用高精度位移传感器，在大量程下精度优于±0.01mm。

3、自动控温，自动生成和保存试验结果。

4、采用绝对温度传感器采集温度，温控范围宽、精度高、稳定性好。

5、采用PWM调制方式进行温度PID控制，确保温度无过冲。

6、温度传感器、位移传感器的线性调制，能确保满量程内线性度。

7、数据采集方式为在试模中心对称的210mm的区域内采集11个点求其平均变形量，作为计算试验结果时的变形量。

8、试验停止方式有两种可选，按时间停止或按圈数停止。

9、采用开放式工作台，方便安装和取下试模。

10、整机使用优质不锈钢加工而成，美观易清洁。

二、主要技术参数及指标

1、位移传感器：(0~100)mm 精度±0.01mm

2、温度范围：室温~80℃ 精度±1℃

3、钢试轮：φ203.2mm×47mm

4、试论速度：(15~55)次/分钟

5、行走距离：(230±10)mm

6、试验时间：(0~480)min

7、试验次数：(0~30000)次

8、轮碾压力：705N±4.5N

9、工作方式：浸水试验和非浸水试验

10、温度测量通道数量：2路

三、参考标准

1、美国公路与运输协会AASHTO T324 Standard method of test for Hamburg wheel-track testing of compacted hot mix asphalt（HMA）

2、欧盟EN 12697-22 Bituminous mixtures — Test methods for hotmix asphalt — Part 22 Wheel tracking

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【END】

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资料来源：微信公众号“沥青路面”

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标签：车辙试验

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