中、法標(biāo)瀝青混合料性能指標(biāo)相關(guān)性研究

任鈺芳，嚴(yán)二虎，郝 瑋，周震宇

(1.中國(guó)路橋工程有限責(zé)任公司 北京 100011；2.交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院 北京 100088；3.河南交通投資集團(tuán)有限公司,河南 鄭州 450016)

0 引言

為響應(yīng)國(guó)家“一帶一路”倡議，近年來(lái)我國(guó)企業(yè)在國(guó)際上承建了越來(lái)越多的公路工程項(xiàng)目，其中有很多項(xiàng)目中的瀝青路面工程需要同時(shí)執(zhí)行法國(guó)和中國(guó)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。但由表1可以看出法國(guó)瀝青混合料設(shè)計(jì)自成體系，其設(shè)計(jì)體系具有獨(dú)特性，試驗(yàn)方法、試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)條件等方面與我國(guó)瀝青混合料評(píng)價(jià)體系具有較大差異。很多工程上因同時(shí)進(jìn)行法標(biāo)和中標(biāo)試驗(yàn)需要而購(gòu)置兩套體系的試驗(yàn)設(shè)備，這一方面造成儀器設(shè)備投入增加，另一方面兩套體系差異造成工程上執(zhí)行困難。

表1 法標(biāo)、中標(biāo)瀝青混合料評(píng)價(jià)體系Tab.1 Asphalt mixture evaluation systems in Chinese and French standards

近年來(lái)法國(guó)高模量瀝青混凝土EME、超薄磨耗層BBTM等瀝青混合料技術(shù)在我國(guó)日益受關(guān)注[1-2]，由于法標(biāo)與中標(biāo)的較大差異，法國(guó)瀝青混合料技術(shù)無(wú)法在我國(guó)直接應(yīng)用[3-4]。我國(guó)引進(jìn)這些技術(shù)，需要購(gòu)置相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備，這會(huì)造成技術(shù)引進(jìn)和應(yīng)用成本的增加。

根據(jù)交通運(yùn)輸部“十三五”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)劃要求，需進(jìn)一步加強(qiáng)中外標(biāo)準(zhǔn)的高度融合、增強(qiáng)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化。目前我國(guó)正在進(jìn)行交通運(yùn)輸行業(yè)規(guī)程《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20)[5]修訂工作，考慮法標(biāo)瀝青混合料評(píng)價(jià)體系的獨(dú)特性、在國(guó)際上廣泛應(yīng)用和影響，兼顧交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化要求，有必要進(jìn)行法標(biāo)和中標(biāo)體系下瀝青混合料性能評(píng)價(jià)方法的對(duì)比研究。

為此，本研究采用了法國(guó)5種典型瀝青混合料和中國(guó)的4種典型瀝青混合料，按法標(biāo)和中標(biāo)體系的性能指標(biāo)逐一進(jìn)行試驗(yàn)，包括壓實(shí)特性、水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)模量及疲勞性能，分析不同體系試驗(yàn)特點(diǎn)，評(píng)價(jià)兩國(guó)的各性能指標(biāo)之間相關(guān)性。

1 試驗(yàn)用混合料

試驗(yàn)研究用瀝青混合料情況見(jiàn)表2，其中含BBSG-10，GB-14，GB-20，EME-14和EME-20共5種法國(guó)典型瀝青混合料, AC-13，AC-20，AC-25，ATB-25共4種我國(guó)典型混合料。

表2中序號(hào)為1～3混合料為剛果布某一重點(diǎn)工程路面材料，相關(guān)試驗(yàn)在該工程的中心試驗(yàn)室進(jìn)行，其混合料完全按照法標(biāo)體系進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。表2中序號(hào)4～6混合料使用集料、50/70瀝青為赤道幾內(nèi)亞一某工程材料，而15/25為江蘇某公司生產(chǎn)的低標(biāo)號(hào)瀝青，按照NF EN 13924-1[6]檢驗(yàn)合格；相關(guān)試驗(yàn)在國(guó)內(nèi)完成，其中GB-20、EME-20混合料完全按照法標(biāo)體系進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)；ATB-25混合料按照中標(biāo)體系進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

表2 試驗(yàn)研究用瀝青混合料Tab.2 Asphalt mixtures for test

表2中序號(hào)7～16混合料使用集料、瀝青均為國(guó)產(chǎn)材料，其中20#、35#均為江蘇某公司生產(chǎn)的低標(biāo)號(hào)瀝青，20#和35#低標(biāo)號(hào)道路石油瀝青滿足法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NF EN 13924-1與NF EN 12591[7]的技術(shù)要求，也滿足JTG F40報(bào)批稿的技術(shù)要求。高模量劑采用法國(guó)PR Module產(chǎn)品，檢測(cè)結(jié)果滿足《瀝青混合料改性添加劑 第8部分：高模量劑》[8](JT/T 860.8-2020)中的技術(shù)要求，其摻量為瀝青混合料總質(zhì)量的0.6%。天然瀝青采用西安某公司的微?；善诽烊粸r青改性瀝青，型號(hào)為HWB-W[9]，其先將天然巖瀝青材料經(jīng)物理研磨等加工得到的平均粒徑小于5 μm 的粉狀材料，然后與70#道路石油瀝青混合、剪切得到均勻的成品改性瀝青，其檢測(cè)結(jié)果滿足相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。序號(hào)7～16混合料，其中EME-14、EME-20混合料均完全按照法標(biāo)體系進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)；ATB-25混合料按照中標(biāo)體系進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)；ATB-25、AC-25和AC-20瀝青混合料按照中標(biāo)體系進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

2 壓實(shí)特性

2.1 試驗(yàn)方法

壓實(shí)特性，主要通過(guò)不同成型方法成型圓柱體試件，測(cè)定毛體積密度，然后計(jì)算空隙率來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)法標(biāo)NF P 98-252[10]，用PCG旋轉(zhuǎn)剪力壓實(shí)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)記取旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)等于攤鋪厚度(以cm表示)的10倍時(shí)所得壓實(shí)度，可以很精確地預(yù)測(cè)出將在工地獲得的壓實(shí)度。因此，如表3所示法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀PCG成型直徑150 mm試件，采用體積法測(cè)定毛體積密度；而我國(guó)采用馬歇爾法成型直徑101.6 mm試件，采用表干法測(cè)定毛體積相對(duì)密度。由此可見(jiàn)，法標(biāo)和中標(biāo)壓實(shí)特性試驗(yàn)的設(shè)備、成型條件和試驗(yàn)方法均不同。相對(duì)來(lái)說(shuō)，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)采用的試件較大，需要的試樣數(shù)量較多。兩者試驗(yàn)周期差不多，因此試驗(yàn)效率接近。

表3 法標(biāo)、中標(biāo)壓實(shí)特性試驗(yàn)條件Tab.3 Compaction characteristics test conditions in Chinese and French standards

2.2 壓實(shí)特性試驗(yàn)結(jié)果

按表3試驗(yàn)條件，表2中瀝青混合料的空隙率試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖可見(jiàn)，兩種體系得到的空隙率具有很高的相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)R2=0.86。整體來(lái)看，法標(biāo)的空隙率測(cè)定值高于中標(biāo)空隙率測(cè)定值，這是由于法標(biāo)計(jì)算空隙率采用的毛體積密度采用體積法測(cè)定，是測(cè)定值小于按表干法測(cè)定的毛體積密度值，因此導(dǎo)致法標(biāo)方法計(jì)算的空隙率高于中標(biāo)方法計(jì)算空隙率。根據(jù)87個(gè)測(cè)定值計(jì)算，法標(biāo)方法計(jì)算的空隙率與中標(biāo)方法計(jì)算空隙率之差的平均值為1.9%。

圖1 中、法標(biāo)瀝青混合料空隙率相關(guān)性Fig.1 Correlation of air voids between Chinese and French standards

3 水敏感性試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)方法

為了評(píng)價(jià)瀝青混合料水敏感性，法國(guó)方法認(rèn)為直接壓縮試驗(yàn)(多列士試驗(yàn))結(jié)果的重復(fù)性和再現(xiàn)性優(yōu)于間接拉伸試驗(yàn)，因此法標(biāo)方法推薦采用多列士試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。試驗(yàn)條件見(jiàn)表4，其采用靜壓成型2組試件，兩組試件分別采用18 ℃飽水7 d和18 ℃、相對(duì)濕度50%的條件下養(yǎng)生兩種條件進(jìn)行處理，取兩組試件的18 ℃無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度比作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。我國(guó)瀝青混合料習(xí)慣采用浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)瀝青混合料水敏感性，本研究采用凍融劈裂試驗(yàn)。凍融劈裂試驗(yàn)采用馬歇爾擊實(shí)成型兩組試件，一組試件采用負(fù)壓飽水、-18 ℃凍融16 h、60 ℃高溫水浸泡24 h，取兩組試件的25 ℃劈裂強(qiáng)度比作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。由此可見(jiàn)，兩種體系水敏感性試驗(yàn)的設(shè)備、條件、參數(shù)均不同相同。多列士試驗(yàn)采用的試件較大、需要試樣質(zhì)量較大，操作不便，且試驗(yàn)周期較長(zhǎng)。

表4 法標(biāo)、中標(biāo)水敏感性試驗(yàn)條件Tab.4 Water sensitivity test conditions in Chinese and French standards

3.2 水敏感性試驗(yàn)結(jié)果

按表4試驗(yàn)條件，表2中瀝青混合料的水敏感性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)，根據(jù)法標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，多列士試驗(yàn)的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度比一般要求不低于0.7，而我國(guó)凍融劈裂標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于基質(zhì)瀝青混合料為75%，改性瀝青混合料為80%，可見(jiàn)我國(guó)水敏感性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要高于法標(biāo)體系的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，按照中標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)約有5%不合格，而法標(biāo)不合格點(diǎn)數(shù)為0%。部分改性瀝青試樣(圖中黑色箭頭表示)的水敏感性指標(biāo)雖符合法標(biāo)，卻不滿足中標(biāo)凍融劈裂標(biāo)準(zhǔn)，可見(jiàn)我國(guó)體系評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要比法標(biāo)的嚴(yán)苛。

圖2 中、法標(biāo)水敏感性試驗(yàn)評(píng)價(jià)對(duì)比Fig.2 Comparison of water sensitivity test evaluations between Chinese and French standards

4 高溫性能

4.1 試驗(yàn)方法

表5為法、中高溫性能試驗(yàn)條件，可見(jiàn)兩國(guó)試驗(yàn)方法原理基本相同，但是成型、試驗(yàn)條件和評(píng)價(jià)指標(biāo)不同。首先成型試件時(shí)，法國(guó)采用橡膠輪胎式輪碾機(jī)，即模擬膠輪壓路機(jī)對(duì)瀝青混合料進(jìn)行搓揉成型，且成型試件尺寸較大；而我國(guó)輪碾機(jī)其與試件表面接觸為弧形鋼板，這與振動(dòng)壓路機(jī)靜壓成型較為接近。車(chē)轍試驗(yàn)時(shí)，法國(guó)和我國(guó)溫度條件相同，但是法國(guó)采用大型車(chē)轍儀，輪胎壓力較低而加載次數(shù)較多；而我國(guó)采用車(chē)轍儀尺寸較小，輪胎壓力較大而加載次數(shù)較小。由此可見(jiàn)，法標(biāo)試件尺寸大，需要試樣數(shù)量較多，且試驗(yàn)儀器較大，占地面積較大；同時(shí)法標(biāo)試驗(yàn)周期遠(yuǎn)長(zhǎng)于我國(guó)試驗(yàn)周期。

4.2 高溫性能試驗(yàn)結(jié)果

按表5試驗(yàn)條件，表2中瀝青混合料的高溫性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可見(jiàn)，兩種體系得到的高溫穩(wěn)定性測(cè)定值具有非常高的相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)R2=0.89。

表5 法標(biāo)、中標(biāo)的高溫性能試驗(yàn)條件Tab.5 High temperature performance test conditions in Chinese and French standards

圖3 中、法標(biāo)高溫性能試驗(yàn)相關(guān)性Fig. 3 Correlation of high temperature performance tests between Chinese and French standards

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)對(duì)我國(guó)車(chē)轍試驗(yàn)有著不同的看法。有的認(rèn)為我國(guó)采用動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)不合理，應(yīng)采用變形量(即車(chē)轍深度)指標(biāo)；也有的認(rèn)為我國(guó)采用加載2 520次，與美國(guó)APA試驗(yàn)8 000次、法國(guó)大車(chē)轍儀30 000次相比較，加載次數(shù)偏低。

目前國(guó)際上車(chē)轍試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)有變形量、變形率、變形斜率和動(dòng)穩(wěn)定度。變形率是變形量除以試件厚度，而試件厚度是定值，理論上來(lái)說(shuō)變形量與變形率等價(jià)；變形斜率是每作用1 000次的變形量增量，而動(dòng)穩(wěn)定度是每變形1 mm需要加載次數(shù)，可見(jiàn)兩者互為倒數(shù)關(guān)系，理論上來(lái)說(shuō)兩者是等價(jià)，只是表達(dá)方式不同。圖3中我國(guó)動(dòng)穩(wěn)定度和法標(biāo)的變形率高度相關(guān)；根據(jù)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D50公式(B.3.4)車(chē)轍試驗(yàn)中動(dòng)穩(wěn)定度與2 520次變形量高度相關(guān)。由此可見(jiàn)動(dòng)穩(wěn)定度，與變形量、變形率、變形速率均具有高相關(guān)性，選用哪一種評(píng)價(jià)指標(biāo)均是可行的。國(guó)際上各國(guó)選用哪一種指標(biāo)只是習(xí)慣，并沒(méi)有先進(jìn)之分，如我國(guó)和日本采用動(dòng)穩(wěn)定度，法國(guó)采用變形率，英國(guó)采用變形斜率，而變形量應(yīng)用較少。但是，對(duì)于一個(gè)國(guó)家，只能選用一個(gè)指標(biāo)，否則會(huì)帶來(lái)混亂；目前我國(guó)一些工程上同時(shí)采用兩個(gè)指標(biāo)，其實(shí)沒(méi)有必要。

圖4為GB-20混合料的中標(biāo)和法標(biāo)車(chē)轍試驗(yàn)變形曲線，相同作用次數(shù)下我國(guó)車(chē)轍儀變形量均大于法國(guó)車(chē)轍儀變形量，其加載2 520次的車(chē)轍深度已經(jīng)與法標(biāo)加載30 000次的車(chē)轍深度相當(dāng)。這是由于我國(guó)加載壓力為0.7 MPa，要大于法國(guó)0.6 MPa。瀝青路面車(chē)轍發(fā)展分為3個(gè)狀態(tài)，即初始?jí)好堋⒎€(wěn)定階段和失穩(wěn)階段[13]，由圖4可見(jiàn)，兩種方法的車(chē)轍變形經(jīng)歷了初始?jí)好?、穩(wěn)定階段，均未出現(xiàn)失穩(wěn)階段。由此可見(jiàn)，車(chē)轍試驗(yàn)確定的合理運(yùn)行次數(shù)，應(yīng)能夠使得絕大部分瀝青混合料車(chē)轍試驗(yàn)的變形曲線處于穩(wěn)定階段；不存在運(yùn)行次數(shù)越大，試驗(yàn)方法越先進(jìn)。實(shí)際上，表6中法國(guó)大車(chē)轍儀試驗(yàn)在60 ℃試驗(yàn)條件下，針對(duì)不同混合料采用不同運(yùn)行次數(shù)，有30 000次，也有10 000次、3 000次，對(duì)于EME、GB瀝青混合料一般選擇30 000次，而對(duì)

圖4 中、法標(biāo)車(chē)轍試驗(yàn)變形量-加載次數(shù)曲線Fig.4 Curves of deformation vs. loading times in rutting tests in Chinese and French standards

表6 歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN 13108-20中規(guī)定的歐盟瀝青混合料車(chē)轍試驗(yàn)條件Tab.6 Rutting test conditions for asphalt mixtures specified in European standard EN 13108-20

于表面層BBSG、聯(lián)結(jié)層BBME則為3 000次。對(duì)于我國(guó)車(chē)轍儀，由于加載應(yīng)力水平高，如果再增加加載次數(shù)，瀝青混合料車(chē)轍變形會(huì)進(jìn)入失穩(wěn)狀態(tài)，試驗(yàn)結(jié)果就沒(méi)有意義。

除了我國(guó)采用小車(chē)轍儀之外，日本及英國(guó)等歐盟國(guó)家也采用小車(chē)轍儀。日本和我國(guó)車(chē)轍儀尺寸完全一致；歐盟小車(chē)轍儀，加載輪為實(shí)心輪胎，寬50 mm、外徑200 mm，行程230 mm，這與我國(guó)完全一致，其加載頻率25.5～27.5次/min比我國(guó)頻率20～22次/min稍快，而其施加壓力為0.6 MPa比我國(guó)0.7 MPa低；其試模260 mm×300 mm×50～100 mm，僅寬度較我國(guó)稍小一些。表6可見(jiàn)，歐盟小車(chē)轍儀加載次數(shù)為10 000次，比我國(guó)加載次數(shù)要多3倍，但是我國(guó)車(chē)轍儀加載壓力要大于歐盟加載壓力，因此如果按照歐盟加載10 000次，對(duì)于很多瀝青混合料車(chē)轍變形會(huì)進(jìn)入失穩(wěn)狀態(tài)。

歐美車(chē)轍試驗(yàn)以變形率或變形量為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，均需要預(yù)作用一定次數(shù)荷載后試件表面作為變形零點(diǎn)，以消除初始?jí)好茏冃握`差，例如法國(guó)大車(chē)轍試驗(yàn)、歐盟小車(chē)轍試驗(yàn)、美國(guó)APA試驗(yàn)分別需預(yù)壓1 000次、5次和2 000次。我國(guó)車(chē)轍試驗(yàn)沒(méi)有這個(gè)預(yù)壓要求，初始?jí)好茏冃握`差會(huì)極大影響最終車(chē)轍變形量指標(biāo)，但不會(huì)影響動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)；如圖4中運(yùn)行2次時(shí)，初始?jí)好茏冃瘟考催_(dá)到0.75 mm，約占最終變形量19%?？梢?jiàn)我國(guó)車(chē)轍試驗(yàn)不宜直接采用變形量或變形率作為車(chē)轍評(píng)價(jià)指標(biāo)。

5 動(dòng)態(tài)模量

5.1 試驗(yàn)方法

表7為法、中標(biāo)的動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)條件，其中我國(guó)試驗(yàn)溫度按《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D50—2017[14]選用20 ℃。中、法兩國(guó)試驗(yàn)的試件成型方法、試驗(yàn)溫度、荷載條件不同。法標(biāo)測(cè)定的是彎拉動(dòng)態(tài)模量，而我國(guó)測(cè)定的是壓縮動(dòng)態(tài)模量，理論上來(lái)說(shuō)法標(biāo)彎拉動(dòng)態(tài)模量與現(xiàn)場(chǎng)交荷載作用下瀝青路面應(yīng)變狀態(tài)更加接近，與疲勞試驗(yàn)中彎拉狀態(tài)也是相符的。如圖5所示，法標(biāo)梯形梁式試件尺寸較小，但是切割試件精度要求高[15]，相對(duì)而言中標(biāo)試件成型、測(cè)試方法簡(jiǎn)單一些。法標(biāo)、中標(biāo)試驗(yàn)周期差異不大。

表7 中、法標(biāo)動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)條件Tab.7 Dynamic modulus test conditions in Chinese and French standards

圖5 法國(guó)梯形梁式試件示意圖Fig.5 Schematic diagram of French trapezoidal beam specimen

5.2 動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)結(jié)果

按表7試驗(yàn)條件，表2中瀝青混合料的動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。由圖6可見(jiàn)，兩種體系得到的動(dòng)態(tài)模量測(cè)定值具有非常高的相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)R2=0.91。我國(guó)20 ℃條件下單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量與法標(biāo)15 ℃ 條件下彎拉動(dòng)態(tài)模量之比平均值為0.968 3。進(jìn)一步試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，試驗(yàn)溫度20 ℃、15 ℃條件下法標(biāo)的動(dòng)態(tài)模量之比約為0.74，則可以推算試驗(yàn)溫度20 ℃ 條件下我國(guó)單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量與法國(guó)彎拉動(dòng)態(tài)模量之比平均值為1.31。可見(jiàn)，同一溫度條件下，我國(guó)單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量高于法標(biāo)彎拉動(dòng)態(tài)模量，高約31%。

6 疲勞特性

6.1 試驗(yàn)方法

表8為法、中標(biāo)的疲勞試驗(yàn)條件，其中四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)按JTG E20總校稿選用正弦波加載方式，試驗(yàn)溫度為15 ℃。兩國(guó)疲勞試驗(yàn)的試件成型方法、試驗(yàn)溫度、加載模式、頻率均不同。法標(biāo)測(cè)定的是兩點(diǎn)彎曲疲勞性能，而我國(guó)測(cè)定的是四點(diǎn)彎曲疲勞性能。法標(biāo)試件尺寸較小，且加載頻率較高，試驗(yàn)效率較高。

圖6 中、法標(biāo)動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)相關(guān)性Fig.6 Correlation of dynamic modulus tests between Chinese and French standards

表8 不同疲勞試驗(yàn)參數(shù)對(duì)比Tab.8 Comparison of different parameters in fatigue tests

法標(biāo)梯形梁兩點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)是在設(shè)定應(yīng)變水平下試件承受的加載次數(shù)作為試件在相應(yīng)應(yīng)變水平上的疲勞壽命，通過(guò)設(shè)定至少3個(gè)應(yīng)變水平，在正弦波加載模式下，通過(guò)雙對(duì)數(shù)圖繪制疲勞曲線，疲勞壽命以100萬(wàn)次對(duì)應(yīng)的失效應(yīng)變水平是否滿足規(guī)范要求作為混合料設(shè)計(jì)的判定依據(jù)。而中標(biāo)四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，采用連續(xù)偏正弦波加載方式，試驗(yàn)溫度為15 ℃，加載頻率10 Hz。根據(jù)國(guó)內(nèi)河北院的相關(guān)研究結(jié)果表明，不論是相同應(yīng)變條件下的疲勞壽命還是百萬(wàn)次疲勞壽命對(duì)應(yīng)的失效應(yīng)變，兩點(diǎn)彎曲試驗(yàn)在25 Hz條件下的試驗(yàn)結(jié)果與四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)在10 Hz條件下的試驗(yàn)結(jié)果具有較高的指數(shù)相關(guān)性，二者對(duì)于瀝青混合料疲勞性能的評(píng)價(jià)是一致的[18]。

6.2 疲勞性能試驗(yàn)結(jié)果

按表8試驗(yàn)條件，表2中瀝青混合料的疲勞性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖7。由圖7可見(jiàn)，兩種體系得到的疲勞次數(shù)測(cè)定值具有非常高的相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)R2=0.81。我國(guó)15 ℃條件下疲勞次數(shù)與法標(biāo)10 ℃條件下疲勞次數(shù)之比為0.86～1.21，平均值為1.08，兩者數(shù)值上非常接近。

圖7 中、法標(biāo)疲勞性能試驗(yàn)相關(guān)性Fig.7 Correlation of fatigue performance tests between Chinese and French standards

澳大利亞采用EME混合料，進(jìn)行法標(biāo)梯形梁式兩點(diǎn)疲勞和四點(diǎn)疲勞試驗(yàn)對(duì)比研究，相應(yīng)試驗(yàn)溫度分別為10 ℃和20 ℃，兩點(diǎn)疲勞試驗(yàn)測(cè)定100萬(wàn)次疲勞失效應(yīng)變?yōu)?33～153 με[19]，相應(yīng)四點(diǎn)疲勞和兩點(diǎn)疲勞試驗(yàn)的應(yīng)變之差為-7～+41 με，應(yīng)變之差平均值為19.5 με。

河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院研究表明，試驗(yàn)溫度10 ℃ 條件下，EME瀝青混合料100萬(wàn)次疲勞失效應(yīng)變，兩點(diǎn)疲勞試驗(yàn)130 με與四點(diǎn)疲勞試驗(yàn)240 με等效。值得注意的是，我國(guó)JTG E20和法標(biāo)中疲勞試驗(yàn)應(yīng)變水平是指最大拉應(yīng)變，但是很多疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)中應(yīng)變水平往往指正弦波的peak-peak應(yīng)變，其應(yīng)變水平的一半與最大拉應(yīng)變相等。因此，河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院研究的應(yīng)變水平應(yīng)該減半。

根據(jù)本研究中EME試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，法標(biāo)兩點(diǎn)疲勞試驗(yàn)10 ℃條件下的130 με，相當(dāng)于四點(diǎn)疲勞試驗(yàn)15 ℃條件下的130 με。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)整理，對(duì)于EME瀝青混合料，法標(biāo)兩點(diǎn)疲勞試驗(yàn)10 ℃條件下的130 με，相當(dāng)于四點(diǎn)疲勞試驗(yàn)20 ℃條件下的150 με，15 ℃條件下的130 με，10 ℃條件下的120 με。

7 結(jié)論

通過(guò)采用9種典型瀝青混合料對(duì)法標(biāo)和中標(biāo)體系的性能指標(biāo)逐一進(jìn)行試驗(yàn)研究，中、法兩國(guó)體系的瀝青混合料性能試驗(yàn)方法、儀器和試驗(yàn)條件均具有較大差異，評(píng)價(jià)兩國(guó)的各性能指標(biāo)之間相關(guān)性得出以下結(jié)論：

(1)兩國(guó)壓實(shí)特性試驗(yàn)結(jié)果具有高相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)R2=0.86。法國(guó)、中國(guó)試驗(yàn)空隙率測(cè)定值轉(zhuǎn)換公式為y=0.744 4x-0.817。法標(biāo)的空隙率測(cè)定值高于中標(biāo)空隙率試驗(yàn)測(cè)定值，兩者之差的平均值為1.9%。法標(biāo)試驗(yàn)用試件較大、需要的試樣數(shù)量較多，而兩種方法試驗(yàn)周期大致相同。

(2)我國(guó)凍融劈裂試驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要比法標(biāo)多列士試驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)苛一些,并具有操作簡(jiǎn)捷、效率高的優(yōu)勢(shì)。法國(guó)試驗(yàn)用的試件較大，需要試樣數(shù)量較多，且試驗(yàn)周期較長(zhǎng)。

(3)兩國(guó)高溫性能試驗(yàn)結(jié)果高相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)R2=0.89。法標(biāo)變形率和中標(biāo)動(dòng)穩(wěn)定度轉(zhuǎn)換公式為y=13 578x-0.61。同時(shí)認(rèn)為我國(guó)車(chē)轍試驗(yàn)不宜采用變形量或變形率作為車(chē)轍評(píng)價(jià)指標(biāo)。法標(biāo)試驗(yàn)用試件尺寸大，需要試樣數(shù)量較多，且試驗(yàn)儀器較大，占地面積較大；同時(shí)法標(biāo)試驗(yàn)周期比我國(guó)試驗(yàn)周期長(zhǎng)。

(4)兩國(guó)動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)結(jié)果具有高相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)R2=0.91。法標(biāo)15 ℃條件下彎拉動(dòng)態(tài)模量與20 ℃條件下單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量轉(zhuǎn)換公式為y=0.927 8x+596.75。我國(guó)20 ℃條件下單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量與法標(biāo)15 ℃條件下彎拉動(dòng)態(tài)模量之比平均值為0.968 3。在20 ℃溫度條件下，我國(guó)單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量與法標(biāo)彎拉動(dòng)態(tài)模量之比平均值為1.31。中標(biāo)測(cè)定單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量，試件成型、測(cè)試方法相對(duì)簡(jiǎn)單，而法標(biāo)測(cè)定彎拉動(dòng)態(tài)模量，其與現(xiàn)場(chǎng)瀝青路面材料受荷載應(yīng)力狀態(tài)更吻合一些。

(5)關(guān)于疲勞性能試驗(yàn)，法標(biāo)采用兩點(diǎn)疲勞試驗(yàn)，試件尺寸較小，且加載頻率較高，試驗(yàn)效率較高。兩國(guó)疲勞試驗(yàn)結(jié)果具有高相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)R2=0.81。應(yīng)變130 με條件下，法標(biāo)10 ℃條件下疲勞次數(shù)與我國(guó)15 ℃ 條件下疲勞次數(shù)轉(zhuǎn)換公式為y=0.956 8x+65 926。我國(guó)15 ℃條件下疲勞次數(shù)與法標(biāo)10 ℃條件下疲勞次數(shù)之比為0.86～1.21，平均值為1.08。