现行沥青指标体系的不足及对策

【摘 要】文章针对现行沥青指标体系存在的不足，参考国内外最新研究成果，提出了以温度和公路等级为依据的分级标准及与路用性能联系紧密的关键技术指标。 【关键词】沥青；指标；路用性能　 随着国家对基础设施投入的增加，我国的公路建设进入了前所未有的高速发展阶段，促进了经济发展和文化交流。但是在工程实践中也发现了许多问题，其中路面的早期破坏就是突出的一个。许多工程实际都表明采用完全满足现行道路石油沥青技术要求的沥青，路面仍然出现了高温车辙拥抱、低温开裂等破坏，也就是说现行道路沥青规范控制不了沥青的质量。这引起了道路工作者对沥青指标体系的反思并进一步深入地研究，希望提出一个能控制沥青路用性能的新指标体系。 一、现行指标存在的问题 　　现行的“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，对原规范“重交通道路沥青技术要求”修改后提出的。在过去的十年，我国公路建设得到了长足的发展，特别是高速公路大规模地建成通车，再加上轴载的增加、交通量的增大，交通的渠化使得现行的沥青标准已不能满足实际的需要。 二、国内外研究成果分析 　　沥青作为沥青路面最主要的胶结材料在国际上一直受到大家的重视，特别是进入90年代以来出现了研究沥青材料的热潮，许多国家和组织都根据本地区的实际情况相继出台了各种道路石油沥青技术标准。 （一）SHRP沥青胶结料路用性能规范 规范将沥青分为4个等级和21个亚级，高温从52℃~70℃，低温从-10℃～-48℃，每6℃一档。PG表示路用性能，直接采用设计温度表示。例如 PG58-28，表示该沥青适用于路面最高温度不超过58℃、最低不低于-28℃的地区。高温设计温度以一年中连续7天最高路面温度平均值为指标，低温设计温度以年最低路面温度为指标。 （二）加拿大沥青新标准 　　加拿大著名学者Mcleod长期以来对沥青的性能做了深入的研究，提出了温度敏感性PI指标，其次又提出了PVN指标。1990年8月终于形成了国际上第一个以温度敏感性为主要指标的沥青新标准。 （三）壳牌沥青质量控制体系―――QUALAGON 1．反映沥青质量的均匀性，包括低温延度及沥青的渗析试验。 　　2．反映沥青的耐久性。一方面测定沥青自身的老化，RTFOT及实沸点凝胶渗析色谱（TBP-GLC）测定轻质油分的挥发性。另一方面测定沥青混合料回收沥青测定软化点的增加程度。 　　3．反映沥青与集料的粘附性。用沥青混合料真空饱水后的浸水马歇尔试验残留稳定度反映。 （四）中国“八五”专题 　　针对这种情况，我国在“八五”期间确立了国家重点科技项目（攻关）“道路沥青及沥青混合料路用性能的研究”专题。充分吸收国外先进技术，尤其是美国战略公路计划（SHRP）的最新成果，并考虑现状，在对国内广泛使用的七种代表性道路沥青的使用性能进行了深入的研究的基础上，首次提出了道路沥青路用性能气候分区，优选出反映沥青各种路用性能的关键性技术指标，研制了配套的仪器设备及试验方法。 三、对 策 　　制定沥青指标体系的最终目的就是确保沥青能够提供优良的路用性能，若把指标与所要求的路用性能紧密地联系在一起，将有利于沥青的选取和质量的控制。 （一）温度敏感性 　　最常用的表征沥青材料感温性的方法有针入度-温度指标法（PTI）、粘度-温度指数法（VTI）、针入度指数法（PI）及针入度-粘度指数法（PVN）。我国“八五”专题通过对七种国产代表性沥青用各种试验方法做了比较，提出了以温度敏感性作为沥青性质之本的技术指标体系。对PI、PVN、 VTI、CI等指标进行比较后选择了针入度指数PI作为温度敏感性指标。但这PI并不是由25℃针入度和软化点来表达的，而是由25℃、15℃、30℃ （或5℃）等三个以上温度下的针入度P，按logP=AT+K式回归求得系数A，为提高试验精度，要求相关系数R不低于0.995。 　　针入度指数PI=（20-500A）/（1+50A） （二）高温稳定性 　　在SHRP规范中，用控制沥青材料的动态剪切柔量倒数G*/sinδ的大小来保证高温时抵抗永久变形的能力。考虑到我国的经济实力及规范的延续性，决定依旧采纳软化点作为控制高温性能的指标。但是由于沥青蜡含量的影响，在软化点试验中，试样在升温的同时，蜡处于结晶融化成液体的阶段，无疑是要吸收一部分熔解热，使得测得的软化点偏高，因此必须修正。 （三）低温抗裂性 　　在许多国家的沥青标准中，沥青低温开裂性能指标采用了弗拉斯脆点指标。但是用脆点评价沥青的低温性能有严重的缺点，试验重复性较差，试验用的刚片刚度不一，试件制备和降温条件各异都对试验结果产生影响。我国沥青中含蜡量高的沥青脆点测定值虽低，但实际抗裂性能却不好，这表明用实测的弗拉斯脆点不适宜评价沥青的抗裂性能，其原因是沥青中蜡的影响。 （四）抗老化能力 　　SHRP规范中首次提出了沥青在道路使用过程中的长期老化，引起了各国道路工作者的注意。在我国由于受经济条件的制约，不可能大规模引进压力老化试验设备，自己研制开发又需要一定的时