朝克圖

（烏蘭察布市公路工程質量監(jiān)督站，內蒙古 集寧 012000）

1 引言

瀝青混合料路用性能檢測數(shù)據(jù)受室內試驗過程中混合料不均勻、人為誤差、重復性誤差影響，檢測的數(shù)據(jù)處于一個分部區(qū)間。本文引入可靠度理論，將大量的檢測結果運用可靠度理論進行分析，提出凍融劈裂強度比、穩(wěn)定度、小梁彎曲強度等檢測參數(shù)在不同置信區(qū)間下的值，為施工過程中內部控制提出指標要求。

2 原材料

瀝青混合料混合料采用的瀝青為SBS 改性瀝青IC，粗集料為玄武巖，細集料為石灰?guī)r，填料為石灰?guī)r磨細得到的礦粉，上述材料均滿足相關規(guī)范技術要求，具體檢測參數(shù)見表1～表4。

表1 SBS改性瀝青檢測結果

表4 石灰?guī)r細集料各檔密度

3 配合比設計及檢測結果

配合比采用AC-16 的級配，通過率見表5，通過對最佳油石比設計，具體檢測結果見表6。

表5 AC-16試驗級配

表6 混合料各類型體積指標檢測結果

4 瀝青混合料路用性能評價指標的概率分布特征

當前評價瀝青混合料路用性能的指標主要有動穩(wěn)定度、凍融劈裂強度比和小梁彎曲破壞應變三個指標，分別反映混合料的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性及低溫抗裂性。進行混合料高溫性能可靠性的分析，首先需要論證混合料各項路用性能指標的概率分布類型和變異性水平。表7 為前述資料中AC-16 混合料9 個試件的室內車轍試驗、水穩(wěn)定性試驗及低溫彎曲試驗結果，主要針對動穩(wěn)定度指標、凍融劈裂強度比及小梁彎曲破壞應變，試采用夏皮洛－威爾克（Shapiro-Wilk）檢驗法（即W檢驗法）檢驗這三個參數(shù)是否服從正態(tài)分布和對數(shù)正態(tài)分布（顯著性水平α＝0.05）。

表7 AC-16型瀝青混合料主要技術指標試驗結果

這里n＝9，在顯著性水平α＝0.05 時，查相關統(tǒng)計參數(shù)表可知，檢驗統(tǒng)計量W的p分位數(shù)為0.829，故用統(tǒng)計量W作正態(tài)性檢驗的拒絕域為：{W≤0.829}

4.1 動穩(wěn)定度參數(shù)檢驗

①正態(tài)分布假設檢驗。為計算統(tǒng)計量W，通常將檢驗數(shù)據(jù)列成表8所示格式，第五列ak可以查閱相關的統(tǒng)計參數(shù)表而得到。

表8 動穩(wěn)定度參數(shù)正態(tài)分布檢驗計算表

②對數(shù)正態(tài)分布假設檢驗。將動穩(wěn)定度的試驗結果分別取自然對數(shù)（以e=2.71828為底），并按照上述方法計算相應的統(tǒng)計量列于表9。

表9 動穩(wěn)定度參數(shù)參數(shù)對數(shù)正態(tài)分布檢驗計算表

由表9中數(shù)據(jù)可知，檢驗統(tǒng)計量W＞W(wǎng)0.05，樣本落入接受域內，故接受正態(tài)分布和對數(shù)正態(tài)分布假設，即動穩(wěn)定度參數(shù)既符合正態(tài)分布也符合對數(shù)正態(tài)分布。

4.2 凍融劈裂強度比參數(shù)檢驗

①正態(tài)分布假設檢驗。按照上述方法計算相應的統(tǒng)計量列于表10。

表10 凍融劈裂強度比正態(tài)分布檢驗計算表

②對數(shù)正態(tài)分布假設檢驗。將相對變形指標分別取自然對數(shù)（以e=2.71828為底），并按照上述方法計算相應的統(tǒng)計量列于表11。

表11 凍融劈裂強度比對數(shù)正態(tài)分布檢驗計算表

由表11中數(shù)據(jù)可知，檢驗統(tǒng)計量W＞W(wǎng)0.05，樣本落入接受域內，故接受正態(tài)分布和對數(shù)正態(tài)分布假設，即凍融劈裂強度比參數(shù)既符合正態(tài)分布也符合對數(shù)正態(tài)分布。

4.3 小梁彎曲破壞應變參數(shù)檢驗

①正態(tài)分布假設檢驗。按照上述方法計算相應的統(tǒng)計量列于表12。

②對數(shù)正態(tài)分布假設檢驗。按照上述方法計算相應的統(tǒng)計量列于表13。

表12 小梁彎曲破壞應變正態(tài)分布檢驗計算表

表13 小梁彎曲破壞應變對數(shù)正態(tài)分布檢驗計算表

由表12 中數(shù)據(jù)可知，檢驗統(tǒng)計量W＞W(wǎng)0.05，樣本落入接受域內，故接受正態(tài)分布和對數(shù)正態(tài)分布假設，即小梁彎曲破壞應變參數(shù)既符合正態(tài)分布也符合對數(shù)正態(tài)分布。

4.4 概率分布檢驗小結

由上述計算可知，AC-16 改性瀝青混合料路用性能試驗結果進行假設檢驗后發(fā)現(xiàn)：既符合正態(tài)分布，又符合對數(shù)正態(tài)分布，見表14。

表14 檢測參數(shù)變異性及概率分布匯總表（置信度α=0.05）

根據(jù)上述計算數(shù)據(jù)表明：混合料路用性能試驗的指標均是既服正態(tài)分布又服從對數(shù)正態(tài)分布。通過以上試驗數(shù)據(jù)進一步分析了混合料的變異系數(shù)水平。通過查閱相關文獻，得出通過對數(shù)正態(tài)分布的數(shù)據(jù)更加準確，因此項目采用對數(shù)正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進行后續(xù)可靠度分析。試驗結果表明，兩組動穩(wěn)定度指標取對數(shù)以后的變異系數(shù)的平均值為：2.34%，標準差為0.23%；兩組凍融劈裂強度比指標取對數(shù)以后的變異系數(shù)的平均值為：2.72%，標準差為0.71%；兩組小梁彎曲破壞應變指標取對數(shù)以后的變異系數(shù)的平均值為：1.93%，標準差為0.01%；取一倍標準差作為兩個指標變異水平的上下限。為便于工程應用，設定動穩(wěn)定度、凍融劈裂強度比和小梁彎曲破壞應變指標的高、中、低的變異系數(shù)水平，見表15。

表15 AC-16路用性能指標的變異系數(shù)水平（取對數(shù)后）

5 基于概率分布與可靠度理論的瀝青混合料路用性能評價標準

根據(jù)以上的分析，可以計算不同可靠度水平、不同變異水平下，混合料路用性能指標的可靠度系數(shù)K。首先設定不同道路等級的瀝青混合料的高溫性能可靠度水平（見表16）。根據(jù)道路等級的不同，混合料高溫性能可靠度分為三級，分別為95%、90%和85%。

表16 不同道路等級指標的目標可靠度R和可靠性指標β

根據(jù)以上條件，計算不同變異系數(shù)水平下，混合料的路用性能指標的可靠度系數(shù)，見表17。

表17 混合料路用性能指標的可靠度系數(shù)K

由此可以計算出不同可靠度和變異水平下的瀝青 混合料路用性能控制標準，見表18。

表18 不同變異水平下混合料路用性能控制標準

根據(jù)以上分析，根據(jù)路用性能的目標值和可靠度水平、變異水平，提出不同道路等級、不同交通荷載水平下的混合料路用性能指標施工控制值的下限，見表19～表21。

表19 不同等級道路瀝青混合料的動穩(wěn)定度指標

表20 不同等級道路瀝青混合料的凍融劈裂強度比指標

表21 不同等級道路瀝青混合料的小梁彎曲破壞應變指標

表19～表21 中根據(jù)不同交通荷載水平及規(guī)范中氣候分區(qū)的要求，提出動穩(wěn)定度的目標值，依次為2000mm、2400mm和2800次/mm三個等級，凍融劈裂強度比目標值依次為75%、80%兩個等級，小梁彎曲破壞應變目標值依次為2500με、2800με 和3000με 三個等級，然后分別計算得到不同可靠度水平和變異水平的工程控制值，該值為工程控制的下限。在實際工程中建設管理方和設計單位可根據(jù)工程性質、施工單位水平選擇相應的變異水平。

表19中交通量等級按照公路和城市道路兩個標準劃分。對于公路標準，當遇到長大縱坡路段，瀝青混合料的高溫性能要求應提升1～2 等級。例如：某高速公路交通荷載屬于特重三級，該高速公路經(jīng)過山嶺重丘區(qū)，有一段長大縱坡路段，則該路段瀝青混合料的高溫性能要求應按照特重二級或一級考慮。對于城市道路標準，城市道路的特重交通對應于公路的特重交通三級。對于路口和公交車站的位置，混合料的高溫性能要求根據(jù)道路等級相應提高1～2級。如果是快速路或者主干道，提高2級，其余提高1級。

表19～表21 中數(shù)值主要針對上面層瀝青混合料，對于中、下面層可按交通等級降1～2級處理。

6 結語

本文通過將可靠度理論引入到瀝青混合料的路用性能質量控制中，通過對動穩(wěn)定度、凍融劈裂強度及強度比、小梁彎曲微應變三個參數(shù)進行分析，可以得到以下結論：

①AC-16 瀝青混合料的動穩(wěn)定度、凍融劈裂強度及強度比、小梁彎曲微應變既符合正態(tài)分布、又符合對數(shù)分布，可以運用可靠度理論對其進行分析。

②基于對數(shù)正態(tài)分布與可靠度理論提出的瀝青混合料路用性能評價標準，可以顯著降低施工變異性所導致的劣質工程，有效保證工程的整體質量。

③采用可靠度理論提出了內蒙古自治區(qū)瀝青路面路用性能技術指標（高溫性能、水穩(wěn)性能、低溫性能）控制標準。