沥青混合料车辙试验中试件成型工艺对结果的影响研究

一、绪论

随着交通流量的日益增大以及车辆荷载的不断加重，沥青路面的车辙病害愈发凸显，严重影响路面使用性能与行车安全。沥青混合料车辙试验作为评估其抗车辙能力的关键手段，意义重大。而试件成型工艺直接关乎试验结果的准确性与可靠性，对深入了解沥青混合料性能、优化路面设计施工有着不可忽视的作用。通过研究其对结果的影响，能更好地把控试验质量，为精准防治车辙病害提供有力支撑，有助于提升道路工程的整体质量与耐久性，推动交通行业的稳健发展。

国外较早开展相关研究，在成型工艺改进等方面成果颇丰。国内也逐步重视，不过在部分影响因素的细化研究上仍有待深入拓展。

二、沥青混合料车辙试验概述

2.1 车辙试验原理及目的

车辙试验主要是模拟车辆在沥青路面上反复行驶产生的作用效果，通过将沥青混合料制成规定尺寸的试件，放置在试验仪中，在一定温度和轮压条件下，让试验轮对试件进行往返碾压，以此来观测试件表面产生的变形情况，进而评估沥青混合料的高温稳定性和抗车辙能力。其核心目的在于为道路工程中沥青混合料的选用、配合比设计等环节提供科学的性能参考依据，确保所铺设的沥青路面能够在长期的行车荷载作用下，有效抵抗车辙病害的出现，保障路面平整度以及行车的舒适性与安全性。

2.2 试件基本要求

车辙试验所用试件一般为板块状，尺寸有着严格规定，例如长通常为300mm 左右，宽为 150mm 左右，厚则多为 50mm 左右。其成型质量需满足相应压实度等标准，且表面应平整、质地均匀，避免存在明显的离析、孔隙分布不均等缺陷，如此才能保证车辙试验结果的有效性与可靠性。

三、不同试件成型工艺对比

3.1 常见成型工艺介绍

在沥青混合料试件成型中，轮碾法是常用工艺之一。它借助轮碾成型机，通过控制碾压轮的往返次数、压力等参数，使混合料逐渐压实成型。操作时，需先将混合料均匀摊铺在试模内，再按设定程序进行碾压。马歇尔击实法也较为常见，是利用马歇尔击实仪，通过规定的击实次数对混合料进行击实，以达到成型目的，有着标准化的击实锤重量、落高及击实次数要求。

3.2 不同工艺下试件体积参数差异

轮碾法成型的试件，由于是碾压作用，其空隙率相对马歇尔击实法成型的试件往往更大些。例如，同等条件下，轮碾法试件空隙率可能达到 5% 左右，而马歇尔击实法成型的试件空隙率约为 3%-4% 。矿料间隙率方面也存在不同，轮碾法成型的试件矿料间隙率会稍高，这是因为二者压实方式不同，致使混合料内部结构存在差异，进而影响了这些体积参数的表现。

3.3 不同工艺下试件力学性能差异

从力学性能来看，马歇尔击实法成型试件因压实更紧密，其抗压强度等力学指标通常优于轮碾法成型试件，在承受相同荷载时，变形量相对更小，稳定性表现更好。

四、成型工艺各因素对车辙试验结果的影响

4.1 成型温度的影响

成型温度在沥青混合料试件制备中起着关键作用。当成型温度升高时，沥青的黏度会降低，流动性增强，这使得混合料在成型过程中更容易被压实。例如，在较低温度下成型的试件，空隙率可能达到 8% ，而随着成型温度升高，空隙率可逐渐减小至 4% 左右，相应的毛体积密度会从初始的2.3g/cm³ 左右增大至 2.45g/cm³ 左右，沥青饱和度也随之提高。同时，高温稳定性明显增强，在车辙试验中，试件产生的车辙变形量会显著降低，抗车辙能力得以提升。因为合适的高温能让沥青更好地裹覆矿料，形成更稳定的结构。

4.2 成型形状的影响

试件不同的成型形状对车辙试验结果也有影响。比如长方体形状和正方体形状的试件，在相同试验条件下，由于应力分布情况不同，长方体试件在车轮作用方向上的受力面积相对更大，应力集中程度相对较低，其车辙发展的速率相较于正方体试件往往更慢一些，最终呈现出的车辙深度也会有所差别，这意味着成型形状会改变试件在试验中的受力状态，进而影响最终的试验结果。

4.3 放置时间的影响

试件放置时间长短不容忽视。刚成型的试件内部结构还不够稳定，若立即进行车辙试验，其抵抗变形能力相对较弱。随着放置时间增加，沥青混合料内部进一步密实，结构趋于稳定，试验时产生的车辙变形量会逐渐减小，对车辙试验结果产生不可忽视的改变作用。

五、影响规律对试验方法及工程应用的意义

5.1 对优化车辙试验方法的作用

明确了成型工艺各因素对车辙试验结果的影响规律后，有助于针对性地优化试验方法。例如，依据成型温度的重要影响，可进一步细化并精准确定不同沥青混合料适宜的成型温度范围，确保每次试验都能在最优温度条件下开展，使试件成型质量更加稳定且符合预期。同时，考虑到成型形状的影响，可统一规范试件的形状标准，减少因形状差异导致的试验误差，提高试验结果的可比性。还能根据放置时间的影响，制定合理的试件放置时长要求，让试件在达到稳定状态后再进行试验，从而提升试验的准确性与科学性。

5.2 对提高抗车辙性能评价准确性的意义

掌握这些影响规律，能使我们在评价沥青混合料抗车辙性能时，更全面且精准地考量各种因素。不再单纯依赖于以往单一的试验数据，而是结合成型工艺情况进行综合分析。比如了解到不同成型工艺下试件力学性能差异后，就能更客观地判断混合料真实的抗车辙能力，避免因成型工艺不同造成的误判，为准确筛选出高性能的沥青混合料提供可靠支撑，进而保障道路在后续使用中能有效抵御车辙病害。

5.3 在沥青路面设计施工中的应用价值

在沥青路面设计环节，依据这些影响规律，可以合理选择适合的试件成型工艺来模拟实际路面的压实等情况，为设计出抗车辙性能优良的路面结构提供准确的参数依据。在施工过程中，施工方能够参照优化后的试验方法及相关要求，严格把控混合料的成型工艺，保证施工质量，延长沥青路面的使用寿命，降低后期维护成本，提升整个交通工程的效益。

六、结论与展望

本研究深入探究了沥青混合料车辙试验中试件成型工艺对结果的影响，明确了不同成型工艺在试件体积参数、力学性能等方面存在差异，且成型温度、形状及放置时间等因素均会作用于车辙试验结果。掌握这些影响规律，对优化试验方法、精准评价抗车辙性能以及指导沥青路面设计施工有着重要意义。

然而，研究过程中仍存在一定局限，如部分影响因素间的交互作用尚未充分探讨，且实际工程环境的复杂性未能完全涵盖。后续研究可进一步深化多因素交互分析，同时结合更多实际工况开展研究，以期更全面准确地为沥青路面质量提升提供有力支撑，助力道路工程更好发展。

参考文献

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