論公路工程中的瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

盧愛(ài)軍

摘要：文章結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析瀝青混合料在使用過(guò)程中的技術(shù)要求，并結(jié)合實(shí)際需要提出了相應(yīng)的技術(shù)控制方法。希望本文的分析能夠進(jìn)一步提高檢測(cè)適用性與針對(duì)性。

關(guān)鍵詞：瀝青混合料;試驗(yàn)檢測(cè);公路工程

前言

瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)公路工程瀝青路面質(zhì)量有效控制的重要手段，也是提高公路工程施工管理水平的關(guān)鍵。將瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)合理應(yīng)用于公路工程施工中，可有效確定瀝青混合料路面的壓實(shí)度、平整度及抗滑性能等技術(shù)指標(biāo)，以指導(dǎo)公路工程施工的順利實(shí)施，同時(shí)也可為新材料、新技術(shù)在公路工程施工中的推廣應(yīng)用提供科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)， 進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)公路工程建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展。

1瀝青混合料質(zhì)量要求

1.1承載力。在應(yīng)用瀝青混合料時(shí)，要保證公路路面具有足夠的承載力，防止因交通荷載的反復(fù)作用而破壞路面結(jié)構(gòu)。

1.2抗疲勞性。車(chē)輪荷載的反復(fù)作用，使得瀝青混合料路面長(zhǎng)期處于應(yīng)力應(yīng)變更迭的狀態(tài)，在進(jìn)行路面設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮此方面的因素，從而延長(zhǎng)瀝青路面的壽命。

1.3抗裂性。瀝青路面的良好性能與瀝青混合料的各項(xiàng)指標(biāo)有直接關(guān)系，如抗拉強(qiáng)度、低溫拉伸變形能力。因此，在實(shí)際施工中應(yīng)注意其參數(shù)指標(biāo)的綜合分析，以避免瀝青路面因低溫因素的影響而受到破壞。

1.4穩(wěn)定性。瀝青路面受到高溫影響就會(huì)出現(xiàn)車(chē)轍、壓縮變形、側(cè)向流動(dòng)等現(xiàn)象，因此在實(shí)際施工中應(yīng)控制好瀝青混合料級(jí)配、瀝青結(jié)合料性質(zhì)、路面壓實(shí)度等影響因素，使瀝青路面具有較強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性。

1.5抗滑性。瀝青路面的抗滑性與路面瀝青上面層的間隙率、平整度有直接關(guān)系，而良好的抗滑性是保證瀝青路面車(chē)輛行駛安全的前提，因此要盡量提高瀝青路面的抗滑性。

2瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

2.1馬歇爾試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)。目前，我國(guó)的瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)以馬歇爾試驗(yàn)為主，根據(jù)集料公稱(chēng)最大粒徑是否大于26.5mm，以擊實(shí)法制備標(biāo)準(zhǔn)或大型馬歇爾試件，測(cè)定其密度并計(jì)算空隙率、瀝青飽和度、礦料間隙率等體積指標(biāo)，將試件置于達(dá)到要求溫度的恒溫水槽中放置至規(guī)定時(shí)間，取出后將試件放置于馬歇爾試驗(yàn)儀上進(jìn)行加載，讀取瀝青混合料破壞時(shí)的穩(wěn)定度和流值讀數(shù)，再根據(jù)公式計(jì)算繪制油石比的各項(xiàng)關(guān)系曲線，以用于確定瀝青混合料的最佳配合比。為測(cè)試瀝青混合料的水穩(wěn)定性，可同時(shí)進(jìn)行浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)或真空飽水馬歇爾試驗(yàn)，以進(jìn)一步檢驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)的可行性。

2.2密度試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)。在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)和日常施工過(guò)程中，通常需要對(duì)壓實(shí)瀝青混合料的各種密度進(jìn)行測(cè)定，以計(jì)算空隙率、礦料間隙率等體積指標(biāo)。目前，測(cè)定瀝青混合料毛體積相對(duì)密度和毛體積密度的方法有表干法、蠟封法和體積法，測(cè)定瀝青混合料表觀相對(duì)密度和表觀密度的方法有水中重法，這四種方法用以計(jì)算的試件質(zhì)量都是干燥試件空中質(zhì)量，其主要區(qū)別是用以計(jì)算的試件體積不同。這里，我們著重介紹一下使用較多的水中重法，將擊實(shí)試樣或現(xiàn)場(chǎng)鉆取的芯樣除去表面浮粒，稱(chēng)取空中干質(zhì)量后，放入已調(diào)零的水溫控制在25℃±0.5℃的溢流水箱中，稱(chēng)取水中質(zhì)量，再根據(jù)試件的空中干質(zhì)量和水中質(zhì)量計(jì)算表觀相對(duì)密度和表觀密度。此外，在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)、路況調(diào)查和路面施工質(zhì)量控制時(shí)，還需用真空法測(cè)定瀝青混合料理論最大相對(duì)密度以供計(jì)算空隙率、壓實(shí)度使用。

2.3車(chē)轍試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)。瀝青混合料的車(chē)轍試驗(yàn)檢測(cè)較為簡(jiǎn)單，主要用于瀝青路面上面層瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性測(cè)試，是檢驗(yàn)瀝青混凝土路面動(dòng)穩(wěn)定度和評(píng)價(jià)高溫穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。試驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)首先對(duì)試驗(yàn)輪的接地壓強(qiáng)進(jìn)行測(cè)量，將壓強(qiáng)控制在 0.7Mpa±0.05 Mpa范圍內(nèi)。其次，在60℃±1℃的試驗(yàn)溫度環(huán)境下利用試驗(yàn)輪在試件表面同一軌跡反復(fù)行走，根據(jù)試件的形變數(shù)據(jù)與行走次數(shù)間的關(guān)聯(lián)即可計(jì)算動(dòng)穩(wěn)定度。公路工程瀝青混凝土路面動(dòng)穩(wěn)定度技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)工程所在地七月份平均最高氣溫（℃）及氣候分區(qū)確定，且不同類(lèi)型的瀝青混合料其技術(shù)要求也不盡相同。

2.4低溫性能試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)。瀝青混合料對(duì)溫度很敏感，其使用性能會(huì)受到環(huán)境溫度的影響。當(dāng)溫度降低，其強(qiáng)度和勁度會(huì)顯著增大，但變形能力卻明顯下降，并由此發(fā)生脆性破壞。瀝青混合料低溫性能試驗(yàn)的方法主要有彎曲試驗(yàn)和劈裂試驗(yàn)，分別用以評(píng)價(jià)瀝青混合料的低溫拉伸性能和低溫抗裂性能，采用的試驗(yàn)溫度都是-10℃±0.5℃。通過(guò)對(duì)瀝青混合料低溫性能的檢測(cè)，可根據(jù)其結(jié)果對(duì)配合比進(jìn)行優(yōu)化，有利于路面低溫時(shí)使用性能的改善。

3瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

3.1瀝青混合料配合比檢測(cè)

瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)大致分為三大步驟，即目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段和生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段。首先，在各種原材料檢測(cè)合格的前提下進(jìn)行瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)以確定最佳瀝青用量和最優(yōu)礦料級(jí)配組成，供拌合機(jī)確定供料比例、進(jìn)料速度等參數(shù)使用。其次，根據(jù)初定的目標(biāo)配合比進(jìn)行拌合機(jī)調(diào)試，確定各熱料倉(cāng)的配合比，再按要求同時(shí)進(jìn)行室內(nèi)熱料自拌和拌合機(jī)試拌，通過(guò)兩者的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果綜合確定生產(chǎn)配合比。最后，按生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行拌合樓試拌和現(xiàn)場(chǎng)試鋪，并按要求取樣進(jìn)行室內(nèi)馬歇爾試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，進(jìn)一步驗(yàn)證各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，確定質(zhì)量控制指標(biāo)。需要指出的是，瀝青混合料配合比一旦確定在施工過(guò)程中就不得隨意改變，這也是瀝青路面工程施工能否順利穩(wěn)定實(shí)施的關(guān)鍵。

3.2瀝青混合料施工過(guò)程檢測(cè)

3.2.1瀝青混合料壓實(shí)度的檢測(cè)。瀝青路面施工時(shí)的壓實(shí)質(zhì)量直接關(guān)系到平整度、滲水等其他性能的好壞，進(jìn)而影響到瀝青混凝土的高溫、低溫和水穩(wěn)定性，產(chǎn)生車(chē)轍、裂縫、松散等病害，從而給瀝青路面造成嚴(yán)重的破壞。為了提高瀝青路面的質(zhì)量，就需要在施工時(shí)對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。目前，常用的瀝青路面壓實(shí)度檢測(cè)方法是鉆芯取樣法，即通過(guò)鉆取芯樣測(cè)得的密度與室內(nèi)試驗(yàn)得到的密度之比計(jì)算壓實(shí)度。需要強(qiáng)調(diào)的是不同類(lèi)型的瀝青混合料它的壓實(shí)度檢測(cè)方法也不盡相同，例如高速公路瀝青路面下面層常用的SUP-25型瀝青混合料，其壓實(shí)度需要用鉆取芯樣密度分別與室內(nèi)測(cè)得的馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)密度、旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)密度和真空法測(cè)得的理論最大相對(duì)密度進(jìn)行計(jì)算加以判別。而瀝青路面上面層常用的SMA-13型瀝青混合料則只需要將鉆取芯樣密度分別與室內(nèi)測(cè)得的馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)密度和計(jì)算得到的理論最大相對(duì)密度進(jìn)行計(jì)算加以判別即可。

3.2.2瀝青路面滲水性的檢測(cè)。瀝青路面滲水過(guò)大會(huì)使表層的水滲入基層和路基，在荷載作用下造成路面結(jié)構(gòu)層破壞，影響瀝青路面的水穩(wěn)定性。因此，在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)階段和瀝青路面施工期間都需進(jìn)行成型瀝青混合料的滲水檢測(cè)。目前，我國(guó)常用路面滲水儀進(jìn)行滲水系數(shù)檢測(cè)，用來(lái)判定工程質(zhì)量，指導(dǎo)后續(xù)攤鋪、壓實(shí)施工。路面滲水儀檢測(cè)滲水系數(shù)時(shí)必須將測(cè)試表面清掃干凈，否則雜物的存在會(huì)影響水的滲入。通常，新建路面的滲水檢測(cè)應(yīng)在碾壓成型后12h內(nèi)完成。另外，滲水儀密封效果的好壞也直接影響到試驗(yàn)的成敗，所以一定要選擇密封效果好、路面污染小的密封材料。為了真實(shí)反映測(cè)試位置的滲水狀況，規(guī)定在測(cè)試位置隨機(jī)選取3個(gè)測(cè)點(diǎn)分別測(cè)定，以它們的平均值作為檢測(cè)結(jié)果，與設(shè)計(jì)值作比較來(lái)判斷該處滲水性的優(yōu)劣。

3.3瀝青混合料使用效果檢測(cè)。對(duì)成型瀝青路面進(jìn)行平整度、抗滑性檢測(cè)能夠反映出公路的使用性能。傳統(tǒng)的路面平整度檢測(cè)方法是3m直尺法，該方法存在測(cè)量精度低、人為影響因素大的缺陷，隨著科技的發(fā)展，新型檢測(cè)手段不斷涌現(xiàn)，目前常用的檢測(cè)設(shè)備有連續(xù)式平整度儀、車(chē)載式顛簸累積儀和車(chē)載式激光平整度儀，它們的存在大大提高了測(cè)試精度，保證了檢測(cè)質(zhì)量和效果。同樣，抗滑性能檢測(cè)除了手工鋪砂法外，還可用激光構(gòu)造深度儀、擺式儀、橫向力系數(shù)測(cè)試車(chē)等進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)對(duì)路用性能的檢測(cè)，能夠直觀地反映出瀝青路面的舒適性和安全性。

4.瀝青混合料生產(chǎn)配合比調(diào)整的原則

瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)的目的是確保瀝青混合料的質(zhì)量過(guò)關(guān)。所以，檢測(cè)員需要做好要素控制，遇到問(wèn)題及時(shí)糾偏，保障路面性能足夠應(yīng)對(duì)高溫環(huán)境和穩(wěn)定性需求。

4.1瀝青混合料的穩(wěn)定度與孔隙率都比較低，要最大限度地降低瀝青的使用量，但前提是必須保證瀝青膜厚度達(dá)標(biāo)。

4.2瀝青混合料的穩(wěn)定度能夠達(dá)到要求，但孔隙率比較低，此時(shí)所采取的調(diào)整辦法為：最大限度降低瀝青的使用量或適當(dāng)處理主骨料，以此改善混合料的孔隙率。處理主骨料的方法通常為主骨料篩分法，如果由于骨料級(jí)配中發(fā)生斷檔而造成孔隙率較低，則應(yīng)重新調(diào)整主骨料的級(jí)配，以保證其能夠達(dá)到級(jí)配的要求。

4.3瀝青混合料的孔隙率已達(dá)到要求，但穩(wěn)定度還未達(dá)到要求時(shí)，則應(yīng)分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因。通常發(fā)生這種問(wèn)題會(huì)有以下方面的原因：瀝青混合料的級(jí)配較差，與級(jí)配要求相距甚遠(yuǎn);礦料的強(qiáng)度較低，不能達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn);礦料與瀝青之間缺少粘結(jié)性等。明確發(fā)生問(wèn)題的原因后，可針對(duì)性地采取措施，以保證瀝青混合料的穩(wěn)定度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)語(yǔ)

瀝青混合料質(zhì)量作為保證公路工程施工建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)來(lái)進(jìn)行優(yōu)化控制。為此，我們要加大對(duì)瀝青混合料的檢測(cè)控制，以保證其質(zhì)量達(dá)到預(yù)期。同時(shí)，通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)新技術(shù)的研究與運(yùn)用，從而保證瀝青混合料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)公路工程標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)公路工程建設(shè)整體性能目標(biāo)的提高。

參考文獻(xiàn)

[1]保萬(wàn)鵬.關(guān)于公路工程瀝青路面施工現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)[J].工程技術(shù)：引文版，2016（10）：123.

[2]陳海冬.瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用[J].綠色交通2017; 10：216.

[3]林偉.路基路面工程試驗(yàn)檢測(cè)方法研究[J].低碳世界，2015（35）：144-145.