各国浇筑式沥青混凝土规范对比

(重庆交通大学土木学院 重庆 404100)

一、引言

浇注式沥青混凝土起源于欧洲，其设计方案主要分为两类：一类是沥青玛蹄脂混合料(MA)[1]，英国于1890年最早采用该技术修建Forth桥，建成后出现纵向开裂病害，20世纪50年代对MA技术展开广泛研究[2]，并应用于Severn、Humber等钢桥，取得良好使用效果[3]；另一类是高温拌和式浇注式沥青混合料(GA)，德国于1917年最早将其应用于建筑物防水层，随后拓展至钢桥面铺装、市政工程等领域，其使用性能表现优异，典型代表为Oberkasseler、Zoo等钢桥[4]。日本于1956年引进德国GA，改进了相应技术及材料组成，将其应用于大跨径钢桥修建中，其中因岛大桥、大岛大桥等早期修筑的钢桥出现了纵向和不规则裂缝病害，后期修建的明石海峡大桥、多多罗大桥等在通车后则运营良好[5]。与国外相比，我国于1997年引进浇注式沥青混凝土，研究起步较晚，且交通量、施工环境等条件复杂[6]，因此最初引入时出现了较多问题，其中青马大桥和江阴大桥通车后均产生了不同程度开裂、鼓包、车辙等病害[7]。在吸取国内外研究成果的基础上，我国于2006年出台《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》，对浇注式沥青混凝土性能控制指标及要求作出了具体规定。但是在实际应用中，由于地域、气候和工程情况等因素制约，现有规范还存在着一定局限性，难以较全面评价浇注式沥青混凝土性能，需要进一步确定性能控制指标及要求范围，完善质控体系及相关设计和施工规范。

因此，本文全面梳理并对比评价国内外浇注式沥青混凝土相关规范要求，从而为浇注式沥青混凝土相关规范修订和完善奠定基础，为工程质量控制提供保障。

二、各国浇筑式沥青混凝土规范对比与评价

(一)沥青

根据各国浇注式沥青混凝土相关规范调查结果，对混合沥青技术指标要求进行汇总后可知：①德国规范从温度敏感性、高温性能及溶解性3方面对混合沥青进行控制，且针入度变化范围较大(29～92mm)；英国标准中浇注式混合沥青有3种标号，且3种混合沥青除针入度外其他技术指标要求均相同；日本铺装纲要和我国施工技术指南均对混合沥青高、低温性能，溶解性等有要求，且我国施工技术指南对混合沥青含蜡量也作出了明确规定。②德国、日本和中国对混合沥青软化点均有要求，其中德国要求最低，日本次之，我国对其要求最高。③各国均对溶解度进行了规定，其大小为英国<日本<德国<中国；日本和我国均对混合沥青密度有规定，二者相差不大，都要求大于1；英国和日本对混合沥青老化性能有规定，英国用蒸发损失量、针入度降低值来表征，日本仅给出蒸发损失量要求；我国和日本均对混合沥青闪点有规定，下限为240℃。④我国对混合沥青低温性能也作了相应规定，以10℃条件下的延度来表征；日本规定了混合沥青25℃延伸量值；英国混合沥青灰分含量要求较高，其溶解度要求较低。

(二)集料与矿粉

德国、日本对浇注式沥青混凝土集料与矿粉无特别要求。英国规范对预拌碎石压碎值、针片状含量及磨耗值有规定，与我国集料差异较大，不做具体对比。我国浇注式沥青混凝土用集料与矿粉，较普通沥青混凝土有一定差别，具体如下：①集料前期处理方法。浇注式沥青混凝土粗集料应高温烘干(一般为300℃左右)后，进行压碎值等指标检验。②矿粉0.075mm筛孔通过率控制。普通沥青混合料矿粉中对0.075mm筛孔通过率要求最小为75%，浇注式沥青混凝土中对0.075mm筛孔通过率要求较高，最小为80%，其对矿粉质量要求更高。

(三)级配

根据各国浇注式沥青混凝土相关规范调查结果，对各国GA-10级配进行修正及汇总分析后可知：①各国浇注式沥青混凝土所用集料最大粒径一般小于或等于13.2mm，粗集料、细集料和填料含量差别不大，粗集料含量约为25%，细集料含量约为50%，填料含量约为25%，同时级配组成决定了混合料结构类型——密实悬浮结构。②各国级配范围存在一定差异，但是德国、日本级配范围基本上均在我国级配范围之内，主要是由于我国幅员辽阔，混合料级配需要适合各地气候条件，因此其范围较广。③英国MA与德国、日本和我国GA存在本质区别：MA中粗集料没有相对严格的级配要求，即在大颗粒范围内不使用分等级颗粒，几乎是单粒径碎石；GA中粗集料对各筛孔通过率均有严格要求。

三、结语

浇注式沥青混凝土具有优良的防渗、抗老化和抗疲劳性能，是近年来钢桥面铺装中主流材料之一，正逐渐在大跨径钢桥面铺装中得到广泛应用。但到目前为止，诸多实体工程经验表明，浇注式沥青混凝土钢桥面铺装在保证优异性能的同时，仍存在着一些缺陷与不足，例如结构受外界环境温度影响较大、桥面积雪结冰现象严重等，因此需要选择合适改良方法，研发出可有效降低温度敏感性、解决桥面冰雪病害、加强工程质量控制的新型钢桥面铺装结构及相应技术，使浇注式沥青混凝土路用性能得到进一步提高。此外，还需充分借鉴更多国内外实体工程经验和研究单位成果，建立起一套适合我国不同地域、多种地区的浇注式沥青混凝土性能评价体系，实现浇注式沥青混凝土工程性能综合评价，从而推动浇注式沥青混凝土钢桥面铺装技术应用与发展。