■ 江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 肖林朵

本文針對(duì)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》 （JTG D50-2017)（以下簡(jiǎn)稱《設(shè)計(jì)規(guī)范》）和《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》 （JTGF40-2004） （以下簡(jiǎn)稱《施工技術(shù)規(guī)范》）中技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了應(yīng)用分析，其中，結(jié)合《施工技術(shù)規(guī)范》闡述了原材料控制參數(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用并進(jìn)行相關(guān)分析；結(jié)合《設(shè)計(jì)規(guī)范》針對(duì)路面結(jié)構(gòu)型式、動(dòng)穩(wěn)定度、浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度、擊實(shí)溫度四項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行重點(diǎn)說(shuō)明和分析。通過(guò)分析應(yīng)用以增強(qiáng)對(duì)路面設(shè)計(jì)實(shí)踐的指導(dǎo)，為以后類似工程提供相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

我國(guó)地域遼闊，氣候變化較大，各地區(qū)材料性能指標(biāo)不一樣，材料、加工工藝也不同。而相關(guān)規(guī)范的技術(shù)指標(biāo)則要求全國(guó)或者行業(yè)采用統(tǒng)一執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。選擇合理的技術(shù)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(shè)計(jì)參數(shù)在各地區(qū)的設(shè)計(jì)過(guò)程中更有針對(duì)性、指導(dǎo)性，是設(shè)計(jì)人員密切關(guān)注的問(wèn)題。下面結(jié)合《設(shè)計(jì)規(guī)范》 和《施工技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)瀝青路面的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行淺析。

1.瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范技術(shù)參數(shù)分析

在《施工技術(shù)規(guī)范》中4.2.2的附表中列有瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)，其中針入度、軟化點(diǎn)、延度為瀝青材料三大技術(shù)指標(biāo)。在高速公路施工過(guò)程中普遍使用的70號(hào)瀝青，其技術(shù)指標(biāo)要求，針入度范圍為60-80（0.01mm），軟化點(diǎn)不小于43cm，延度A、B 類15 ℃的延度大于100cm[1]。我們?cè)跈z測(cè)瀝青質(zhì)量的過(guò)程中對(duì)某一個(gè)樣品進(jìn)行抽檢，會(huì)發(fā)現(xiàn)針入度、軟化點(diǎn)、延度等指標(biāo)都符合規(guī)范要求，但是在施工過(guò)程中卻會(huì)出現(xiàn)不同的病害，且遲遲不能查找到原因。經(jīng)過(guò)分析研究，我們認(rèn)為應(yīng)該排除其他干擾條件，重點(diǎn)考慮瀝青的質(zhì)量問(wèn)題，按照以下步驟進(jìn)行查找：首先要檢測(cè)瀝青的相對(duì)密度，如果是改性瀝青應(yīng)該提供基質(zhì)瀝青的相對(duì)密度；然后畫(huà)出所有樣品技術(shù)指標(biāo)的波動(dòng)圖，看指標(biāo)波動(dòng)是否異常，如果沒(méi)有異常繼續(xù)檢查瀝青其他非常規(guī)技術(shù)指標(biāo)，特別是老化后的實(shí)驗(yàn)指標(biāo)以及針入度指數(shù)的變化情況。按照以上思路會(huì)發(fā)現(xiàn)瀝青所有的技術(shù)指標(biāo)有一定的相關(guān)性，有些數(shù)據(jù)明顯的不合理。牽扯非常規(guī)的技術(shù)指標(biāo)一般是瀝青的加工工藝以及提煉的原油出現(xiàn)問(wèn)題。如何判斷瀝青質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)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(shù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

從技術(shù)指標(biāo)上看，以上三大指標(biāo)均符合規(guī)范的要求，但是針入度波動(dòng)產(chǎn)生向下的波動(dòng)趨勢(shì)。從試驗(yàn)的再現(xiàn)性來(lái)看，針入度波動(dòng)較大，軟化點(diǎn)稍有下降趨勢(shì)。此時(shí)我們對(duì)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(biāo)號(hào)瀝青。此時(shí)再檢測(cè)瀝青的相對(duì)密度，如瀝青相對(duì)密度偏小，可以確認(rèn)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(dòng)情況，防止瀝青中摻加重鈣粉等物質(zhì)增加重量謀取利潤(rùn)。

2.集料的技術(shù)指標(biāo)分析

《施工技術(shù)規(guī)范》要求高速公路的粗集料壓碎值指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)小于26%[2]，但是在我國(guó)，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(jiān)硬，石料在碾壓的過(guò)程中破碎較少。壓碎值在21%-26%之間的石料，在碾壓過(guò)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(dāng)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(biāo)進(jìn)行控制，也獲得大家的認(rèn)可。

吸水率指標(biāo)也是石料檢測(cè)中的一個(gè)常用指標(biāo)，但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中大家不是很重視。此指標(biāo)涉及混合料的密度、混合料的空隙率?？障堵适菫r青混合料設(shè)計(jì)的核心指標(biāo)，吸水率直接影響瀝青混合料的最佳油石比。對(duì)于粗集料而言，集料的吸水率一般在0.2%-0.8%之間，但對(duì)多孔玄武巖來(lái)講，吸水率可以達(dá)到3.5%。對(duì)于同一種石材，吸水率隨著顆粒的大小呈現(xiàn)反比例關(guān)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(shí)踐中可以通過(guò)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(jí)配在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，不一定按照機(jī)制砂或者石屑的規(guī)格來(lái)執(zhí)行。但是在瀝青混合料設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其最佳瀝青含量與此有一定的關(guān)聯(lián)性。原則上應(yīng)按照《規(guī)范》的要求進(jìn)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(gè)指標(biāo)。由于檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)、檢測(cè)頻率低的原因，大家不愿意檢測(cè)此指標(biāo)。該指標(biāo)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(jìn)行判斷。

木質(zhì)纖維的質(zhì)量在國(guó)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(guò)程中應(yīng)適當(dāng)檢測(cè)吸油率指標(biāo)。不具備條件的情況下，可以加強(qiáng)留樣管理，以備發(fā)生爭(zhēng)議后在仲裁中使用。

3.設(shè)計(jì)規(guī)范中的參數(shù)分析

路面結(jié)構(gòu)類型的選擇：在《設(shè)計(jì)規(guī)范》中的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)中，要求應(yīng)根據(jù)交通荷載登記和路基狀況等因素，結(jié)合路面材料特性，選擇路面結(jié)構(gòu)類型。[3]經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期設(shè)計(jì)工作，會(huì)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中一些規(guī)律性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以形成成熟的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于高速公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)而言，一般設(shè)計(jì)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。抗滑表層采取AC 或者SMA 等其他形式，已基本形成固定模式。其他等級(jí)的路面根據(jù)當(dāng)?shù)爻墒斓慕?jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

動(dòng)穩(wěn)定度的技術(shù)要求：《設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)普通瀝青和改性瀝青的動(dòng)穩(wěn)定度進(jìn)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(shè)計(jì)的過(guò)程中，改性瀝青的動(dòng)穩(wěn)定度一般都在3000-6000次/mm。從數(shù)據(jù)上來(lái)看可以滿足設(shè)計(jì)要求，但是在施工過(guò)程中，拌制的瀝青混合料不可能和設(shè)計(jì)得一模一樣，具體操作人員允許一定的計(jì)量偏差，但如果施工過(guò)程中各種不利因素疊加，動(dòng)穩(wěn)定度不一定達(dá)到設(shè)計(jì)次數(shù)，因此建議在設(shè)計(jì)過(guò)程中選擇設(shè)計(jì)注明在最大孔隙率狀況下進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)，檢測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這樣可以保證設(shè)計(jì)的意圖。

在進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度設(shè)計(jì)的過(guò)程中不建議摻加車轍劑，主要原因是目前國(guó)內(nèi)檢測(cè)外加劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。標(biāo)準(zhǔn)的不同對(duì)瀝青混合料的影響較大。由于各種抗車轍劑的熔化點(diǎn)不一樣，瀝青混合料在拌合的過(guò)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(shè)計(jì)改性瀝青路面的過(guò)程中，一定要注意外加劑的使用，對(duì)于未知的危害應(yīng)該慎重。

浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度的技術(shù)要求：《設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)規(guī)范》允許在浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度達(dá)不到要求時(shí)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?yàn)樽孕邢獾南揖鶆蛐圆蝗缁ぎa(chǎn)品均勻，易導(dǎo)致路面局部產(chǎn)生凸起，破壞路面。水泥的摻加會(huì)大大增強(qiáng)路面的抗水損害能力，結(jié)合成本考慮，應(yīng)適當(dāng)采用水泥作為填料進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)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(shí)溫度的選擇：在瀝青混合料設(shè)計(jì)中，對(duì)擊實(shí)溫度的選擇是一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)?！对O(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的擊實(shí)溫度是在一個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性選擇。但是在《設(shè)計(jì)規(guī)范》中也注明依據(jù)粘溫曲線進(jìn)行擊實(shí)溫度的確定，建議在設(shè)計(jì)過(guò)程中按照粘溫曲線進(jìn)行擊實(shí)溫度的選定，這樣更科學(xué)合理。

4.結(jié)論

本文在實(shí)踐基礎(chǔ)上對(duì)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了分析，為以后工程施工提出參考建議。

通過(guò)對(duì)瀝青路面部分指標(biāo)的分析，得到以下結(jié)論：

（1）可將瀝青的技術(shù)指標(biāo)疊加分析數(shù)據(jù)，推測(cè)瀝青可能存在的問(wèn)題。

（2）應(yīng)關(guān)注石料中壓碎值、吸水率、級(jí)配技術(shù)指標(biāo)的規(guī)范性，同時(shí)塑性指數(shù)的控制標(biāo)準(zhǔn)以及木質(zhì)纖維素中的吸油率指標(biāo)具有關(guān)鍵性。

（3）就《設(shè)計(jì)規(guī)范》中技術(shù)指標(biāo)的分析要結(jié)合施工進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能更有效做好產(chǎn)品設(shè)計(jì)。