发布时间：2025-06-17 | 次浏览

随着夏至节气临近，全国各地相继迎来一年中气温最高的日子，多地气温攀上35℃。6月16日，陕西、山东、重庆、河南、甘肃、新疆等省份多地发布橙色高温预警，四川省成都市、乐山市、峨眉山市发布红色高温预警。极端高温环境下，沥青路面的耐高温、抗车辙性能将迎来极限挑战。在我国最南端的省份海南岛，一环岛旅游公路项目采用微粒化天然改性高模量沥青HMB-III作为沥青结合料，分别选取EME-16和EME-20两种沥青混合料级配类型进行沥青路面铺筑。经试验检测，在80℃，0.7Mpa下，动稳定度（次/mm）分别为3686、3787。该项目于2023年3月完工通车，迄今运行已超过2年，沥青路面未发现明显病害问题，无车辙裂缝出现。在高温高盐湿热地区，该项目用沥青材料展现的优异性能为极端气候条件，特别是超高温地区提供了优质的沥青路面解决方案。因此，我们特别邀请西安众力技术总监一起探讨关于沥青混合料车辙动稳定度的试验。

关于沥青混合料的车辙动稳定度试验的探讨

文/张玲

一、车辙试验概述

动稳定度车辙试验（Dynamic Stability, DS）是沥青混合料配合比设计阶段的重要试验。该试验通过橡胶轮或钢轮在沥青混合料车辙板上以一定的加载速度，温度和压强下往返碾压，混合料在荷载作用下产生变形，通过记录变形量（率）、变形斜率、或者变形量与变形次数的比值作为动稳定度评价参数。

不同国家在车辙动稳定度试验条件上存在一定差异，主要体现在试验温度、荷载、轮压、试件尺寸、试验轮行走方式以及评价指标等参数上。以下是主要国家标准的对比分析：

中国的方法（JTG E20-2011 T0719）主要参考了日本的规范，东南亚的印尼、泰国、马来西亚的车辙试验方法也基本和中国的方法一致，部分极端炎热的热带地区可能采用更高温度（70℃）条件。

图1 T0719车辙试验机

美国的汉堡车辙试验，以钢轮作为负荷轮，并且可以进行浸水车辙试验，可以表征在水热耦合作用下混合料的性能。汉堡车辙试验，要求车辙仪走完20000次或最大变形量超20mm停止（耗时接近7h），计算评价指标为蠕变斜率（mm/千次），剥落率和剥落变形点。

500*180*100mm的条形试件，试验时，先加载1000次作为零点，随后再加载30次、100次、300次、1000次、3000次、10000次、15000次、20000次、25000次、30000次时，分别停机测量车辙深度，计算车辙深度和试件厚度的比值作为车辙变形率%.

二、T0719车辙试验影响因素

2.1 位移传感器的精度和DS 

JTG E20-201 T0719车辙试验动稳定度DS计算结果如下所示：

图3 DS记录

表3 所示是（d60-d45）与动稳定度数据的关系，可以明显看出，当位移变形量d60-d45从1.0mm到0.1mm，对应的动稳定度从630次/mm到6300次/mm；但是当d60-d45的变化从0.1mm到0.01mm，动稳定度数据从6300到63000次/mm，跨度非常大。车辙试验仪是通过记录变形量与时间关系的曲线图读取d60-d45值来计算DS值，车辙试验仪位移测量精度是±0.01mm。因此当DS 超过6000次/mm以上时，极易由于误差导致数据无意义，因此T0719中也提到当数据大于6000次/mm时，可以不标记实测数值而用≥6000次/mm表示。

针对传感器精度问题，即超过6000次/mm的动稳定度结果的可靠性受到质疑，为了验证在更严苛的重载或者气候条件下，混合料的高温稳定性，我们可以进行更高温度，如70℃，甚至80℃，更高荷载如1.0MPa、1.4MPa条件下进行车辙试验。使得在现有仪器传感器精度范围内，得到有效的实验数据，进行材料和方案的比选。

表4所示为在海南环岛旅游公路项目中，考虑海南极端气候环境，在常规60℃基础上，增加了70℃和80℃的DS测试，结果如下表所示：

2.2 孔隙率和DS 的关系

动稳定度的测试结果对混合料的孔隙率非常敏感。表5所示为，高模量沥青混合料在不同轮碾次数下得到不同孔隙率的混合料的车辙试验数据。

图4 不同孔隙率的高模量沥青混合料动稳定度结果

由图4可知，随着孔隙率增加，混合料的动稳定度逐渐降低，当孔隙率从1.5%增加至4.5%时，70℃动稳定度降低近50%。因此在进行室内验证试验时，一定要选择合适的轮碾成型次数和温度（通常建议170℃，往返不少于36次），确保车辙板的压实效果达到设计孔隙率。此外现场施工时，也要选择合适的碾压工艺，确保压实度合格，否则每损失1%的压实度，对路面性能都是极大的损伤。

三、DS高是否就表示路面不会出现车辙

若混合料的动稳定度足够高，是否路面就不会产生车辙损坏？

对于这个问题，在JTG E20的T0719的条文说明中，标准的起草人已经给出了解释，以下来自T0719条文说明的摘抄：“配合比设计检验指标主要是反映不同沥青结合料和级配类型，在配合比设计合理的情况下它可能达到的水平，是检验配合比及最佳油石比设计是否合理的指标。但路面是否产生车辙更重要的受到施工质量与均匀性、路面结构组合、气温、荷载即车速等的影响，应辩证地认识这些指标的重要性，并按照规范进行配合比设计检验”。

路面车辙的产生和许多因素有关：

●温度（温度越高越容易产生车辙）；

●混合料施工水平（压实度不足易产生车辙，混合料离析易产生车辙）；

●原材料质量（如相同条件下PG76的沥青胶结料抗车辙能力要优于PG64。压碎值更低的玄武岩优于石灰岩）；

●路面厚度（有研究认为沥青层厚度20cm易产生车辙）

●交通荷载（重载交通易产生车辙）；

●车速（慢速行驶路段易产生车辙，如信号灯路口）。

所以我们应该理性看待车辙试验动稳定度的结果，不要过度迷信它。DS高并不等同于路面就不会产生车辙，它是检验配比设计是否合理的重要手段，可以对比相同胶结料在不同级配，或者相同级配不同沥青胶结料的区别。

此外混合料的配合比设计要遵循平衡设计的理念，除了要考虑动稳定度指标，还要综合考虑抗水损性能、耐久性、低温抗裂性、施工和易性等。只有遵循平衡设计、按需设计的原理，确保混合料各项性能满足项目的实际需求，才能得到合理的混合料设计结果。

也可以考虑使用更多的试验手段评价混合料的强度，如通过不同温度及频率下的动态模量测试得到混合料的动态模量主曲线，从材料的本构关系角度验证混合料的强度。