基于高速公路瀝青路面彎沉檢測溫度修正思路分析

王超

（江西省交通運輸科學研究院有限公司，江西南昌330200）

0 引言

在公路項目建設中瀝青路面工程質量至關重要。作為瀝青路面的主要參數彎沉值數據，與瀝青路面工程質量有一定的聯系。因為彎沉檢測測定是衡量路面承載力的主要依據，因此溫度修正系數計算時需要具備一定的合理性，才能滿足路面工程的需求。就目前現狀看來，現有的瀝青材料對溫度的敏感性非常大，在進行彎沉測定時需要考慮對溫度修正系數的需求進行分析，從而采取有效的基礎方法提升公路項目的建設效果。

1 瀝青路面性能的環境溫度指標

從目前的實際情況分析，我國在進行瀝青性能評價分析環節，只能從路面結構溫度、表面溫度、大氣溫度等方面出發分析。但是結合實際情況展開分析，相同時間段內上述幾個溫度參數都會存在明顯的差異，這些溫度數據的變化能夠體現出環境給路面結構造成的影響，需要從多個方面進行分析。從這一方面分析了解到，不同路面的運行時間上有差異，不同溫度參數指標的應用，需要建立完善的溫度修正模型，以達到運行的標準。在分析溫度修正方面時，應該明確與彎沉值關系最密切的溫度數據，這是必須要考慮的一個問題。因為不同路面的特性有差異，技術指標也會不同，所以要分析不同路面的壽命指標數據，選擇正確的溫度修正模型，掌握不同類型的溫度數據，為路面的質量提升起到積極的作用。很多研究人員通過應用瀝青平均溫度或者路表溫度等參數進行路面結構溫度參數分析，然后就可以進行彎沉溫度修正和分析。但是彎沉是瀝青路面結構整體性的參數標準，與路面整體結構溫度都有著直接的關系，且溫度在路面結構內的分布以梯度的形式存在，滯后性、累計性的特點比較明顯，所以把表溫度或者瀝青層溫度平均作為結構溫度分析，難以達到準確性的要求。當量溫度為路表疲勞損傷的重要原因之一，這是分析瀝青路面使用壽命的重要數據，能夠真實地反映出路面的結構特點。因此，在分析與判斷的環節，要考慮到路面結構形式、材料的特點等因素，選擇使用和彎沉關系最為密切的作為代表溫度，然后建立修正模型[1]。

2 關于瀝青路面實測彎沉值溫度修正的探討

《公路路基路面現場測試規程》（JTG E60—2008）內容分析可知，在承載力檢測過程中，采取貝克曼梁測定方式能夠評定整體路面的承載能力，其中彎沉檢測的溫度設定以20℃作為基礎，當平均溫度在20℃±2℃時，可以不需要進行修正；但在其他溫度測定時，要對彎沉值的溫度進行修正。從目前來說，廣泛應用的溫度修正方式有如下兩種。其一，根據《公路路基路面現場測試規程》(JTG E60—2008)標準要求應用溫度計進行氣溫、路表溫度的檢測，然后統計分析近5 天天氣預報的平均氣溫，然后將上述的溫度作為基礎，考慮到瀝青面層厚度、基層類型等方面進行溫度修正。其二，根據《公路瀝青路面設計規范》(JTGD50—2006)標準的要求，通過應用路表溫度計進行溫度檢測，并且與前5 小時平均氣溫綜合，考慮到瀝青結構的厚度參數，代入計算公式可以確定溫度修正系數，然后進行溫度修正；但是這種方式已經逐步被取代，并且不再應用到實際工程中，只有上海地區依然采用這種溫度修正的方式。比如上海某高速公路項目，需要進行大修作業，車行道翻挖結束后，進行現場重新鋪設施工，根據需要鋪設下面層、上面層、基層等結構，材料性能合格、厚度尺寸滿足工程的要求。在施工結束后，需要進行路面的彎沉性能的檢測，而施工的時間為夏季，施工前5日的平均氣溫為26℃，前5小時平均氣溫為28℃，路面溫度為39℃。按照瀝青面層結構的厚度為12cm 進行計算，數據為表1所示。首先，通過上述兩種溫度修正方式，獲取的修正系數是不同的，而目前很多研究都說明兩種方式的差異，所以本文不再贅述。其次，之前的公路工程的基層主要采用剛性或者半剛性的形式，根據《公路瀝青路面設計規范》(JTGD50—2006)的要求溫度修正不會再計算到基層結構的厚度上，只是計算到瀝青面層的厚度上；但是目前主要應用的是ATB 瀝青穩定碎石結構制作基層，需要綜合分析溫度的影響，所以本文選擇厚度為32cm 的面層計算分析[2]，結果見表1。

表1 夏天以瀝青面層不同厚度計算溫度修正系數

從上述分析發現，按照計算厚度的差異，根據表內的數據進行修正系數分析，其從0.95 下降到0.90，而《公路瀝青路面設計規范》（JTGD50—2006）中修正方法中溫度修正系數從0.75 下降到0.46。查閱相關資料之后可以發現，我國有研究人員對比分析后確定，應用《公路瀝青路面設計規范》（JTGD50—2006）的修正方法數據較為準確，并且試驗之后可以確定瀝青層溫度影響深度可以達到40cm。為了能夠準確地分析冬季相關溫度參數，按照目前的修正系數要求做好計算分析[3]，結果見表2。

表2 冬天以瀝青面層不同厚度計算溫度修正系數

按照《公路路基路面現場測試規程》（JTGE60—2008）方法，溫度修正系數從1.25 增加到1.35，而根據《公路瀝青路面設計規范》（JTGD50—2006）方法計算，確定修正系數從1.31 下降到1.16。此外，按照《公路路基路面現場測試規程》（JTGE60—2008）中，冬季溫度要低于上述溫度的要求，瀝青材料的平均溫度會在0℃以下，這種方法該圖表無法達到要求。從以上數據綜合性分析后，得出的修正系數如表3。

表3 溫度修正系數的比較

3 結論分析

經過上述數據計算分析，《公路路基路面現場測試規程》（JTGE60—2008）計算方法的應用是根據瀝青面層平均溫度20℃作為臨界值，如果瀝青面層溫度超過20℃的情況下，修正系數也會因為厚度的增加而不斷下降；在瀝青面層溫度低于20℃的情況下，修正系數會因為厚度的增加而增加。這兩種變化的瀝青厚度系數增加幅度都不能超過10%，而這一方法在瀝青面層平均溫度不足0℃時，并不能開展修正系數計算，無法計算確定彎沉數據。查圖后獲取相關數據，雖然有瀝青穩定基層的溫度修正系數曲線，并未說明詳細選擇計算厚度，且厚度數據相對較少，人員影響因素也比較大。而《公路瀝青路面設計規范》（JTGD50—2006）中是根據公式計算，把溫度、厚度等參數都帶入到公式內計算，可以防止人為因素干擾存在過大的偏差，溫度修正系數也會因為厚度的增大而下降，且溫度上升，下降的幅度是溫度和厚度升高的趨勢[4]。

但是相關規范卻沒有針對基層材料的使用要求進行說明，其厚度僅僅是按照常規的厚度確定的。這種方式存在局限性，并且在氣溫30℃時兩者材料的減小幅度參數達到38.7%，若瀝青的厚度過大，就會導致修正系數過低，給工程項目的質量造成很大的影響。而且當前的《公路瀝青路面設計規范》（JTGD50—2017）對于溫度的修正系數方法已經將其除去[5]。

4 結語

綜上所述，在溫度修正系數計算環節，目前所選擇應用的兩種方式都有一定的不足之處，計算結果會存在明顯的差異，也會有較大的差距。根據規范化的要求，只有《公路路基路面現場測試規程》（JTGE60—2008）一種溫度修正方法，而上海檢測行業協會應用《公路瀝青路面設計規范》（JTGD50—2006）中的規定開展彎沉溫度修正系數計算，對于是否應該計入ATB 瀝青穩定碎石厚度沒有明確的規定。因此，在選擇使用ATB 瀝青穩定碎石作為柔性材料施工時，溫度敏感性較高，尤其是環境溫度較高的條件下，應該計入瀝青穩定碎石厚度計算確定。厚度參數的選擇，要考慮到不同地區、不同材料配合比數據，結合地區的普遍標準作為基礎選擇確定。