沥青路面车辙测试方法探讨

沥青路面车辙测试方法探讨

作者：耿晓栋

来源：《城市建设理论研究》2013年第04期

摘要：车辙检测是我国公路养护的重要课题。本文首先阐述了沥青路面车辙产生的原因，进而说明沥青路面的测试方法，并提出了相关的预防及处理措施，对道路工作者施工应用可以提供一些合理的参考。

关键词：沥青路面；车辙；测试方法；防治措施

Abstract: the rut detection is an important subject of our country highway maintenance. This article discussed the causes of asphalt pavement rutting, then explain the asphalt test methods, and puts forward some prevention and treatment measures of road construction workers can be used to provide some reasonable reference.

Keywords: asphalt pavement; Rutting; Test methods; Prevention and control measures

中图分类号：U416.217文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

引言

随着我国公路系统的发展，沥青公路占总公路里程的比例日益增加。但是，由于我国高速公路的建设起步比较晚，优质的道路沥青比较缺乏，而且在铺设高速公路时路面结构也存在种种问题，因此路面破损的情况也经常出现，公路养护就成为建后公路最主要的问题。车辙是道路破损的最常见的病害，对道路的危害最大。

一、沥青路面车辙的产生原因

沥青路面在缓慢移动或重交通作用下会产生变形并留下永久性的微变形。随着时间的推移，这些微变形会积累并产生车辙现象。车辙随交通荷载的增大而增加。车辙是沥青混凝土路面沿轮迹纵向方向的凹陷。

1.半刚性基层路面的车辙主要产生于沥青混凝土面层，而产生车辙的主要原因是沥青混合料的高温稳定性不足，在车辆的重复荷载作用下产生变形累积。影响沥青混合料高温稳定性主要是沥青混合料的高温抗剪切能力及内摩阻力，沥青混合料产生塑性流动变形，最终骨架结构破坏失稳。

2.由于荷载作用超过路面各层的强度。发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久性变形。成为结构性车辙。这种车辙的宽度较大，两侧没有隆起现象。横断面成v字形。

3.沥青混凝土的侧向流动变形。高温下的沥青混合料处于以粘性为主的半固体，在轮胎荷载作用下，沥青及沥青胶浆便产生流动，从而使混合料的网络骨架结构失稳。这部分半固态物质除部分填充混合料空隙外，还将随沥青混合料自由流动，从而使路面受载处被压缩而变形。

4.冬季埋钉轮胎形成的磨损性车辙。在我国由于基层基本上是半钢性基层，车辙基本上都属于沥青混合料的流动性车辙。对这种车辙可以说没有有效的维修方法。只有采用新的材料或将原有材料再生改造以更换产生车辙的层次。

二、沥青路面车辙测试方法

1.超声波检测技术

超声波检测技术是利用安装在车载系统上一定数量的传感器来完成的。

超声波检测技术的优点是检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，能对缺陷进行定位和定量，超声波对外界光线和电磁场不敏感，可用于黑暗或有灰尘、有烟雾等恶劣环境中，而且超声波传感器结构简单，体积小，费用低，信息处理简单可靠，易于集成化，因此在道路状态检测中，特别是高等级水泥路面路基检测中的应用有着较广泛的前景。但是，超声波大部分检测设备需要通过有经验的检测人员对信号进行人工分析才能得出正确的结论，对检测人员及分析人员的要求都比较高，人为因素对检测结果影响较大，波形不易记录和保存，不适宜完成自动检测。

波速法是超声波检测水泥路面路基状态的最基本的方法。研究证明，波在介质材料中行进的速度愈大，则介质材料的坚硬性愈大；反之，则介质材料愈松软。而介质材料的坚硬性实质上也反映了该种材料强度的高低，因此材料强度愈高，波速应愈大；材料强度愈低，则波速应愈小。这样，知道了波速，亦即知道了材料强度。

在土工试块及某些岩体中利用波速法进行无损检测有比较成熟的经验，用得也比较广泛。但水泥路面路基情况比较特殊，作为无损检测的超声波探头无法生根或埋置，从而造成检测工作的难度。因此，应该采用波速法与回弹法相组合的综合法。

2.激光检测技术

激光检测技术是将激光作为光源，配以相应的光电元件来实现的。激光可用来测距，激光测距原理是将光速为C的激光射向被测目标，测量其返回的时间t，利用公式求得激光器与被测目标距离d，即d=c·t/2。可见，激光测距的精度是由测试精度决定的。车载式全自动检测仪就是通过激光的非接触测距技术，获得路面变形曲线的。

激光检测技术属于非接触式测量技术，与接触式测量方法相比，具有限制更少、效率更高、不损伤测量表面、不易受被测对象表面状态影响等优点。

3.数字成像技术

近几年，计算机技术和光电技术得到迅猛发展，使得高分辨率CCD数字摄影成为可能，加之视频影像技术也高速发展，数字图像可以通过图像采集卡和视频采集卡得到，并可将其采集的视频信号和图像信息自动写入计算机内存中，并利用图像处理的方法进行自动处理，大大的提高了图像测量的速度和效率，免去了一些传统摄影测量过程中不必要的缓慢的摄影处理过程，因此出现了基于结构光和视频影像技术的微机图像处理测量系统。

此种数字成像检测技术是近几年国内外发展较快的一种车辙检测技术，其结构简单，虽然数据存储量大，但是受车辆振动影响较小。对于采用数字成像检测技术进行车辙检测，我国的科研人员进行了大量的研究，提出了很多设想，也取得了很大的进步。

三、沥青路面车辙的防治措施

沥青路面车辙已经成为我国沥青路面主要病害形式之一，严重影响了道路的使用功能，如不及时处理，很有可能诱发其它病害，对道路行车安全十分不利，必须采取合理的处理措施。主要从以下几个方面预防：

1.合理的路面结构

在路面结构层的设置上，必须科学合理。可以选用具有骨架密实结构的SMA或者孔隙率较大的密级配混合料作为面层，尽可能使路面层内形成稳定的嵌挤结构，或者增加大粒径透水性的柔性基层来抵抗路面由上到下较大的塑性以及剪切变形。针对我国现行车辙试验规范值偏小的情况，我们在沥青混凝土配合比设计时应有意识地提高混合料中车辙试验的动稳定度值标准，以减少车辙的产生。

2.控制材料的质量

选用粘度高、针入度小、软化点高、含蜡量较低的优质石油沥青；选用改性沥青，提高混合料的粘结力；采用满足规范级配要求的粒径较大的碎石、碎石含量较多的沥青混合料，严格控制针片状含量；严格控制沥青用量，尤其不要过量；尽量选择粗颗粒含量稍高、细颗粒含量适宜的级配。尽可能的不选用天然河砂，粘度较大的沥青可以提高沥青混合料的抗车辙能力。

3.控制施工工艺

沥青混凝土路面施工，需要工程技术人员了解各集料、沥青、矿粉的用量，控制混合料的级配、油石比，对于抗滑指标是混合料自身的纹理性能，不应牺牲压实度片面追求。

多功能改良超薄磨耗层技术主要适用于高等级沥青路面轻微车辙的预防性与维护性养护，但是不适用于已出现严重车辙的沥青路面。超薄磨耗层处理就是采用专门的摊铺设备，先在干净的道路表面铺撒一层改性乳化沥青，然后马上摊铺NovaChip沥青混合料，利用热沥青混合