淺析高速公路瀝青路面離析的檢測

敖文飛 王永金

摘 要 高速公路瀝青路面的一些早期破壞現(xiàn)象，都與瀝青混合料的離析有關(guān)。本文結(jié)合多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)簡單的分析了采用視覺觀察法、核子密度儀法、取樣法以及紅外線攝像法等手段進(jìn)行瀝青路面離析的檢測，提出了高速公路瀝青路面離析的指標(biāo)和評(píng)定的建議標(biāo)準(zhǔn)，可用于高速公路瀝青路面施工的質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：高速公路；瀝青路面；離析；檢測；建議

中圖分類號(hào)：TV442+.1；文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ；文章編號(hào)：2095-2104（2013）

公路瀝青路面是我國當(dāng)前較為普遍的路面結(jié)構(gòu)，具有表面平整、堅(jiān)實(shí)、無接縫、行車舒適、耐磨、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡便，能夠吸水，且適宜于分期修建等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。近年來由于受車輛超載、水毀、養(yǎng)護(hù)管理不嚴(yán)的原因，不少路面呈現(xiàn)出開裂、泛油、剝落、車轍等破損情況，正常維修期大大提前，公路行使質(zhì)量降低，直接影響車輛運(yùn)行。

高速公路瀝青路面的一些早期損壞，如由水損害造成的形變和坑槽、網(wǎng)裂、局部泛油、新鋪瀝青路面的構(gòu)造深度不均、橫向裂縫多等等，都與瀝青混合料的離析相關(guān)。下面本文就具體的闡述一下：

瀝青混合料離析可大致分為兩種類型：級(jí)配離析和溫度離析。級(jí)配離析出現(xiàn)時(shí)，瀝青路面上一些區(qū)域粗料集中，另一些區(qū)域細(xì)料集中，使得混合料變得不均勻，級(jí)配及瀝青用量與設(shè)計(jì)不一致，導(dǎo)致路面呈現(xiàn)出較差的結(jié)構(gòu)和紋理特性。一些區(qū)域細(xì)料集中、孔隙率小，可能會(huì)出現(xiàn)泛油、車轍；另一些區(qū)域粗料集中、孔隙率太大，可能會(huì)導(dǎo)致路面水損壞。溫度離析是指瀝青混合料在儲(chǔ)存、運(yùn)輸及攤鋪中受天氣、施工機(jī)械影響，由于熱量損失而出現(xiàn)溫度差異的狀況?；旌狭系臏囟入x析，會(huì)導(dǎo)致路面壓實(shí)度不均勻，溫度較低的區(qū)域，路面的空隙率較大、紋理深度也較大，這些區(qū)域的路面易出現(xiàn)早期損壞。溫度離析造成的后果與級(jí)配離析一樣嚴(yán)重，都會(huì)導(dǎo)致瀝青路面的早期損壞，大大縮短瀝青路面的使用壽命。研究表明，嚴(yán)重離析的路面使用壽命可能會(huì)減少50%以上。目前高速公路瀝青路面的一些早期損壞，如松散、網(wǎng)裂、坑洞、局部嚴(yán)重轍槽、局部泛油、新鋪瀝青路面的構(gòu)造深度不均等，都與瀝青混合料的離析密切相關(guān)。

一、 檢測方法

1、視覺觀察法

視覺觀察法即根據(jù)路面的表觀狀況和調(diào)查者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行離析檢測的方法。這是一種主觀的判別方法，有一定的局限性，只適用于大粒徑及較粗的瀝青混合料，對(duì)于小粒徑和細(xì)級(jí)配的瀝青混合料并不適用。視覺觀察法沒有明確的離析程度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，且不同的調(diào)查者之間有時(shí)會(huì)產(chǎn)生分歧。

采用視覺觀察法對(duì)江蘇省在建的高速公路進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)路面離析現(xiàn)象普遍存在，只是程度不同而已。典型的離析類型有：

（1）卡車末端離析是最常見的離析形式，主要是由于攤鋪機(jī)收斗引起的，在路面上形成規(guī)則的、間隔一致的翼狀離析。離析處攤鋪機(jī)中央?yún)^(qū)域細(xì)料多，比較密實(shí)；攤鋪機(jī)兩側(cè)粗料集中，細(xì)集料、瀝青含量少，空隙率較大，表面紋理很深。特別是采用一臺(tái)攤鋪機(jī)施工的中、下面層，卡車末端離析現(xiàn)象比較普遍。如上面層粒徑?。ˋK13、SMA13）、且采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)施工，則卡車末段離析現(xiàn)象不明顯。

（2）帶狀離析也是比較常見的一種形式，通常出現(xiàn)于攤鋪機(jī)的中央，也有位于邊緣或其它地方。上、中、下面層均有這種情況出現(xiàn)，一些標(biāo)段一直存在帶狀離析。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是攤鋪設(shè)備或攤鋪機(jī)操作的問題，比如熨平板安裝不當(dāng)、螺旋布料器轉(zhuǎn)速不夠、攤鋪機(jī)卡料等。這些現(xiàn)象可以通過設(shè)備的更新與維護(hù)、操作手的培訓(xùn)來消除。

（3）接縫離析在中上面層施工較為常見，由于采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)施工，路中央的縱向熱接縫往往是最薄弱的環(huán)節(jié)。接縫處攤鋪的混合料過多或過少，都會(huì)在接縫處產(chǎn)生離析現(xiàn)象，多了會(huì)形成橋的效應(yīng)，影響接縫兩側(cè)的壓實(shí)，少了接縫處壓實(shí)不足。如果兩臺(tái)攤鋪機(jī)的攤鋪厚度不一致，則接縫處厚度小的一側(cè)不容易壓實(shí)。兩臺(tái)攤鋪機(jī)后面的碾壓溫度差異過大也會(huì)造成接縫離析。此外接縫離析往往會(huì)同卡車末端離析或其它形式的離析形成組合效應(yīng)。由于縱向接縫處位于行車道，輪載作用的次數(shù)多，因此應(yīng)高速重視。

（4）隨機(jī)性離析在施工也時(shí)有發(fā)生。因設(shè)備故障、攤鋪機(jī)停機(jī)、拌合樓生產(chǎn)的混合料波動(dòng)過大、碾壓不及時(shí)等都可能造成隨機(jī)性離析。低氣溫施工隨意停機(jī)或保溫措施不夠往往會(huì)形成這種離析形態(tài)。

2、鉆芯法（取樣法）

通過鉆芯取樣、分析芯樣的材料組成及芯樣密度，以評(píng)定離析的程度。取芯法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)上面層施工一般不允許過多取芯，所以僅在發(fā)現(xiàn)路面明顯離析，才采用此法進(jìn)行調(diào)查。由于路面離析處級(jí)配、瀝青用量、芯樣密度都可能發(fā)生變化，因此三指標(biāo)均可作為離析的評(píng)定指標(biāo)。

另一種方法是在攤鋪機(jī)后面取樣，通過分析混合料級(jí)配、瀝青用量變化來評(píng)定離析的程度。美國許多州規(guī)定，在施工控制中混合料的檢測樣品應(yīng)在碾壓之前，應(yīng)從攤鋪機(jī)后面取樣。這樣可使承包商關(guān)注混合料在拌合、運(yùn)輸、攤鋪整個(gè)過程中的均勻性。連徐高速公路某標(biāo)段采用這種方法進(jìn)行了調(diào)查，分別在兩臺(tái)攤鋪機(jī)的兩翼取樣，做抽提試驗(yàn)，分析級(jí)配、瀝青用量的變化。

3、核子密度儀法

核子密度儀可以檢測路面的密度，根據(jù)檢測路段路面密度的變化范圍，確定該路段離析程度的等級(jí)。核子密度儀是路面無損檢測的重要手段，采用核子密度儀檢測具有快速、簡便，且對(duì)路面無損壞的優(yōu)點(diǎn)。但由于路面離析處粗料集中的地方，級(jí)配偏粗、瀝青用量也偏少，該點(diǎn)的密度值未必會(huì)小，因此核子密度測定儀有可能檢測不出這種離析。

美國一些州制定了核子密度儀檢測離析的方法和標(biāo)準(zhǔn)，不同地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)各異。佐治亞州采用如果密度差異超過0.163g/cm3，就認(rèn)為路面離析?？八_斯州采用在路面上測4條縱向密度線，如果密度差異大于0.08g/cm3或最小值比平均值小0.04g/cm3就認(rèn)為路面離析。愛荷華州采用如果離析處的密度與非離析處的密度之比值在98%～95.1%，就認(rèn)為是明顯離析，如果低于95%就認(rèn)為是嚴(yán)重離析。

4、紅外線攝像法

紅外攝像儀可繪制整個(gè)區(qū)域的熱量分布圖，并可以利用軟件分析熱量分布圖，評(píng)價(jià)溫度離析狀況。紅外攝像儀只能探測到表面及表層的溫度分布情況，紅外攝像儀對(duì)完工后路面的評(píng)價(jià)精確度不夠高，不同紅外攝像儀經(jīng)過標(biāo)定后測定結(jié)果才可用于分析比較。

溫度離析主要在卡車卸完料、攤鋪機(jī)收斗時(shí)出現(xiàn)，上一車的剩料與下一車表面的冷料混合在一起攤鋪，由于這部分冷料粘度大，集聚在攤鋪機(jī)螺旋布料器中央，攤鋪后便在攤鋪機(jī)中央形成明顯的溫度離析帶。

溫度離析的另一種形式為兩幅攤鋪機(jī)銜接不好或碾壓不及時(shí)，先攤鋪的混合料沒有及時(shí)碾壓而在接縫兩側(cè)形成溫度差異。

二、個(gè)人己見

離析的檢測與評(píng)定在國際上尚處于研究階段，本文在借鑒國外研究成果的基礎(chǔ)上，采用視覺調(diào)查法、核子密度儀法及紅外線攝像法，對(duì)高速公路瀝青路面施工中的離析狀況進(jìn)行了大量的調(diào)查，通過分析研究，提出了如下建議：

1、鋪砂法、鉆芯法、核子密度儀法可與視覺觀察法相結(jié)合應(yīng)用于路面離析的無破損檢查與評(píng)定，當(dāng)存在爭議時(shí)可用取芯法做最終的判定。

2、紅外線攝像法在低氣溫施工時(shí)，可用于溫度離析的檢測，以督促施工單位改進(jìn)設(shè)備與工藝。

總之：城市的交通發(fā)展，不應(yīng)只注重追求高速公路總路程數(shù)，更重要的是公路的質(zhì)量和壽命。公路建設(shè)的水平需要與公路的功能相適應(yīng)，其中實(shí)際上包含了難以估量的社會(huì)效益，因此修建壽命長久的瀝青路面的關(guān)鍵在于瀝青混合料檢測，施工過程中應(yīng)該重視對(duì)瀝青混合料離析的有效控制。只有嚴(yán)格控制瀝青路面施工的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，才能發(fā)揮公路的最大效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]李福普，沈金安.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊.人民交通出版社.

[2]中華人民共和國交通部標(biāo)準(zhǔn)-公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范.人民交通出版社.