瀝青混合料試驗(yàn)檢測技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

孫鳳喜

（中冶交通建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京 100000）

為了緩解日益增加的交通運(yùn)輸壓力，提高道路的使用質(zhì)量，瀝青混凝土道路被廣泛地應(yīng)用于滿足各種交通量的需求。但是瀝青混凝土道路正在施工中的涉及內(nèi)容比較多，施工程序復(fù)雜，施工單位在施工過程中要采取切實(shí)有效地瀝青混合料檢測技術(shù)，來保證瀝青混凝土道路符合使用要求，并不斷積累經(jīng)驗(yàn)提高自身的施工質(zhì)量水平。

1 瀝青混合料概況

瀝青混合料是公路工程常見的一種施工原料，組成成分主要有瀝青、礦粉和骨料等，此外有些施工單位還會(huì)在其中加入聚合物和木質(zhì)纖維素等材料。總體來說，瀝青混合料是瀝青與各種礦料的混合物的總稱。由于所用原料的差別，瀝青混合料最終形成不同的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而展現(xiàn)出不同的力學(xué)性質(zhì)差異。由于分類標(biāo)準(zhǔn)的不同，瀝青混合物可以劃分為不同的類型，其中根據(jù)原材料的組成和結(jié)構(gòu)不同可分為連續(xù)級配和間斷級配；根據(jù)礦料空隙的不同可以將其劃分為密級配、升級配和半開級配三種；根據(jù)混合物中顆粒最大的粒徑差異可以將其劃分為特粗式、粗粒式、中粒式、細(xì)粒式和砂粒式。

2 瀝青混合料在公路工程中存在的問題

1）瀝青路面承載力不足。瀝青混凝土道路需要為車輛提供良好的行駛體驗(yàn)，而道路上每天有成百上千輛車輛駛過，這就需要路面有足夠的承載力以滿足實(shí)際使用需求。這么多車輛在路面上反復(fù)行駛，路面結(jié)構(gòu)層中會(huì)產(chǎn)生過大應(yīng)力，引起結(jié)構(gòu)應(yīng)變，最終損壞路面結(jié)構(gòu)。瀝青混凝土道路施工過程質(zhì)量存在缺陷時(shí)，正式投入使用后很快就會(huì)因?yàn)檐囕v的反復(fù)荷載而導(dǎo)致路面損壞，不能繼續(xù)有效使用，給社會(huì)和人民帶來極大的財(cái)產(chǎn)損失。

2）瀝青路面抗疲勞性能差。瀝青混凝土道路一般都要求有較長的服役年限，因此要求其應(yīng)有較好的抗疲勞性能，以應(yīng)對環(huán)境氣候的變化情況和車輛的反復(fù)荷載作用。但是施工中由于各種各樣的原因而導(dǎo)致瀝青混凝土路面的抗疲勞性能降低，這樣就會(huì)在短期內(nèi)由于外界原因造成疲勞破壞，不能滿足路面的長期使用要求。

3）瀝青路面穩(wěn)定性差。瀝青混凝土道路需要有足夠的穩(wěn)定性以滿足社會(huì)的使用需求，不論環(huán)境溫度如何變化都不應(yīng)失去其穩(wěn)定性。瀝青是一種典型的流體材料，溫度升高時(shí)強(qiáng)度和勁度模量降低，車輛反復(fù)行駛后路面上會(huì)形成車轍印，導(dǎo)致路面平整度下降;當(dāng)溫度下降時(shí)，瀝青混凝土出現(xiàn)溫縮裂縫，各組成部分之間的瀝青膜會(huì)拉伸裂開，導(dǎo)致瀝青混凝土不能很好地形成一個(gè)整體。這兩種情況都不利于交通運(yùn)輸?shù)捻樌M(jìn)行，因此要對瀝青混凝土道路的施工質(zhì)量加以控制以滿足道路的穩(wěn)定性。

4）瀝青路面抗滑性能差。瀝青混凝土道路需要提供良好的行車體驗(yàn)，保障道路的使用安全。因此瀝青路面需要達(dá)到足夠的抗滑標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)天氣狀況不良時(shí)，車輛在瀝青路面上行駛應(yīng)能保證足夠的掌控力度。如果不能滿足基礎(chǔ)的使用條件，那么久了很容易出現(xiàn)交通事故。因此施工單位要保證施工原材料的質(zhì)量，并采取合適的混凝土配合比來增強(qiáng)瀝青混凝土路面的抗滑性。

3 瀝青混合料試驗(yàn)檢測技術(shù)的具體應(yīng)用

1）原材料及級配控制的試驗(yàn)檢測技術(shù)。施工單位要特別重視瀝青混凝土的質(zhì)量問題，首先應(yīng)做好瀝青混凝土的原材料選購工作。瀝青混凝土主要由瀝青，砂石料和填充料組成。原材料質(zhì)量是保證瀝青路面質(zhì)量的最基礎(chǔ)因素，一定要對此加以重視，選購時(shí)對各個(gè)廠家做好質(zhì)量檢測工作，選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的原材料。施工過程中原材料進(jìn)場時(shí)一定要做好分批檢測，保證整個(gè)施工過程中原材料的質(zhì)量。此外還要加強(qiáng)瀝青混凝土的配比工作。工地試驗(yàn)室要根據(jù)實(shí)際施工要求設(shè)計(jì)出合理的瀝青混凝土配比以滿足實(shí)際施工需要。當(dāng)進(jìn)場材料性能發(fā)生改變時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整配比滿足指標(biāo)要求。試驗(yàn)檢測人員應(yīng)密切注意瀝青混凝土的質(zhì)量，保證其質(zhì)量穩(wěn)定。在瀝青路面施工前施工單位要進(jìn)行瀝青混合料的配比分析，對原材料混合期間的溫度及時(shí)間等參數(shù)嚴(yán)格控制，并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證瀝青混凝土的質(zhì)量達(dá)到最佳效果。在實(shí)際施工時(shí)，施工單位應(yīng)該建立明確的施工工藝，根據(jù)瀝青混凝土的壓實(shí)效果來進(jìn)行材料配比以及控制參數(shù)的調(diào)整，保證瀝青路面的施工質(zhì)量。混合料進(jìn)行配比施工時(shí)還要根據(jù)原材料的粒徑等參數(shù)做出相應(yīng)的調(diào)整。當(dāng)混合料能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以后進(jìn)行抽檢分析，通過馬歇爾試驗(yàn)箱等方式精準(zhǔn)計(jì)算分析空隙率以及壓實(shí)度，保障拌和配比與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相同。

2）溫度性能檢測。瀝青混合物對溫度的變化尤其是極端溫度的反應(yīng)較大，在溫度較高時(shí)路面容易受熱軟化，溫度過低材料的脆性加大，容易造成開裂等問題，溫度性能檢測主要是考察瀝青混合物路面能否在不同溫度下保持較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可以劃分為兩方面即低溫性能檢測和高溫性能檢測。首先介紹高溫性能檢測方法。最常用的高溫性能檢測法是車轍試驗(yàn)法，車轍試驗(yàn)法可以通過路面車轍的深度來判斷路面的安全性，對路面建設(shè)和維修提出優(yōu)化方案。具體操作為第一，通過對瀝青混合物的篩選劃分，明確其原料毛體積的密度和表觀密度相關(guān)的數(shù)據(jù)，這里主要是指粗骨料和細(xì)骨料兩種材料；第二，明確油、石的最佳比例搭配并按照要求切割試驗(yàn)的車轍試件，在這一過程中可以得到材料的孔隙率；第三由檢測人員操作，對試驗(yàn)的路面樣本進(jìn)行反復(fù)多次的碾壓，并對空隙率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，直至空隙率數(shù)據(jù)達(dá)到百分之七，碾壓多次之后，較好的車轍試件形成，可以進(jìn)行車轍試驗(yàn)；最后對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在溫度保持不變的情況下，如果試件的蠕變率變化小于相對變形的差異，就說明路面的抗車轍能力低，反之，則說明路面的抗車轍性能相對較高。低溫性能檢測方法主要是檢測在低溫環(huán)境下瀝青混合物的彎曲和強(qiáng)度是否發(fā)生較大變化，即其抗彎曲能力如何，該性能檢測注意要在零下十?dāng)z氏度的溫度下進(jìn)行，只有在該溫度下才能充分檢測其低溫抗裂性。

3）體積檢測。檢測人員主要使用馬歇爾檢測方法對瀝青混合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行體積檢測。馬歇爾檢測方法在當(dāng)前被廣泛應(yīng)用于普通公路路面瀝青混合料結(jié)構(gòu)體積的檢測。其具體的操作要求為首先對瀝青混合料進(jìn)行擊實(shí)，擊實(shí)的次數(shù)根據(jù)交通運(yùn)輸?shù)姆敝爻潭韧ǔＴ?5—75次之間，在擊實(shí)過程中分析試件的密度，即試件的孔隙率應(yīng)該控制為4%，然后將試件放置在60攝氏度的溫度下測定其馬歇爾穩(wěn)定度，即實(shí)驗(yàn)中所觀察到的最大荷載和流值，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成曲線圖，根據(jù)曲線圖確定其所對應(yīng)的空隙率，從而檢測馬歇爾穩(wěn)定度是否在規(guī)定范圍內(nèi)。

4）水穩(wěn)定性檢測。水穩(wěn)定性檢測主要是探究瀝青混合料受水影響的程度，主要通過浸水穩(wěn)定性試驗(yàn)來檢測，又可以稱為浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)，具體操作是將車轍試件放在60攝氏度的環(huán)境下，注意放置時(shí)間不能超過十個(gè)小時(shí)，然后再將試件轉(zhuǎn)移到溫度60攝氏度的水中，在這一過程中獲得試件的車轍深度和動(dòng)穩(wěn)定度數(shù)據(jù)，并與相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對比，判斷是否符合規(guī)定要求。

4 結(jié)論

瀝青混凝土公路工程的質(zhì)量對于交通運(yùn)輸有極大的重要性，施工單位一定要保證瀝青混合料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和平整度。相關(guān)檢測單位應(yīng)該從原材料的選購、配合比設(shè)計(jì)到瀝青混凝土在實(shí)際應(yīng)用時(shí)的溫度、體積及水穩(wěn)定性加強(qiáng)檢測控制，規(guī)范施工流程，完善檢測技術(shù)，共同推動(dòng)公路建設(shè)質(zhì)量的提高。