我國公路工程材料標準化研究

【摘要】本文闡述了國內外公路工程材料標準的現狀，并以常見的水泥混凝土材料標準為例，將國內外公路工程材料標準進行比對分析，指出了我國公路工程材料標準存在的發展不均衡、標準內容不全面、標齡過長等問題，基于此提出構建公路工程材料標準體系的建議，以促進我國公路工程材料標準化的進一步發展。

【關鍵詞】交通運輸；材料；公路工程；標準化

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.05.021

Research on Standardization of Highway Engineering Materials in China

ZHANG Baoping1， WANG Xinran1， XU Binhong2， LI Li2， LI Nan3， TAO Shan1*

（1. China Jiliang University， Hangzhou 310018， China； 2. Hangzhou Cable Co.， Ltd.， Hangzhou 311499， China； 3. Beihai Institute of Standards and Technology， Beihai 536000， China）

Abstract： This article elaborates on the current status of highway engineering material standards at home and abroad. Taking the common standard for cement concrete materials as an example， a comparative analysis of highway engineering material standards is conducted， pointing out the problems of uneven development， insufficient content， and aging standards in China. On this basis， suggestions are made for building a standardized system for highway engineering materials， aiming to promote further development of material standardardization for highway engineering in China.

Keywords： transportation； materials； highway engineering； standardization

公路工程材料泛指大量應用于道路、橋梁等項目中的建筑材料，主要包括土、沙、瀝青、水泥、石灰、外加劑、路面標識材料、結構鋼等[1]。高強度、強穩定性、良好的平整度、一定的抗滑能力是公路工程材料所必須具備的特征。在公路工程中，材料質量直接影響公路的使用效果和使用壽命。

1國內外公路工程材料標準現狀分析

1.1國內公路工程材料標準現狀分析

我國的公路路面主要分為水泥混凝土路面、石板路面、瀝青路面三類。交通運輸部于2011年發布實施了JTG D40—2011《公路水泥混凝土路面設計規范》，對JTG D40—2002進行了一些修訂。例如，增加了許多新的參數和設計值要求，改進了接縫設計及填縫材料的選型，完善了材料設計產生經驗參考值等。我國的公路建設缺乏統一的石料標準，目前僅有DB41/T 1112—2015《高速公路路面石料加工及應用技術規范》可供參考。針對瀝青路面的施工，原交通部發布的JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術規范》將瀝青分為10個子類。然而，該規范并沒有明確規定施工工藝和技術控制要點。因此，對公路工程具體材料的標準進行研究就顯得尤為重要。

1.2國外公路工程材料標準現狀分析

在歐洲，統一的道路設計標準發布以前，大部分歐洲標準都是直接引用某一個國家的現行標準。法國是歐盟的主要國家，所以本文對歐洲公路工程材料標準的研究主要是以法國為主體而展開，從道路設計標準、規范體系構成和特征等方面進行分析[2]。歐洲標準規格分為以下9大類：結構的作用力計算，混凝土結構的計算，鋼結構的計算，鋼、混凝土組合結構的設計與量測，基礎工程的計算，磚石工程結構的計算，地質技術（巖土工程計算原理），抗震結構計算，鋁合金結構的計算[3]。

歐洲標準側重于理論、原理和概念，缺乏具體的設計公式，許多建筑項目都是通過實際操作來計算的。根據歐洲標準，混凝土結構的設計參數主要來自BS 8007：1987《Code of practice for design of concrete structures for retaining aqueous liquids》中的結構設計。

1.3國內外公路工程材料標準對比分析：以水泥混凝土材料標準為例

美國混凝土學會主要從事混凝土結構、性能、施工、檢測和修復等方面的研究工作。目前，美國的400多個關于混凝土的技術規范均出自美國混凝土學會。由于構件的受力狀況不同，需要采用不同名義承載力的折減系數，因而美國采用了較合理的設計值[4]。而中國的混凝土強度設計值比較保守，這是因為國內標準將其納入了較小的數值范圍。雖然國內標準所采用的設計理論和方法已經達到了國際水平，但是美國標準中關于材料強度和彈性模量的計算方法卻更加詳細、合理。具體比較結果如表1所示。美國標準中的耐久性設計在一般設計原則、材料選擇、結構設計等方面都有詳盡的規定和指示。在這一點上，國內的標準還需要改進。具體比較結果如表2所示。

2公路工程材料標準存在的問題

1）公路工程材料標準發展不均衡。標準化建設剛起步時，大家對標準化的認識各不相同，因此標準化實施的深度和實施速度也各不相同[5]。由于缺乏專業的管理機構，我國在早期的標準化工作中未能建立起完善的規劃與施工制度，導致我國公路工程材料標準發展不平衡、內容不全面。在標準級別方面，目前交通運輸標準化信息平臺中所發布的公路工程材料相關標準均為行業標準或地方標準，無國家標準；在標準內容方面，與材料施工和技術相關的標準缺失。

2）公路工程材料標準標齡過長。在交通運輸標準化信息平臺發布的40個標準中，超過5年的標準有28個，占比達到了70%。這些標準對目前公路項目來說，參考價值已經不大。在工標網等信息平臺上發布的與道路材料相關的標準中，標齡超長的標準也占了很大一部分。

3）公路工程材料標準國際化水平低。公路工程標準的整體質量有待進一步提高，許多標準的內容與市場需求不相符，出現了與市場脫節的情況。企業作為經營主體如果不參與標準制定，就會導致標準體系缺乏靈活性和適應性。標準制定需要企業、標準化技術委員會、標準化主管單位等多方共同的努力。

另外，公路工程材料國家標準缺失與標準化專業人才缺乏也是我國道路工程材料標準化過程中亟待解決的問題。

3構建公路工程材料標準體系

2017年，交通運輸部發布了JTG 1001—2017《公路工程標準體系》，從公路建設、管理、養護、運營4個方面科學地構建了公路工程標準體系，規范了公路建設行業。本文將從公路工程材料的分類、設計、運營、檢測、養護修復等方面構建公路工程材料標準體系，使之能與JTG 1001—2017《公路工程標準體系》協調配套使用。

3.1體系構建原則

根據GB/T 13016—2018《標準體系構建原則和要求》，并結合我國公路工程材料發展現狀，明確本次標準體系的模型、分析體系邊界以及體系內部各子體系的層次關系。構建公路工程材料標準體系主要遵循以下4項原則：目標明確，全面成套，層次適當，劃分清楚。

3.2公路工程材料標準體系基本框架

本標準體系分為4個部分：第1部分是基礎類標準，主要為術語、分類標準和安全環保類標準；第2部分是路面材料的通用試驗規范；第3部分是產品標準，產品標準是本標準體系的核心和重點，根據材料的性質、材料的實際工程應用特點分為6個子類；第4部分是公路材料防護修復標準。公路工程材料標準體系框架結構如圖1所示。

3.2.1基礎標準子體系

公路工程材料標準的標準術語及定義應符合JTJ 002—87《公路工程名詞術語》中的相關要求；公路工程中的自然區劃標準分類應符合JTJ 003—86《公路自然區劃標準》的規定，以區分不同地理區域自然條件對公路工程的影響差異；公路工程中的安全環保標準可以參照JTG F90—2015《公路工程施工安全技術規范》、JTG/T 2340—2020《公路工程節能規范》、JTG E42—2005《公路工程集料試驗規程》標準，對公路施工時的環境、作業類型、安全措施等作出規定和要求。

3.2.2通用試驗規范子體系

公路工程材料試驗規范子體系對公路工程材料的試驗方法作出規定和說明。標準JTG E50—2006《公路工程土工合成材料試驗規程》對指導和規范土工合成材料的試驗起到了重要的作用。

3.2.3公路材料產品標準子體系

JTG D40—2011《公路水泥混凝土路面設計規范》對水泥混凝土材料設計標準作出規定。JTG D50—2017《公路瀝青路面設計規范》對瀝青材料設計標準作出規定和要求。

3.2.4公路材料防護修復標準子體系

JTG H10—2009《公路養護技術規范》和JTG 5142—2019《公路瀝青路面養護技術規范》規定了各級公路的養護工作和各類養護工程的具體作業內容。JTG G10—2016《公路工程施工監理規范》規范了公路工程監理工作及參建各方行為，提高了監理工作有效性。JTG 5210—2018《公路技術狀況評定標準》對公路技術狀況檢測評定標準進行了規范，對指導我國公路養護管理工作，提升公路養護管理水平發揮了重要作用。

3.3標準制修訂建議

對現有標準進行收集匯總的基礎上進行研究發現，公路工程材料在某些方面還缺少相關標準，對此本文給出相關標準制修訂建議。具體見表3。

4結束語

公路是國家基礎設施建設的重要組成部分，對國家的基礎建設和經濟發展具有直接影響。在我國積極推進標準化戰略的背景下，通過標準化促進創新、協調、綠色、開放、共享的新發展模式已成為主要趨勢。受這些政策的推動，今后的公路工程材料標準將向著數量更多、質量更高、標準研發能力更強、標準化國際水平更高的方向發展。

【參考文獻】

[1] LEE S W，FISHMAN K L.Waste Products as Highway Materials in Flexible Pavement System[J].Journal of Transportation Engineering，1993，119（3）：433-449.

[2]董官炯，王樹平.美國混凝土協會標準體系淺析[J].四川水力發電，2021，40（6）：107-109.

[3]李保國，靳媛媛.歐洲與我國在高速公路幾何設計方面的異同[J].公路，2011（7）：67-69.

[4]楊曉娟，吉喬偉，陳群，等.歐洲、美國規范混凝土結構裂縫控制方法及其與中國規范的對比研究[J].建筑結構，2020，50（7）：99-106.

[5]李紅軍.公路工程材料標準化現狀及發展趨勢[J].交通世界，2016（33）：112-113.

【作者簡介】

張保平，男，2003年出生，標準化工程專業本科在讀。

通信作者：陶姍，女，1980年出生，副教授，博士后，研究方向為工業標準化，taoshan@cjlu.edu.cn。

（編輯：侯睿琪）