各國澆筑式瀝青混凝土規(guī)范對比

(重慶交通大學(xué)土木學(xué)院 重慶 404100)

一、引言

澆注式瀝青混凝土起源于歐洲，其設(shè)計方案主要分為兩類：一類是瀝青瑪蹄脂混合料(MA)[1]，英國于1890年最早采用該技術(shù)修建Forth橋，建成后出現(xiàn)縱向開裂病害，20世紀(jì)50年代對MA技術(shù)展開廣泛研究[2]，并應(yīng)用于Severn、Humber等鋼橋，取得良好使用效果[3]；另一類是高溫拌和式澆注式瀝青混合料(GA)，德國于1917年最早將其應(yīng)用于建筑物防水層，隨后拓展至鋼橋面鋪裝、市政工程等領(lǐng)域，其使用性能表現(xiàn)優(yōu)異，典型代表為Oberkasseler、Zoo等鋼橋[4]。日本于1956年引進德國GA，改進了相應(yīng)技術(shù)及材料組成，將其應(yīng)用于大跨徑鋼橋修建中，其中因島大橋、大島大橋等早期修筑的鋼橋出現(xiàn)了縱向和不規(guī)則裂縫病害，后期修建的明石海峽大橋、多多羅大橋等在通車后則運營良好[5]。與國外相比，我國于1997年引進澆注式瀝青混凝土，研究起步較晚，且交通量、施工環(huán)境等條件復(fù)雜[6]，因此最初引入時出現(xiàn)了較多問題，其中青馬大橋和江陰大橋通車后均產(chǎn)生了不同程度開裂、鼓包、車轍等病害[7]。在吸取國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，我國于2006年出臺《公路鋼箱梁橋面鋪裝設(shè)計與施工技術(shù)指南》，對澆注式瀝青混凝土性能控制指標(biāo)及要求作出了具體規(guī)定。但是在實際應(yīng)用中，由于地域、氣候和工程情況等因素制約，現(xiàn)有規(guī)范還存在著一定局限性，難以較全面評價澆注式瀝青混凝土性能，需要進一步確定性能控制指標(biāo)及要求范圍，完善質(zhì)控體系及相關(guān)設(shè)計和施工規(guī)范。

因此，本文全面梳理并對比評價國內(nèi)外澆注式瀝青混凝土相關(guān)規(guī)范要求，從而為澆注式瀝青混凝土相關(guān)規(guī)范修訂和完善奠定基礎(chǔ)，為工程質(zhì)量控制提供保障。

二、各國澆筑式瀝青混凝土規(guī)范對比與評價

(一)瀝青

根據(jù)各國澆注式瀝青混凝土相關(guān)規(guī)范調(diào)查結(jié)果，對混合瀝青技術(shù)指標(biāo)要求進行匯總后可知：①德國規(guī)范從溫度敏感性、高溫性能及溶解性3方面對混合瀝青進行控制，且針入度變化范圍較大(29～92mm)；英國標(biāo)準(zhǔn)中澆注式混合瀝青有3種標(biāo)號，且3種混合瀝青除針入度外其他技術(shù)指標(biāo)要求均相同；日本鋪裝綱要和我國施工技術(shù)指南均對混合瀝青高、低溫性能，溶解性等有要求，且我國施工技術(shù)指南對混合瀝青含蠟量也作出了明確規(guī)定。②德國、日本和中國對混合瀝青軟化點均有要求，其中德國要求最低，日本次之，我國對其要求最高。③各國均對溶解度進行了規(guī)定，其大小為英國<日本<德國<中國；日本和我國均對混合瀝青密度有規(guī)定，二者相差不大，都要求大于1；英國和日本對混合瀝青老化性能有規(guī)定，英國用蒸發(fā)損失量、針入度降低值來表征，日本僅給出蒸發(fā)損失量要求；我國和日本均對混合瀝青閃點有規(guī)定，下限為240℃。④我國對混合瀝青低溫性能也作了相應(yīng)規(guī)定，以10℃條件下的延度來表征；日本規(guī)定了混合瀝青25℃延伸量值；英國混合瀝青灰分含量要求較高，其溶解度要求較低。

(二)集料與礦粉

德國、日本對澆注式瀝青混凝土集料與礦粉無特別要求。英國規(guī)范對預(yù)拌碎石壓碎值、針片狀含量及磨耗值有規(guī)定，與我國集料差異較大，不做具體對比。我國澆注式瀝青混凝土用集料與礦粉，較普通瀝青混凝土有一定差別，具體如下：①集料前期處理方法。澆注式瀝青混凝土粗集料應(yīng)高溫烘干(一般為300℃左右)后，進行壓碎值等指標(biāo)檢驗。②礦粉0.075mm篩孔通過率控制。普通瀝青混合料礦粉中對0.075mm篩孔通過率要求最小為75%，澆注式瀝青混凝土中對0.075mm篩孔通過率要求較高，最小為80%，其對礦粉質(zhì)量要求更高。

(三)級配

根據(jù)各國澆注式瀝青混凝土相關(guān)規(guī)范調(diào)查結(jié)果，對各國GA-10級配進行修正及匯總分析后可知：①各國澆注式瀝青混凝土所用集料最大粒徑一般小于或等于13.2mm，粗集料、細(xì)集料和填料含量差別不大，粗集料含量約為25%，細(xì)集料含量約為50%，填料含量約為25%，同時級配組成決定了混合料結(jié)構(gòu)類型——密實懸浮結(jié)構(gòu)。②各國級配范圍存在一定差異，但是德國、日本級配范圍基本上均在我國級配范圍之內(nèi)，主要是由于我國幅員遼闊，混合料級配需要適合各地氣候條件，因此其范圍較廣。③英國MA與德國、日本和我國GA存在本質(zhì)區(qū)別：MA中粗集料沒有相對嚴(yán)格的級配要求，即在大顆粒范圍內(nèi)不使用分等級顆粒，幾乎是單粒徑碎石；GA中粗集料對各篩孔通過率均有嚴(yán)格要求。

三、結(jié)語

澆注式瀝青混凝土具有優(yōu)良的防滲、抗老化和抗疲勞性能，是近年來鋼橋面鋪裝中主流材料之一，正逐漸在大跨徑鋼橋面鋪裝中得到廣泛應(yīng)用。但到目前為止，諸多實體工程經(jīng)驗表明，澆注式瀝青混凝土鋼橋面鋪裝在保證優(yōu)異性能的同時，仍存在著一些缺陷與不足，例如結(jié)構(gòu)受外界環(huán)境溫度影響較大、橋面積雪結(jié)冰現(xiàn)象嚴(yán)重等，因此需要選擇合適改良方法，研發(fā)出可有效降低溫度敏感性、解決橋面冰雪病害、加強工程質(zhì)量控制的新型鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)及相應(yīng)技術(shù)，使?jié)沧⑹綖r青混凝土路用性能得到進一步提高。此外，還需充分借鑒更多國內(nèi)外實體工程經(jīng)驗和研究單位成果，建立起一套適合我國不同地域、多種地區(qū)的澆注式瀝青混凝土性能評價體系，實現(xiàn)澆注式瀝青混凝土工程性能綜合評價，從而推動澆注式瀝青混凝土鋼橋面鋪裝技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展。