车辙试验分析纸

本文利用沥青路面分析仪(APA)对DA混合料和SMA混合料进行标准工况和重载交通工况下的车辙试验，采用车辙深度指数评价DA混合料的抗车辙能力及其对加载等级、加载次数和温度的敏感性，分析沥青质量和混合料级配类型对DA混合料抗车辙能力的影响，分析DA混合料和SMA混合料抗车辙能力的差异，从而判断DA混合料对重载交通道路排水沥青路面的适应性。

试验材料

本研究使用了九种沥青材料。九种沥青材料的零剪切粘度(60℃)、针入度和软化点见表1。

所用骨料分别为10~15mm辉绿岩、5~10mm辉绿岩和0~5mm石灰石，填料为磨细石灰石粉。各等级集料和矿粉的主要技术指标满足JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求。

测试项目

采用沥青路面分析仪(APA)分析沥青混合料的抗车辙能力。样品尺寸为直径65438±050毫米，高75毫米。沥青混合料采用旋转压实机成型，按照NCAT设计方法，标准试件压实次数为50次。为了分析成型次数对DA混合料抗车辙能力的影响，还选取了75次压实次数和100次压实次数进行对比。APA车辙试验的标准条件是:温度60℃；负载水平445N装了8000次。

此外，本文还选取了890N的加载水平和24000次的加载次数来模拟重载交通条件。车辙深度RD8000作为沥青混合料抗车辙能力的评价指标。

当RD8000≤4mm时，沥青混合料的抗车辙能力满足AASHTOTP63-03标准的要求。

表4总结了本文的测试方案。用三个平行试件同时进行APA车辙试验，得出三个平行试件的车辙深度试验值，取平均值。如果车辙深度测试值与试件平均值之间的偏差超过30%，则在消除测试值后计算平均值。如果车辙深度试验值与两个试件平均值的偏差大于30%，则该数据集无效。

测试结果和分析。

材料组成的影响分析当温度为60℃，加载水平为445N，加载次数为8000次时，不同材料的DA混合料的车辙深度试验结果见表5。

沥青质量的影响分析

从表5中方案1的数据可以看出，即使采用SBS改性沥青、高模量沥青、高粘度沥青-1~高粘度沥青-4，DA混合料的车辙深度也超过4mm，不能满足AASHTOTP63-03标准的要求。图1基于表5 (8组)中方案1的数据和表1的数据，给出了DA混合料车辙深度与沥青零剪切粘度(60℃)的关系。

从图1可以看出，DA混合料的车辙深度与沥青的零剪切粘度显著相关。随着沥青零剪切粘度的增加，DA混合料的车辙深度减小。

沥青的胶结是保证DA混合料骨架空隙结构稳定的重要因素，因此在DA混合料中使用高粘度沥青尤为重要。根据图1，需要保证DA混合料车辙深度小于4mm，沥青零剪切粘度(60℃)不小于70000 Pa·s，级配组成的影响绘制在表5方案2中，DA混合料车辙深度与2.36mm混合料合格率的关系(见表2)，结果见图2；画出三种级配组成的DA混合料空隙率(见表3)与2.36mm混合料合格率的关系，结果如图3所示。

从图2可以看出，DA混合料的车辙深度随着其2.36mm通过率的增加而线性减小，这似乎与增加粗集料比例可以提高沥青混合料抗车辙能力的观点相反。进一步分析图3可知，随着2.36mm通过率的增加和粗骨料的减少，DA混合料的空隙率显著降低。

当粗集料比例过高时，集料之间没有足够的粘结点，沥青的粘结作用减弱，DA混合料的结构整体性不好，导致其抗车辙能力严重下降。

由此看来，DA混合料的设计空隙率应在20%左右，而为了保证DA混合料试件的空隙率，矿料级配组成中2.36mm的合格率不应小于16%。

测试条件的影响分析

在不同试验条件下，DA混合料的车辙深度试验结果见表6。从表6可以看出:

(1)当温度为60℃，加载次数为8000次时，当加载水平从445N增加到675N时，DA混合料(50次压实)的车辙深度增加了约1倍。当温度为60℃，加载水平为445N时，DA混合料(75次压实)的车辙深度在加载次数从8000次增加到24000次时增加了约1倍。

(2)在其他条件相同的情况下，当温度从60℃升高到70℃时，DA混合料的车辙深度增加了约65438±0倍。

(3)当温度为60℃，加载水平为445N，加载次数为8000次时，DA混合料的空隙率从20.3%下降到19.6%，再下降到19.2%，车辙深度从3。

结果表明，当DA混合料达到一定密实状态时，增加压实遍数对降低DA混合料空隙率和车辙深度的作用有限。对于DA混合料，成型时采用75次压实是合理的。重载交通SMA混合料适应性分析和合理设计是目前重载交通道路沥青加铺层的首选。本文选择SMA混合料作为对照材料来判断DA混合料的重载交通适应性。不同试验条件下SMA混合料的车辙深度见表7。比较表6和表7中的数据，我们可以看到:

(1)在相同的加载等级、加载次数和温度下，SMA混合料的车辙深度小于DA混合料。

(2)在60℃和8000次加载条件下，当加载水平从445N增加到890N时，SMA混合料的车辙深度增加了101%，DA混合料(压实75次)的车辙深度仅增加了54%；在60℃和445N的加载水平下，当加载次数从8000次增加到24000次时，SMA混合料的车辙深度增加了265438±08%，而DA混合料(压实75次)的车辙深度增加了65438±023%。当温度从60℃升高到70℃时，在加载水平为445N、加载次数为8000次的条件下，SMA混合料的车辙深度增加了65438±046%，DA混合料(压实75次)的车辙深度增加了65438±007%。

上述分析结果表明，在本试验条件下，DA混合料的抗车辙能力对加载水平、加载次数和温度变化的敏感性低于SMA混合料。与SMA混合料相比，DA混合料中集料颗粒之间的接触点较少，锁定效应相对较弱，且由于试件压实遍数较少，在车轮加载初期混合料结构不稳定。比如DA混合料8000次变形占24000次变形的44.8%，而SMA混合料只有31.4%。

在车轮荷载的持续作用下，DA混合料的集料颗粒排列进入稳定状态，锁定效应增强，变形抗力相应增大，因此其对荷载水平和加载次数的敏感性相对较小。

结论

(1)由于DA混合料具有骨架空隙结构的特点，必须采用高粘度沥青、合适的级配组成和足够的压实遍数来保证DA混合料的抗车辙能力。为了满足重载交通道路的要求，DA混合料所用沥青的零剪切粘度(60℃)应大于70000 Pa·s，设计空隙率应在20%左右。

(2)在相同的加载等级、加载次数和温度下，DA混合料的车辙深度略大于SMA混合料的车辙深度；与SMA混合料相比，DA混合料的抗车辙能力对加载水平、加载次数和温度的敏感性较低。

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