科普 | 沥青路面施工芯样车辙试验

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)。 

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。

卢勇等发表于《中外公路》(2020年8月)的文章《基于汉堡车辙试验的在役高速公路沥青路面高温性能研究》提出：①基于汉堡车辙试验评价芯样高温性能，研究发现汉堡车辙试验能够显著区分不同类型沥青混合料的高温稳定性，60℃条件下中面层改性沥青SUP-20芯样车辙深度为1~3.5mm，下面层普通沥青SUP-25芯样车辙深度为3.5~8ｍｍ。②交通量对芯样汉堡车辙高温性能具有显著的影响。根据汉堡车辙变形曲线、蠕变速率和车辙深度进行分析，对于下面层芯样，不同交通状况下芯样高温性能均处于稳定发展阶段；对于中面层芯样，轻交通和特重交通条件下，芯样高温性能处于稳定发展阶段。

李锋等发表于《筑路机械与施工机械化》(2020)的文章《基于汉堡车辙试验的沥青路面永 久变形预估模型研究》提出：基于钻芯取样的方式，通过汉堡车辙试验实现对既有沥青路面材料的高温性能评价，建立基于汉堡车辙试验的车辙深度预估模型。通过建立国标车辙与汉堡车辙试验的相关性，将已有国标车辙数据转换为汉堡车辙数据，并结合既有路面材料开展的汉堡车辙试验数据进行多元回归，建立了基于温度、荷载、荷载作用次数、厚度４项参数的车辙深度预估模型，并通过验证，表明建立的车辙深度预估模型精度满足要求。

林有贵等发表于《中外公路》(2021年4月)的文章《基于芯样汉堡车辙试验的广西地区沥青路面车辙预测模型研究》提出：采用现场实测上中面层变形、区域车辙等效温度和累计标准轴次确定车辙因子，以及分别计算复合试件汉堡试验结果的上、中面层变形，建立了现场上中面层车辙因子与上中面层汉堡车辙变形的关系，相关系数分别为0.9361与0.8568，相关性显著，由此提出了上面层混合料、中面层混合料的汉堡试验车辙值、累计标准轴次和车辙等效温度为变量的路面车辙预测方程。 

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；必须对新建沥青路面抗车辙性能进行检测与评估。现阶段，基于现场芯样的汉堡车辙试验可以成为主流评价手段。立足于沥青路面施工现场，圆柱形试件国际车辙试验方法大有潜力。

全文完。徐科，江苏宜兴人，工学博士，“沥青路面”微信公众号创始人，现任新粤（广州）材料技术研究院创始院长，专注沥青路面相关技术。联系微信：drxuke1978