国内外沥青路面原材料技术性能对比分析

赵 喜 彬

(甘肃省交通科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730070)

国内外沥青路面原材料技术性能对比分析

赵 喜 彬

(甘肃省交通科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730070)

通过对比我国石油沥青标准与SHRP技术标准，介绍了我国粗细集料技术标准与SHRP料源特性，并分析了原材料各指标的具体要求，比较得出了各自的特点，为沥青路面的设计与检测提供了一定的技术借鉴。

沥青材料，技术标准，SHRP标准，集料

0 引言

避免沥青路面发生早期破坏，实现路面的耐久服务一直是公路建设的不断追求，近些年来随着技术的不断进步，高等级公路路面的结构形式及混合料类型也在逐渐发生着变化，许多省份对沥青路面原材料和路面结构组成等都进行了改进和优化[1]。通常沥青混合料是由沥青胶结料和矿料组成，沥青因为自身的组成对温度和应力比较敏感，矿料又依据颗粒级配组成被称为集料，并且按照粒径大小分为粗集料和细集料，其中粗集料是级配骨架的主要组成部分，细集料主要起填充作用。由于原材料对沥青路面的性能有很重要的影响[2]，为了保证路面的修筑质量和耐久性，对其原材料进行分析显得很有必要。

1 沥青材料

沥青材料的作用是把散粒胶结成一个整体。在公路工程中常用的品种有：石油沥青、乳化沥青、聚合物改性沥青、橡胶沥青等，在沥青路面铺筑时应根据当地气候条件、交通流量、混合料级配类型、料源特性等来进行选择[3]。高等级公路多层面层选用沥青时，可以根据受力特性和交通需求选用不同的沥青，一般上面层选用稠度大的沥青，下面层选用稠度低的沥青，对于渠化交通严重的路段也宜采用稠度大的沥青。如若施工中出现沥青标号偏大或偏小而其他指标符合要求，在保证指标合适的情况下可将标号高低不同的沥青进行掺配使用，掺配比例由试验确定，掺配后的混合沥青必须混合均匀，并符合技术要求[4]。下面就我国道路石油沥青技术标准和SHRP沥青技术标准进行对比。

1.1 我国道路石油沥青技术标准

1)我国道路石油沥青的质量技术要求如表1所示。经建设单位同意，沥青的PI值，60 ℃动力粘度，10 ℃延度可作为选择性指标。

表1 我国石油沥青技术要求标准

2)沥青路面在选用沥青时应根据当地的气候条件、交通流量、混合料级配类型、料源特性等来进行考虑，并应总结当地沥青路面的服务情况，经对比论证后确定，具体要求为：

a.对于重载，夏季温度高、持续时间长的高等级公路；山区和丘陵爬坡路段；收费站、服务区、停车场等产生过大剪切应力的地区和路段，宜选用比较黏稠的沥青。对于交通流量小、低温寒冷的地区，宜选用低温延度大、稠度小的沥青。对于日差较大的地区在选用沥青时可考虑针入度指数大的品种。

b.施工中沥青标号不符合要求而其他指标达标时，在保证指标合适的情况下可将标号高低不同的沥青进行掺配使用，具体比例应由试验确定，且技术指标应符合表1要求。

3)道路所用沥青须按照种类、标号分批次分开放置，除暂时不用的沥青在室温环境下储存外，施工过程中所用沥青储存温度不应低于130 ℃，且不可超过170 ℃。

4)沥青在存储、运输和使用时要注意防水，避免影响其质量。

1.2 SHRP沥青技术标准

1)Superpave结合料规范对基于性能和根据所要服务的气候和交通来选择结合料而言是独一无二的。物理特性要求对所有结合料等级都相同。各种结合料等级的差别在于温度不同，在此温度下各种特性要求都必须满足[4，5]。例如等级为PG64-22的结合料指结合料必须满足至少高至64 ℃高温的物理特性要求和至少低至-22 ℃低温的物理特性要求。

2)SHRP沥青结合料分级原则。按照高温和低温类别划分结合料等级，需要更多的信息来选择适应特定地区的结合料，Superpave软件的模块辅助用户选择结合料等级，用户选择结合料等级可使用三种方法：

a.按地理区域：机构可开发一张显示结合料等级的地区，建设者根据气候策略决定采用结合料等级。

b.按路面温度：设计者确定设计路面温度。

c.按气温：设计者确定设计气温，将其换算为设计路面温度。

表2 Superpave沥青胶结料技术要求

根据表2的适用性，第二种方法得到北美沥青专家的接受。当然还有其他的沥青材料国内外的规定技术标准也不尽相同，这里就不一一列举了。因为最重要的石油沥青很有代表性。

2 集料

2.1 我国沥青混合料集料技术要求

1)粗集料。适用于沥青路面的粗集料主要包括碎石、优选砾石、破碎砾石、矿渣和钢渣等，高等级公路所用的粗集料必须要有符合环境要求的加工许可证的厂家生产，且不得使用矿渣和砾石，要求集料表面干燥、洁净、有适宜的棱角，其技术要求见表3。

表3 我国粗集料技术要求标准

施工过程中，如果某一规格粒径的集料某些指标达不到表3要求，而用其掺配的混合料性能满足要求时，可将该规格的集料进行掺配使用，对于高温性能不稳定的集料，建议经烘干后进行检验。

2)细集料。适用于沥青路面的粗集料主要包括机制砂、石屑等，且必须要有符合环境要求的加工许可证的厂家生产，要求集料表面干燥、洁净、无杂质，具体技术指标应符合表4要求。

沥青路面用细集料的洁净度，要求机制砂和石屑以砂当量(适用于0 mm～4.75 mm)或亚甲蓝值(适用于0 mm～2.36 mm或0 mm～0.15 mm)来表示。

表4 我国细集料技术要求标准

2.2 SHRP集料要求

沥青路面集料标准已经直接纳入SHRP计划的Superpave混合料设计方法，在Superpave体系中对两种集料特性作了规定：认同特性和料源特性。

1)集料料源特性。Superpave混合料的料源特性包含的主要指标有韧度，安定性和有害物质。

a.韧度。集料的韧度指标用来评价其抗磨耗的能力[6]，试验时通常用大于2.36 mm的粗集料并依靠钢球冲击和研磨来完成。

b.安定性。通常安定性指标是以混合集料通过硫酸钠或硫酸镁安定性试验(AASHTO T104或ASTM C88)的材料损失百分数表示。

c.有害物质。有害物质定义为在混合集料中的诸如土，页岩，木质，煤等杂质的质量百分率。

2)集料认同特性。SHRP体系里将集料的认同特性看作是集料最重要的性能[7]，其中Superpave混合料中规定的集料认同特性为：粗细集料的棱角性、扁平颗粒含量、细长颗粒含量以及粘土含量。

SHRP体系里通过对Superpave混合料粗细集料的棱角性作出规定，保证混合料具有较高的内摩阻力以抵抗剪切应力；对细长颗粒做出规定是为了保证混合料在铺筑过程中不被破碎；限制粘土含量是为了增强沥青结合料与集料之间的粘结。

3 结语

原材料的性能直接关系到沥青路面的铺筑质量和使用耐久性，对比分析国内外对沥青和集料性能的规定，我国对原材料的各项技术要求更为具体详细，而国外将技术要求更多的和路用性能联系起来。显然，国外的这些和路用性能联系起来的方法更切合实际，能够更直观的反映原材料的性能。

[1] JTG D50—2006，公路沥青路面设计规范[S].

[2] JTG E42—2005，公路工程集料试验规程[S].

[3] 张登良.沥青路面[M].北京：人民交通出版社，1999.

[4] 沈金安．沥青及沥青混合料路用性能[M]．北京：人民交通出版社，2001.

[5] 彭 波．粗骨架结构沥青混合料路用性能[J].公路，2004(9)：22-23.

[6] SHRP-A-407,The superpave Mix Design Manual for New Construction and Overlays[S].

[7] Asphalt Institute.Superpave Level 1 Mix Design superpave Seeries No.2(sp-1),1994.

Contrastive analysis technical performance of asphalt pavement raw materials at home and abroad

Zhao Xibin

(GansuProvincialTransportationResearchInstituteCo.,Ltd,Lanzhou730070，China)

In this paper, by comparing the technical standards of Chinese petroleum asphalt and SHRP, introduces the technical standard of coarse aggregate and SHRP, and the characteristics of SHRP, the detailed requirements of each index of raw materials are analyzed, and their characteristics are analyzed. Hoping provide some technical reference to asphalt pavement design and testing.

asphalt material, technical standard, SHRP standard, aggregate

1009-6825(2017)05-0150-03

2016-12-08

赵喜彬(1985- )，男，助理工程师

U214.75

A