Using the Hamburg Wheel Track Test for Balanced Mix Design

This guest post is written by Fan Yin, PhD. 他是奥本大学国家沥青技术中心的助理研究教授. We are sharing it 在这里, with his permission, but the original article may be found  在这里.

AASHTO T 324标准的汉堡车轮跟踪试验(HWTT)被沥青研究人员和路面工程师广泛用于评估沥青混合料的抗车辙性和水分敏感性. 根据NCAT最近对州公路机构和沥青路面行业的调查, 目前有14个州在沥青混合料设计的临时或标准规范中要求HWTT. 在这些州中, 六个使用HWTT作为一个纯粹的车辙测试，而其余的使用它作为车辙和水分损害的组合测试. 另外, 有7个州选择HWTT作为平衡混合设计(BMD)的性能测试，目前正在进行研究，以基准现有混合设计或为BMD试点或影子项目制定初步性能标准.

A typical HWTT rut depth curve consists of a post-compaction phase, 蠕变阶段, and sometimes a stripping phase. 传统的HWTT参数包括车轮经过一定次数时的总车辙深度(TRD), 蠕变斜率, 剥离坡度(SS), and stripping inflection point (SIP). 现有文献一致认为，常用TRD和CS来评价沥青混合料的抗车辙性, while SS and SIP are mainly used for the assessment of moisture susceptibility.

多年来, 沥青研究人员提出了替代HWTT参数，以改善沥青混合料车辙和抗湿性的表征. These alternative parameters include the corrected rut depth (CRD), rutting resistance index (RRI), and stripping number (SN). CRD表示仅由混合物永久变形引起的预计HWTT车辙深度, 由于沥青粘结剂从集料中剥离，哪一个与车辙深度隔离. RRI是根据测试完成时的车辙深度和车轮通过次数来计算的, which allows the direct comparison of HWTT results with different test termination points. 标准化RRI (NRRI)也可用于解释取决于粘合剂等级的不同标准. SN, developed as an alternative moisture susceptibility parameter to SIP , 定义为三参数变形模型拟合的HWTT曲线的拐点. 它代表了在脱模发生之前，混合物在HWTT中可以抵抗的最大车轮通过次数.

尽管大多数传统和替代参数可以识别沥青混合物，非常容易车辙和/或潮湿相关的损害, 关于它们如何与实际路面性能相关联的信息很少. In recognition of this limitation, researchers at NCAT and the Texas A&M运输研究所(TTI)合作进行了一项研究，他们编制了一个HWTT数据库，其中包含70多种植物产生的混合物的测试结果. These mixtures were collected from 17 field projects evaluated in several NCHRP projects, 一个LTPP测试段, and test sections on the NCAT Test Track. HWTT testing was conducted at NCAT and TTI laboratories over the last 10 years. 然后分析数据库，以确定各种HWTT参数与现场性能数据的相关性，并估计HWTT车辙深度测量在实验室内的可重复性.

利用NCAT试验轨道上的17种混合料，对HWTT车辙参数进行了相关性评价. 分析结果表明，RRI和CS参数与重卡行驶1000万ESALs后测得的路面车辙深度相关性最好 ² = 0.924和0.881, 分别), followed by CRD (R ² = 0.586) and then TRD at 20,000 passes (R ² = 0.283). 采用受试者工作特征(ROC)分析评价HWTT水分敏感性参数的田间相关性, using all mixtures in the database. ROC分析, 简单描述, 评估HWTT结果与现场性能之间的对应程度，定性地分为“有水分困扰”或“没有水分困扰”。. ROC分析 identified 9,000和2,000 passes as the best criterion for SIP and SN, 分别. 然而, 这些标准应谨慎使用，因为它们是在有限数量的混合物中制定的，这些混合物在田间有水分损害的迹象，因此, warrant further verification with additional laboratory and field data. 最后, HWTT车辙深度测量的实验室内可重复性主要根据ASTM C670确定. The maximum allowable differences in rut depth measurements between two HWTT replicates (e.g., results of the left wheel versus right wheel from the same run, or results of the same wheel from two separate runs) were calculated to be 2.3, 3.9, 4.6、4.7 mm for TRD at 5,000, 10,000, 15,000, and 20,000 wheel passes, 分别. 因此, 建议不接受两组HWTT重复结果的差异大于这些允许的差异.

In addition to these research findings of the NCAT/TTI study, 对于有意将HWTT用于BMD的各州，另一个建议是使用标准化的数据分析程序(或软件)进行混合设计批准和/或生产验收. To ensure consistency between the contractor and agency results, 对于用于数据分析和所选试验参数计算的变形读数(沿轨道长度)的数量和位置，应提供具体说明, 等.

爱荷华州运输部在Matls 319中提供了一个很好的参考例子 iowadot.gov/erl/current/IM/content/319.htm.

有关开发备选HWTT参数的详细信息可在以下问题中找到 运输ation Research Record: Journal of the 运输ation Research Board.

阴,F., E. Arambula R. 立顿,. E. 马丁和L. G. Cucalon. 基于汉堡车轮跟踪试验的水分敏感性和车辙评价新方法. No. 2446, 2014, pp. 1-7.

温,H. F., S. H. 吴,我. N. 穆罕默德,W. G. 张,年代. H. Shen, and A. 作出贡献. 温拌沥青路面长期车辙及耐湿性能研究. No. 2575, 2016, pp. 103-112.

阴,F., C. 陈,R. 西,. E. 马丁和E. Arambula-Mercado. 汉堡车轮跟踪试验参数与沥青路面现场性能关系的确定. No. 2674(4), 2020, pp. 281-291.

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