广西《高速公路RCA复配双改性沥青路面施工技术规程》编制说明

广西地方标准《高速公路RCA复配双改性沥青路面施工技术规程》编制说明项目来源2020年5月，经广西交通运输标准化委员会审查，广西壮族自治区交通运输厅关于下达2020年度广西交通运输标准化项目计划的通知（桂交科教发〔2020〕41号），《高速公路RCA复配双改性沥青路面施工技术规程》标准项目获得广西壮族自治区交通运输厅“2020年度广西交通运输标准化项目”的立项批复，项目编号为2020-0383。编制背景及目的意义根据国家统计局数据表明，截至2019年年底，广西区内高速公路里程突破6000公里，达6019公里，全区111个县（区）已有102个通高速公路，县县通高速率达92%。而根据2018年发布的《广西高速公路网规划(2018-2030年)》显示，未来12年间，将在原规划的基础上新增路线里程6600公里，改扩建里程1400公里，合计新增建设规模8000公里。至2030年，我区高速公路总里程将达到15200公里，面积密度将达到6.4公里/（百平方公里），比原规划的面积密度3.6公里/（百平方公里）提升78%，全区形成“1环12横13纵25联”高速公路网，届时“环广西高速公路”也将形成。由于特殊的地理条件，广西区内大部分公路处于复杂的地质环境当中（丘陵、盆地、高温、多雨），加之过往车辆尤其是重型车辆的数量较多、通过频次较高，在环境温度及车辆荷载的共同作用下，较易产生车辙、推移和水损害等。如果道路施工材料的抗车辙和水稳定性性能不佳，就会加速路面的早期损坏，严重影响行车速度、危及行车安全、加大养护成本、缩短路面使用寿命，由此带来的维修成本、环境污染、交通堵塞等直接和间接经济损失难以估量。在广西区内，规划设计的道路路面多采用沥青路面的结构型式，按照规划的通车里程，高速公路沥青路面建设规模十分可观，任务亦很艰巨。典型的山地丘陵性盆地地貌以及广布的喀斯特地貌条件及重载交通的增加使沥青路面的材料及施工提出面临严峻的考验。在提高沥青路面的耐久性、高强度和稳定性的同时，对进一步提高路面综合性能的要求也显得十分重要和迫切。随着广西区内经济的快速发展，与东盟国际物流贸易往来的频繁，以及构建连接多区域的国际大通道的交通支点，高等级路面承受重载交通压力已成常态。采用复配岩沥青改性添加剂（“RockCompoundedAsphalt”，以下简称“RCA”）铺筑的沥青路面因其与其他类型的岩沥青改性沥青路面相比所需改性剂掺量小，并具有对改性沥青混合料综合性能提升显著、便于施工和质量控制等优势，近几年在高等级路面的建设中得到较多应用。通过在广西区内南宁市外环高速、清川立交、玉湛高速以及云南省的麻昭高速、普宣高速等工程的应用实践可以发现，RCA复配岩改性沥青路面在高温稳定性、低温抗裂性、抗水损坏能力等方面性能优良，在适应广西地区湿热多雨的气候特点，以及当地特殊地形地质条件中表现卓越。实践证明：采用RCA复配岩改性沥青路面既能大大延长道路的使用寿命，减少道路的养护和维修费用，又可间接减少资源的消耗，可较好地满足“构建资源节约型、环境友好型社会”的要求。中华人民共和国交通运输行业标准《沥青混合料改性添加剂第5部分：天然沥青》（JT/T860.5-2014），对用天然沥青作为改性剂所得到的改性沥青的各项技术指标提出了相关要求，而根据该项标准采用天然沥青作为改性添加剂生产出的沥青，其相关技术指标达不到广西区内实际使用的要求，因此不得不从原材料改性和施工方法等技术层面，寻求满足在广西特定的地理条件下沥青性能对道路路面建设的要求。本标准将从广西区道路路面工程建设的环境和特点出发，紧密结合广西丘陵性盆地特点以及交通建设的迫切要求，针对辖区道路交通流量大、车辆荷载较重、公路技术等级要求高、现场施工难度大、建设和维护成本高等特点，依据工程实践，对RCA复配岩改性沥青路面的原材料、RCA掺量、施工技术要求、质量控制等方面提出要求，对于规范复配岩沥青改性沥青路面施工技术在道路路面工程中的应用，促进新型路面材料的推广和应用提供了技术依据。本标准的编制，对于提高广西地区道路路面工程建设技术水平，保证道路路面工程建设质量，降低工程造价和维护成本，延长道路路面的使用寿命，加快推进构建连接多区域的国际大通道建设，助力国家“一带一路”战略的实施等，都具有重要意义。本标准适用于广西区内高速公路RCA复配双改性沥青路面施工，其它公路也可参照使用。项目编制过程成立标准编制工作组广西地方标准《高速公路RCA复配双改性沥青路面施工技术规程》项目任务下达后，广西高速公路投资有限公司成立了标准编制工作组，制定了标准编写方案，明确任务职责，确定工作技术路线，开展标准研制工作，具体标准编制工作由广西大学、广西路冠科技投资发展有限责任公司、广西路建工程集团有限公司、中铁建北部湾建设投资有限公司、中交第一航务工程局有限公司相关人员配合。本技术规程的编写将按照《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》（GB/T1.1-2020）及自治区市场监督管理局地方标准相关规定进行。本标准负责起草单位：广西高速公路投资有限公司。本标准协助起草单位：广西大学、广西路冠科技投资发展有限责任公司、广西交投科技有限公司、广西路建工程集团有限公司、中铁建北部湾建设投资有限公司、中交第一航务工程局有限公司。本技术规程主要起草人：吴忠杰（项目负责人）、孟勇军、谭洪河、赵艳纳、李世文、潘莉娜、盘力宁、张凌、黄瑞彬、刘宇、谭明、容洪流、毛明亮、李晖、覃鹏飞、陆宏新、张坤球、黄耀清、李延强、彭磊、张勇发、韩立刚、曹忠露、勾朝亮。人员组织分工见表1：表SEQ表\*ARABIC1人员组织分工表姓名专业特长学历、职务、职称工作单位项目负责分工吴忠杰路桥工程教授级高级工程师/董事长广西高速公路投资有限公司项目负责人孟勇军路桥工程博士/路桥系副主任/副教授广西大学研究大纲制定，指导试验路铺筑谭洪河路桥工程教授级高级工程师/总经理广西高速公路投资有限公司指导试验路铺筑赵艳纳公路桥梁硕士/高级工程师广西高速公路投资有限公司开展试验路铺筑李世文交通土建总工办主任/高级工程师广西高速公路投资有限公司开展试验路铺筑潘莉娜材料研发学士/董事长广西路冠科技投资发展有限责任公司资料收集盘力宁材料研发学士/总经理广西路冠科技投资发展有限责任公司RCA研发张凌材料应用学士/副总经理广西路冠科技投资发展有限责任公司开展试验黄瑞彬材料应用学士/副总工程师广西路冠科技投资发展有限责任公司开展试验刘宇公路桥梁博士/正高级工程师广西交投科技有限公司指导试验路铺筑谭明公路桥梁硕士/工程师广西交投科技有限公司开展试验路铺筑容洪流路桥工程博士/高级工程师广西大学试验数据分析毛明亮路桥工程硕士研究生广西大学试验数据分析李晖路桥工程硕士研究生广西大学规程起草覃鹏飞路桥工程硕士研究生广西大学规程起草陆宏新路基路面教授级高级工程师/副总经理广西路建工程集团有限公司指导试验路铺筑张坤球桥梁隧道教授级高级工程师/总工程师广西路建工程集团有限公司开展试验路铺筑黄耀清桥梁隧道高级工程师/处长广西路建工程集团有限公司开展试验路铺筑李延强建筑管理高级工程师/项目公司总经理中铁建北部湾建设投资有限公司项目管理彭磊工业与民用建筑高级工程师/项目指挥部指挥长中铁建北部湾建设投资有限公司指导试验路铺筑张勇发项目管理广西分公司总经理/高级工程师中交第一航务工程局有限公司项目管理韩立刚路面材料技术中心副总经理/高级工程师中交第一航务工程局有限公司开展试验验证曹忠露路面材料博士/高级工程师中交第一航务工程局有限公司开展试验验证勾朝亮路桥工程硕士研究生广西大学规程起草收集整理文献资料申请标准立项之前，起草小组成员单位就已具有复配岩改性沥青路面的施工经历，项目组成员有编制相关技术标准的经历，并掌握有一定量的区内外复配岩改性沥青路面的数据资料。标准起草任务下达后，广西高速公路投资有限公司联合广西大学成立规范起草小组，召开了工作会议，就项目前期研究工作分为资料调查与研究、工程案例及数据收集检验、总结完善3个步骤进行：（1）、收集国内外复配岩改性沥青路面技术指标要求、施工工艺和质量控制方法；（2）、针对广西区内外的应用复配岩改性沥青路面施工的工程案例，进行实地调研；（3）、对搜集到的技术资料和工程案例中的控制指标进行分类整理和研究，为下一步的规范研究提供必要的指导和技术支撑。经项目组实地调研的工程案例主要有：广西区内项目包括：南宁市外环绕城高速、清川立交、玉（玉林）湛（湛江）高速；广西区外项目包括：云南省麻昭高速、云南省普宣高速、四川成都第二绕城高速、北京108国道。项目组重点考察了复配岩改性沥青路面施工技术的应用情况、现场材料配合比设计方法、施工工艺和质量控制措施的适用性及可操作性，为起草标准奠定了坚实的技术基础。研讨标准主体内容标准编制工作组在对收集的资料进行整理研究之后，标准编制工作组召开了标准编制会议，对标准的整体框架结构进行了研究，并对标准的关键性内容进行了初步探讨。经过研究，标准的主体内容确定为范围、总则、术语和定义、代号及缩略语、原材料、配合比设计、现场施工、施工质量管理。调研、形成征求意见稿为确保本技术规程的编写工作有序开展，编写工作组在前期大量的研究工作的基础上，于2020年7月完成了《高速公路RCA复配双改性沥青路面施工技术规程》的编制大纲和工作大纲工作。经内部评审讨论，并结合外部评审意见，于2020年9月上旬完成了工作组讨论稿，于9月中旬对讨论稿进行了会审，根据会审意见修改后形成了征求意见初稿，并于12月初对征求意见初稿进行了专家评审，根据专家意见修改后形成了征求意见稿。标准制定原则本标准的编制遵循国家、行业和广西壮族自治区现行有关标准的规定。编写工作组充分调研了国内外及广西地区目前应用复配岩改性沥青路面施工的工程案例、数据资料及研究成果，研究和分析了国内外有复配岩改性沥青路面的发展趋势和新技术的应用状况，以及RCA复配双改性沥青路面对于广西地区地质气候状况及道路交通条件的适用状况。经过编写工作组成员讨论，确定标准编制遵循以下基本原则：科学性原则虽然区内外已有RCA的工程应用案例，标准起草过程中起草小组仍然坚持通过理论分析和试验验证等手段，进一步对影响路面性能的RCA掺量、配合比、混合料拌和及摊铺方法等标准中的给出的所有量化指标，逐一反复进行分析和测试，并根据统计结果找出适宜的量化值，将其固化在标准中。承接性原则本技术规程术语、符号、条文尽量与相应国家、国际、行业和地方标准的规定内容相一致，条文未出现自相矛盾的地方。标准技术内容与国家、国际、行业和地方标准兼容，未出现冲突，保证了一致性。标准技术内容中引用其他标准时，已明确指出所引用标准的内容或名称，增强了标准的可读性和可操作性。可操作性原则本标准中涉及性能测试或工程应用的要求性条款和推荐性条款的表述，均以清晰的逻辑顺序、明确的量化指标和业内通用的测试方法予以表达，既易于设计部门、施工单位和监理部门使用，也使业内现有资源得以充分利用。标准主要内容及依据来源《高速公路RCA复配双改性沥青路面施工技术规程》征求意见初稿内容共分8个章节内容，还包括前言和附录A。第1章规定了标准的范围；第2章列出了本技术规程的规范性引用文件；第3章为高速公路RCA复配双改性沥青路面施工的相关术语及其定义；第4章为高速公路RCA复配双改性沥青路面施工的相关代号及缩略语；第5章为原材料的一般规定和技术要求；第6章为RCA复配双改性沥青混合料的配合比设计方法；第7章为RCA复配双改性沥青混合料现场施工的技术要求；第8章为RCA复配双改性沥青混合料现场施工质量管理。标准名称为保证标准的全面性和针对性，计划申请的标准名称为《高速公路RCA复配双改性沥青路面施工技术规程》。本标准名称一方面界定了其应用范围为广西地区的RCA复配双改性沥青路面，另一方面限定了其应用对象为施工控制技术。范围本技术规程规定了适用对象为广西地区使用RCA复配双改性沥青施工的高速公路、机场、厂矿、港区、长大边坡等高等级路面。目前，虽然我国高速公路里程建设取得瞩目成绩，截至2019年年底，广西区内高速公路建设里程也达6000公里，但无论是国内还是区内，高速公路路网密度都显示出分布不均匀的明显特性。针对《广西高速公路网规划（2018-2030）》新规划8000公里高速公路建设目标，现有施工技术规范很难满足巨大的建设需求。根据国内各区域的实地水文地质及气候特征，国内相关行业标准显然难以做到统一标准，而其它地区的技术标准也均表现出相对区域的不适应性。因施工技术的缺乏而导致整体建设进程的滞后，显然是得不偿失的，鉴于此编制本技术规程，其目的就是为本区提供适应我区气候特征及水文地质特征的高等级路面施工技术，加快促进我区高质量基础设施建设，达到符合安全适用、技术先进、经济合理的要求。术语和定义本标准涵盖了高速公路RCA复配双改性沥青路面施工应用中的各种术语和定义。原材料第5.2条：沥青路面施工前需要对用于施工的全部原材料进行质量确认。RCA作为新型沥青改性添加剂，其性能直接影响到公路路面施工的结果，之前并未有相应的技术文件系统地给出RCA相关的技术指标，本标准以RCA生产企业的产品标准为依据，在试验室测试，以及实体工程应用验证的基础上，对RCA的感官指标和技术要求做出了详实的规定，为了方便利用现有资源对质量指标进行测试，给出了业内常用的测试方法，便于施工单位利用现有资源对原材料进行检测。配合比设计青路面施工原材料的配合比受施工路段的地形地质条件、环境温度、以及路面载荷等诸多因素的影响，是一个与上述因素相关的动态的数值。在传统的施工材料中添加RCA后，选取最佳配合比是公路路面施工获得预期质量结果的关键所在。第6章顺次给出6.1RCA掺入方式、6.2RCA掺量、6.3掺量优化等条款的要求均系根据RCA的性能特点提出。其中，应该提醒标准的使用者注意的是：6.2强调了确定RCA掺量的两个重要原则，一是根据使用层位、费用成本、工程项目所处的地理环境和交通量条件等因素确定；二是要根据已有的工程经验，特别是本地区RCA应用的经验确定。两个原则共同给出了一个最重要的提示：即RCA最佳掺量的确定，取决于具体工程所处的外部条件，以及未来沥青路面的行车荷载情况。故为了保证工程质量，6.3要求在初步选定RCA掺量后，还要以初步选定的掺量值为中心，以0.3%为级差，向增加掺量值方向和减少掺量值方向进行性能试验，以测试改性沥青混合料性能，对测试得到的马歇尔稳定度、低温性能、水稳定性、高温稳定性等结果进行综合分析，优选出最适合当前工程的RCA掺量。第6章中的表4和表5给出了RCA-AC和RCA-SMA混合料的级配范围，这两张表格采用了与以往类似的各级标准中同类表格不同的表达方式：既是为了更清晰地展示表格中数据之间的逻辑关系，也是为了使其符合《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》（GB/T1.1-2020）对表格的规定。第6章中的表6和表7的脚注，是在试验测试基础上，并经实体工程验证，给出的对一些关键参数的测试结果在特殊条件下进行处理的方法或允许的取值范围。动稳定度是我国评价沥青混合料的高温抗车辙能力的关键指标，行业标准给出的试验温度为60℃，压强为0.7MPa。然而在广西区内的实体工程中发现，沥青路面的车辙并非全部产生于行车荷载所导致的路面变形的长期累积，而是由于特殊地形区域路面重载和环境温度的共同作用的结果，因此探讨不同温度、不同压强组合条件下的路面车辙规律具有重要意义。第6章中的表6和表7中所列出的动稳定度，是根据广西区内的典型地形及气候条件、RCA沥青混合料的特点，以及交通状况，分别选择60℃、70℃作为试验温度，选择0.7MPa（标准轴载）、1.0MPa（特重及以上交通荷载）作为压强值，将以上4个数值进行交叉组合（组合方式摘录于第6章中的表6和表7，在编制说明中以表2和表3给出组合示例），按照JTGE20-2011中第3章：T0719给出的方法在试验室进行试验，并结合广西区内南宁市外环绕城高速、清川立交、玉湛高速；云南普宣高速、麻昭高速；北京108国道；四川成都第二绕城高速公路等大量实体工程的数据，得出不同的温度和压强值组合时，对动稳定度的技术要求。在具体的工程施工中，应根据工程实际，从第6章中的表6或表7中给出的动稳定度试验条件，选取恰当的温度和压强值组合，进而得到在该条件下对RCA-AC或RCA-SMA所对应的动稳定度的要求。表SEQ表\*ARABIC2RCA-AC动稳定度技术要求结构层试验项目单位技术要求上面层动稳定度（60℃，0.7MPa）次/mm≥7000动稳定度（70℃，0.7MPa）/（60℃，1.0MPa）次/mm≥5000动稳定度（70℃，1.0MPa）次/mm≥2500中面层动稳定度（60℃，0.7MPa）次/mm≥6000动稳定度（70℃，0.7MPa）/（60℃，1.0MPa）次/mm≥4000动稳定度（70℃，1.0MPa）次/mm≥2000表SEQ表\*ARABIC3RCA-SMA动稳定度技术要求结构层试验项目单位技术要求上面层动稳定度（60℃，0.7MPa）次/mm≥8000动稳定度（70℃，0.7MPa）/（60℃，1.0MPa）次/mm≥6000动稳定度（70℃，1.0MPa）次/mm≥3000中面层动稳定度（60℃，0.7MPa）次/mm≥7000动稳定度（70℃，0.7MPa）/（60℃，1.0MPa）次/mm≥5000动稳定度（70℃，1.0MPa）次/mm≥2500现场施工由于RCA添加的数量，直接决定了复配岩改性沥青路面的质量，因而第7.1.3条要求：RCA投放设备应具有自动称量计量装置，采用密闭输送管直接与拌和锅相连。目的是精确控制RCA的添加量，保证混合料符合设计及实验所确定的配合比。为了取得良好的压实效果，本标准对行业标准中规定的碾压工艺做出了一定的调整。一是在第7章的表9中对复配岩改性沥青混合料施工温度给出了限量值，复配岩改性沥青路面施工过程中要严格温度控制，在规定的温度范围内才能使材料性能得到充分的发挥，进而保证施工质量。二是RCA复配岩改性沥青混合料粘度较高，为保证施工质量，第7章中的表10对施工设备的选取和碾压设备的行进速度给出了适宜的取值范围，施工单位可根据现场情况在取值范围内选取适宜的碾压速度。此外，对碾压次数也作出了规定。施工质量管理验证的主要参数通过马歇尔稳定度试验、车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验等，以获取马歇尔试验稳定度、流值、残留稳定度、冻融劈裂强度比、动稳定度等参数，这些参数是评价沥青混合料性能对路面质量影响的重要依据。试验室验证每一项路面施工工程，在施工前均需按照6.7给出的工艺要求，按照目标配合比设计所确定的参数制备试件，在此基础上根据工程项目的交通荷载、气候条件等情况进行适当调整，作为工程实践的技术依据。本标准所包含的全部技术要求，经试验室多次对按照标准要求制作的试样进行检测，均得到重复性较好的验证结果。实体工程验证标准起草过程中，对拟纳入标准的技术条款、相应的技术指标及参数和施工工艺，在广西南宁外环绕城高速公路、北京108国道、四川成都第二绕城高速公路等典型工程中进行了大量的实地调研和验证，且根据调研和验证得到的数据和经验总结，对标准的相关条款进行了补充完善，并将标准提出的复配岩改性沥青混合料配合比设计方法和路面施工工艺，直接应用于南宁市外环绕城高速、清川立交进行实体工程验证，试验路完工后，对其进行了质量评定和外观定期观测。经评定RCA复配岩改性沥青路面没有出现裂缝、车辙、推挤和拥包、沉陷、坑洞等病害，压实度、平整度、弯沉、抗滑性能等各方面均符合要求，两条道路投入运行以来路面整体状况良好。预期作用和效益预期经济效益分析在公路路面施工中使用RCA复配岩改性沥青路面可在以下几个方面获益实际工程中通过计算并结合工程经验，在公路路面施工中使用RCA-AC或RCA-SMA可分别在使用普通沥青混合料最佳油石比的基础上降低0.4%～0.8%或0.8%～1.2%，沥青混合料的成本可降低10%～15%，对于资金短缺，道路施工任务艰巨的广西壮族自治区可从中直接受益，并将惠及全区诸多贫困地区。RCA在工程应用中，对拌和设备无特殊要求，拌合工艺简单，因而能耗相对较低，且在工程实践中生产成本和维护费用也较低，能较好地满足“构建资源节约型、环境友好型社会”的要求。RCA复配双改性沥青路面的水稳定性和抗车辙性能较好，可有效避免路面的早期损坏，由此在降低路面维修成本、减少环境污染和道路保通等方面，直接和间接经济的收益都非常可观。综上，地方标准《高速公路RCA复配双改性沥青路面施工技术规程》的实施，将获得明显的经济和社会效益。研究成果可直接在提高工程质量、降低造价等方面做出重要贡献，同时可可减轻