瀝青和瀝青混凝土現(xiàn)狀
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摘 要：介紹了美國Superpave瀝青的分等和混合料設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)、當(dāng)前不同國家采用粗集料斷級(jí)配瀝青混凝土及各自的特點(diǎn)、以及中國使用SAC和SMA的狀況。
關(guān)鍵詞：瀝青；混凝土；研究現(xiàn)狀
近10多年來，交通量迅速增大、車輛載重量增加、超常單輪胎的應(yīng)用以及普遍的車輛超載等現(xiàn)象，對(duì)瀝青路面所用的原材料（瀝青和礦料）以及瀝青混合料的性能提出了更高的要求。另一方面，投資和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用對(duì)公路部門的壓力日益增加。同時(shí)，考慮到公路的投資效益分析，不少國家致力于研究開發(fā)瀝青的新技術(shù)指標(biāo)，研究提高瀝青和瀝青混合料的使用性能，還研究開發(fā)薄熱拌瀝青混凝土面層。
1987年，美國設(shè)立戰(zhàn)略公路研究項(xiàng)目（SHRP）。其主要項(xiàng)目之一是研究開發(fā)以使用性能為依據(jù)的瀝青新指標(biāo)和瀝青分等方法，同時(shí)進(jìn)一步研究瀝青混凝土的體積比設(shè)計(jì)方法。此項(xiàng)目已于1993年正式結(jié)束，SHRP的另一主要項(xiàng)目是路面長(zhǎng)期使用性能的研究（I TPP）。該項(xiàng)目的主要目的是改善路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，總結(jié)不同養(yǎng)護(hù)措施的實(shí)際效益。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)進(jìn)行20年，現(xiàn)已進(jìn)行了3年并正在執(zhí)行中。
10年前，法國首先用薄瀝青混凝土面層。開始將其用做養(yǎng)護(hù)磨耗層，很快就擴(kuò)大用做新路面。然后，發(fā)展為很薄瀝青混凝土面層，近幾年又發(fā)展為超薄瀝青混凝土面層。歐洲其他國家也發(fā)生了類似的變化，例如，起源于德國的碎石瀝青砂膠混凝土（SMA）的推廣使用。
1988年，為提高瀝青混凝土表面層的抗滑性能，特別是表面宏觀粗糙度，中國研究開發(fā)了多碎石瀝青混凝土，并已在多條高速公路上應(yīng)用。
1 Superpave瀝青結(jié)合料規(guī)范
美國戰(zhàn)略公路研究項(xiàng)目（SHRP）已于1993年3月完成，并受到各國道路工作者的普遍關(guān)注。其中關(guān)于高性能瀝青路面（Superpave）的研究成果，由瀝青結(jié)合料規(guī)范、混合料設(shè)計(jì)與分析系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)三個(gè)部分組成，其特點(diǎn)是提出了一套新觀點(diǎn)。它包括：① 以使用性能為基礎(chǔ)的瀝青分等方法，用新指標(biāo)、新試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)方法來檢驗(yàn)瀝青；② 以體積配合比法進(jìn)行混合料組成設(shè)計(jì)。
1．1 特色
瀝青結(jié)合料規(guī)范的特色是規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不變，但必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的溫度對(duì)不同等級(jí)的瀝青都不相同。某一具體道路所應(yīng)采用的瀝青等級(jí)隨所在地區(qū)的最高和最低氣溫而定。對(duì)于高溫，同時(shí)還考慮車速和累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次的影響，可能將高溫提高2～3個(gè)等級(jí)。一個(gè)等級(jí)與上一個(gè)等級(jí)的溫度差，高溫和低溫均為6C。此規(guī)范適用純?yōu)r青和改性瀝青。規(guī)范確定瀝青結(jié)合料的力學(xué)性能時(shí)，以線粘彈性理論為基礎(chǔ)。
1．2 試驗(yàn)和性能指標(biāo)
瀝青結(jié)合料的試驗(yàn)在所定瀝青等級(jí)的溫度下進(jìn)行。瀝青結(jié)合料在其三個(gè)壽命階段進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)初始瀝青的試驗(yàn)代表運(yùn)輸、儲(chǔ)存和裝卸的第一階段。第二階段代表混合料生產(chǎn)和鋪筑中的瀝青，規(guī)范用經(jīng)旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)后結(jié)合料的老化來模擬，它接近于拌和鋪筑過程中瀝青的老化。第三階段代表熱拌瀝青混合料在使用過程中的長(zhǎng)時(shí)期老化，它由壓力老化箱來模擬。不同條件下結(jié)合料的試驗(yàn)內(nèi)容和需要得到的指標(biāo)列在表1中。
 1．3 每一種規(guī)定性能及其標(biāo)準(zhǔn)值
規(guī)范通過限制瀝青結(jié)合料在瀝青路面中容易形成永久形變、低溫裂縫和疲勞裂縫的潛能，來達(dá)到改善路面性能的目的。
?。?）安全性。初始瀝青結(jié)合料的閃點(diǎn)最小230 C。
?。?）泵送和操作。初始瀝青結(jié)合料135lC的粘度最大為3 Pa·S（30P0）（PV）。
（3）永久形變。為減小轍槽，初始瀝青結(jié)合料的G．／sinδ最小為1．00 kPa（DSR）。經(jīng)旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱（或薄膜烘箱）試驗(yàn)老化的瀝青結(jié)合料的G．／sinδ為最小2．2 kPa（DSR）。
?。?）過度老化。旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱（或薄膜烘箱）試驗(yàn)后，瀝青結(jié)合料的質(zhì)量損失最大為1%。
?。?）疲勞裂縫。已經(jīng)過RTFO和PAV老化過的瀝青結(jié)合料的G．／sinδ最大為5 000 kPa（DSR）。
?。?）低溫裂縫。為減輕裂縫，瀝青結(jié)合料60 S的蠕變勁度最大為300 MPa，m值最小為0．300（BBR）；速度1．00 mm／min；直接拉試驗(yàn)的破壞應(yīng)變最小為1% （DDT）。
?。?）儲(chǔ)存引起的物理硬化。對(duì)經(jīng)RTFO和PAV老化結(jié)合料進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，至今尚未提出必須達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)值。
SHRP規(guī)定對(duì)于某一具體道路所應(yīng)采用的路面高溫除連續(xù)7 d最高氣溫的平均值外，尚需要考慮交通量大小和車速快慢，可能將原定高溫等級(jí)再加2～3個(gè)等級(jí)。例如，交通量為107～3×107，需增加一級(jí)；交通量>3×107，需增加兩級(jí)；慢速交通，需增加一級(jí)。因此，根據(jù)氣溫確定路面高溫為64 C時(shí)，某一具體道路的計(jì)算高溫可能是70C到82C。SHRP規(guī)定所用公式根據(jù)1 d最低氣溫計(jì)算路表面低溫。上述不同性能都是在所定路面高溫和低溫下確定。作者認(rèn)為：
?。?）SHRP這套新指標(biāo)還需要經(jīng)過不同地區(qū)實(shí)際工程的實(shí)驗(yàn)。
?。?）按Superpave規(guī)定所用公式計(jì)算的路面低溫常高于最低氣溫，而中國的實(shí)際觀測(cè)表明，在大風(fēng)降溫過程中路表的最低溫度常低于氣象臺(tái)的最低氣溫3C～7C。因此，所建議公式式值得研究。
純?yōu)r青的PG等級(jí)，高溫可能是64C左右，低溫可能是一20C左右。因此，有人認(rèn)為如所需的PG等級(jí)超出此范圍，可能需要用改性瀝青?；蛘哒f，在純?yōu)r青所能滿足的高溫和低溫范圍以外，才是改性瀝青的可用場(chǎng)合。瀝青的PG等級(jí)問世多年來，國際上并未引起較多正面反映，南非聲明PG等級(jí)不適用于南非。歐洲議論紛紛，有的認(rèn)為高溫還可以，低溫指標(biāo)需要研究，中溫指標(biāo)不行；有的認(rèn)為如低溫達(dá)不到一22C或一28C時(shí)，不一定要用改性瀝青，可以用較稀的瀝青，至今歐洲仍持觀望態(tài)度。既使在美國國內(nèi)，對(duì)PG等級(jí)也有不同意見。
Superpave的混合料設(shè)計(jì)主要有三點(diǎn)。一是體積設(shè)計(jì)法，如規(guī)定混合料的空氣率為4 %，礦料間隙率（西部環(huán)道Superpave路面產(chǎn)生早期破壞后，提出VMA≯ l6 ），飽和度隨交通量而定為65% ～75 %。二是規(guī)定礦料級(jí)配的控制點(diǎn)和限制區(qū)。所用礦料級(jí)配為粗集料斷級(jí)配。就粗集料斷級(jí)配而言，它與法國的薄瀝青混凝土BBM，德國的SMA和中國的多碎石瀝青混凝土SAC沒有什么差別。三是用旋轉(zhuǎn)擊實(shí)儀做混合料設(shè)計(jì)，但在美國并不排除可用馬歇爾試驗(yàn)做混合料設(shè)計(jì)。這兩種不同方法的共同前提是，室內(nèi)試驗(yàn)所得混合料的密度與路上的最終密度相等。
2 多種高性能瀝青混凝土
至今世界各國采用的瀝青混凝土可分為兩大類四種。一類是密實(shí)式瀝青混凝土；另一類是多孔隙瀝青混凝土（粗集料斷級(jí)配）。密實(shí)式瀝青混凝土又分為三種：第一種是傳統(tǒng)連續(xù)級(jí)配瀝青混凝土；第二種是粗集料斷級(jí)配瀝青混凝土（如SMA、BBM 、SAC等）j第三種是細(xì)集料斷級(jí)配瀝青混凝土（如英國的熱壓式瀝青混凝土HRA）。當(dāng)前國際上的總趨向是采用粗集料斷級(jí)配瀝青混凝土。
2．1 SM A
SMA的主要組成部分是粗集料（>2 mm顆粒常占70% ～80%）和瀝青、填料與纖維（一般常用木質(zhì)素纖維）組成的膠泥（三者含量常分別是6% ～7 %，8 ～12 %和0．3% ）。馬歇爾試驗(yàn)混合料的空氣率為2% ～4% 或3% ～4% ，有的國家用3% ～5% ，通常使用純?yōu)r青，在少數(shù)特殊情況下也使用改性瀝青。在德國和美國SMA同時(shí)使用纖維和改性瀝青的情況下很少。
 德國認(rèn)為用纖維的SMA 比普通瀝青混凝土HMA增加投資20% 費(fèi)用，但其優(yōu)良路用性質(zhì)較普通的HMA增長(zhǎng)20% ～40% 。美國于1991年開始鋪筑試驗(yàn)路，到1996年底已在多數(shù)州鋪筑了試驗(yàn)路，其長(zhǎng)度一般為1．6～3．2 km。已完成的較大工程是通向亞特蘭大的兩條公路，共長(zhǎng)約70 km（迎接奧運(yùn)會(huì)）。美國同時(shí)還進(jìn)行了較廣泛深入的室內(nèi)試驗(yàn)研究。但是，喬治亞州原先鋪筑的SMA面層，幾乎已全部用開級(jí)配磨耗層0GFC覆蓋。近幾年來，喬治亞州使用的典型結(jié)構(gòu)是0GFC下為SMA，再下為Superpave。
由上述看到，即使在德國也不是普遍使用SMA，而是在某些較特殊的路段（高速公路的局部路段、一般道路的急拐彎處）使用SMA。
SMA僅規(guī)定一個(gè)礦料級(jí)配范圍和瀝青標(biāo)號(hào)，要求礦料組成非常接近規(guī)定的級(jí)配范圍。根據(jù)空氣率用兩面各擊50次馬歇爾試驗(yàn)確定瀝青用量，而不需要知道瀝青混凝土的使用性能，是一種根據(jù)“處方”的設(shè)計(jì)方法。顯然，兩面各擊實(shí)50次確定的瀝青用量?jī)H適用于德國等夏季氣溫不高的特殊氣候條件。
歐洲一些發(fā)達(dá)國家部分采用SMA，而且都認(rèn)為它能成功地被用于重交通道路，有兩個(gè)重要條件：一是這些國家的公路網(wǎng)早已完成，SMA主要用于老路面性能改善，老路面的特點(diǎn)是路基路面都已穩(wěn)定，只是使用性能（如平整度、抗滑性能或噪音水平等）達(dá)不到要求，加鋪一層SMA恢復(fù)面層的使用性能，雖然多增加投資，但無其他風(fēng)險(xiǎn)；二是歐洲特殊溫和的氣候條件，通常夏季不熱，氣溫達(dá)32℃以上的高溫天氣極少，例如，1998年夏季僅有一天的最高氣溫達(dá)32℃，其余時(shí)間，大部分Et最高氣溫在23℃～28℃，少部分在30℃左右和20℃以下。在這樣氣候溫和的夏季，SMA一般不會(huì)產(chǎn)生明顯高溫穩(wěn)定性不足和泛油問題。除北歐外，歐洲一般地區(qū)冬季的最低氣溫不到一10℃，接近中國華北南部地區(qū)。因此，在歐洲瀝青路面的使用性能較容易保持，路面損壞現(xiàn)象較中國的路面少和輕。
已建SMA工程產(chǎn)生的問題說明，在中國不同地區(qū)的氣候、材料、技術(shù)力量、工藝水平和熟練程度等具體條件下，如何鋪成符合要求SMA，都還需要進(jìn)行認(rèn)真研究。
由于SMA的單價(jià)比普通瀝青混凝土增加32%或52 %，由此產(chǎn)生的第二個(gè)需要研究解決的問題是，如何或能否使用SMA的優(yōu)良性能的耐久性較普通瀝青混凝土（含SAC）延長(zhǎng)30% 或50% 以上?
前面已經(jīng)介紹，即使在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的德國，也僅是少數(shù)高速公路和國道的部分路段（約10% ）使用SMA。對(duì)于中國的新建高速公路和一級(jí)公路顯然也不需要都采用SMA。到底在什么情況的高速公路上或某一高等級(jí)公路的什么路段上需要使用SMA，以改善并延長(zhǎng)路面優(yōu)良使用性能的壽命?這是第三個(gè)需要認(rèn)真研究解決的很有實(shí)際意義的問題。
2．2 法國的薄瀝青混凝土（BBM）
2．2．1 BBM
法國和西班牙采用BBM 做新路的表面層和老路面的養(yǎng)護(hù)。與SMA比較，BBM 是明顯的斷級(jí)配，BBM 中膠砂的含量較少，0．075 mm 以下粉料的含量少3% ～5 %，瀝青結(jié)合料含量少0．5% ～1．3% 。
因此，BBM 不需要瀝青流出抑止劑（纖維）。結(jié)合料常用純?yōu)r青，也用改性瀝青。BBM 路上的空氣率Va約6 %～12% 。在Va大的情況下，BBM 是透水的。為了防止該層透水，常用改性瀝青在其下面做一厚粘層。由于BBM 很粗糙，不需要專門措施來保證所需的高抗滑性能。有兩種BBM：BBM 0／6和BBM0／10，其礦料級(jí)配組成見表3。
與SMA 比，BBM 的另一個(gè)特點(diǎn)是，表3中的級(jí)配組成不是“處方”，僅具指導(dǎo)性，一旦礦料級(jí)配組成確定后，要按照要求的力學(xué)指標(biāo)（見表4）做混合料試驗(yàn)。規(guī)定的各個(gè)指標(biāo)達(dá)到要求后，才能使用該混合料。因此，BBM 采用了以使用性能為依據(jù)的混合料設(shè)計(jì)方法。
2．2．2 很薄熱拌瀝青混凝土面層
20世紀(jì)80年代中，在法國設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量都好的不需要結(jié)構(gòu)改善的路面上，僅需要一種熱拌瀝青混合料薄層用于養(yǎng)護(hù)重交通道路的面層，以改善抗滑性能和養(yǎng)護(hù)某些小的表面缺陷。因此，開發(fā)了厚2．5 cm的熱拌瀝青混合料面層，以改善表面層粗糙度。它仍然是砂含量相當(dāng)少的斷級(jí)配瀝青混凝土，使用的瀝青量較多，采用聚合物改性瀝青或加纖維，以改善表面粗糙度的耐久性。這種混合料稱“很薄瀝青混凝土”。它與SMA相似，但砂含量較SMA多，瀝青用量較少，以達(dá)到穩(wěn)定性較好。到1992年，在經(jīng)過106～5×106重車作用的用聚合物改性瀝青或纖維的很薄瀝青混凝土面層上共進(jìn)行了144次剎車力系數(shù)測(cè)量。結(jié)果證明，在高速行車情況下，很薄瀝青混凝土的抗滑性能優(yōu)于傳統(tǒng)瀝青混凝土。早在1990年，法國國道上20% 的重鋪路面工程使用了很薄瀝青混凝土。在法國的新建路面上，因?yàn)楹鼙r青混凝土的表面粗糙度要好得多。20世紀(jì)60年代，法國多數(shù)重交通道路的表面粗糙度（表面構(gòu)造深度）TD在0．4～0．6 mm。使用很薄瀝青混凝土后的TD在0．8～ 1．2 mm，從而改善了行車安全。
2．2．3 超薄瀝青混凝土
1988年法國兩個(gè)承包商開發(fā)了厚1．5 cm 的熱拌瀝青混合料面層，被稱之為“超薄瀝青混凝土”，也可把它看作是一種“攤鋪機(jī)鋪的碎石封層”。瀝青混合料鋪在用瀝青乳液的厚粘層上，結(jié)合料用量介于傳統(tǒng)粘層和表面處治結(jié)合料層之間。噴酒瀝青管安置在攤鋪機(jī)后部，使攤鋪機(jī)不行走在新灑的粘層上。法國1992年鋪筑了5．5×106 m2這種新面層。
由于BBM 能鋪成薄層（2～5 cm）和有高質(zhì)量的使用性能（平整度好、粗糙度大、耐久性好等），從1986年開始它在公路上用得很普遍。BBM 很適合于重交通道路上的面層養(yǎng)護(hù)。法國國道網(wǎng)約有30%使用BBM 養(yǎng)護(hù)。同時(shí)，BBM 還廣泛用于西班牙。僅1996年，法國和西班牙使用的BBM 分別為4．0×106 m2和4．5×10 6m2。
2．2．4 Ruflex的力學(xué)性質(zhì)
Ruflex是BBM 的一種。它使用彈性聚合物改性瀝青，用作磨耗層。Ruflex有0／6、0／10和0／14三種。根據(jù)使用要求和級(jí)配，Ruflex的攤鋪厚度列于表5。
 ?。?）朱麗葉試驗(yàn)。法國標(biāo)準(zhǔn)要求薄瀝青混凝土的朱麗葉試驗(yàn)結(jié)果（確定有水時(shí)瀝青混凝土的剝落敏感性）空氣中抗壓強(qiáng)度與浸水抗壓強(qiáng)度之比為0．8，而Ruflex的比值大于0．9。
?。?）轍槽試驗(yàn)。其標(biāo)準(zhǔn)見表4。對(duì)于Ruflex，荷載輪作用1×105 次，產(chǎn)生的永久形變小于10% ，較標(biāo)準(zhǔn)要求小了很多。
對(duì)于顆粒組成如表7所列的0／11 SMA也做了轍槽試驗(yàn)。
 結(jié)合料含量6．9% 。試驗(yàn)結(jié)果如下：
荷載輪作用3 000次 永久形變12．5%
荷載輪作用10 000次 永久形變16% 。
根據(jù)法國對(duì)重交通道路的標(biāo)準(zhǔn)，建議的SMA雖然符合“處方”，但不完全符合規(guī)定的技術(shù)要求。
?。?）復(fù)合模量試驗(yàn)。法國薄瀝青混凝土標(biāo)準(zhǔn)要求15℃和10 Hz下的勁度模量要等于或大于5 400MPa。在同樣條件下，Ruflex的勁度模量大于8 000MPa。
?。?）粗糙度。符合標(biāo)準(zhǔn)的高度斷級(jí)配的BBM，在攤鋪后必須有表面構(gòu)造深度（砂補(bǔ)試驗(yàn)）大于0．6mm。對(duì)于Ruflex，此值大于1 mm。
2．3 中國的多碎石瀝青混凝土（SAC）
2．3．1 SAC一16的發(fā)展和特點(diǎn)
為提高中國高速公路瀝青路面的表面粗糙度，使高速行車更安全，1988年中國研究開發(fā)了多種碎石瀝青混凝土（SAC一16）。它也是一種密實(shí)式粗集料斷級(jí)配瀝青混凝土。1988年的試驗(yàn)路段既使用了純?yōu)r青，也使用了丁苯膠（SBR）改性瀝青和苯乙烯丁二烯嵌段的共聚物（SBS）改性瀝青。經(jīng)過擴(kuò)大試用和改進(jìn)，近幾年已在多條高速公路上應(yīng)用，并于1997年被納入中國瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，被作為抗滑表面層瀝青混凝土之一，并命名為AK一16A。需要說明的是，規(guī)范中的AK一16A取自滬寧高速公路的文件。但滬寧高速公路在開始鋪筑表面層時(shí)，作了兩條補(bǔ)充規(guī)定：一是4．75 mm篩孔的通過量改為30%～ 40% ，即保證4．75 mm 以上碎石的含量不少于60 %；二是0．075 mm 的通過量改為6 %～9% ，即保證粉料含量不少于6 %。這兩條補(bǔ)充規(guī)定對(duì)保證SAC一16的良好使用性能十分重要。根據(jù)滬寧、石安等高速公路使用的經(jīng)驗(yàn)，最后建議的SAC系列級(jí)配范圍列在表8。
SAC一16的瀝青用量較少，用視密度和毛體積密度大（如視密度≥2．900）、吸水率小的玄武巖時(shí)，兩面各擊75%次馬歇爾試驗(yàn)的最佳瀝青用量（油石比）在4．5 %～4．8% 。用改性瀝青時(shí)，瀝青用量約可增加0．4% 。除初始的試驗(yàn)路外，SAC一16、SAC一13都使用了純?yōu)r青，以節(jié)省投資。SAC有三個(gè)特點(diǎn)：一是馬歇爾試驗(yàn)的空氣率 為3．5 %～4．2% ，在保證壓實(shí)度的前提下，其透水性小；二是抗永久形變能力（即高溫穩(wěn)定性）強(qiáng)，其動(dòng)穩(wěn)定度高于傳統(tǒng)瀝青混凝土AC一25一Ⅱ型；三是表面粗糙度好，TD>0．8mm。SAC一16、SAC一13和SAC一9．5已在中國1 000km多高速公路上應(yīng)用。
 2．3．2 SAC一16使用中出現(xiàn)的問題及其原因
中國幾條高速公路僅用純?yōu)r青的SAC使用經(jīng)驗(yàn)表明，在6月中旬以后連續(xù)高溫條件下，在交通量較大行駛載重汽車多的行車道上開始產(chǎn)生輕重程度不一的泛油現(xiàn)象，外觀表面局部間隙式發(fā)亮，嚴(yán)重路段連續(xù)發(fā)亮，如：滬寧、石安、安新等高速公路。同時(shí)，交通量較小且主要行駛小汽車的超車道，仍然保持原有的宏觀粗糙度。在同一小地區(qū)的另一條高速公路，表面層采用相同的SAC。由于該路上交通量不大，夏季過后，無論在超車道還是行車道都保持原有的宏觀粗糙度，如：南京機(jī)場(chǎng)高速公路和寧通高速公路。在同一條高速公路上，也不是所有的標(biāo)段都產(chǎn)生泛油現(xiàn)象；有的標(biāo)段基本沒有泛油現(xiàn)象或現(xiàn)象輕微，有的標(biāo)段無泛油現(xiàn)象。濟(jì)青高速公路青島段使用的SAC一16，1993年底通車至今已7年，基本無泛油現(xiàn)象。滬寧高速公路丹陽段經(jīng)過兩個(gè)夏季，仍無明顯泛油現(xiàn)象。安陽～新鄉(xiāng)高速公路三標(biāo)段和四標(biāo)段也無明顯泛油現(xiàn)象。石安高速公路H2標(biāo)段和I2標(biāo)段僅少數(shù)局部輕度泛油。
瀝青面層表面層產(chǎn)生輕重不一泛油現(xiàn)象的根本原因：一是某些標(biāo)段的瀝青用量偏大；二是各個(gè)粒級(jí)礦料的變異性太大。而瀝青用量偏大的原因，則是馬歇爾試驗(yàn)法雙面各擊75次的混合料的密度小于重交通道路上瀝青混凝土的最終密度，換句話說，對(duì)于重交通道路，75次的擊實(shí)功偏小。實(shí)際上，瀝青路面局部泛油發(fā)亮現(xiàn)象，在使用傳統(tǒng)瀝青混凝土的高速公路上和一般公路上都較普遍。這種通病與中國碎石規(guī)格變異性大密切有關(guān)。
某些使用SAC一16做表面層（抗滑磨耗層）的高速公路產(chǎn)生一些水破壞現(xiàn)象的主要原因是混合料的壓實(shí)度不夠，使現(xiàn)場(chǎng)孔隙率過大，以及沒有采用抗剝落措施。另一原因是混合料的不均勻性大。采用I型級(jí)配的表面層同樣產(chǎn)生過不少水破壞。1997年12月通車的石安高速公路，水破壞的修補(bǔ)面積，僅占總面積的1／（2*105）（0．000 05% ），2000年僅占1／（4×104 ）（0．000 25 %）。1999年11月通車的廣珠高速公路17 km 以及1999年6月通車的濰萊高速公路142 km，SAC一16表面層至今未產(chǎn)生一個(gè)坑洞，1999年末通車的成雅高速公路100 km，SAC一13表面層至今尚未產(chǎn)生一個(gè)坑洞。2000年5月在濟(jì)青高速公路上完成的2．4 km 超薄瀝青面層（SAC一9．5，2．5cm厚）至今狀況良好。這三種抗滑表層的表面構(gòu)造深度都大于0．8 mm。
2．4 多孔隙瀝青混凝土（PA）
多孔隙瀝青混凝土（PA）常被用做表面層或磨耗層（PAWC），一些國家又常稱其為開級(jí)配磨耗層（OGFC）或排水磨耗層。在壓實(shí)后，PA約有20% 以上的的孔隙（或空氣率Va ），從而在面層內(nèi)形成一個(gè)水道網(wǎng)。降雨時(shí)，落到PA表面的雨水，可通過PA層內(nèi)部的孔隙流動(dòng)并排出路面外，而不在表面形成水膜和涇流。大雨來不及排水時(shí)，雖表面有涇流和濺水，但要輕得多，一旦雨停，表面涇流立即消失。因此，它能避免降雨過程中在常規(guī)路面上高速行車產(chǎn)生的水漂現(xiàn)象，消除車后的濺水和噴霧現(xiàn)象，消除路面表面的反光現(xiàn)象，從而使道路標(biāo)志更容易看清。PA表面層的這些優(yōu)點(diǎn)使高速行車更安全。
PA表面層的另一個(gè)重要特性是，它能明顯減少車輛內(nèi)外的滾動(dòng)噪聲。
PA容易堵塞是其缺點(diǎn)。一旦孔隙堵塞，PA就不再起排水作用，其降低噪聲的能力也大幅度減小。為保持PA 良好的透水性和降低噪聲能力，必須有消孔設(shè)備。
2．5 法國的高模量瀝青混凝土（常用做底面層）
從20世紀(jì)70年代初開始，法國傳統(tǒng)的底面層采用最大粒徑14 mm 或20 mm 的良好級(jí)配的碎石集料，用4．5 %針入度50／70或35／50的瀝青。1980年某承包商設(shè)計(jì)了一種用很硬瀝青（針入度10／20）的底面層混合料，采用用作磨耗層的結(jié)合料含量5．7 %～6．0 %。此很硬瀝青產(chǎn)生了一種抗永久形變能力很強(qiáng)且勁度模量很高的瀝青混凝土，使得底面層底面的拉應(yīng)變較小。此外，高瀝青含量產(chǎn)生了較大的容許疲勞應(yīng)變，對(duì)于一給定疲勞壽命的底面層厚度減薄了25% 。此承包商設(shè)計(jì)的新材料由LCPC（法國橋梁道路中央研究院）進(jìn)行疲勞和復(fù)合模量試驗(yàn)，并用法國的理論方法完成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
用這種新材料鋪筑了試驗(yàn)路段。這種新材料被接受作為需要高抗轍槽能力和較小厚度處的備擇材料。隨后其他承包商和瀝青混凝土生產(chǎn)廠家開發(fā)了類似的材料。研究提出此新思想12年并在道路上擴(kuò)大應(yīng)用5年后，到1992年在已取得足夠經(jīng)驗(yàn)的情況下，制定了標(biāo)準(zhǔn)（NF P98 140）。目前在需要很高抗轍槽能力的位置，高模量瀝青混凝土被用作高速公路路面的上覆層，以及在市區(qū)需要減小厚度的路段高模量瀝青混凝土上被用于路面重建。到1995年在法國已鋪筑了5．0*106這種新混合料。為了檢驗(yàn)這種高模量瀝青混凝土抗轍槽的優(yōu)點(diǎn)和改善其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，1990年和1992年在南得市LCPC的加速試驗(yàn)環(huán)道上做了兩種試驗(yàn)。
試驗(yàn)表明，不同性質(zhì)瀝青的四種混合料的轍槽深度（僅是瀝青混合料的永久形變）表現(xiàn)出顯著差別。高模量瀝青混凝土10／20的轍槽深度不到用50／70瀝青的混凝土轍槽深度的1／4，同時(shí)也明顯小于多級(jí)瀝青混凝土（MG）和SBS改性瀝青混凝土的轍槽深度。
3 結(jié) 語
本文介紹了當(dāng)前不同國家采用的多種粗集料斷級(jí)配瀝青混凝土，它們各有特點(diǎn)。SMA通常要加纖維，BBM、SAC常用純?yōu)r青，BBM 中的很薄和超薄瀝青混凝土也常用改性瀝青。當(dāng)然，BBM、SAC也都可以用改性瀝青或也都可以在瀝青中加纖維。但為了節(jié)約資金和考慮客觀的必要性，又往往不用改性瀝青或不加纖維。不同國家的經(jīng)驗(yàn)都值得我們學(xué)習(xí)。采用改性瀝青時(shí)，其投資雖與SMA（僅用纖維）差不多，但前者的使用性能將優(yōu)于后者。 |
| 原作者： 沙慶林 |
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