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公路沥青路面施工材料要求
  • 发布日期：2023-04-06 14:05:04
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  • 来源：灌浆料网
4．1 一 般 规 定
4．1．1 道路石油沥青仍然是我国沥青路面建设**主要的材料，目前沥青供应的数量和质量与需求相比仍有较大差距。在选购沥青时，应查明其原油种类及炼油工艺，并征得主管部门的同意，这是因为沥青质量基本上受制于原油品种，且与炼油工艺关系很大；为防止因沥青质量发生纠纷，参照国外各炼油厂的做法，沥青出厂均应附有质量检验单，使用单位在购货后进行试验确认。如有疑问或达不到检验单的数据，可请有关质检部门或质量检测部门仲裁，以明确责任。
4．1．2 沥青路面集料粒径修改为以方孔筛为准，是本规范的重大修改。修改标准筛理由及筛孔选择已有专项的研究报告。国外的集料标准筛一般都有方孔筛与圆孔筛两个系列（见本规范图4．1．2－1）。但用于道路工程的，基本上都采用方孔筛。法国、日本等以前是道路土木工程用方孔筛，建筑工程用圆孔筛，后统一改成方孔筛。但是各国的筛孔大小仍不一致，由于以前的方孔筛都用英制尺寸，换算成公制时都带有尾数，西欧的一些国家如法国、德国、西班牙等便采用了整数公制尺寸，但整数法又各不相同。自从国际标准化组织ISO 565颁布后，有些国家也开始统一，英国BS41O、日本 JIS 881O甚至 ASTM  E11都作了修正，大部分国家都向ISO标准靠拢。
    我国解放前采用方孔筛，解放后学习前苏联改用圆孔筛，2.5mm以上均为圆孔筛，2.5mm以下采用方孔筛。但2.5mm筛，有的用圆孔筛，有的仍用方孔筛。可是前苏联早已改为方孔筛，但我国仍沿用至今。
    圆孔筛的问题以前并不突出，但近年来随着高等级公路的建设及国外施工监理制度的引入，矛盾越来越突出，其原因是：
青拌和楼均采用方孔振动筛作二次筛分设备，国产的拌和楼亦用方孔筛，由于标准级配及试验室仍采用圆孔筛，二者不好直接联系，对此施工单位感到不便；
    d．采石场的筛分设备大都采用方孔筛，生产的产品却用圆孔筛试验，标称尺寸与实际尺寸不符，例如名为1～3、2～4cm的石料，但用圆孔筛检验时，超出此范围的石料比例甚大，国家标准中提出的石料规定至今未能很好执行。
    如此等等，许多道路工作者对我国沥青混合料矿料级配采用圆孔筛系列意见甚大。交通部公路科学研究所在‘七五’攻关专题研究过程中开始注意这个问题，并开始进行这方面的试验研究工作，建议逐步修改筛孔为方孔筛，与国外统一。
    由于水泥混凝土路面的集料在级配上要求不严，必要性不迫切，且牵动面太大，涉及到建筑、建材等各部门，因此首先在沥青路面改用方孔筛是合理的。
标准筛的标准筛孔问题，国外标准筛孔的系列很复杂。以前，在世界上影响**大的是ASTM标准，后来，国际标准化组织ISO的TC 24（关于筛、筛分、取样的委员会）制订了ISO 3310－1（编织筛）、3310－2（冲孔筛）、3310－3（电磁成型筛）产品标准及规格标准ISO 565－199O（见本规范表4. 1．2－1），该标准包括R203、R20、R403、R’10四个筛系列,均以1mm孔作为基准,大于1mm及小于1mm的筛孔以固定的系数增大或减小筛孔。R403的系数为1.4,R20的系数为1.12,R203的系数为1.19,R’10的系数为1.25，只有尾数作了很少调整，并采用ISO 3的标准数，其中R’10为小于32μm的特殊筛，道路上并不采用。
    ASTM也按照ISO标准作了修正，在ASTM D3515－89中，大部分采用R4O／3系列，但少数仍保留R20系列，将原12.7、25.4、50.8mm修改成12.5、25.O、50mm等。许多遵从国际关贸总协定的国家，例如日本在1982年按照ISO作了修正，全部以ISO标准R40／3系列为准，同时原JIS系列作为附件也可使用，5年作为过渡期。与ASTM不同的是，日本将原12．7、25.4、50.8mm改成了13.2 、26.5、53.0mm等，完全按照ISOR40／3系列。
    下面将某些国家的标准筛列于本条文附表4．1．2－2，但是各行各业选用其中的那些筛孔则又有所不同，这些国家用于沥青路面的集料筛孔系列如下（小于1mm时以μm计，大于1mm以mm计）；
    日本（铺装试验法便览 ）75, 15O，30O，600（μm），1.18，2.36，4.75，9.5，13.2，19.0，26.5，31.2，37.5，53.63（R40／3系列）；
    澳大利亚：75，300，600（μm），1.18，2.36，4.75，6.7，9.5，13.2，19.O，26.5，37.5（R40／3系列）；
    美国ASTM D3515－89 75，150, 300,600（μm），1.18，2.36，4.75，9.5，12.5，19.O，25.0, 37.5, 50，63（＜9.5的R40／3系列，12.5mm以上R40／3，R20两系列交叉使用）；
    英国BS594一1985：75，212，600（μm），2.36, 6. 3，10, 14，20，28（2.36mm以下R40／3系列，6.3mm以上R20系列）；
    荷兰 RAW－199O：63（μm），2.0, 5.6，8, 11.2, 16, 22.4（R20系列）；
    法国LCPC：80，5O0（μm），2.4，6，6.3，10，14（R20系列）；
    西班牙：80，160, 320，630（μm），5，10，12.5，20，25，40（R20系列）。
    根据与先进的国外标准尽量一致的原则，经组织国内专家多次协商讨论，本规范考虑一次到位，按照日本、澳大利亚的规定，全部采用了 ISO 565的 R4O／3系列中的标准筛孔，且按照我国习惯全部采用mm制。用于沥青路面矿料级配的筛孔为0.075、0.15、0.3、0.6、1.18、2.36、4.75、9.5、13.2、16、19、26.5、31.5、37.5、53、63、75、106mm等19个筛孔为标准筛。小于9．5mm时，比率为2,大于 9．5mm时，以 9．5、13．2、16mm的 2倍递增，而不采用美国ASTM中的12.5mm以上的2倍比率，这也是考虑到12.5mm与9.5mm差别较小，而与19mm差别较大的缘故。照顾到某些试验方法的需求，也采用另外一些筛孔，如压碎值采用的16mm筛，洛杉矶磨耗试验用1.7mm（原来用2mm筛）等。
 
 
 
 
    由美国早期发表的方孔筛与圆孔筛的近似当量值大体为1.15～1.25，平均为1.20。法国于1972年规定改为方孔筛时，过渡段的系数为1．25，本规范仍采用两种筛孔的1.2系数作为大体估算的一种过渡方法。
    本规范提出了大体对应的方孔筛与圆孔筛规格。其中方孔31.5mm所对应的圆孔筛。考虑到我国的使用习惯，列入了35mm或40mm两种。
 
4．2 道路石油沥青
4．2．1 附录C表C．1“重交通道路石油沥青技术要求”是“七五”国家科技攻关专题“重交通道路沥青在高等级公路工程中的实用技术”研究后修改提出的，对原规范“重交通量道路沥青技术要求”进行了修改，修改的详细情况在该专题研究报告中已有详细论述。其要点如下：
    （1）沥青分级。原 AH－120、 AH－160针入度间隔为 4O，**大针入度达 18O，实际上高速公路、一级公路不可能用这么稀的沥青，为减少沥青质量的波动，统一将间隔范围缩小为20，改为AH-110、AH-130。
    （2）原技术要求规定了25℃、15℃两个延度要求，除了极个别情况外，如 15℃延度达到要求，25℃延度不可能达不到要求，没有必要规定两个温度。AH－50仍保留大于80cm的要求。
    （3）经过对蜡含量对沥青性质影响的研究，确认保留3％的含蜡量是合理的。
    （4）原技术要求有相对密度指标，要求大于1.O或1.01。经国外众多资料和调查表明，相对密度并不是质量要求指标，主要是配合比设计需要及体积质量换算时有用。为此澳大利亚已将此指标改为实测指标，也有不少国家的标准并无此项指标。同时对国产稠油沥青进行了大量实验表明，如克拉玛依稠油沥青，尽管相对密度小于1.O，但其他性能指标相当好，所以不应该将其作为质量控制指标，故改为实测指标，并按国家标准单位制的统一要求，改为密度。参照日本、澳大利亚等国的标准，温度由25℃改为15℃。
    （5）薄膜加热试验后的质量损失原规定参照日本标准均为0.6％。从多种沥青的试验结果看，一些质量甚好的国内外沥青往往达不到要求。为此，根据AASHTO M 20针入度级沥青标准按不同标号修改为          0.8％～1.5％。对薄膜加热后的15℃延度，要求实测，暂时不提出指标要求，在注中说明，用户如果需要可以向供方提出要求，例如有些地区在进口沥青时要求15℃延度不小于沥青标号，即AH一70不小于70cm，AH一90不小于90cm等。
    （6）粘度是很重要的指标，考虑到目前仪器尚不普及，故在附注中提出了要求。
    （7）溶解度用的溶剂统一规定为三氯乙烯。
    另一方面，我国国产沥青中能符合此要求的沥青品种尚很不足，有些沥青品种，如茂名石化公司用中东原油及胜利原油混合经过丙烷脱工艺处理后，蜡含量仍不能降至3％以下，但15℃延度等指标却能符合要求，在我国南方又无其他沥青来源，因此为了充分利用国产沥青资源，减少进口，规范规定在某些情况下可以放宽蜡含量至4％～5％，15℃延度放宽至 60mm（ AH—50）或 80mm（除AH－50外的其他标号），但应限制其使用条件。
    附录C表C.2的“中轻交通量道路用石油沥青技术要求”即现行**石油化工行业标准SH 0522－92的沥青标准。
    原规范规定的沥青加热温度应随施工工艺而变，在各施工方法中叙述。
4．2．2 沥青标号的选用至关重要。目前由于沥青供应的关系，经常不能按需要使用，在南方需要60号沥青，却供应200号，东北需要140号，却供应100号的情况屡有发生。本条规定可以掺配，但掺配后的质量要求不能降低。另外我国道路所用的沥青基本上是不分上下层均采用同一标号。考虑到上层对抗车撤能力的要求较高，下层对抗弯拉能力要求较高。故提出也可以采用上稠下稀的方式。日本道路公团高速公路设计要领规定的沥青标号对北海道
 
 
的延度以百分数表示，以满足不同的需要。
4．3．3 乳化沥青的应用在品种上应考虑其各自的特点，不要一刀切，阳离子乳化沥青的技术性能好，尤其适用于潮湿矿料及低温气侯，与石料粘附性好，但阴离子乳化沥青与碱性石料粘附性好，且价格较便宜，来源较丰富，尤其是与水泥、石灰、粉煤灰共同使用时宜用阴离子乳化沥青。
4．3．4 我国乳化沥青大部分由道路部门在沥青拌和厂自行制备，这样可以根据需要随制随用，且减少含量近40％的水的运输，制备工艺特别是温度、乳化剂用量均应通过试验确定，本规范数据引自建设部行标CJJ42－91。日本规定乳化沥青用罐装储存时不超过2个月，但需要经常将罐倾倒到防止乳液分离，我国乳化沥青的贮存条件较差，不规定储存期，但应不离析、不冻结、不硬化，并检查储存后的质量有无变化。
 
4．5 煤 沥 青
4．5．1 煤沥青含有致癌物质，在路面使用时易老化，使用寿命较短，在国外用于道路的已越来越少。但在我国仍有较多使用。煤沥青施工时务必注意安全。由于煤沥青老化较快，原规范附表2.3注明它适用于交通量小于500辆／日（BZZ－100）的道路，但现在各种道路的透层中常有应用，故本规范作了适当修改。
4．5．2 附录C表C.5“道路用煤沥青技术要求”是根据冶金部道路用煤沥青行业标准制订的，但冶金部行标中没有T－1～T－4，由于透层及粘层的需要，本规范仍列入了T－1～T－4的标准，各项指标按冶金部行标作了修改。此技术要求与原规范的附表2.3道路软煤沥青技术要求主要有以下修改：
    （1）将游离碳改为甲苯不溶物，要求稍有提高。
    （2）将含酚量改为焦油酸含量，由于含酚量是从中油馏分测得的，焦油酸含量则是从总馏分测得，故其数值较含酚量要大，但规定的限值较原来的规定要严得多。
    （3）含萘量指标稍有提高。
 
4．6 粗 集 料
4．6．2 道路用粗集料规格在原规范即有规定，但由于道路部门自己的采石场甚少，能符合规格的料也不多。本规范对此作了新的规定，一方面将规格作了编号，以S（Stone）打头，分为粗集料（附录C表C.8）与石屑（附录C表C.10），另一方面规定如不符合规格要求，但与其他材料配合后符合要求级配也允许使用，以适应目前生产现状的需要。
    关于石料粒径，本规范采用方孔筛，同时采用圆孔筛并列的过渡办法。
    粗集料规格的制订参考了美国、日本等国外标准作了适当修改。美国规格有一定规律，从1号到10号是基本规格，除了1号是**粗的料与10号是**细的料外，都是隔一个筛号成为一种规格（如37．5～19mm，26．5～13．2mm等），另外有几个号并成一个组合规格，如 467号即为 4号+ 6号+ 7号等。而通过上眼筛孔的质量百分数，基本规格大都为90％～100％，组合规格大部分是95％～100％。日本的粗集料分为单粒径规格，即相邻筛孔成一个规格（如37.5～26.0mm、26.0～19mm等），以及级配碎石规格。但通过上限筛孔的要求均为85％～100％。与此相比，我国原规定上限通过量为 95％～100％，就太严格了，实际生产上也做不到。为此本规范修改为 90％～100％，考虑到粗集料还应适应不同厚度表面处治、贯入式路面的需要，故规格等级将常用的规格均列入了。
4．6．3 关于粗集料的质量要求，原规范以石料等级为主要指标。考虑到饱水极限抗压强度的试验方法复杂，而且对路面工程来说，均使用破碎石料，用压碎值等其他指标更能反映实际情况。国外规范中一般也不采用强度指标，故将其取消。根据19届世界道路会议的调查，洛杉矶磨耗值和压碎值是各国使用**频繁和**合适的指标。对路面使用要求而言，不同的石料品种有不同的要求从道理上说不过去，它只应该与道路等级即与交通荷载的大小与作用次数有关。例如压碎值、洛杉矶磨耗值作为石料性质的综合指标，原规范规定压碎值20～25的石灰岩符合重交通道路要求，但同样压碎值的岩浆岩却只适用于中交通量道路。洛杉肌磨耗值的要求对石灰岩与岩浆岩也差一个等级，这就不合理了。因此本规范对此作了修改，参照近年来各地高速公路招标文件及国外规范的规定，综合提出了附录C表C.8的技术要求。其中磨耗值以洛杉矶磨耗值为准，取消了狄法尔磨耗值并列的办法，其规定值较原规范有些放宽，这是因为试验法中原来为2mm筛，现应使用1.7mm筛。日本道路公团规定＜30％，澳大利亚规定表层    ＜30％，中下层＜35％，同时考虑到各地实际情况决定用＜40％及＜30％。含水率澳大利亚规定＜2％，日本规定＜3％，我国规定＜3％及2％。但由于一些地方如上海、陕西等地反映石灰岩压碎值达到25％有困难，故放宽到28％。对海南等一些地区，玄武岩有较多孔隙，也有类似情况，故视密度规定也适当放宽。但均需经上级主管部门批准。
4．6．5 抗滑表层石料的抗滑性能至关重要，根据“六五”及“七五”国家攻关课题研究成果，规范附录C表C.8增补了磨光值、冲击值等指标。其中磨光值是必须进行的指标。冲击值与压碎值之间有很好的相关关系 （R＝0.94），压碎值＝6.92＋O.65×冲击值，但试验方法简单。以前如公路柔性路面设计规范对同一条道路的不同路段分成一般路段及环境不良路段分别要求，实际上在同一条路上对石料有不同要求，在生产上有困难，不可能执行，这次取消了这一规定。
4．6．6 破碎砾石的破碎面积至关重要，除表面处治目前不便提出要求外，其余均应满足附录C表C8的规定，规定中将原来一个破碎面的集料质量改成破碎面积，这是参照了美国办法修改的。
4．6．7 近年来，各地使用钢渣代替碎石铺筑沥青面层的实例甚多，有关研究专题也经过鉴定。冶金部制订了相应的规范。本规范规定其质量要求不低于碎石质量要求，且对存放期及浸水膨胀率参照日本沥青路面纲要提出了要求，日本规定用于热拌沥青混
 
 
近年来工程实践、招标文件及国外规范制定的。我国历来规定以水洗法小于0.075mm的部分作为细集料中的含泥量，实际上这个定义是不正确的。由于水洗法小于0.075mm的部分实际上不仅仅是泥，有相当一部分是很细的砂，至少这样规定的含泥量不适用于石屑，在石屑中小于0.075mm的矿粉部分含量并不少。国外许多国家通用砂当量或亚甲兰试验评定粘土成分的含量，17届世界道路会议也推荐用砂当量试验评定粘土成分的含量，我国已进口了试验设备进行研制开发，并进行了大量试验，证明此试验法是可行的。为此，本规范作了修改，改用了砂当量试验。表中参照美国等规范的规定，规定值要求不小于60或50。同时，考虑到有个过渡，在注中说明了当有困难时，仍可用水洗法代替，但仅适用于天然砂，此时不再叫含泥量，直接叫小于0.075mm部分含量。
4．7．3 将石屑全部或部分代替砂拌制沥青混合料的做法在我国甚为普遍，这样可以节省造价及充分利用碎石场下脚料，这里应注意的是石屑与人工破碎的机制砂有本质的不同。石屑大部分为石料破碎过程中表面剥落或撞下的棱角，强度很低且扁片含量及碎土比例很大，用于沥青混合料时势必影响质量，在使用过程中也易进一步压碎细粒化，因此国外标准大都有所限制。法国专家来华时看到使用石屑感到很奇怪，日本沥青路面纲要也对配合比设计规定其用量不宜超过砂的用量，根据我国具体情况，首先对高速公路、一级公路沥青混凝土面层及抗滑表层作出了限制。
   
4．8 填 料
4．8．1 矿粉的质量技术要求根据工程实践及国外规范制定，原规范要求亲水系数应小于1.00，仍予保留。矿粉的亲水系数是将通过0.075mm部分各取 5g分别置于水及煤油的量筒中，经24h后观察的体积的比值，要求在水中的体积小于在煤油中的体积，因此明确规定用石灰岩或岩浆岩中的强基性憎水亲油的岩石磨细制备矿粉，对0.075mm通过率国外大都是70％（如美国）或75％（如澳大利亚）。我国相应规定为70％或 75％（附录 C表 C.11）。在欧洲如英国等一些国家，矿粉贯入度试验是用以评定沥青矿粉结合料性能的较好方法。在日本，矿粉应进行塑性指数、遇水膨胀、抗剥离性能、受热变质及流值等多种试验。相比之下，我国对矿粉的技术要求是较少的，主要是对细度作了规定，使用时应重视对矿粉的研究。
4．8．2 矿粉用粉煤灰代替是国内外的研究成果，但粉煤灰的质量随煤的性质及燃烧处理不同也有差异。在粉煤灰化学成分中Si0 2、Al2O 3、   Fe2O3的含量一般达 80％～90％以上，CaO、MgO的含量不足 5％，但含有1％左右的K20、Na20，溶于水后用pH纸检验一般可呈现阳性，这样的粉煤灰是否属于碱性，在定义上有不同看法。总的来说，在使用时应注意粉煤灰的密度较小，细度、比表面的差别也很大，能否使用应经试验确认沥青混合料是否有良好的粘结力和水稳性，目前暂规定仅在二级及二级以下的其他等级公路中使用。