沥青路面车辙试验技术研究

沥青路面车辙试验技术研究

李涛,汤燕舞

枣阳市坦途工程咨询有限公司 湖北省枣阳市 441200

【摘要】在沥青路面中，车辙是非常常见的路面病害之一，一旦路面产生车辙，无论是对路面美观性与平整度，还是行车安全等方面，均会带来不同程度的影响。基于此，本文将针对沥青路面车辙试验技术进行分析，希望通过本文的分析，能为业内人士提供参考依据。

【关键词】沥青路面；车辙试验；路面病害；公路工程

    在沥青路面众多病害中，车辙是最为常见，且造成影响最大的病害形式。一旦沥青路面产生车辙病害，不仅会降低行车舒适性，而且也难以确保沥青路面使用年限，同时，在后期维修时也存在较大的难度。由此可见，我国道路工程在不断发展阶段，要对车辙防治保持高度重视，结合实际情况，加大沥青路面车辙试验技术的研究力度。

1沥青车辙分类

    经实践研究表明，车辙形成过程可划分为三个阶段，一、初始阶段的压密；二、沥青混合料流动；三、矿质骨架重新排列及破坏。根据车辙形成过程，在不考虑路基影响的情况下，又可将其分为以下三种类型车辙，即：失稳性车辙、压密性车辙、以及磨耗性车辙。三种车辙类型相对比而言，失稳性车辙和压密性车辙要更为普遍。而针对磨耗性车辙来讲，常见车辆轮胎防滑链、防滑钉与路面反复摩擦而剥落形成的，此类车辙病害类型在天气寒冷，路面易结冰的地区较为常见。下文将对三种车辙形式进行详细分析，以供参考。

1.1失稳性车辙

    该车辙形式与材料特性、气候分区选择不适宜、交通荷载超过限值等因素相关。沥青混合料面层属于柔性结构，而沥青与沥青混合料作为感温材料，其特点主要体现在较强的流变性等方面。受到渠化交通荷载的影响，再加上高温环境，沥青粘度会发生明显变化，沥青路面长时间经车轮荷载的碾压，所集聚的能量超过材料本身的强度时，难免会出现流动变形，从而形成失稳性车辙。

1.2压密性车辙

    该车辙形式与施工工艺质量有关，在对沥青路面开展设计工作阶段，往往需要考虑空隙率，同时，路面施工阶段的压实度无法到达理想状态，当沥青路面正式投入使用之后，车辆行驶会对沥青路面再次压实挤密，从而导致轮迹处出现或大或小的变形，形成压密性车辙。

1.3磨耗性车辙

  该车辙形式与材料的抗剥落抗磨耗性能有关。特别是在路面易结冰地区，为了提升轮胎抗滑能力，通常会在车轮上安装防滑链或者防滑钉，这种情况下，当车辆不断行驶，路面不断的被磨损、剥落，从而形成不同程度的损耗，形成磨耗性车辙。

2沥青路面车辙试验

    目前，国内在开展车辙试验，普遍是以路面激光车辙仪和横断面尺等方式为主。横断面尺是以特制的标准测量尺进行人工测量，激光车辙仪需要借助激光传感器装置，并配合使用相关软件自动化处理，但是激光车辙试验仪器价格昂贵，目前很难在低等级公路上普及。而沥青混合料在设计阶段的抗车辙性能主要采用动稳定度试验来进行。

    在测试方法上在我国最新的《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》与《公路沥青路面施工技术规范》中明确规定了沥青路面车辙试验规范、流程、以及标准。

3沥青路面车辙试验中存在的不足之处

     结合实际情况不难发现，在沥青路面中，即使沥青混合料与工程规范及标准相符，也难以完全避免车辙病害，沥青路面在投入使用之后，在一些因素的影响下，不可避免会产生不同程度的车辙。追溯其根源，造成沥青路面车辙，普遍是因为在施工阶段，施工人员没有严格按照施工规范开展，又或者试验标准无法精准、全面反映该工程实际情况而造成的。

    在最新的沥青路面车辙试验中作出了明确规定，即：将温度控制在60摄氏度，轮胎压力保持在0.7MPa，采用780N总荷载的标准试验轮反复碾压1小时来得到每毫米变形需要的碾压次数来判断沥青混合料材料的抗车辙性能。但考虑到沥青路面存在的其他特殊情况，比如：重载、钢桥面等，在车辙试验规范中建议以实际情况为基础，科学合理调整动稳定度，但关于动稳定度调整的指标并未作出明确规定。下文根据当下沥青路面车辙试验与工程问题，对车辙试验存在的不足之处进行分析，以供参考。

3.1车辙试验阶段，未考虑重载伴随制动冲击的影响

    现阶段，车辙试验主要考虑的是标准荷载下的高温季节路面抵抗车辙的性能。当路面处于大纵坡的情况下或者车辆靠近交叉路口时，为保证行车安全重载货车会频繁制动减速，此时车轮施加于路面的荷载会显著增加，而增加的大小与车速、车重相关，虽然车辆未超载或未超速，但车轮荷载会在短时间内超过路面抗力极限，形成失稳性车辙。希望在车辙试验阶段，能够增加关于抗冲击性能的研究，比如在动稳定度试验的基础上增加冲击装置来得到相应的试验参数，用于研究冲击因素对路面车辙的影响。

3.2沥青面层的整体性车辙性能评价欠缺

  目前主要采用的是分层设计路面抗车辙性能，既是分别对每层沥青混合料单独进行设计。经实践表明，即便单层沥青混合料达到了抗车辙性能标准，在投入使用之后，也无法完全避免产生车辙。其原因是，未将面层作为整体开展车辙试验。而现行的沥青混合料配合比设计规范中，也未考虑路面整体性的抗车辙能力，目前的车辙试验设备也普遍存在无法灵活调整测试高度、无法根据需要调整试件厚度的情况，这也造成这方面的研究很难进行。

4沥青路面车辙试验技术的优化措施

4.1 在车辙性能试验中考虑重载车辆冲击因素

    在路面设计阶段，通过调查研究来得到重载车辆冲击作用下的代表性力学模型，考虑坡度、典型车辆轴载、车轴分布等因素设计路面抗冲击车辙的性能指标；在开展沥青路面车辙试验阶段，通过在标准荷载轮横梁上增加冲击模块，改变模块距离荷载点位置或增加液压装置来调整冲击力的大小，改装及优化车辙试验设备，使车辙试验设备能够有效的采集冲击数据，从而反映沥青混合料的抗冲击车辙能力。

4.2进行整理性车辙性能评价

  在路面设计阶段，通过研究路面厚度、气温、温度梯度对车辙性能的影响，考虑路面全厚抗车辙性能指标；完善车辙试验设备，目前的车辙试验设备大多只能测量厚度在50~100mm范围内的标准试件，无法满足全厚车辙试验的要求，需完善车辙试验设备，增大车辙试件的测试量程，为了便于调节参数可以增加液压装置或其他机型装置来调节测试高度。改装车辙试验试模侧挡板，能够根据全厚厚度来选择试模侧挡板的高低，从而制作相应的标准试件。

总结：

   沥青路面车辙形成的因素众多，而针对重载车辆急停急刹车引起的冲击车辙也需要足够的重视。通过全厚式车辙试验，能更加直观地体现出沥青路面的整体抗车辙性能。综上所述，本文首先分析了沥青路面车辙分类，其次阐述了车辙试验，又根据当下车辙试验存在的不足之处，提出了优化措施，以供参考。

【参考文献】

[1]李飞林.基于车辙试验的路面数值计算加载方式研究[J].西部交通科技,2022(11):118-120+174.

[2]刘欢,肖强.基于国内车辙试验的Superpave沥青混凝土高温抗变形性能研究[J].科技创新与应用,2022,12(27):52-55.

[3]姚尧.沥青混合料抗车辙性能评价指标适用性研究[J].上海公路,2022(02):130-133+169.

[4]周栋,周志刚,刘靖宇.沥青混凝土室内车辙试验及评价指标对比研究[J].铁道科学与工程学报,2022,19(08):2287-2294.