公路規(guī)范中瀝青路面技術參數(shù)淺析

■ 江西省交通設計研究院有限責任公司 肖林朵

本文針對《公路瀝青路面設計規(guī)范》 （JTG D50-2017)（以下簡稱《設計規(guī)范》）和《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》 （JTGF40-2004） （以下簡稱《施工技術規(guī)范》）中技術參數(shù)進行了應用分析，其中，結合《施工技術規(guī)范》闡述了原材料控制參數(shù)在實踐中的應用并進行相關分析；結合《設計規(guī)范》針對路面結構型式、動穩(wěn)定度、浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度、擊實溫度四項指標進行重點說明和分析。通過分析應用以增強對路面設計實踐的指導，為以后類似工程提供相關的基礎數(shù)據(jù)。

我國地域遼闊，氣候變化較大，各地區(qū)材料性能指標不一樣，材料、加工工藝也不同。而相關規(guī)范的技術指標則要求全國或者行業(yè)采用統(tǒng)一執(zhí)行標準。選擇合理的技術參數(shù)將有效提高瀝青路面的使用質(zhì)量，因此如何使瀝青路面的設計參數(shù)在各地區(qū)的設計過程中更有針對性、指導性，是設計人員密切關注的問題。下面結合《設計規(guī)范》 和《施工技術規(guī)范》中的有關瀝青路面的技術參數(shù)進行淺析。

1.瀝青路面施工技術規(guī)范技術參數(shù)分析

在《施工技術規(guī)范》中4.2.2的附表中列有瀝青的各項指標，其中針入度、軟化點、延度為瀝青材料三大技術指標。在高速公路施工過程中普遍使用的70號瀝青，其技術指標要求，針入度范圍為60-80（0.01mm），軟化點不小于43cm，延度A、B 類15 ℃的延度大于100cm[1]。我們在檢測瀝青質(zhì)量的過程中對某一個樣品進行抽檢，會發(fā)現(xiàn)針入度、軟化點、延度等指標都符合規(guī)范要求，但是在施工過程中卻會出現(xiàn)不同的病害，且遲遲不能查找到原因。經(jīng)過分析研究，我們認為應該排除其他干擾條件，重點考慮瀝青的質(zhì)量問題，按照以下步驟進行查找：首先要檢測瀝青的相對密度，如果是改性瀝青應該提供基質(zhì)瀝青的相對密度；然后畫出所有樣品技術指標的波動圖，看指標波動是否異常，如果沒有異常繼續(xù)檢查瀝青其他非常規(guī)技術指標，特別是老化后的實驗指標以及針入度指數(shù)的變化情況。按照以上思路會發(fā)現(xiàn)瀝青所有的技術指標有一定的相關性，有些數(shù)據(jù)明顯的不合理。牽扯非常規(guī)的技術指標一般是瀝青的加工工藝以及提煉的原油出現(xiàn)問題。如何判斷瀝青質(zhì)量出現(xiàn)問題，下面我們從一組數(shù)據(jù)中舉例分析原因。

表1 瀝青技術指標統(tǒng)計表

從技術指標上看，以上三大指標均符合規(guī)范的要求，但是針入度波動產(chǎn)生向下的波動趨勢。從試驗的再現(xiàn)性來看，針入度波動較大，軟化點稍有下降趨勢。此時我們對產(chǎn)品的質(zhì)量做出以下判斷：瀝青中可能摻入少量的低標號瀝青。此時再檢測瀝青的相對密度，如瀝青相對密度偏小，可以確認瀝青中摻有或者混有其他瀝青。利用此原理也可以觀察質(zhì)量變化的波動情況，防止瀝青中摻加重鈣粉等物質(zhì)增加重量謀取利潤。

2.集料的技術指標分析

《施工技術規(guī)范》要求高速公路的粗集料壓碎值指標標準小于26%[2]，但是在我國，石料材質(zhì)分布不均勻，例如石灰?guī)r的壓碎值一般在17%-21%之間，石質(zhì)堅硬，石料在碾壓的過程中破碎較少。壓碎值在21%-26%之間的石料，在碾壓過程中表面易產(chǎn)生破碎。因此處理壓碎值在21%-26%之間的石料，要適當調(diào)整碾壓工藝，減少石料的破碎率。有些地區(qū)采用高溫壓碎值指標進行控制，也獲得大家的認可。

吸水率指標也是石料檢測中的一個常用指標，但是在實際生產(chǎn)過程中大家不是很重視。此指標涉及混合料的密度、混合料的空隙率。空隙率是瀝青混合料設計的核心指標，吸水率直接影響瀝青混合料的最佳油石比。對于粗集料而言，集料的吸水率一般在0.2%-0.8%之間，但對多孔玄武巖來講，吸水率可以達到3.5%。對于同一種石材，吸水率隨著顆粒的大小呈現(xiàn)反比例關系。吸水率大的石料在拌制的瀝青混合料中表現(xiàn)出少部分白霧氣流狀態(tài)，在實踐中可以通過瀝青混合料的氣流狀態(tài)初步判定含水量是否處于正常狀態(tài)。

石屑中的級配在實際生產(chǎn)過程中，不一定按照機制砂或者石屑的規(guī)格來執(zhí)行。但是在瀝青混合料設計的過程中，其最佳瀝青含量與此有一定的關聯(lián)性。原則上應按照《規(guī)范》的要求進行生產(chǎn)。

填料中塑性指數(shù)為＜4，它是反映填料原材中雜質(zhì)多少的一個指標。由于檢測時間較長、檢測頻率低的原因，大家不愿意檢測此指標。該指標一般控制在3.5以內(nèi)，如果填料在色澤、密度上發(fā)生變化，首先要檢查填料的塑性指數(shù)，觀察原材料中的雜質(zhì)是否增加，再進行判斷。

木質(zhì)纖維的質(zhì)量在國內(nèi)參差不齊。質(zhì)量較差的木質(zhì)纖維素吸油率低，易造成路面泛油，而且不易查找原因，在施工過程中應適當檢測吸油率指標。不具備條件的情況下，可以加強留樣管理，以備發(fā)生爭議后在仲裁中使用。

3.設計規(guī)范中的參數(shù)分析

路面結構類型的選擇：在《設計規(guī)范》中的結構組合設計中，要求應根據(jù)交通荷載登記和路基狀況等因素，結合路面材料特性，選擇路面結構類型。[3]經(jīng)過長期設計工作，會發(fā)現(xiàn)設計中一些規(guī)律性的結構設計，以形成成熟的經(jīng)驗。對于高速公路路面結構層設計而言，一般設計厚度為8cm 粗粒式瀝青混凝土+6cm 中粒式瀝青混凝土+4cm 抗滑表層。瀝青混凝土的類型根據(jù)各地區(qū)要求不同，采取AC、SUP 等類型?？够韺硬扇C 或者SMA 等其他形式，已基本形成固定模式。其他等級的路面根據(jù)當?shù)爻墒斓慕?jīng)驗進行設計。

動穩(wěn)定度的技術要求：《設計規(guī)范》中對普通瀝青和改性瀝青的動穩(wěn)定度進行了規(guī)定，改性瀝青最低次數(shù)不小于1800次/mm。在瀝青混合料配合比設計的過程中，改性瀝青的動穩(wěn)定度一般都在3000-6000次/mm。從數(shù)據(jù)上來看可以滿足設計要求，但是在施工過程中，拌制的瀝青混合料不可能和設計得一模一樣，具體操作人員允許一定的計量偏差，但如果施工過程中各種不利因素疊加，動穩(wěn)定度不一定達到設計次數(shù)，因此建議在設計過程中選擇設計注明在最大孔隙率狀況下進行動穩(wěn)定度試驗，檢測數(shù)據(jù)達到設計要求，這樣可以保證設計的意圖。

在進行動穩(wěn)定度設計的過程中不建議摻加車轍劑，主要原因是目前國內(nèi)檢測外加劑的質(zhì)量標準不統(tǒng)一。標準的不同對瀝青混合料的影響較大。由于各種抗車轍劑的熔化點不一樣，瀝青混合料在拌合的過程中溶解度不一樣，未必能發(fā)揮抗車轍劑的作用。因此在設計改性瀝青路面的過程中，一定要注意外加劑的使用，對于未知的危害應該慎重。

浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度的技術要求：《設計規(guī)范》中要求改性瀝青浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度大于75%，在這里要綜合考慮瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和抗水損害性能。《設計規(guī)范》允許在浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度達不到要求時摻加水泥、消石灰等物質(zhì)，但須明確，所摻加的消石灰必須是化工產(chǎn)品，自行消解的石灰不能采用，主要是因為自行消解的消石灰均勻性不如化工產(chǎn)品均勻，易導致路面局部產(chǎn)生凸起，破壞路面。水泥的摻加會大大增強路面的抗水損害能力，結合成本考慮，應適當采用水泥作為填料進行設計。對于雨水特別多的地方，建議部分采用水泥作為填料，從混合料的品質(zhì)上提高質(zhì)量。

擊實溫度的選擇：在瀝青混合料設計中，對擊實溫度的選擇是一項關鍵指標?！对O計規(guī)范》推薦的擊實溫度是在一個范圍內(nèi)進行經(jīng)驗性選擇。但是在《設計規(guī)范》中也注明依據(jù)粘溫曲線進行擊實溫度的確定，建議在設計過程中按照粘溫曲線進行擊實溫度的選定，這樣更科學合理。

4.結論

本文在實踐基礎上對各項技術指標進行了分析，為以后工程施工提出參考建議。

通過對瀝青路面部分指標的分析，得到以下結論：

（1）可將瀝青的技術指標疊加分析數(shù)據(jù)，推測瀝青可能存在的問題。

（2）應關注石料中壓碎值、吸水率、級配技術指標的規(guī)范性，同時塑性指數(shù)的控制標準以及木質(zhì)纖維素中的吸油率指標具有關鍵性。

（3）就《設計規(guī)范》中技術指標的分析要結合施工進行設計，才能更有效做好產(chǎn)品設計。