基于汉堡车辙试验的沥青路面车辙成因分析

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摘要：车辙是沥青道路的一种常见病害，直接影响路面的平整度、使用性能、行车安全及舒适。通过对现场沥青路面钻芯取样得到芯样后进行分析，并应用汉堡车辙试验来评价沥青路面的高温抗车辙性能，以此分析沥青路面车辙行成的原因，为以后沥青路面车辙病害的防治提供指导。

关键词：车辙；汉堡车辙试验；高温抗车辙性能

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.16723198.2016.17.118

0引言

车辙是我国沥青混凝土路面早起破坏中最严重的形式之一。车辙不仅对服务水平产生了严重的影响，降低了路面的使用寿命，并且它的维修也是十分困难的。因此我国把车辙的防止作为当前道路最需要解决的问题之一。目前，沥青混凝土路面的抗车辙性能已受到国内外沥青混凝土工程研究人员极大重视，它已成为研究热点和研究难点。随着我国高速公路路网的完善，车辆实行严格的渠化交通后，车辙的问题也将逐渐突出，成为沥青路面的主要病害。

沥青混凝土路面车辙可以分为四大类：磨耗型车辙、结构型车辙、失稳型车辙以及压密型车辙。其中，磨耗型车辙主要是车辆在道路开放交通后行驶过程中与自然环境等综合因素的作用下形成的车辙；结构型车辙主要是由于全部或某一路面结构层强度未达到设计强度要求，在道路开放交通后伴随着汽车轴载作用，从而形成的永久变形；失稳型车辙主要是出现在轮迹带两侧，这是因为持续的交通荷载作用，导致路面结构产生形变从而产生的车辙病害；压密型车辙产生的主要原因是施工质量未达到要求，例如路面压实不合格，导致压实度不够，在道路通车后，受到长期车辆荷载的作用从而形成的永久性变形。

随着车辙深度的不断增加，轮迹处沥青层厚度逐渐变薄，面层及路面结构的整体强度不断下降。当车辙达到一定深度时，雨天会在车辙槽内形成积水，冰雪天车辙还会形成冰冻，这都极大的降低了路面的抗滑性能。由于车辙的危害性，国内外道路研究工作者做了大量的分析工作。本文在前人研究的基础上，应用汉堡车辙试验来评价沥青路面的高温抗车辙性能，以此分析沥青路面车辙行成的原因，为以后沥青路面车辙病害的防治提供指导。

1路面结构

为进行车辙道路的汉堡车辙试验，本文选定某高速公路进行钻芯取样，将芯样切割后进行汉堡车辙试验。该高速公路路面结构设计值如表1所示。

2芯样分析

将路面取回的芯样，对其厚度、沥青含量、室内材料组成进行分析，并进行汉堡车辙试验，评价沥青路面车辙形成的原因。

2.1芯样厚度分析

由表1可知，该高速公路沥青路面各结构层的设计厚度值为：上面层40mm，中面层50mm，下面层60mm。将现场钻芯取样得到的芯样进行厚度测量，得到结果如表2所示。

由表2可知，中面层的变形量最大，而下面层和上面层的变形量依次减小。因此，可以说明车辙主要是发生在中面层或者说中面层对沥青混凝泥土路面车辙产生的影响最大。

2.2沥青含量分析

通过燃烧法测芯样的沥青含量。将沥青混合料放入燃烧炉中，控制温度为538℃，沥青结合料被燃烧。通过计算混合料燃烧前后的质量之差可以计算出混合料中沥青的含量。试验结果如表3所示。

由表3可知，随着厚度的增加，沥青含量逐渐减少，即上面层沥青含量（%）大于中面层沥青含量（%）大于下面层沥青含量（%）；车辙处的沥青含量（%）小于隆起处的沥青含量（%）。这说明，在温度和荷载的耦合作用下，沥青混凝土面层内部沥青胶浆发生了一定的流动。首先是沥青混凝土路面轮迹下的沥青胶浆沿横向流动到了隆起处，从而导致隆起处的沥青含量的增加。而对于不同的结构层，在温度和荷载的耦合作用下，出现“振浆”现象，一部分沥青胶浆上浮至上一层，因此，上面层的沥青含量要大于中、下面层的沥青含量。

2.3车辙试验

常见可以表明沥青路面抗车辙能力的试验有室内小型往复车辙试验、旋转车辙试验、大型环道试验、直道试验等。本研究采用的是德国汉堡车辙仪，汉堡车辙仪可以进行不同温度下的干式和浸水、板式和圆柱试件的试验。汉堡车辙试验与公路实际路用性能相关性很好，可以很好的评价易产生车辙的沥青混合料和用在重交通路段的沥青混合料的高温抗车辙性能。将现场钻芯取样的芯样进行汉堡车辙试验，试验结果如表4所示。

通过表5国产车辙试验的结果可知，该沥青混合料室内车辙试验的数据也较稳定，说明其具有较好的抗车辙性能。但从现场所取的芯样的车辙深度普遍都要比室内试验的车辙深度大，并且数据没有一定的规律，较为离散，这和汉堡车辙试验的结果相似。因此，汉堡车辙试验与国产车辙试验相比能更好的评价沥青路面的高温抗车辙性能。并且，通过国产车辙试验的结果可以看出，即使沥青混合料具有良好高温性能，但其铺筑到实际路面后并不一定具有良好的抗车辙性能。这说明，首先国产车辙试验与实际道路相关性并不是很好，其次沥青混凝土路面的高温稳定性能与施工质量及均匀性也有很大的关系，因此为了提高道路的抗车辙性能，必须对施工质量进行严格的控制，对实际路面车辙的性能加强检验。

3结论

通过对现场钻芯取样芯样的大量试验分析，可以得出以下几点结论：

（1）在温度和荷载的耦合作用下，沥青面层内部沥青材料发生了流动，并且从各层位沥青含量分析可知中面层的流动最为严重。

（2）通过分析芯样的汉堡车辙试验结果可知，中面层是整个沥青面拥谋∪趸方冢它的高温抗车辙性能最差。

（3）相较于国产车辙试验，汉堡车辙试验与国产车辙试验相比能更好的评价沥青路面的高温抗车辙性能。

参考文献

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