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知识分享:沥青路面中的车辙试验
关键词:    来源:    发布时间:2023-10-30

引言


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、HWTDAPA车辙试验方法差异如下: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 hHWTD耗时最长,需加载2万次,时间约为7h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。评价指标不同:除最大车辙深度外,标准车辙、HWTDAPA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)APA试验车辙深度变化速率(Rate of Rutting, RR)



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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45min60min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℃70℃的温度范围内进行的,其中最常用的温度是45℃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。


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上海昌吉车辙系列产品简介