(完整版)沥青路面车辙研究
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沥青路面车辙研究
长安大学 公路学院
（教授 博士生导师）
王选仓
wxc2005@163.com
2010.12源自文库
主要内容
1 沥青路面车辙现象及分类 2 沥青路面车辙检测技术 3 沥青路面车辙形成机理 4 沥青路面车辙影响因素 5 沥青路面车辙综合防治措施
1.沥青路面车辙现象及分类
1.1 车辙定义及现象 1.2 车辙损坏情况调查 1.3 沥青路面车辙危害 1.4 车辙分类
1.4.2 结构型车辙
荷载作用超过路面层的强度，车辙主 要发生在包括面层、基层及路基在内的各 结构层的永久变形。
结构型车辙的产生主要与路面的整体结 构变形有关：
（1）路基施工过程中压实度不足，道路运营 期内产生进一步压实；
（2）粒料类基层嵌挤效果差； （3）面层施工时低温碾压，造成压实度不足。
1.4.3 失稳型车辙
2.1.4 车辙率指标
美国SHRP计划中提出了车辙率指标，沥青混 合料的高温性能，这种评价指标在变形率指标的 基础上，增加了荷载轮与试块间的接触应力参数， 考虑了压力的影响。
不足之处：
它将沥青混合料的高温抗车辙性能与压力的 关系看成线性关系，大量的室内试验和工程实践 都已经证明，这与实际情况是不符的。
2.1.2 变形量指标(RD)
在规定的试验时间内(一般为60min)产生的变 形总量，单位为mm。
特点：直观简单，考虑了试验时间内的所有 累积变形，但没有反应出车辙发展趋势。
不足之处： 60min车辙试验的时间较短，荷载作用次数较
少，此时的变形量并不能为沥青混合料的高温稳 定性给出正确评价，预测车辙发展趋势才是最重 要的。
（2）基层失稳型
基层承载力不够或水稳性差，导致基层 材料流动变形，路面下陷。这类车辙的主 要特征是车辙内常伴有唧浆现象。
（3）路基失稳型
路基压实度不足或填料选择不当，导成 不均匀沉降。这类车辙的主要特征是车辙 内有纵向裂缝。
2 沥青路面车辙检测评价
2.1 沥青路面车辙评价指标 2.2 国外车辙性能试验方法 2.3 沥青路面车辙现场检验方法
2.1.3 相对变形率指标(δ)
相对变形率指标是指在规定作用次数、时间 内所产生的变形与试件总厚度的比值，其试验次 数根据实际交通荷载和沥青混合料使用要求不同 而不同。
适用于加速加载、大型环道、汉堡车辙等试 验的评价指标。
不足之处：
用于评价室内1 h的车辙试验并不合适，车辙 试验的目的是用较简单的试验方法和较短的试验时 间，观察沥青混合料高温条件下车辙的发展趋势， 相对变形率指标无法反映出这一趋势。
不足之处：
①计算动稳定度利用车辙试验最后15min内的 微小形变，一些改性沥青混合料动稳定度很高， 有的接近10000次/mm，15min内产生0.06 mm左右 的车辙，这样微小的变形，对位移测量仪器的精 度要求很高，试验结果受传感器精度的影响较大；
②没有考虑初始变形，有时用动稳定度指标与 60min时的车辙变形量指标比较不同沥青混合料的 高温性能时，会得出相反的结论，而初始变形本 身就是一种车辙形式，且在车辙试验的总变形量 中占有较大比例，不将车辙试验中的初始变形考 虑在内是不全面的。
路面平整度下降
辙槽积水
路面结构层减薄
车辆操作失控
1.4 车辙分类
磨耗型
结构型
失稳型
上面层在车 轮磨耗和自
然环境因素作 用下持续不断 的损失而形成
路面结构在
交通荷载作用 下产生整体永 久变形
在车轮荷载作 用下，沥青层 内部材料横向 流动，产生侧 向位移
1.4.1 磨耗型车辙
当路面结构稳定，车辆行驶时，轮胎磨耗路表 而产生此类车辙，车辙深度一般在5mm以内。
对于半刚性基层主要是由于沥青混合料 结构失稳而致；含有柔性基层的沥青路面也 与基层和土基的不稳定有关。因此，失稳型 车辙又可分为面层失稳型、基层失稳型和路 基失稳型。（车辙槽宽）
（1）面层失稳型
路面在高温重载条件下沥青以及沥青 与矿粉形成的胶浆流动，促使混合料发生 侧向流动，路面受载处被压缩，厚度变薄。
1.1车辙定义及现象
在高温和渠化交通的作用下，沥青路面结构层出现的 永久变形。这种变形主要发生在高温季节。半刚性基层 沥青路面在重载交通条件下，车辙主要发生在沥青面层。
车辙产生的背景和现象
上世纪70年代美国的调查表明：在州际和主 要公路上车辙所致的路面损害约占30%；80年代日 本的调查表明：由于车辙所引起的路面损害高达 80%。
2003年通车的郑少高速公路，在通车不到 半年就相继出现了车辙，在上坡路段最大 车辙深度达10cm。
1.2 路面结构车辙损坏情况调查
1.3 沥青路面车辙的危害
(1) 路面整体变形严重，平整度下降； (2) 雨天路表排水不畅，造成辙槽积水，影响高 速行车的安全； (3) 路面结构层减薄，削弱面层及路面结构的整 体强度，诱发其他病害； (4) 车辆在超车或更换车道时方向失控，影响车 辆行驶的安全性。
国内随着高速公路的建设，不同省份的沥青路 面都出现了车辙。
1998年通车的沈阳–山海关高速公路2年后 就出现了较严重车辙；
1999年10月通车的北京–秦皇岛高速公路， 2000年7月份就出现了断断续续的车辙；
2000年通车的机荷高速公路，在2003年7月 出现了严重车辙，车辙最大深度达8cm，远 超过设计要求的1.5cm；
2.1 沥青路面车辙评价指标
2.1.1 动稳定度指标（DS） 2.1.2 变形量指标(RD) 2.1.3 相对变形率指标(δ) 2.1.4 车辙率指标
2.1.1 动稳定度（DS）指标
动稳定度指标采用45 min的变形和60min的 变形来计算，此时车辙发展曲线已基本进入稳定 发展的直线阶段，清楚地反映了沥青混合料高温 条件下流动变形的发展趋势。
计算公式如下：
DS t N C1C2 d
式中： DS—沥青混合料动稳定度（次/min） △t—荷载作用时间，一般为试验开始45min～60min之间的
15min； △d —试件在荷载作用时间内产生的变形（mm）； C1 —试验机类型修正系数；C2 —试件系数； N —试验轮往返碾压速度，一般为42次/min 。
长安大学 公路学院
（教授 博士生导师）
王选仓
wxc2005@163.com
2010.12源自文库
主要内容
1 沥青路面车辙现象及分类 2 沥青路面车辙检测技术 3 沥青路面车辙形成机理 4 沥青路面车辙影响因素 5 沥青路面车辙综合防治措施
1.沥青路面车辙现象及分类
1.1 车辙定义及现象 1.2 车辙损坏情况调查 1.3 沥青路面车辙危害 1.4 车辙分类
1.4.2 结构型车辙
荷载作用超过路面层的强度，车辙主 要发生在包括面层、基层及路基在内的各 结构层的永久变形。
结构型车辙的产生主要与路面的整体结 构变形有关：
（1）路基施工过程中压实度不足，道路运营 期内产生进一步压实；
（2）粒料类基层嵌挤效果差； （3）面层施工时低温碾压，造成压实度不足。
1.4.3 失稳型车辙
2.1.4 车辙率指标
美国SHRP计划中提出了车辙率指标，沥青混 合料的高温性能，这种评价指标在变形率指标的 基础上，增加了荷载轮与试块间的接触应力参数， 考虑了压力的影响。
不足之处：
它将沥青混合料的高温抗车辙性能与压力的 关系看成线性关系，大量的室内试验和工程实践 都已经证明，这与实际情况是不符的。
2.1.2 变形量指标(RD)
在规定的试验时间内(一般为60min)产生的变 形总量，单位为mm。
特点：直观简单，考虑了试验时间内的所有 累积变形，但没有反应出车辙发展趋势。
不足之处： 60min车辙试验的时间较短，荷载作用次数较
少，此时的变形量并不能为沥青混合料的高温稳 定性给出正确评价，预测车辙发展趋势才是最重 要的。
（2）基层失稳型
基层承载力不够或水稳性差，导致基层 材料流动变形，路面下陷。这类车辙的主 要特征是车辙内常伴有唧浆现象。
（3）路基失稳型
路基压实度不足或填料选择不当，导成 不均匀沉降。这类车辙的主要特征是车辙 内有纵向裂缝。
2 沥青路面车辙检测评价
2.1 沥青路面车辙评价指标 2.2 国外车辙性能试验方法 2.3 沥青路面车辙现场检验方法
2.1.3 相对变形率指标(δ)
相对变形率指标是指在规定作用次数、时间 内所产生的变形与试件总厚度的比值，其试验次 数根据实际交通荷载和沥青混合料使用要求不同 而不同。
适用于加速加载、大型环道、汉堡车辙等试 验的评价指标。
不足之处：
用于评价室内1 h的车辙试验并不合适，车辙 试验的目的是用较简单的试验方法和较短的试验时 间，观察沥青混合料高温条件下车辙的发展趋势， 相对变形率指标无法反映出这一趋势。
不足之处：
①计算动稳定度利用车辙试验最后15min内的 微小形变，一些改性沥青混合料动稳定度很高， 有的接近10000次/mm，15min内产生0.06 mm左右 的车辙，这样微小的变形，对位移测量仪器的精 度要求很高，试验结果受传感器精度的影响较大；
②没有考虑初始变形，有时用动稳定度指标与 60min时的车辙变形量指标比较不同沥青混合料的 高温性能时，会得出相反的结论，而初始变形本 身就是一种车辙形式，且在车辙试验的总变形量 中占有较大比例，不将车辙试验中的初始变形考 虑在内是不全面的。
路面平整度下降
辙槽积水
路面结构层减薄
车辆操作失控
1.4 车辙分类
磨耗型
结构型
失稳型
上面层在车 轮磨耗和自
然环境因素作 用下持续不断 的损失而形成
路面结构在
交通荷载作用 下产生整体永 久变形
在车轮荷载作 用下，沥青层 内部材料横向 流动，产生侧 向位移
1.4.1 磨耗型车辙
当路面结构稳定，车辆行驶时，轮胎磨耗路表 而产生此类车辙，车辙深度一般在5mm以内。
对于半刚性基层主要是由于沥青混合料 结构失稳而致；含有柔性基层的沥青路面也 与基层和土基的不稳定有关。因此，失稳型 车辙又可分为面层失稳型、基层失稳型和路 基失稳型。（车辙槽宽）
（1）面层失稳型
路面在高温重载条件下沥青以及沥青 与矿粉形成的胶浆流动，促使混合料发生 侧向流动，路面受载处被压缩，厚度变薄。
1.1车辙定义及现象
在高温和渠化交通的作用下，沥青路面结构层出现的 永久变形。这种变形主要发生在高温季节。半刚性基层 沥青路面在重载交通条件下，车辙主要发生在沥青面层。
车辙产生的背景和现象
上世纪70年代美国的调查表明：在州际和主 要公路上车辙所致的路面损害约占30%；80年代日 本的调查表明：由于车辙所引起的路面损害高达 80%。
2003年通车的郑少高速公路，在通车不到 半年就相继出现了车辙，在上坡路段最大 车辙深度达10cm。
1.2 路面结构车辙损坏情况调查
1.3 沥青路面车辙的危害
(1) 路面整体变形严重，平整度下降； (2) 雨天路表排水不畅，造成辙槽积水，影响高 速行车的安全； (3) 路面结构层减薄，削弱面层及路面结构的整 体强度，诱发其他病害； (4) 车辆在超车或更换车道时方向失控，影响车 辆行驶的安全性。
国内随着高速公路的建设，不同省份的沥青路 面都出现了车辙。
1998年通车的沈阳–山海关高速公路2年后 就出现了较严重车辙；
1999年10月通车的北京–秦皇岛高速公路， 2000年7月份就出现了断断续续的车辙；
2000年通车的机荷高速公路，在2003年7月 出现了严重车辙，车辙最大深度达8cm，远 超过设计要求的1.5cm；
2.1 沥青路面车辙评价指标
2.1.1 动稳定度指标（DS） 2.1.2 变形量指标(RD) 2.1.3 相对变形率指标(δ) 2.1.4 车辙率指标
2.1.1 动稳定度（DS）指标
动稳定度指标采用45 min的变形和60min的 变形来计算，此时车辙发展曲线已基本进入稳定 发展的直线阶段，清楚地反映了沥青混合料高温 条件下流动变形的发展趋势。
计算公式如下：
DS t N C1C2 d
式中： DS—沥青混合料动稳定度（次/min） △t—荷载作用时间，一般为试验开始45min～60min之间的
15min； △d —试件在荷载作用时间内产生的变形（mm）； C1 —试验机类型修正系数；C2 —试件系数； N —试验轮往返碾压速度，一般为42次/min 。