公路工程路面工程材料检测的车辙试验方法及结果判定

车辙试验是公路路面工程中评价沥青混合料高温抗车辙能力的核心检测方法，通过模拟夏季高温环境下车辆反复碾压的工况，测量混合料在持续荷载作用下的永久变形量，最终以“动稳定度”指标反映材料抗车辙性能。该试验直接关联路面使用寿命——若材料抗车辙能力不足，高速公路运营1-2年就可能出现明显车辙，影响行车安全与舒适度。因此，掌握车辙试验的标准方法与结果判定规则，是路面材料检测人员的必备技能。

车辙试验的基本原理与适用范围

车辙试验的核心逻辑是“模拟实际荷载与温度耦合作用下的变形响应”。简单来说，就是把沥青混合料试样放在60℃（模拟夏季路面高温）环境里，用橡胶加载轮以42次/分钟的频率反复碾压，记录不同时间点的变形量，通过变形速率计算材料抵抗永久变形的能力。

这个试验模拟的是真实路面工况：夏季正午路面温度能达到60-70℃，货车轮胎接地压力约0.7MPa，加载轮的压力和频率都是照着这个场景设计的，所以结果能真实反映路面实际使用中的车辙发展情况。

它主要适用于热拌沥青混合料（HMA），尤其是高速公路、一级公路的上面层和中面层——这些层位直接承受车辆荷载，高温抗车辙性能是关键。像SBS改性沥青、橡胶沥青这类高粘度混合料，抗车辙能力也得靠这个试验验证。

和马歇尔稳定度试验比，车辙试验更侧重“长期反复荷载下的变形”。马歇尔试验是测静态荷载下的破坏强度，而车辙试验是测动态循环荷载下的变形累积，更贴近路面实际遇到的情况。

试验前的样品制备与设备准备

试样制备得严格按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》来：先按目标配合比拌好混合料，用轮碾法压成300×300×50mm的试样，压实度得控制在98%±1%（以马歇尔标准密度为准），不然试样密度和实际路面不一样，结果就不准。

做好的试样得提前24小时放进60℃恒温箱养护，还得架空放（底部垫20mm支架），避免底部散热快导致内外温度不均——温度差超过2℃的话，变形量测量会偏差很大。

设备准备要检查三个关键部件：加载轮表面不能有裂纹，磨损量不能超过1mm；温度控制系统得用标准温度计校准，确保箱内温度偏差不超过±1℃；位移传感器要提前预热30分钟，用标准量块校准精度（误差不超过0.01mm）。

辅助工具也不能漏：钢直尺查试样表面平整度，三角塞尺测试样和试验台的间隙（超过0.5mm就得用沥青砂浆补），秒表记时间——这些细节没做好，试验规范性就打折扣。

车辙试验的操作步骤详解

第一步是设备预热：提前1小时启动试验机，把试验箱温度升到60℃，用便携式温度计测四角和中心的温度，温差不能超过±1℃。温差大的话调整通风口，等稳定了再继续。

第二步装试样：把养护好的试样拿出来，立刻放进试验箱的试验台上，用钢直尺查平行度——边缘和试验台间隙超过0.5mm的话，用60℃沥青砂浆补，凉了再装。还要让试样中心和加载轮中心对齐，偏差不超过5mm。

第三步调传感器：把位移传感器固定在箱顶，探头对准试样中心，离表面约1mm。启动自检程序，要是数值波动超过0.02mm，就得重新调位置，直到稳定。

第四步启动加载：确认没问题后，开加载轮电机，轮速调到42次/分钟（误差±1次），加载力保持0.7MPa。加载时得盯着试样，要是表面裂了或者松散了，立刻停试验，记终止时间和变形量。

第五步记数据：试验开始后，每15分钟记一次位移值，时间点是0、15、30、45、60分钟。要是60分钟变形还在快速涨（最后15分钟变形超过0.5mm），就得延长到90分钟，直到连续两个15分钟变形差小于0.1mm。

试验过程中的关键控制要点

温度控制是核心：试验温度每偏差1℃，动稳定度结果可能偏10%-15%。所以箱内空气温度和试样内部温度都得保持60℃，可以在试样中心插热电偶实时监测，偏离了就调加热功率。

加载力要稳定：加载轮压力得保持0.7MPa±0.05MPa，波动超过±0.1MPa的话，变形量就不准。试验前用标准压力计校准加载系统，确保压力传感器精度在±0.02MPa以内。

试样不能离析：拌混合料时得二次搅拌——先拌粗骨料和沥青30秒，再加细骨料和矿粉拌60秒，不然粗骨料集中在边缘，加载时边缘先变形，结果就偏小。

数据记录要及时：每15分钟的位移值得在1分钟内记下来，延迟超过5分钟的话，时间差算错，结果就偏差。可以设闹钟提醒，确保时间准。

结果计算的具体方法

车辙试验的核心结果是“动稳定度（DS）”，单位是次/mm，意思是每产生1mm永久变形需要承受的加载次数，数值越大抗车辙能力越强。公式是DS=(42×(t2-t1))/(d2-d1)×C1×C2。

这里42是每分钟碾压次数，t2-t1通常取30分钟（比如15到45分钟），d2-d1是这段时间的变形量，C1是试验机类型修正系数（轮碾法试样C1=1.0，静压法C1=1.1），C2是试样尺寸修正系数（50mm厚C2=1.0，100mm厚C2=0.8）。

举个例子：轮碾法做的50mm厚试样，15分钟位移1.2mm，45分钟位移2.0mm，那DS=(42×30)/0.8×1×1=1575次/mm。

要是试验延长到90分钟，得选变形稳定的阶段算，比如60到90分钟。同一组3个试样的变异系数超过10%的话，就得重新做。

结果判定的核心指标与标准

动稳定度是主要指标，不同层位和材料要求不一样：高速公路上面层用SBS改性沥青混合料，得≥3000次/mm；中面层用普通沥青，≥1500次/mm；下面层用沥青稳定碎石，≥800次/mm。

外观质量也得查：就算动稳定度达标，要是试样表面有超过50mm的裂纹、边缘松散面积超过10cm²，或者加载轮痕迹深度超过2mm，都算不合格——这些说明混合料粘结力不够，实际用了肯定出问题。

重要工程还得看“残留变形率”：60分钟变形量和初始变形量的比值，得≤30%。要是超过30%，说明长期荷载下易产生永久变形，就算动稳定度够，也得调整配合比，比如加矿粉或换高粘度沥青。

要是设备故障停了，得重新做；要是试样本身有孔洞导致结果异常，排除这个试样，用剩下2个的平均值——只剩1个的话，就得重测。

常见误差来源及应对措施

误差来源1：试样压实度不足。压实度低于97%的话，内部空隙大，加载时会压密变形，动稳定度偏小。应对办法：轮碾机碾压10个往返（正压5次、反压5次），用水中重法测压实度，确保到98%±1%。

误差来源2：温度分布不均。箱内四角比中心低2℃的话，边缘变形小，结果偏大。应对办法：每3个月清理散热片，试验时在试样周围放保温棉，减少边缘散热。

误差来源3：传感器安装偏移。探头没对准中心的话，测的是边缘变形，结果偏差20%以上。应对办法：用十字定位法，在试样表面画十字，探头对准交点，用直尺量距离确保对称。

误差来源4：数据记录错误。比如把15分钟的位移写成2.1mm（实际1.2mm），结果就错了。应对办法：双人记录，一人看读数一人写，再用数据采集仪同步存，避免人工错。