前言

《公路沥青路面施工技术规范》规定对高速公路和一级公路沥青路面的上面层和中面层的沥青混合料，在用马歇尔法进行配合比设计时，应通过车辙试验对沥青混合料的抗车辙能力进行检验。但是在实际应用过程中发现车辙试验结果即使能够满足规范要求，也不能保证路面在使用过程中的高温稳定性能。这说明中国还需进行车辙试验研究，与国际上典型的车辙试验方法进行比较，以发现差异中国沥青网sinoasphalt.com。

中国车辙试验通过实心橡胶轮在试件表面加载，行走速度为21次往返/min，荷载压强为0.7MPa，试验温度为60℃，成型方法为扇形轮碾成型，试验时间为1h，评价指标为动稳定度。美国常用的APA车辙试验则采用凹形轮通过充气软管在试件表面加载。行走速度为60次往返/min，荷载与胎压组合常用值为445N/690kPa，试验温度为PG分级高温温度，成型方法为SGC旋转压实成型或振动压实成型，荷载作用次数为8000次往返，评价指标为车辙深度。APA车辙试验无论从方法原理本身还是从仪器设备方面均较中国有很大的改进。为此，该文将论述APA车辙试验方法的研究进展，讨论研究中存在的问题，并对研究方向进行展望。

APA车辙试验方法的研究进展

提到APA不得不说其前身GLWT(旋转轮辙仪)。Lai在原有的用于测试稀浆封层的轮碾试验仪的基础上做了很多改进，最后形成GLWT。这些改进包括：改变了充气软管的长度与铝合金凹形轮的直径；使其能够容纳76mm×76mm×380mm的梁形沥青混凝土试件；开发了包含7个固定位置模板，这7个位置刚好与试件相适应，使用测微计测量这7个点在车辙试验前后的位移，取其差值为车辙深度；改进驱动杆解决了梁形试样后端车辙过深的问题；增设环境箱装置，试件在试验前预热6h；安装了荷载作用次数计数器，当达到预设的荷载作用次数时试验自动停止；改进了安全装置。

总结佛罗里达州交通厅的研究结果证实GLWT可以用于预测实际路面的抗车辙性能。将GLWT试验结果与马歇尔指标和GTM旋转剪切压实性能进行对比，评价了GLWT用于混合料设计中性能补充验证的可行性。由佐治亚州交通厅的Ｗｕ出具的一份项目研究中期报告，其中描述了GLWT和APA的荷载轮胎平均接地面积和接地压强。对比了压力传感膜和复写纸测试方法，发现两者都可以测试荷载轮胎的接地面积。评价了不同荷载/轮胎压强组合下的轮胎接地面积，发现在相同的组合下，GLWT荷载轮胎压力略大于APA。Shami等基于其中不同类型的混合料，提出了预测不同温度和荷载作用次数下的沥青混合料APA车辙深度的回归公式。有了这个公式可以缩短APA车辙试验时间，可以预测混合料在不同服务年限和温度条件下的车辙情况。在中国，APA车辙试验方法研究也已展开，华南理工大学张肖宁将中国的国标车辙试验与国际上关注的佐治亚沥青路面分析仪(APA)、旋转轮辙仪试验在成型方法和加载模式方面进行了对比分析；张俊标利用APA对比了新鲜沥青混合料和再生沥青混合料的高温稳定性；邵腊庚研究了APA高温浸水车辙试验评价指标和数据处理方法。

研究的主要内容及手段

APA车辙试验的试验条件研究

APA室内车辙试验条件的研究一直是APA车辙试验研究的重点，最初的研究主要集中在试验温度和成型方法的影响分析。最初车辙试验温度采用35℃，依据是美国佐治亚州夏季平均最高气温。最近的研究一直认为试验温度应该采用路面预期最高温度或PG分级的高温温度，这与国际上主流车辙试验方法的温度选择达到了共识。历年来，APA车辙试件的成型方法包括最初的揉搓压实、旋转压实、SGC、振动压实AVC。近年来，SGC和AVC成为主流压实方法。虽然这两种方法成型试件的车辙深度相差很大，但是对沥青混合料抗车辙性能的分级较为类似。随着研究的进一步深入，还有一些学者开展了试件预热温度和时间、荷载作用次数、试件尺寸、轮载和胎压组合、试验轮行走速度、轮胎刚度和直径等对APA车辙试验的影响。NCHRP报告508结合各环道试验结果，对APA进行了全面的综合性评价。推荐APA车辙试验条件组合为：①组合4PGSC：圆柱形试样，空隙率4%，PG分级高温温度，标准轮胎；②组合5PGSB：梁形试样，空隙率5%，PG分级高温温度，标准轮胎。轮载为533N，胎压为830kPa。其研究成果对室内试验具有较强的指导意义。同时也应看到，对APA车辙试验条件的研究也存在以下几方面的局限性。

(1)实践中采用振动成型机AVC成型5%空隙率的试样，是很难实现的。振动成型方法有待进一步研究。(2)未见试验平台对APA车辙试验的影响研究，但这项研究又非常必要。具有与沥青混合料相似模量的柔性平台置于沥青混合料下方，用于模拟柔性基层沥青路面；刚性平台置于沥青混合料下方，用于模拟水泥混凝土面层上部加铺沥青层的组合式路面。(3)将APA应用于中国时，如何选择轮载和胎压组合，使其更符合中国的交通情况。

APA车辙试验与其他永久变形试验方法的对比研究

随着研究的进一步深入，各国研究者在APA车辙试验的基础上，对其与其他永久变形试验方法进行了对比分析，包括基本评价方法，经验测试法，模拟试验方法。研究得出：APA、HWTD、FRT、旋转轮辙仪、三轴重复荷载试验、动态模量和侧向压力指示均能得出合理的抗车辙性能评价结论。研究者提出在车辙模拟试验方法中首先推荐采用APA车辙试验，其次推荐HWTD，再次FRT。

APA车辙试验与现场车辙的对比研究

NCHRP报告508结合各环道试验结果，选取了10种已知现场抗车辙性能的沥青混合料，将APA车辙试验结果与其进行对比分析。发现APA测得的车辙深度与单个项目的现场车辙都有良好的相关性。然而，APA测得的车辙与NCAT的10个试验断面的现场车辙相关性较差。在有限数据的基础上，APA与其他性能试验在预测现场车辙时具有很好的可比性。总之，APA以及其他类型的轮辙试验和简单性能试验存在一个关键问题，即室内试验结果和实际现场性能之间的相关性依赖于具体项目的相关因素，如集料特性、混合料类型、交通等级和车速等。如果APA能够对不同的项目提供可比性结果，那么APA的应用将会更加广泛。

APA车辙试验评价标准研究

根据以往的研究成果，主要有3种方法确定APA车辙试验评价标准。

第1种是通过室内试验，建立APA车辙试验结果与其他永久变形试验结果的相关关系，基于其他永久变形试验结果的评价标准换算得到APA车辙试验评价标准。如NCAT的JingnaZhang比较了模拟试验APA与基本试验RSCH(恒高度重复剪切试验)和RLCC(重复荷载限制蠕变试验)的相关性。发现RSCH和RLCC试验中得到的弹性或塑性变形越大，则APA车辙深度越大。此外，JingnaZhang依据1992年Cabrielson和1997年Bukowski和Harman的研究成果推荐了APA车辙深度控制标准。以往研究发现RLCC得到的永久应变为10%~13%时较合适，其相应的APA最大车辙深度指标为8~9.5mm；同理，RSCH得到的弹性剪切应变为2%~3%时较合适，相应的APA最大车辙深度指标为8.2~11mm。最后作者推荐APA车辙深度控制标准为：PG分级高温温度下的APA最大车辙深度8.2mm。这种方法虽然简单好操作，但是由于这种方法仅仅考虑了APA室内车辙情况，APA车辙试验评价指标需通过其他室内试验结果间接得到。由于现场车辙情况的影响因素较多，而且不同室内试验方法的原理差异较大，因此该方法得到的APA车辙试验评价标准的准确性较差。

第2种是在沥青路面铺筑时，取现场沥青混合料进行APA车辙试验，后续跟踪观测路面车辙状况，从而根据现场车辙与室内车辙的相关关系，确定APA车辙试验评价标准。这种方法耗时，实施困难，但是提供了更加准确的评价标准。

第3种是选取现有的沥青路面，同时这些路面包括了不同的车辙状况。从路面现场取芯，集料从芯样中抽提得到，选择与原有沥青相似的沥青与集料混合进行短期老化，成型车辙试件进行APA车辙试验。将APA车辙试验结果与现场车辙情况进行对比，确定APA车辙试验评价标准。这种方法可以在有限的时间里得到相对准确的评价标准。NCHRP报告508就是采用这种研究方法。项目依据设计年限内标准轴载累积作用次数，提出了APA车辙控制标准。

中国针对APA车辙评价标准的研究较少，考虑到中国地域辽阔，气候交通环境复杂，各个地区、省可以结合当地气候、交通条件，提出符合当地的APA车辙深度控制标准。

结论

(1)在APA试件成型方面，采用振动成型机AVC成型5%空隙率的试样很难实现。振动成型方法有待进一步研究。

(2)在APA车辙试验条件方面，未见试验平台对APA车辙试验的影响研究，但这项研究又非常必要。建议采用具有与沥青混合料相似模量的柔性平台置于沥青混合料下方，用于模拟柔性基层沥青路面；刚性平台置于沥青混合料下方，用于模拟水泥混凝土面层上部加铺沥青层的组合式路面。

(3)在APA车辙试验条件方面，将APA应用于中国时，如何选择轮载和胎压组合，使其更符合中国的交通情况有待进一步研究。

(4)在APA车辙试验与现场车辙相关性方法方面，APA室内试验结果和实际现场性能之间的相关性依赖于具体项目的相关因素。如果APA能够对不同的项目提供可比性结果，那么APA的应用将会更加广泛。

(5)在APA车辙试验评价标准方面，中国针对APA车辙评价标准的研究较少，考虑到中国地域辽阔，气候交通环境复杂，各个地区、省可以结合当地气候、交通条件，提出符合当地的APA车辙深度控制标准。