公路施工中的路面現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

摘要 公路路面現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)能夠保證路面的使用性能，提升公路的服務(wù)質(zhì)量。根據(jù)公路施工規(guī)范要求在路面施工過(guò)程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，以廣東省五華縣國(guó)道G238線路面改造工程公路為調(diào)查對(duì)象，根據(jù)工程概況確定公路路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)項(xiàng)目及技術(shù)指標(biāo)。研究路面施工前原材料檢測(cè)、施工中路面承載力檢測(cè)、施工后路面使用性能檢測(cè)，得到路面現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)在公路施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 公路工程;路面;試驗(yàn)檢測(cè)

中圖分類號(hào) U416.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）11-0160-03

引言

公路路面現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)是公路服務(wù)使用質(zhì)量的保證。根據(jù)公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)規(guī)范要求對(duì)公路施工全過(guò)程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)[1]。按照公路工程路面施工過(guò)程劃分，可以劃分為施工前的原材料檢測(cè)、施工中的承載能力檢測(cè)以及施工后的路用性能檢測(cè)[2]。按照公路工程路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)指標(biāo)可以分為路面壓實(shí)度檢測(cè)、路面厚度檢測(cè)、路面平整度檢測(cè)以及抗滑性能檢測(cè)等[3]。公路工程路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)貫穿于公路施工的全過(guò)程，同時(shí)公路工程路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)保證了公路安全[4]。以廣東省某公路為調(diào)查對(duì)象，依據(jù)工程概況制定相應(yīng)檢測(cè)方案確定檢測(cè)技術(shù)與檢測(cè)指標(biāo)，將整體項(xiàng)目按照施工過(guò)程進(jìn)行劃分，分為施工前、施工中以及施工后，研究公路工程路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)在施工過(guò)程中的應(yīng)用。

1 公路路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)試驗(yàn)方案確定

在公路工程路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中，試驗(yàn)方案的制定是檢測(cè)準(zhǔn)備中的重要環(huán)節(jié)。依據(jù)工程概況，確定公路路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)指標(biāo)，確定檢測(cè)項(xiàng)目。根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)目合理安排檢測(cè)時(shí)間及檢測(cè)順序，在保證施工的前提下提高檢測(cè)效率，節(jié)省檢測(cè)時(shí)間。

1.1 工程概況

五華縣國(guó)道G238線路面改造工程設(shè)計(jì)全長(zhǎng)16 km，根據(jù)設(shè)計(jì)要求公路路面類型選用瀝青路面，路面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該路段公路設(shè)計(jì)服務(wù)使用年限為12年，設(shè)計(jì)年交通量增長(zhǎng)率為7%。通過(guò)對(duì)該公路段交通量進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果為小客車2 413輛/晝夜，大型客車87輛/晝夜，大型載貨汽車388輛/晝夜，中型載貨汽車660輛/晝夜。根據(jù)交通量調(diào)查結(jié)果表明該路段交通量較大，且多為重載交通，在進(jìn)行公路工程路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)要考慮路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與行車舒適性。

1.2 公路工程路面質(zhì)量要求

根據(jù)工程概況可得，該高速公路段路面采用細(xì)粒式SBS改性瀝青混凝土上面層、中粒式改性密集配瀝青混凝土下面層，且該公路段交通量較大，重載交通嚴(yán)重。根據(jù)公路工程施工規(guī)范可得公路路面必須具有一定的強(qiáng)度、耐久性、溫度穩(wěn)定性。

（1）路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。公路工程路面強(qiáng)度的保證來(lái)自路面結(jié)構(gòu)的承載能力，該路段公路大型車輛交通量大，重載交通嚴(yán)重，易出現(xiàn)裂縫類病害。路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度源于材料設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量。材料設(shè)計(jì)時(shí)瀝青材料與集料填料的選擇決定了瀝青路面的材料強(qiáng)度。在施工過(guò)程中，瀝青面層的壓實(shí)質(zhì)量同樣影響了路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

（2）耐久性。該公路段位于廣東省五華縣，全年平均氣溫較高且雨熱同期。瀝青路面耐久性決定了路面抵抗自然風(fēng)化的能力，在進(jìn)行公路工程路面現(xiàn)場(chǎng)原材檢測(cè)時(shí)，要著重考慮瀝青的選擇，瀝青材料的抗老化性能決定了材料結(jié)構(gòu)的耐久性。在施工過(guò)程中需要對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)的回彈模量進(jìn)行檢測(cè)，回彈模量代表了瀝青路面的耐久性以及抗疲勞性能。

（3）水穩(wěn)定性。該公路段所在區(qū)位夏季多雨，在公路路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，需要對(duì)路面結(jié)構(gòu)的抗水損害能力進(jìn)行檢測(cè)。在雨季時(shí)，降雨到達(dá)路面，按照公路路面設(shè)計(jì)規(guī)范，公路壓實(shí)度需達(dá)到96%以上，表明路面結(jié)構(gòu)不透水，如果路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部浸水易造成瀝青路面早期損害。

（4）路用性能。路用性能代表了該公路段路面使用質(zhì)量，路用性能包括平整性、抗滑性、高溫穩(wěn)定性以及低溫抗裂性。路用性能評(píng)價(jià)了公路路面的通行程度以及行車舒適性，針對(duì)重載交通嚴(yán)重的現(xiàn)象需要重點(diǎn)檢測(cè)材料結(jié)構(gòu)的高溫溫度性。并且該公路段交通量較大，需要保證車輛通行的安全性，由此必須對(duì)公路路面平整度、抗滑性能進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)在公路路面施工過(guò)程中已產(chǎn)生早期損害，需要對(duì)路面損害進(jìn)行檢測(cè)，確定養(yǎng)護(hù)方案，提高公路路面服務(wù)使用年限。

1.3 公路路面檢測(cè)方案制定

根據(jù)廣東省五華縣國(guó)道G238線路面改造工程概況及公路工程路面質(zhì)量要求進(jìn)行檢測(cè)方案制定。按照公路工程施工過(guò)程，將該公路段路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分為施工前、施工中、施工后三階段進(jìn)行。具體實(shí)施檢測(cè)項(xiàng)目、指標(biāo)如表1所示。

根據(jù)該公路段施工過(guò)程，將公路路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分階段進(jìn)行。施工前對(duì)瀝青路面原材料進(jìn)行檢測(cè)，包括瀝青材料、集料填料，施工中主要對(duì)瀝青混合料進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)檢測(cè)以及路面尺寸控制檢測(cè)，施工后對(duì)公路路面結(jié)構(gòu)整體性能進(jìn)行檢測(cè)，包括壓實(shí)度、承載能力、平整度、抗滑性能、滲水系數(shù)以及表觀損害進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。保證公路路面使用質(zhì)量。

2 公路工程路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)

根據(jù)廣東省五華縣國(guó)道G238線路面改造工程路面檢測(cè)方案，對(duì)該公路路面進(jìn)行檢測(cè)。按照施工過(guò)程，進(jìn)行分階段檢測(cè)。

2.1 施工前檢測(cè)

（1）瀝青材料。瀝青材料選用改性瀝青。通過(guò)對(duì)瀝青材料的針入度（25 ℃，5 s，100 g）、軟化點(diǎn)、延度（5 ℃，5 cm/min），以及瀝青薄膜厚度（163 ℃、75 min）進(jìn)行試驗(yàn)。用于評(píng)定瀝青材料的黏性、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性以及瀝青材料的抗老化性能，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

（2）集料填料。集料填料的選擇決定了密集配AC-13C混合料的強(qiáng)度，依據(jù)該公路段路面結(jié)構(gòu)，路面磨耗層厚度為4 cm。確定層厚范圍后，根據(jù)粗集料技術(shù)規(guī)范要求，粗集料最大粒徑小于等于20 mm。路面磨耗層材料為連續(xù)級(jí)配骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，是指此結(jié)構(gòu)具有較多數(shù)量的粗集料開(kāi)成空間骨架，同時(shí)又有足夠的細(xì)集料可填滿骨架的空隙。這種結(jié)構(gòu)的瀝青混合料具有較高的黏聚力和較高的內(nèi)摩阻角，是瀝青混合料中最理想的一種結(jié)構(gòu)類型。棱角分明且壓碎值符合要求的堿性集料，選擇酸性集料會(huì)影響瀝青與集料之間的吸附性。細(xì)集料按照超薄抗滑層技術(shù)要求，故選擇壓碎值與含泥量滿足規(guī)范要求的機(jī)制砂即可。礦粉作為路面磨耗層混合料的填料，主要作用是瀝青與礦粉拌合形成瀝青膠漿在堿性條件下，集料與瀝青之間產(chǎn)生化學(xué)吸附提高材料強(qiáng)度，礦粉填料用量通常在3%左右。

2.2 施工中檢測(cè)

公路工程路面施工中檢測(cè)是指在施工過(guò)程中的瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)檢測(cè)以及路面結(jié)構(gòu)尺寸檢測(cè)。瀝青混合料檢測(cè)保證了路面材料的強(qiáng)度、耐久性以及溫度穩(wěn)定性。路面結(jié)構(gòu)尺寸檢測(cè)主要指施工過(guò)程中瀝青路面鋪設(shè)厚度檢測(cè)。

（1）瀝青混合料檢測(cè)。根據(jù)該公路段工程概況，進(jìn)行瀝青混合料檢測(cè)。檢測(cè)瀝青混合料使用性能需要對(duì)級(jí)配設(shè)計(jì)進(jìn)行檢測(cè)。該公路段瀝青面層混合料采用密集配AC-13C瀝青混合料，初步油石比設(shè)定為4.0、4.5、5.0、5.5、6.0。采用馬歇爾試驗(yàn)對(duì)密集配AC-13C混合料進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

（2）回彈彎沉檢測(cè)。根據(jù)該公路段工程概況，在施工過(guò)程中需要對(duì)瀝青路面回彈彎沉值進(jìn)行檢測(cè)?；貜棌澇林荡頌r青路面抵抗變形的能力，回彈彎沉值越大表明瀝青路面抵抗變形的能力越差?；貜棌澇林禍y(cè)定時(shí)，檢測(cè)結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)后軸載雙輪組輪隙中心處的最大變形值為準(zhǔn)。該公路段采用貝克曼梁檢測(cè)瀝青路面回彈彎沉，貝克曼梁適用于各類瀝青路面的回彈彎沉檢測(cè)?；貜棌澇翙z測(cè)時(shí)需要記錄當(dāng)天檢測(cè)溫度，貝克曼梁測(cè)定瀝青路面回彈彎沉的標(biāo)準(zhǔn)溫度為20 ℃，當(dāng)溫度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)溫度2 ℃時(shí)需要進(jìn)行溫度修正。

（3）瀝青路面厚度檢測(cè)。瀝青路面結(jié)構(gòu)厚度決定了路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及耐久性。瀝青路面結(jié)構(gòu)厚度不滿足要求，在公路日常運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，易造成路面提前出現(xiàn)裂縫類病害，降低整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。該公路段采用短脈沖雷達(dá)法檢測(cè)瀝青路面厚度，與鉆芯法相比，短脈沖雷達(dá)法能夠?qū)崿F(xiàn)在不破壞路面損害的前提下，對(duì)路面厚度進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。其檢測(cè)原理為不同材料本身的波速不同，探地雷達(dá)向下發(fā)射電磁波，由于路面結(jié)構(gòu)每層材料不同，當(dāng)電磁波傳遞至結(jié)構(gòu)層底時(shí)，會(huì)有一部分波發(fā)生反射現(xiàn)象，且不同材料的介電常數(shù)不同，根據(jù)電磁波在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)傳播的時(shí)間，能夠確定路面結(jié)構(gòu)層厚度。

2.3 施工后檢測(cè)

（1）壓實(shí)度檢測(cè)。壓實(shí)度是瀝青路面檢測(cè)的重要指標(biāo)之一，針對(duì)該公路段壓實(shí)度檢測(cè)選用鉆芯法測(cè)定路面壓實(shí)度。瀝青面層壓實(shí)度是指現(xiàn)場(chǎng)達(dá)到的密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度的比值。壓實(shí)度檢測(cè)主要是對(duì)AC-13C混合料的標(biāo)準(zhǔn)密度檢測(cè)，根據(jù)瀝青混合料吸水率的不同，規(guī)范規(guī)定檢測(cè)方法如表4所示。根據(jù)AC-13C混合料吸水率檢測(cè)結(jié)果小于等于2%，選用表干法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)密度。鉆芯法檢測(cè)壓實(shí)度檢測(cè)方便，結(jié)果準(zhǔn)確，適用于瀝青路面結(jié)構(gòu)層壓實(shí)度檢測(cè)，根據(jù)鉆芯法檢測(cè)壓實(shí)度結(jié)果，該公路路面壓實(shí)度為96%，符合規(guī)范要求的壓實(shí)度指標(biāo)。

（2）平整度檢測(cè)。路面結(jié)構(gòu)平整度影響車輛通行質(zhì)量，測(cè)定路面平整度時(shí)，應(yīng)該測(cè)定路面縱向和橫向雙向的平整度。該公路段采用3 m直尺測(cè)定路面平整度。3 m直尺測(cè)定瀝青路面平整度的技術(shù)指標(biāo)為路面距直尺之間的最大間隙。選擇長(zhǎng)度為3 m的金屬直尺，放置在路面檢測(cè)位置。由于瀝青路面在碾壓時(shí)不能保證路面絕對(duì)平整，所以在路面與金屬直尺之間存在空隙，通過(guò)塞尺可以測(cè)定出直尺與路面間的最大間隙。

（3）抗滑性能檢測(cè)。根據(jù)公路工程概況，在夏季降雨量較大，由此必須保證瀝青路面的抗滑性能。公路瀝青路面的抗滑性能檢測(cè)指標(biāo)為構(gòu)造深度以及摩擦系數(shù)。采用手工鋪砂法來(lái)檢測(cè)路面構(gòu)造深度，擺式儀法測(cè)定路面摩擦系數(shù)。手工鋪砂在測(cè)定構(gòu)造深度時(shí)，具有操作簡(jiǎn)單便于攜帶的優(yōu)點(diǎn)，在檢測(cè)時(shí)以推平板圓的直徑作為檢測(cè)指標(biāo)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)保證鋪砂的潔凈與粒徑，適用于瀝青路面的構(gòu)造深度測(cè)定。擺式儀測(cè)定摩擦系數(shù)的檢測(cè)指標(biāo)為BPN（摩阻擺值），擺式儀法不僅能夠用于室內(nèi)檢測(cè)混合料的摩擦系數(shù)，還能夠應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)首先對(duì)擺式儀進(jìn)行調(diào)零，在放擺之前需要向?yàn)r青路面噴水，保證路面潮濕。

3 結(jié)論

以廣東省五華縣國(guó)道G238線路面改造工程為研究對(duì)象，針對(duì)該項(xiàng)目路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程得到結(jié)論如下：根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程，將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方案劃分為施工前、施工中、施工后三階段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。通過(guò)對(duì)路面原材料檢測(cè)、路面承載能力檢測(cè)、路用性能檢測(cè)，得到瀝青混合料的最佳瀝青用量為5.5%，平整度、壓實(shí)度、抗滑性能滿足路面規(guī)定值。

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收稿日期：2022-03-14

作者簡(jiǎn)介：李少?gòu)?qiáng)（1976—），男，大專，路橋工程師，從事路橋施工管理工作。