沥青混合料类型选择

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1、沥青混合料类型选择我国高速公路沥青路面早期损坏的原因，就路面本身来说，除了沥青混合料抗水损害能力不足、路面压实度不够外，还有一个致命的原因就是沥青路面结构层厚度与沥青混合料类型选择不匹配，沥青路面结构层厚度至少应为集料最大公称尺寸3倍。我国表面层最常用的AC-16，AK-16或SMA-16，与我国表面层常用的厚度4cm相比，明显过大，从而造成沥青路面混合料容易离析、压实困难、空隙偏大，导致松散、泛油、剥落和坑洞等早期损坏。我国近年来修筑了许多高速公路，而一些高速公路的沥青路面在不同程度上都发现了一些早期破坏，如：松散、泛油、剥落和坑洞等现象，而这些现象的出现的主要原因，就沥青路面本身来说，可归

2、结为沥青混合料抗水损害能力不足、路面压实度不够。我国公路沥青路面施工技术规范规定的水损害指标不足以防止水损害，因为马歇尔密度满足规范要求，路面空隙率仍可能超过8%。如果在马歇尔压实度的基础上规定了空隙率不8%，或者应用了较为科学的水敏感性评价方法，或采取了抗剥落剂的措施，那么是否可能避免这些早期损坏呢？回答是不一定的。因为我国沥青路面早期损坏，还有一个致命的原因就是沥青混合料类型与路面结构层厚度不匹配，由于集料最大粒径过大，公称尺寸集料偏多，因而造成混合料容易离析、压实困难、空隙率偏大，导致松散、泛油、剥落和坑洞等早期损坏。1现状分析公路沥青路面施工技术规范筛孔尺寸/mm31.526.519.

3、016.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC-25100951007590628053754363325225421832132581851337AC-1610095100759058784263325022371628112171548如果说26.5mm和16.0mm为集料最大公称尺寸，按照经验的规定路面结构层最小至小应为集料最大公称尺寸的3倍。也就是说中面层AC-25至少7.5cm，表面层AC-16至少5cm。我国现行高速公路的沥青路面结构层厚度与沥青混合料类别大体有下列几种典型结构，见图1。图1我国现行高速公路沥雷路(1)(2)(3)(4)LH-20

4、5Cm长平-134CmAC-16B4cmAK-133CmLH-306CmAC-205CmAC-256CmAC-205CmLS4012CmAC-256CmAC-256CmAC-307Cm(5)(6)(7)(8)SAC164CmAC-164CmSMA-164CmAK-164Cm中密4CmAC-255CmAC-256CmAC-205Cm粗密6CmAC-257CmAC-258CmAC-306cm图1中的（1）是京津塘高速公路沥青路面结构图。京津塘高速公路沥青路面使用的LH20相当于AC16，京津塘高速公路表面层是5cm。中面层LH30相当于AC25，它的最小厚度应为7.5cm，由于北方雨量少，又是密级

5、配，下面密度稍微差一些也不会象南方出现严重的水损害问题。下面层LS40相当于AC-35，它的最小厚度应是10.5cm。图1（6）为南方某省正在建设的一条高速公路，AC-25沥青混合料的厚度只有5cm，由于集料太大、路面太薄，所以沥青混合料非常容易离析而且不易压实，将来路面很容易受损害。图1中（3）为南方已建成的某高速公路，1996年通车，面层为AC-16B，为多碎石沥青混合料，由于级配远离最大密度线，空隙率较大，通车1年后就有局部水损害现象发生，个别路段中面层的沥青膜剥落殆尽，雨季时路面水损害十分严重。图1中（4）为北方某高速公路，建好不到1年就发生了严重的早期破坏，如果上面层AK13的路而厚

6、度由3cm改为4cm，可能情况就会好很多。除了京津塘高速公路以外，几乎所有高速公路的沥青路面结构层与沥青混合科类型相比，均不能满足集料最大公称尺寸3倍的经验法则。根据调查表明：表面层空隙率在613之间时，是发生水损害最危险的空隙率。因为空隙率大于13时水很容易而走，空隙率小于6时，水不容易流进去；而在这一范围的空隙率是水容易进而不容易出的状态，在行车作用下路面逐步压实，原来联通的空隙不联通了，这些空隙中的水在行车作用下产生空隙水压力，重车再加上超载车多，空隙水压力也大，更容易产生水损害，这也是一些高速公路在建好不久后就出现水损害的原因。2国外状况德国沥青路面修订技术合同条件及及规范（德国交通部

7、公路局）1994年版本中关于承重层（顶层，相当于我国沥青面层三层式的下面层）的混合料采用0/16的沥青混凝土，其铺筑厚度要求5.010cm。其结构层厚度与混合料公称尺寸的比为3.13.8。作为表面层的热拌沥青混合料，铺筑厚度和结构层厚度与混合料公称尺寸比值见表3。表3混合料类型0/16s0/11s0/110/80/5铺筑厚度/cm5.06.04.06.03.54.53.04.02.03.0结构层厚度混合料公称尺寸3.13.83.964.53.24.13.85.04.05.0作为联结层的执拌沥青混合料（相当于我国的中面层热拌沥青混合料）铺筑厚度和结构层厚度与混合料公称尺寸比值，见表4。表4混合料

8、类型0/220/160/11铺筑厚度/cm7.010.04.08.5只用于找平结构层厚度混合料公称尺寸3.24.52.54.3从表3、表4可以看出德国表面层沥青混合料比我国明显要细得多，即使是16mm混合料，最小厚度也是5.0cm，表面层结构层厚度与各种混合料公称尺寸的比值均在35倍左右。澳大利来沥青混合料手册（1995年11月草稿）中规定结构层厚度至少为混合料公称尺寸的2.5倍，以便于压实。澳大利亚的热拌沥青混凝土有下列几种，见表5。表5公称尺寸/mm571014202840典型层厚/mm15202025253535454550100结构层厚度/混合料公称尺寸3.05.02.93.62.53

9、.52.53.22.31.82.5用途用于人行道和居民区中等交通磨耗层重交通磨耗层最常用联结层和基层很少用广泛用于基层从表5中可以看出澳大利亚沥青路面面层最常用的重交通面层为14mm沥青混凝土，其厚度3545mm为公称尺寸的2.53.2倍，其名称为0/14，实际上集料最大公称尺寸为13.2mm，其比值也在2.73.4之间。芬兰沥青规范连续级配热拌沥青混凝上（AC）共有6个类型，表面层：AC8、AC12；联结层：AC16、AC20ACB20、AC25ACB25；下面层：AC20/ACB20、AC25ACB25以及AC32/AC32/ACB32。可以看出芬兰表面层沥青混合料AC8和AC12比我国明

10、显要细得多。美国Superpave建议的混合料类型如表6。表6路面层位集料最大公称尺寸/mm表面层9.512.5联结层1937.5底面层2537.5根据1998年出版的Superpave施工指南的建议，作为经验法则，沥青路面结构层厚度应等于或大于集料最大公称尺寸的3倍，对于粗的混合料，这个比例还应增加。过去最常用的沥青路面结构层厚度的经验规则为2：1，层的厚度为集料最大尺寸的2倍，过去所谓集料最大尺寸是第一个100通过率的筛号。现在新的Superpave，集料最大公称尺寸有明确定义，通常不可能100通过这个尺寸，因此，过去19mm最大尺寸就是现在的12.5mm公称尺寸。因此，可以将过去2：1的

11、最大尺寸可用现在的3：1的最大公积尺寸来替代。但由于我国级配尺寸增加了2个不规范的16mm和31.5尺寸，尤其是16mm尺寸，在使用上造成了极大的混乱。认为16mm的上一级19mm为最大尺寸，按19mm的2倍，4cm厚面层应该说是没有问题的，但是按16cm集料最大公称尺寸的3倍来计算4cm是不够的，问题就出在没有最大公称尺寸的定义，而且级配尺寸不规范。如果我们看规范的尺寸，最大公称尺寸13.2mm的3倍为39.6mm与最大尺寸和最大尺寸19mm的2倍38mm是差不多的，最大公称尺寸25mm的3倍为75mm与最大尺寸37.5mm的2倍也是一样的，但是31.5mm的2倍就只有63mm。AC-25沥

12、青混合料过去一般人认为6cm就够了，这是错误的，这是因为26.5mm的上一档应该是37.5mm，所以结构层厚度至少7.5cm才足够。3结论与建议我国高速公路沥青路面早期损坏现象是普遍的，在某些地方甚至是很严重的。沥青路面早期损坏的原因是多方面的，有材料原因，有施工原因，也有管理方面的原因。一般认为施工引起的原因（如路面厚度不够，压实度不够等）是主要的，因为总可以找到一些施工方面的原因。为什么我们从材料、施工和管理各方面都十分认真，严格按规范要求去做，路面还会发生损坏？美国在二十世纪80年代按规范修筑的路面也发生了许多早期损坏，如车辙、剥落等等，这就是美国为什么会开展美国公路战略研究计划的原因他

13、就是说要从传统的经验规范向性能规范发展。我们应认真学习美国的经验教训，少走弯路。3.1结论沥青路面早期破坏的原因很多，本文提到的沥青路面结构层厚度和混合料类型不匹配，只是其中的一个原因，但这是一个十分重要的原因，应该引起足够的重视。沥青路面结构层厚度与沥青混合料类型应相匹配，还常路面结构层厚度应是集料最大公称尺寸的3倍以上。我国的沥青路面表面层多采用AC-16、AK-16或SMA16，与常用的4cm路面厚度不匹配，是我国沥青路面产生早期破坏的重要原因之一。沥青表面层的功能主要为抗磨耗，因此也称为磨耗层，这一层同时要抗老化。因此可以选用优质沥青和集料，作者的观点是3cm厚度最经济，3cm的面层只能选用集料最大公称尺寸9.5mm的混合料。国外沥青路面表面层的混合料类型明显比我国最常用的混合料要细。世界沥青路面技术日新月异，新材料、新结构、新概念、不断涌现，特别是美国公路战略研究计划（SHRP）的研究成果-Sperpave技术更应引起我们的重视，并认真总结我们的经验教训，将我国沥青路面质量提高到一个新水平。3.2建议（1）建议立即对沥青混合料级配，尤其是对16mm的各种混合料进行深入研究。（2）建议将车辙试验的试件厚度改成4cm，对16cm混合料进行试验看看将会发生什情况。