呂正龍，盧勇，劉愛華

（1.蘇交科集團股份有限公司，南京 211112；2.新型道路材料國家工程實驗室，南京 211112）

目前國內(nèi)瀝青混合料設(shè)計方法主要為馬歇爾設(shè)計方法，Superpave 設(shè)計方法和法國高模量瀝青混合料設(shè)計方法在我國也有應(yīng)用。馬歇爾設(shè)計方法和Superpave 設(shè)計方法中的油石比（瀝青用量）主要根據(jù)體積指標確定，其關(guān)鍵是精確測定混合料各組分的相對密度，而集料的相對密度的變異性和再生材料相對密度的復(fù)雜性對VMA的最終結(jié)果產(chǎn)生了一定的影響。隨著綠色環(huán)保的理念逐漸深入，RAP 的摻量也逐漸增加，新瀝青和回收瀝青之間的相互作用尚未明確，并且瀝青混合料中通常需摻入不同的外加劑以改善混合料的性能，這些因素均對體積指標的適用性提出了挑戰(zhàn)。加之目前尚無明確的體積指標與現(xiàn)場性能的關(guān)系，故混合料性能設(shè)計思想引起業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注，其中平衡設(shè)計法即遵循了這種思想。

所謂平衡設(shè)計是指瀝青混合料設(shè)計過程中，進行一系列性能試驗，以解決路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部由混合料老化、荷載、氣候和結(jié)構(gòu)層位置等因素引起的不同病害，達到綜合性能的平衡。該理念由美國聯(lián)邦公路局2015年成立的“平衡設(shè)計工作小組”（NCAT）提出，NCAT 提出未來平衡設(shè)計的研究應(yīng)向“確定每種病害模式最好的性能試驗方法”、“建立性能試驗結(jié)果和路面病害之間的關(guān)系，建立混合料設(shè)計標準”等方向發(fā)展?；诖?，本文擬在調(diào)研目前平衡設(shè)計流程的基礎(chǔ)上，梳理未來平衡設(shè)計重點研究方向，調(diào)研/分析既有瀝青混合料試驗方法、指標及標準，為推動平衡設(shè)計在中國的發(fā)展、促進相關(guān)試驗方法的本土標準化提供借鑒和支撐。

1 瀝青混合料平衡設(shè)計流程

目前，平衡設(shè)計主要在美國研究較多，NCHRP 20-07 項目成果表明美國主要有6 個州在使用平衡設(shè)計，其它州則使用Superpave 體積設(shè)計方法[1]。瀝青混合料平衡設(shè)計主要包括“體積設(shè)計性能驗證”、“性能改進的體積設(shè)計”和“性能設(shè)計”三種流程[1]。

1.1 體積設(shè)計性能驗證

首先根據(jù)體積設(shè)計方法確定最佳瀝青用量，然后評價混合料的抗車轍性能、抗裂性能和水損壞性能。如果混合料設(shè)計滿足性能試驗標準，則完成目標配合比設(shè)計；反之，混合料需要采用不同的原材料（集料或瀝青）或重新進行配合比設(shè)計，直至性能指標滿足要求。目前美國的Illinois、Louisiana、New Jersey、Texas 和Wisconsin 等州，以及我國普遍采用的馬歇爾設(shè)計方法均是采用這種流程。

1.2 性能改進的體積設(shè)計

首先根據(jù)體積設(shè)計方法確定初始集料組成和瀝青用量。然后根據(jù)性能試驗結(jié)果調(diào)整瀝青用量或混合料各組分性能要求和組成（如集料、瀝青、再生材料和添加劑），直至性能指標滿足要求。該流程只要求最終設(shè)計結(jié)果滿足性能指標要求，而體積指標可以不滿足要求。目前California 州采用該流程。

1.3 性能設(shè)計

直接根據(jù)性能試驗結(jié)果確定混合料的組成和比例，可以不考慮體積指標，也可以提出瀝青和集料的最低性能要求。只要性能試驗結(jié)果滿足標準，生產(chǎn)時可驗證體積指標，但不受體積指標的限制。目前尚無機構(gòu)采用這種流程。

可以看出，從流程（1）到流程（3）中，確定瀝青用量時，性能指標的權(quán)重在逐漸增大，選用的性能指標及標準、評價方法對最終的結(jié)果影響顯著，正如NCAT 的建議，與路面病害相關(guān)的性能試驗方法、指標及標準應(yīng)是未來研究的重點?，F(xiàn)行的混合料設(shè)計方法中，法國瀝青混合料設(shè)計方法可以看作是“平衡設(shè)計”，其針對不同地區(qū)瀝青路面所處的環(huán)境、荷載等特點，提出合適的性能要求、達到性能的平衡設(shè)計，從而完成混合料的設(shè)計，但是其相關(guān)性能試驗主要用于混合料設(shè)計階段。美國有14 個州交通部門在質(zhì)量保證過程中使用性能指標，主要用于判斷混合料是否滿足要求[1]。

2 瀝青混合料性能試驗方法概述

2.1 歐洲

歐洲的瀝青混合料性能試驗方法主要在歐洲標準EN 12697 系列中予以規(guī)定，如表1所示。從表1 中可以看出，歐洲標準中對于每種破壞模式均有不同的試驗方法，且均有相應(yīng)的指標值要求。我國在引進法國高模量瀝青混合料過程中，也引進了其中的一些試驗方法，如兩點梯形梁彎曲試驗、大尺寸車轍儀試驗和多列士試驗等。

表1 歐洲瀝青混合料性能試驗方法

2.2 美國

美國針對不同病害的瀝青混合料性能試驗方法如表2所示，部分方法適用于常規(guī)的混合料設(shè)計和質(zhì)量保證，其他的試驗方法更聚焦于瀝青混合料基本的性能標準和性能預(yù)測。從表2 中可以看出，目前美國相關(guān)的瀝青混合料性能試驗方法主要在AASHTO 標準和ASTM 標準中予以規(guī)定，部分州也制定了相應(yīng)的試驗方法標準，也有試驗方法正在研究開發(fā)中，尚未形成標準化文件。與歐洲規(guī)范一樣，每種病害模式均對應(yīng)幾種試驗方法；相比歐洲規(guī)范，美國對瀝青路面的開裂行為進行了更為詳細的分類，包括溫度裂縫、反射裂縫、bottom-up 疲勞開裂和top-down 疲勞開裂。

這些性能試驗方法若要納入混合料設(shè)計中，必須提出相應(yīng)的技術(shù)指標要求，以保證室內(nèi)試驗與現(xiàn)場路面性能具有良好的相關(guān)性，同時還需考慮試驗時間、數(shù)據(jù)分析的復(fù)雜性、試驗變異性、設(shè)備可用性和成本，以及混合料設(shè)計參數(shù)的敏感性。NCHRP 20-07 Task 406 從多維度分析了混合料抗裂性能和抗車轍性能試驗的優(yōu)缺點，如表3所示，并調(diào)研了美國各州交通部門和利益相關(guān)方關(guān)于每種病害所期望的試驗方法，針對每種類型的病害支持率排名前三的試驗方法如表4所示。

表2 美國瀝青混合料性能試驗方法

表3 混合料開裂和車轍試驗優(yōu)缺點總結(jié)[1]

表4 各州交通部門和瀝青路面合同方選擇的混合料性能試驗方法[1]

2014年TTI（Texas A&M Transportation Institute）承擔(dān)的NCHRP9-57 項目“Experimental Design for Field Validation of Laboratory Tests to Assess Cracking Resistance of Asphalt Mixtures”開展了一系列試驗，將室內(nèi)試驗與現(xiàn)場驗證相結(jié)合，評價瀝青混合料的抗裂性能，并通過業(yè)主、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界等途徑調(diào)研了不同試驗方法的特點，調(diào)研內(nèi)容包括：（1）試驗方法可用性；（2）簡易性；（3）變異性；（4）對混合料參數(shù)的敏感性；（5）數(shù)據(jù)分析的復(fù)雜性；（6）試驗設(shè)備的可用性/成本；（7）實驗室與現(xiàn)場的相關(guān)性。調(diào)研得到不同模式排名前列的抗裂性能試驗方法如表5所示。

表5 NCHRP 9-57 抗裂性能試驗方法調(diào)研結(jié)果[2]

2.3 中國

相比我國現(xiàn)行JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》，正在修訂的《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》增加了19 項瀝青混合料性能試驗方法，其中包括前述的漢堡車轍、瀝青路面分析儀、半圓彎曲法等，目前該規(guī)程正在征求意見中。

3 瀝青混合料性能的常見評價指標

3.1 概述

a）歐洲

歐洲的混合料評價指標以法國為例，法國瀝青混合料設(shè)計時采用多列士試驗（EN12697-12）、大尺寸車轍儀（法國車轍）（EN12697-22）、兩點梯形梁彎曲模量（EN12697-26）以及兩點梯形梁彎曲試驗（EN 12697-24）評價瀝青混合料的抗水損壞性能、抗車轍性能、模量以及抗疲勞性能，并根據(jù)永久變形、抗疲勞、勁度模量、旋轉(zhuǎn)壓實后空隙率和膠結(jié)料含量對瀝青混合料進行分級，如通過兩點梯形梁試件加載100×104次的最小微應(yīng)變，將EME 瀝青混合料分為2 級。

b）美國

美國24 個州交通部門的混合料設(shè)計規(guī)范中規(guī)定了抗車轍性能要求，其中多數(shù)采用漢堡車轍試驗（HWTT，AASHTO T324）或瀝青路面分析儀（APA，AASHTO T340）來評價瀝青混合料的抗車轍性能。

美國8 個州交通部門在現(xiàn)行混合料設(shè)計規(guī)范中提出抗裂性能要求。其中，部分州僅期望評價對應(yīng)某一具體開裂模式的抗裂性能，其他州則期望評價瀝青混合料對應(yīng)所有開裂模式的抗裂性能。目前，美國各州瀝青混合料設(shè)計規(guī)范中：（1）針對溫度開裂，有3 個州（Iowa，Minnesota和Missouri）提出了要求，且試驗方法均采用盤形壓縮拉伸試驗（DCT）；（2）針對反射裂縫，有4 個州提出了要求，其中New Jersey 和Texas使用Texas 罩面試驗儀（OT），Illinois 使用彈性指數(shù)（I-FIT）以及Louisiana 使用中等溫度條件下的SCB（SCB-Jc）；（3）針對bottom-up 疲勞開裂，有6 個州提出了要求，其中Iowa，New Jersey 和Pennsylvania 使用柔性彎曲梁疲勞試驗（BBF），Illinois 使用I-FIT，Louisiana 使用半圓彎曲SCB-Jc 以及Texas 使用OT，需要說明的是，Louisiana 使用瀝青混合料中等溫度時的SCB-Jc試驗評價混合料所有類型的抗裂性能；（4）針對top-down 疲勞開裂，僅有Illinois 和Louisiana這2 個州提出了要求，并且這兩個州使用I-FIT和SCB-Jc 評價所有類型的抗裂性能，而非僅僅評價抵抗top-down 疲勞開裂性能。

美國幾乎所有州都提出了瀝青混合料的抗水損壞性能要求，其中85%采用的試驗方法為TSR（AASHTO T283）或漢堡車轍試驗（HWTT，AASHTO T324）。

c）中國

目前中國的規(guī)范中主要采用動穩(wěn)定度、破壞應(yīng)變、浸水馬歇爾殘留度和劈裂強度比指標評價瀝青混合料，在一些特殊的混合料中也增加了其他指標，如引入法國瀝青混合料時，增加了疲勞和模量的指標要求。

3.2 抗裂性能試驗

a）盤形壓縮拉伸試驗（DCT）

Buttlar 等開發(fā)了DCT 試驗以表征瀝青混合料的低溫抗裂性能[3]，目前該方法已納入ASTM標準（ASTM D7313），評價指標為斷裂能Gf（當(dāng)峰后荷載降至0.1 kN 時，盤形試件被分開，荷載-CMOD 曲線的下方面積）見圖1。一般認為，Gf越大，瀝青混合料的抗裂性能越好。關(guān)于試驗結(jié)果的穩(wěn)定性，研究表明新拌瀝青混合料的Gf的變異系數(shù)一般為10%，瀝青混合料中摻RAP/RAS 時，變異系數(shù)一般高于15%。并且高溫時，Gf對瀝青用量、集料種類及溫度敏感；而在低溫和中等溫度時，Gf對溫度和空隙率均不敏感[4]。

圖1 Gf 指標示意曲線

“Investigation of Low Temperature Cracking in Asphalt Pavements - Phase II”項目成果表明，Gf與路面實際開裂狀況具有良好的相關(guān)性，并建議Gf值不應(yīng)低于400 J/m2。需要說明的是350 ～400 J/m2是一個臨界值，在一些可以接受中等程度開裂的工程中，混合料的Gf在350 ～400 J/m2時允許使用，而對于一些重點工程，則建議Gf值不應(yīng)低于600J/m2[5]。

Buttlar 等也提出了混合料設(shè)計時溫度開裂的評價標準。表面層瀝青混合料低溫開裂指標要求見表6。當(dāng)Gf用于混合料設(shè)計時，需考慮實驗室拌和、壓實過程中的短期老化，建議Gf在基于舊路芯樣試驗得到的標準基礎(chǔ)上增加15%[5]。此外，Gf和瀝青混合料的其他黏彈性能有關(guān)（如蠕變?nèi)崃浚?，也可作為力學(xué)模型的輸入預(yù)測瀝青混合料的溫度開裂。Dave 等研究表明混合料的老化對斷裂能有一定影響[6]。Hill 等[7]和Arnold[8]的研究表明混合料中摻入RAP 會降低DCT 試驗斷裂能，DCT 試驗對再生材料的摻加敏感。

b）半圓彎曲試驗（SCB）

Marasteanu 等開發(fā)了SCB 試驗以評價瀝青混合料的低溫開裂[5,9]，目前已納入AASHTO 標準（AASHTOTP105-13）。 與DCT 試驗相似，SCB試驗也以瀝青混合料的斷裂能表征其抗裂性能，SCB 斷裂能的變異系數(shù)一般為20%[5]，試件可以為實驗室壓實成型或者現(xiàn)場取芯。歐洲標準EN 12697-44 中也規(guī)定了SCB 試驗方法，其評價指標為斷裂韌性。

Li 和Marasteanu 等[9]基于MnRoad 采用SCB試驗研究了不同瀝青（PG 58-40，PG 58-34 和PG58-28）的斷裂能，研究結(jié)果表明，斷裂能對瀝青等級敏感。溫度為-30℃時，PG 58-40 的瀝青混合料斷裂能最高，PG 58-28 的瀝青混合料斷裂能最低；同時研究了不同集料種類（花崗巖和石灰?guī)r）、空隙率（4%～7%）和瀝青用量（最佳瀝青用量，最佳瀝青用量+0.5%）對斷裂能的影響，研究結(jié)果表明，SCB 試驗斷裂能對集料類型和空隙率敏感，對瀝青用量不敏感；當(dāng)其他因素不變時，花崗巖混合料斷裂能高于石灰?guī)r混合料；空隙率增加，斷裂能降低；增加瀝青用量并不會增加斷裂能。

Li 和West 的研究表明，RAP 摻量為20%時，SCB 斷裂能與原瀝青混合料基本一致，而摻量為40%時，則會顯著降低SCB 斷裂能。NCHRP Project 9-46[10]研究表明，對于高摻量RAP 瀝青混合料，RAP 摻量對SCB 斷裂能影響不大。

與DCT 試驗相似，Illinois，Minnesota 和Wisconsin等地的實體工程研究結(jié)果表明，SCB 試驗斷裂能和觀測路段橫向裂縫的總長度相關(guān)性良好。一般建議瀝青混合料斷裂能不低于350 J/m2，若考慮瀝青混合料的老化，建議混合料斷裂能不低于400 J/m2[5]。Mohammad 等人的研究表明，SCB 試驗可以預(yù)測瀝青路面抗裂性能，斷裂能Jc值越大，材料的抗斷裂性能越好，當(dāng)Jc大于500 ～650 J/m2時，混合料預(yù)期可表現(xiàn)出良好的抗裂性能。

表6 表面層瀝青混合料低溫開裂指標要求 J/m2

c）Illinois 柔性指數(shù)試驗（I-FIT）

與Marasteanu 開發(fā)的SCB 試驗不同，Illinois 大學(xué)開發(fā)了另一種SCB 試驗以評價瀝青混合料的抗裂性能[11]。兩者不同之處在于，前者的加載模式為控制CMOD 速度為0.03 mm/min進行加載，后者的采用控制垂直變形速度為50 mm/min 進行加載，目前已納入AASHTO 標準中（AASHTOTP124）。

此外，由于斷裂能Gf不能區(qū)分強而脆的混合料和軟弱有延性的混合料，故Illinois 大學(xué)引進了柔性指數(shù)（FI）參數(shù)，F(xiàn)I越高，混合料的抗裂性能越好。因此，可通過提高斷裂能降低斜率達到增加FI的目的，F(xiàn)I的變異系數(shù)一般在4.2%～21.3%范圍內(nèi)，平均值為10%。2016年，Lippert 的研究表明，橫向開裂和FI具有良好的相關(guān)性[12]。

式中：FI為柔性指數(shù)；A為修正系數(shù)，對未老化瀝青混合料，A=1；Gf為斷裂能；m為峰處斜率。

d）德州罩面儀（OT）

OT 最初用來評價土工合成材料，2005年Zhou 等人改進了OT[13]，并將其用于評價HMA 罩面的抗裂性能，隨后研究人員逐漸開始使用OT，并認為其是實驗室區(qū)分和評價混合料的抗裂性能的可靠方式。Loria 對比了不同的HMA 抗反射裂縫性能的實驗室評價方法，并認為OT 是唯一經(jīng)過現(xiàn)場驗證的實驗室方法，且實驗室性能與現(xiàn)場性能具有良好的相關(guān)性[14]。

OT 的主要作用是模擬反射裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，目前德州規(guī)范Tex-248-F 對其進行了相關(guān)約定，其被TTI 和TxDOT 等使用，其他州如New Jersey、Alabama 等也有使用。Walubita 等研究表明大多數(shù)密級配和粗級配OT 試驗結(jié)果變異系數(shù)約為30%，認為其與其他重復(fù)荷載開裂試驗相比，變異系數(shù)較低[5]。

Walubita 等人[15]評價了OT 的關(guān)鍵試驗步驟，以優(yōu)化試驗結(jié)果的重復(fù)性并將變異性降至最低。研究結(jié)果表明，試樣干燥方法、膠黏劑用量、平行試件數(shù)量、空隙率、試驗時試樣的老化和溫度變化都會影響OT 測試重復(fù)性和變異性，如果方法中對這些方面進行改進或者進一步明確相關(guān)要求，可以使變異性降至最低。

OT 可以有效鑒別瀝青用量、瀝青類型、集料級配和空隙率等對瀝青混合料性能的影響，并且實體工程觀測結(jié)果顯示OT 試驗結(jié)果和路面實際開裂狀況相關(guān)性良好。Bennert 等在Massachusetts 的項目中成功采用OT鑒別反射裂縫過早產(chǎn)生的原因[16]。

e）瀝青混合料間接拉伸開裂試驗（IDEALCT）

Zhou 等開發(fā)了IDEAL-CT 試驗評價了瀝青混合料的抗裂性能，與IDT 試驗不同的是，IDEALCT 試驗的荷載-位移曲線不僅可以分析最大應(yīng)力，還通過記錄試件完全破壞前的荷載和變形，根據(jù)斷裂力學(xué)原理推到得到CTIndex。CTIndex是試件厚度、Gf、峰值75%處的位移、峰值75%處的FD 斜率和試件直徑的函數(shù)，CTIndex越高，混合料抗裂性能越好，并且該指標對瀝青用量敏感，目前主要用于室內(nèi)混合料評價，并未用于現(xiàn)場驗證[17]。

3.3 車轍試驗

a）瀝青路面分析儀（APA）

APA 試驗已為AASHTO 標準采納（AASHTO T340）。Kandhal 和Cooley[18]在NCHRP 9-17 項目中研究了APA 和現(xiàn)場車轍的相關(guān)性，結(jié)果表明，APA 試驗得到的車轍深度與FHWA 加速加載（FHWA-ALF）、WesTrack、MnROAD 和I-80（Nevada）項目的現(xiàn)場車轍深度具有良好的相關(guān)性。然而，在NCAT 環(huán)道的10 個試驗段中，APA得到的車轍深度與現(xiàn)場車轍深度的相關(guān)性較差，該試驗段在加載兩年后沒有出現(xiàn)明顯的車轍?；谟邢薜臄?shù)據(jù)，APA 也與其他性能試驗進行了比較，評價其用于現(xiàn)場車轍預(yù)測的可能性，若需根據(jù)某一工程的APA 車轍深度預(yù)測現(xiàn)場車轍深度，需根據(jù)相近位置和交通情況建立的模型進行預(yù)估。Florida 州提出的APA 標準為64 ℃條件下，加載8 000 次時車轍深度最大為4.5 mm。

b）漢堡車轍試驗（HWTT）

漢堡車轍試驗是由德國的Helmut-Wind Incorporated of Hamburg 開發(fā)，在德國此試驗作為規(guī)范的一個要求，用于一些交通量大的行車道路，以評估抗車轍和抗剝落性能。典型的漢堡車轍曲線為平均車轍深度-加載次數(shù)的曲線，分為壓密、蠕變和剝落三個階段[19]，見圖3。除車轍深度指標外，尚可采用剝落反彎點（SIP）指標，其為車轍深度突然增加時的加載次數(shù)，曲線上反映為蠕變階段和剝落階段擬合線的交點。SIP 值越高，車轍深度越低的混合料性能越好。研究表明，漢堡車轍與路面性能具有良好的相關(guān)性，但是其不能區(qū)分某些混合料性能的優(yōu)劣，目前漢堡車轍廣泛應(yīng)用于California，Colorado,，Illinois 以及Iowa等機構(gòu)，我國相關(guān)工程中也有采納，江蘇省也驗證了德州標準對省內(nèi)常用瀝青混合料的適應(yīng)性。Aschenbrene 等[20]研究表明HWTT 與路面性能具有良好的相關(guān)性，但是有研究表明對一些性能好和差的混合料缺乏區(qū)分度。

圖2 漢堡車轍試驗曲線

Edward T.Harrigan 在NCHRP Project 10-87 中開展了美國不同地區(qū)實驗室漢堡車轍比對試驗[21]，探討了試件形狀（板式、圓柱式）、不同地區(qū)設(shè)備、試件制備方式（實驗室碾壓、現(xiàn)場取芯）、混合料類型四個因素對于漢堡車轍試驗結(jié)果的影響程度，研究表明：（1）現(xiàn)場取芯與現(xiàn)場取車轍板的漢堡車轍試驗結(jié)果離散性較小，并且試件形狀對于漢堡車轍試驗結(jié)果的影響較??；（2）不同地區(qū)實驗室漢堡車轍深度離散性較大，剔除車轍深度離散較大樣本，車轍深度相差約5 ～8 mm，板式與圓柱式試件車轍深度發(fā)展趨勢基本一致；（3）對于抗車轍性能優(yōu)異的瀝青混合料（漢堡車轍試驗車轍深度在12.5 mm 以內(nèi)）的瀝青混合料，離散性較小，對于抗車轍性能較差的瀝青混合料，離散性較大；（4）建議對于車轍深度較小的瀝青混合料進行重復(fù)試驗以保證試驗結(jié)果的準確性。

c）重復(fù)荷載蠕變試驗（Flow Number）

重復(fù)荷載蠕變試驗也叫Flow Number（FN）試驗，其評價指標為應(yīng)變速率達到最低點時的加載次數(shù)FN。FN 增加，材料的抗車轍性能增加。WesTrack，MnROAD 以及FHWA-ALF 等實體工程的觀測結(jié)果表明，F(xiàn)N 和混合料的抗車轍性能具有良好的相關(guān)性[22,23]，同時NCHRP 9-33也提出了HMA 和WMA 的FN 標準[24]。歐標EN 12697-25 也規(guī)定了重復(fù)荷載蠕變試驗方法，其包括兩種加載模式，區(qū)別在于是否考慮圍壓的作用，圍壓為靜態(tài)還是動態(tài)。

d）大尺寸車轍儀（法國車轍）（FRT）

大尺寸車轍儀也叫法國車轍試驗儀FRT，由法國路橋中心實驗室LCPC 開發(fā)和研制，已在法國成功使用20 a 以上，并成功減少了瀝青土路面上車轍的數(shù)量，具體標準可參考EN 12697-22。FRT 已成功在美國得到應(yīng)用，應(yīng)用最多的是科羅拉多州和聯(lián)邦高速公路局的Turner-Fairbank 公路研究中心（TFHRC），西部環(huán)道研究項目綜合考慮法國的評價標準和科羅拉多州的研究結(jié)果后認為FRT 試驗比較保守，評價標準應(yīng)為試件經(jīng)30 000 次加載之后變形量為試件初始厚度的10%比較合適，數(shù)據(jù)表明FRT 車轍深度10 mm（100 mm 厚試件變形量達到10%）大約對應(yīng)實際路面車轍深度12.5 mm。

3.4 抗水損壞試驗

瀝青混合料的水損壞試驗，除各國瀝青混合料設(shè)計規(guī)范的水損壞試驗方法（如凍融劈裂、多列士等方法）外，還包括漢堡車轍試驗方法，一般評價指標為SIP。Aschenbrener 研究表明在Colorado conditions 的條件下，當(dāng)SIP大于14 000 次時，混合料具有良好的抗水損壞性能（10 ～15 a）。

盡管漢堡車轍試驗被許多公路機構(gòu)廣泛采用，在試驗方法和數(shù)據(jù)分析層面依舊存在幾個問題。NCHRP 9-49 的成果顯示，目前SIP和車轍深度并不總是能夠準確地評價某些混合料。為更好地分析漢堡車轍試驗結(jié)果，Yin 等開發(fā)了新的方法，能夠分別評價抗水損壞性能和抗車轍性能，并且精度有了顯著的提升。方法為：（1）根據(jù)車轍深度和加載次數(shù)曲線，首先采用復(fù)函數(shù)方程對漢堡車轍試驗數(shù)據(jù)進行擬合，方程包含負曲率部分和正曲率部分，曲率發(fā)生變化的臨界點代表剝落次數(shù)（SN），此時的加載次數(shù)LCSN為水損壞性能的評價參數(shù)；（2）采用Tseng-Lytton 模型擬合剝落前的粘塑性應(yīng)變，以SN時的斜率ε作為表征抗車轍性能的參數(shù)；（3）當(dāng)SN出現(xiàn)后，定義剝落（剝落應(yīng)變）引起的永久變形為總的永久性變形和預(yù)計的粘塑性應(yīng)變之和，使用指數(shù)模型擬合剝落后階段，SN后車轍深度達到12.5 mm 所需要增加的荷載次數(shù)LCST為剝落后水穩(wěn)定性的評價參數(shù)。LCSN和LCST越高，ε越低，混合料的抗水損壞性能和抗車轍性能越好[25]。

4 結(jié)論與建議

a）瀝青混合料平衡設(shè)計方法最終尋求的是混合料性能的平衡，即根據(jù)不同應(yīng)用環(huán)境對混合料性能的要求，提出特定使用條件下瀝青混合料性能的需求矩陣。

b）目前歐美國家有很多瀝青混合料試驗方法，但是總體而言，與方法相關(guān)的指標技術(shù)要求較少。

c）與瀝青路面病害相關(guān)的性能試驗方法是未來平衡設(shè)計發(fā)展的重點方向，目前瀝青混合料的性能試驗主要應(yīng)用于配合比設(shè)計和室內(nèi)評價階段，用于現(xiàn)場質(zhì)量保證的試驗方法較少。

d）建議推進瀝青混合料性能規(guī)范，通過研究與路面性能相關(guān)聯(lián)的試驗方法、指標及技術(shù)要求，建立完善的瀝青路面質(zhì)量評價手段。

e）建議開展相關(guān)瀝青混合料性能試驗方法、指標及技術(shù)要求的中國標準化研究，將應(yīng)用場景從混合料設(shè)計階段推向現(xiàn)場質(zhì)量保證階段，實現(xiàn)材料設(shè)計與施工一體化。