公路施工中瀝青混合料試驗(yàn)檢測方法分析

文/沈慧

1 前言

現(xiàn)代路橋施工時，均會添加一些瀝青以提升整個路面的質(zhì)量，賦予其更好的穩(wěn)定性，使其在各種條件下均能夠保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。瀝青混合料是一種混合物，其中由多種物質(zhì)構(gòu)成，各種物質(zhì)占據(jù)不同的比例，使整個材料具備不同的功能。若混合料不合理，很容易使道路使用時出現(xiàn)各種問題，如裂縫、坑洼等，在一定程度上影響道路的使用。所以，在路橋工程施工時，應(yīng)以外界環(huán)境情況為基礎(chǔ)，采取合理地方式檢測瀝青混合料，選擇出最佳的瀝青混合料，使其在實(shí)際當(dāng)中發(fā)揮出更大的作用。

2 瀝青混合料概述

現(xiàn)代材料市場內(nèi)存在多種類型的瀝青混合料，從不同角度出發(fā)，能夠?qū)⑵鋭澐殖刹煌愋汀?/p>

2．1 從骨料等級的角度出發(fā)劃分成三類：一是間歇瀝青，即在組料成分內(nèi)，不包含所有檔次的瀝青，在現(xiàn)代工程領(lǐng)域，常見的為礦物與感粒構(gòu)成；二是連續(xù)瀝青，指的是在組料成分內(nèi)，包含所有檔次的瀝青；三是開放式瀝青。其中，第二種加入了很多礦物質(zhì)，能夠以礦物質(zhì)等級為基準(zhǔn)，進(jìn)一步對其劃分成兩類：一個是瀝青碎石，即礦物質(zhì)粒徑較大，以碎石形態(tài)存在；另一種是瀝青混凝土及礦物質(zhì)粒徑較小，以土粒形態(tài)存在[1]。

2．2 根據(jù)添加瀝青的不同，將其換分成兩類：一種為石油型，即在混合料內(nèi)添加了適當(dāng)?shù)氖蜑r青；另一種為焦油瀝青，即在混合料內(nèi)添加了適當(dāng)?shù)慕褂蜑r青。

2．3 從溫度的角度來說，將瀝青混合料劃分成三類：熱拌型，指的是在一定高溫條件下通過加熱拌和制備的混合料；常溫型，指的是在常溫狀態(tài)下的混合料；溫拌型，指的是在30～40℃條件下，通過相應(yīng)的拌和方式制備的混合料。

2．4 從孔隙率的角度來說，劃分成三種類型：密實(shí)性，指的是孔隙率在3%以下的混合料；多孔型，指的是孔隙率在3%～10%范圍內(nèi)的混合料；碎石型，指的是孔隙率在10%以上的混合料。

3 路橋施工中瀝青混合料的試驗(yàn)檢測方法

3.1 一般方法

在現(xiàn)代工程領(lǐng)域，存在多種不同的瀝青混合料試驗(yàn)檢測方法。其中，最為常見的為Marshall 試驗(yàn)法。對于該方法來說，材料碾壓試驗(yàn)包括擊實(shí)法、壓實(shí)法等，即通過一定的外力對待檢測材料進(jìn)行碾壓，根據(jù)碾壓后材料的改變情況確定出材料的各種物理性能。實(shí)際對瀝青混合料檢測時，還可以采用車轍檢測法，即將材料平鋪后選擇適當(dāng)重量的車輛進(jìn)行碾壓，通過材料留下的車轍痕跡確定出材料性能。該方法操作非常簡單，使用工具容易獲得，因而在路橋工程施工時，經(jīng)常利用該方法對瀝青混合料進(jìn)行檢測。在我國路橋工程領(lǐng)域也應(yīng)用了上述這一方法，實(shí)際操作時，如果在車轍處，產(chǎn)生了較高的溫度，則選取成型檢測法，在準(zhǔn)備環(huán)節(jié)時，根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)置出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，并采取適當(dāng)?shù)姆绞?，對溫度進(jìn)行控制使其在60℃之下[2]。在特定荷載工況當(dāng)中，以相同的試驗(yàn)方法，按照相同的行駛軌跡，開展多次試驗(yàn)，保證溫度達(dá)到要求的基礎(chǔ)上對設(shè)備形變量進(jìn)行運(yùn)算。針對車輛速度，結(jié)合行走距離，確定出相應(yīng)的穩(wěn)定區(qū)間。路橋工程建設(shè)時，確定出合理穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)，不僅關(guān)系到瀝青混合料的檢測，而且還影響到整個路面的測試。

除此之外，還可以準(zhǔn)備適當(dāng)水分加入一定的瀝青材料，一段時間后當(dāng)其出現(xiàn)凝結(jié)的現(xiàn)象，通過特定的檢測手段，分析材料在水的作用下產(chǎn)生的改變。

3.2 改進(jìn)方法

對于上述介紹的檢測方案來說，均存在一定缺陷，導(dǎo)致得到的結(jié)果并不精確，在一定程度上影響瀝青混合料的使用。這一背景下，工程領(lǐng)域逐漸出現(xiàn)了更加良好的檢測方法，通過相應(yīng)的手段使供料一直處于平衡狀態(tài)，確保在不同配比的基礎(chǔ)上合理攪拌混合料。攪拌結(jié)束后，應(yīng)從溫度、質(zhì)量以及粘稠度等角度出發(fā)，展開相關(guān)試驗(yàn)。這一過程中，應(yīng)對溫度與時間進(jìn)行把控，使其處于最佳范圍內(nèi)，設(shè)置出合理的加熱標(biāo)準(zhǔn)。針對材料的具體情況，利用相應(yīng)的儀器設(shè)備，對材料加熱，同時完成攪拌工作。加熱時，必須要觀察溫度，使其處于集料溫度范圍內(nèi)，一般來說，攪拌時間通常處于40±10min 區(qū)間，為了確保攪拌的質(zhì)量，可以進(jìn)行50s 的預(yù)攪拌[3]。預(yù)攪拌結(jié)束后，針對油石的比例向材料加熱，同時展開攪拌，攪拌過程中，應(yīng)對溫度具有高度重視，特別是在進(jìn)料口處，一定要處于最佳范圍。若溫度較高，會對試驗(yàn)造成較大干擾，使結(jié)果無法符合設(shè)計要求，無法通過試驗(yàn)。攪拌時，溫度還要符合要求，如存在特殊要求，應(yīng)針對具體情況適當(dāng)做出調(diào)整，直到達(dá)標(biāo)為止。加熱時，也應(yīng)針對具體情況，適當(dāng)調(diào)節(jié)溫度。

4 路橋施工中瀝青混合料試驗(yàn)檢測要點(diǎn)

4.1 取樣要點(diǎn)

路橋工程施工時，需要使用多種材料，瀝青是其中最為關(guān)鍵的一種，該材料質(zhì)量的好壞，不僅關(guān)系到使用壽命，而且還影響耐久性，因而需要采取科學(xué)的方式對其檢測。檢測結(jié)果與采集的樣本具有密切關(guān)系，只有合理的取樣，才會得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果。實(shí)際采樣時，應(yīng)將料堆劃分成上、中、下三個區(qū)域，并從每個區(qū)域內(nèi)，隨機(jī)采集同樣數(shù)量的樣品，使樣品更具代表性，準(zhǔn)確檢測出瀝青的各種物理性能。

4.2 Marshall 試驗(yàn)要點(diǎn)

現(xiàn)代工程領(lǐng)域?qū)r青試驗(yàn)檢測時，Marshall 試驗(yàn)是非常關(guān)鍵的組成部分。通過該方法能夠推導(dǎo)出材料的配比，加上水溫檢測的配合能夠?qū)r青在水下的性能清晰展示出來。實(shí)際操作時，應(yīng)針對具體情況選取最佳的測試手段，以此為基礎(chǔ)有效加入壓實(shí)等方法，設(shè)置出合理的標(biāo)準(zhǔn)。通過大量實(shí)踐研究表明，Marshall 試驗(yàn)時成型標(biāo)準(zhǔn)的不同會對檢測結(jié)果造成一定干擾[4]。所以，為了提升檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)以試件高度為基準(zhǔn)，開展相應(yīng)試驗(yàn)，將不達(dá)標(biāo)的試件清除。若試件不達(dá)標(biāo)，溫度處于要求之外，很容易使試件出現(xiàn)裂縫，干擾試驗(yàn)結(jié)果。試件溫度未降至正常時，不可將其從模具中取出，以免損害設(shè)備，干擾檢測結(jié)果。所以，實(shí)際檢測時，應(yīng)將試件放到適當(dāng)溫水內(nèi)，靜止1h 后，將其取出，得到最準(zhǔn)確的結(jié)論，有利于配比的計算。

4.3 車轍試驗(yàn)要點(diǎn)

由上述介紹可以發(fā)現(xiàn)，檢測瀝青混合料時，車轍試驗(yàn)是一種較為良好的方法，能夠有效確定出混合料的性能。開展這項(xiàng)試驗(yàn)時，應(yīng)在人工原則的基礎(chǔ)上有效融入機(jī)械原則，對于前者來說，確定出車轍后將欄桿放置到其上部，能夠通過車轍的運(yùn)動，確定出材料的性能。該方法應(yīng)用時存在一些缺陷，試驗(yàn)效率相對較低，因而適用范圍較窄，通常以抽樣調(diào)查為主。在一些規(guī)模較小的工程內(nèi)，由于工程量較少，也可應(yīng)用該方式。此外，在試驗(yàn)過程中還需要注意準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，針對環(huán)境條件，結(jié)合試驗(yàn)的需求，確定出最佳的輪壓值，合理調(diào)控內(nèi)部壓強(qiáng)，使其保持在合理狀態(tài)下[5]。同時，若處于高溫條件內(nèi)，還要對壓輪軸進(jìn)行把控，使其形成最佳的軌跡，通過相關(guān)的數(shù)學(xué)公式，完成計算工作，獲取混合料的詳細(xì)數(shù)值。

4.4 粘附性試驗(yàn)要點(diǎn)

除上述幾個方面之外，瀝青混凝土檢測時，還要開展粘附性試驗(yàn)，該試驗(yàn)方法又稱為損害檢測。瀝青路面正常使用時，在凍融的作用下，很容易引發(fā)一些損害，影響路面的使用效果。所以，為了防止這一情況出現(xiàn)，應(yīng)在施工階段產(chǎn)生高度重視，選擇瀝青時以粘附性強(qiáng)的材料為主。實(shí)際施工開展瀝青試驗(yàn)檢測活動時，必須選擇性能最佳的集料和適當(dāng)容量的燒杯，倒入相應(yīng)的材料并予以加熱處理，以此獲得特定的混合材料將其與集料混合，然后再次攪拌[6]。這一過程中，應(yīng)保證瀝青材料多于集料，能夠?qū)⑵渫耆以诩訜崽幚砗罄鋮s時間超過1h。當(dāng)混合料達(dá)到常溫后，將其放入恒溫水槽內(nèi)，溫度設(shè)置為80℃，通過30min 的處理后將其取出，清理掉殘余瀝青，通過觀察材料，確定出材料性能，以此作為混合料配置的依據(jù)[7]。

5 結(jié)語

綜上所述，路橋工程施工時需要使用大量的瀝青混合料，確保這些混合料具有良好的性能，有利于整個工程的建設(shè)，為路橋的后續(xù)使用奠定良好基礎(chǔ)[8]。所以，路橋工程施工過程中應(yīng)對瀝青混合料提高重視程度，根據(jù)工程的實(shí)際需求，采取合理的試驗(yàn)檢測方法，確定出瀝青混合料的具體情況，設(shè)置合理的配比，為整個工程的建設(shè)提供重要幫助。