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对我国沥青路面施工技术标准的若干看法(1)1 问题的提出
我们正处在沥青路面技术巨大转变的时代。沿用了近百年的针入度规范和将近五十年的粘度规范和沥青混合料马歇尔设计方法正面临着巨大的挑战。由于交通量、轴荷载以及轮胎气压的不断增长，这些经验的规范已显得力不从心。一些完全满足这些规范的沥青路面发生了早期破坏，这就是美国公路战略研究计划（SHRP）想要解决的问题，企图从经验的指标向性能基础上的指标靠拢，在完全建立在性能基础上的规范之前，似乎还必须找一些与性能有关的规范过渡一下，这就是我们所处的时代。
什么是建立在性能基础上的规范，简单说来规范的技术指标表征了材料的物理或化学特征和性质，能通过建立的数学与物理化学模型来预测材料的路用性能。如Superpave沥青胶结料规范就是一种建立在性能基础上的规范，它的规范指标，如复数剪切模量、相位角、蠕变劲度、蠕变速率和破坏应变，均是沥青材料的基本的粘弹性性质参数，通过所建立的模型就能将材料参数和路用性能联系起来，当然还要综合考虑混合料的另一些粘弹性参数。
什么是与性能有关的规范，实践告诉我们，沥青混合料必须满足它的一些基本的体积性质，如空隙率、VMA和VFA。如果这些指标不满足，就不可能生产出一种耐久的混合料，因此，沥青混合料的体积特性是与性能有关的规范指标。又如我们常常用轮辙试验的结果，如动稳定度或轮辙深度来评价沥青混合料的性能。
本文就当前我国沥青路面路面施工技术规范1中的若干问题提出一些看法，并从材料标准、设计标准、设计方法、水损害评价以及密度标准等方面，将我国规范与Superpave规范3进行比较分析，以吸取有用的东西，摒弃无用的东西，使我们的沥青路面性能更好，寿命更长。
2 材料标准
沥青混合料由适当级配的粗细集料及矿粉和规定等级与用量的沥青组成。过去人们往往把注意力放在沥青性质方面。固然，沥青对于路面低温开裂的影响是决定性的，但是对于抗车辙能力来说，集料和集料级配起决定的作用。由于沥青混合料中95%为集料，所以应对集料的技术标准与级配引起足够的重视。
2.1 集料标准
表1为我国JTJ-032《沥青路面施工技术规范》中关于沥青混合料的集料标准。
我国规范集料标准和Superpave集料标准比较 表1
指 标
JTJ032
粗集料
石料压碎值 不大于(％)
洛杉矶磨耗损失 不大于(％)
视密度 不小于(t/m3)
吸水率 不大于(％)
对沥青的粘附性 不小于(％)
坚固性 不大于(％)
细长扁平颗粒含量 不大于(％)
水洗法＜0.075mm颗粒含量 不大于(％)
软石含量 不大于(％)
石料磨光值 不小于(BPN)
石料冲击值 不大于(％)
破碎砾石的破碎面积 不小于(％)
一表面层
一中下面层
粗集料角砾性
28
30
2.50
2.00
4级
12
15
1
5
42
28
90
50
细集料
视密度 不小于(t/m3)
粘土含量，砂当量
坚固性(＞0.3mm部分) 不大于(％)
细集料未压实空隙率 (％)
2.50
60
12
无
注：①坚固性试验根据需要进行；
②用于高速公路、一级公路时，多孔玄武岩的视密度限度可放宽至2.45t/m3，吸水率可放宽至3％，但必须得到主管部门的批准；
③石料磨光值是为高速公路、一级公路的抗滑表层需要而试验的指标，石料冲击值根据需要进行，其他等级公路如需要时，可提出相应的指标值；
④钢渣的游离氧化钙的含量应不大于3％，浸水后的膨胀率应不大于2％。
表2为美国Superpave集料规范。
Superpave集料标准有两种，一种为共同标准，也可以说是指令性标准，必须统一执行，如粗集料和细集料的角砾性、细长扁平颗粒含量、粘土含量共四项；另一些称为料源特性，大都由各州公路部门自己确定，如洛杉矶磨耗损失、粗集料和细集料坚固性共三项, 全部集料技术标准共为七项。我国粗集料和集料细集料技术标准多达15项，而美国认为至关重要的试验项目，如粗集料和细集料的角砾性，我国却没有。
Superpave集料规范 表2
交通量
(百万ESAL'S)
粗集料棱角
细集料棱角
细长与扁平
颗粒含量
粘土含量
表面以下＜100
＞100
＜100
＞100
＜0.3
55/-
-/-
-
-
-
40
＜1
65/-
-/-
40
-
-
40
＜3
75/-
50/-
40
40
10
40
＜10
85/80
60/-
45
40
10
45
＜30
95/90
85/75
45
40
10
45
＜100
100/100
95/90
45
45
10
50
≥100
100/100
100/100
45
45
10
50
表中"85/80"表示85％的粗集料有一个或一个以上的破碎面，80％的粗集料有两个或两个以上的破碎面。
下面谈谈对我国集料标准中某些指标的一些看法。
(1)关于集料压碎值
集料压碎值用于相对衡量集料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力，是路面基层和沥青面层的重要指标，这个指标简单方便，是我国公路部门最常用的指标之一，应予以足够重视。
(2)关于洛杉矶磨耗值
洛杉矶磨耗试验在我国和北美是广泛使用的方法，美国有94%的州均有此指标以确定粗细集料抵抗磨耗的阻力和韧性，大多数州沥青路面底面层联结层和表面层最大允许值为 40%～50%，我国洛杉矶磨耗值标准为30%，比美国高得多，这是由于美国好的集料已用得差不多了，定高就会增加路面成本。
北美洛杉矶磨耗损失的标准见表3。
北美洛杉矶磨耗值标准 表3
技术标准(％)
30
35
40
45
48
50
55
60
65
表面层
使用州百分比(％)
5
9
56
36
2
18
2
2
2
联结层
使用州百分比(％)
5
11
38
38
2
26
5
2
2
底面层
使用州百分比(％)
5
11
47
38
2
23
5
2
2
从上述北美标准来看，其要求比我国低很多，以表面层来说，一半以上的采用40％作为标准，36％的州采用45％的损失值作为标准，而我国一律为30％。
(3)关于粗集料视密度
粗集料视密度在热拌沥青混合料体积计算时是一个非常重要的参数，但是否作为集料的一个指标值得讨论。
(4)关于集料吸水性
为了就地取材使用高吸水率的集料，规定一个最大吸水率的要求也是可以的，但是我国集料吸水性的标准明显高于国外标准，尽管Superpave集料并无此标准，但根据过去北美调查，为了避免使用高吸水率的集料，许多州也规定了最大吸水率要求(见表4)。
北美允许最大吸水率标准 表4
最大吸水率标准
1.75
2.0
3.0
3.5
4.0
5.0
6.0
使用州百分比（%）
2
16
22
8
29
29
7
根据上述调查情况，36%的州最大允许吸水率为5.0%以上，65%的州为4.0%以上，也就是说美国、加拿大大部分州最大允许吸水率为4.0%，我国规定为2%似乎太严了一点。筑路应该使用当地材料，不应强制以2%吸水率作为集料接受或拒绝的标准。沪宁路苏州B标段古桑打石山，多孔玄武岩的吸水率为3.24％～4.32％。在美国大部分州都认为可以用，但超过了交通部标准，问题不在于能不能用，而在于如何用。指挥部召开专家会议，众说纷纭，莫衷一是，最后由于工期等原因，指挥部最后决定使用了多孔玄武岩，采用提高集料加热温度、延长集料烘干时间、混合料摊铺后立即碾压以及掺加抗离剂等措施，至今路面使用品质很好。
所以对于多孔性集料，关键是试验方法要跟上。我国T 07112路面沥青混合料最大相对密度试验（真空法）明确规定不适用于吸水率大于3%的多孔性集料的沥青混合料，而ASTM D2041沥青混合料最大理论密度标准试验方法中，就有一节关于使用多孔性集料的沥青混合料的补充试验方法。这个方法对于正确计算压实沥青混合料孔隙率、路面压实度以及计算被集料吸收进孔隙的沥青数量十分重要。
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