探究高速公路工程中瀝青混合料的試驗檢測

王任

（寧?？h路康交通工程試驗檢測有限公司，浙江 寧海 315611）

高速公路對瀝青的質(zhì)量存在很高的要求，如果使用的瀝青質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，對高速公路工程的建設(shè)會直接造成負(fù)面影響。高速公路的質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，行駛車輛的安全性、穩(wěn)定性得不到保證，容易引發(fā)交通事故。

高速公路的質(zhì)量取決于瀝青的質(zhì)量，因此需要確保瀝青混合料的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。試驗檢測是一種有效的手段，可以檢測出瀝青混合料的實(shí)際質(zhì)量是否滿足高速公路工程建設(shè)的要求。本次研究中對高速公路工程中瀝青混合料的試驗檢測進(jìn)行分析，為提升我國高速公路的質(zhì)量以及瀝青混合料的可靠性提供參考。

一、高速公路建設(shè)中使用瀝青試驗檢測技術(shù)的重要性

高速公路建設(shè)過程中，瀝青是非常重要的材料，瀝青的質(zhì)量可以從根本上決定高速公路最終建設(shè)的效果。高速公路建設(shè)過程中會使用到瀝青混合料，現(xiàn)階段在高速公路修建過程中使用的瀝青混合料大致可以分為三種結(jié)構(gòu)：懸浮結(jié)構(gòu)、空隙結(jié)構(gòu)、密實(shí)結(jié)構(gòu)。為了確保高速公路的質(zhì)量，需要對使用的瀝青混合料質(zhì)量進(jìn)行檢測，通過開展檢測試驗可以明確瀝青混合料的質(zhì)量是否達(dá)到了高速公路的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。開展試驗的過程中對數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位分析，結(jié)合分析結(jié)果對瀝青混合料的實(shí)際效果進(jìn)行判定，確保瀝青混合料可以滿足高速公路工程的施工要求。

二、高速公路瀝青混合料試驗檢測內(nèi)容

（一）密度

檢測瀝青混合料的密度需要遵照一定的順序：1.鉆芯取樣：鉆芯取樣是石油勘探常用方法，在高速公路工程中也較為常用。在高速公路瀝青路面選取點(diǎn)位，通過鉆芯取樣獲得樣品，隨后將樣品置于穩(wěn)定環(huán)境下，環(huán)境的溫度最高不得超過35℃，如果樣品儲存環(huán)境的溫度過高，樣品就會在高溫的作用下發(fā)生變形；2.浸水天平：結(jié)合取芯樣品的實(shí)際特點(diǎn)，選擇合適的浸水天平，這樣可以最大限度上確保取芯樣品符合高速公路對瀝青混合料的要求，使最終的試驗檢測結(jié)果更加理想；3.確保取芯樣品表面清潔：為了確保取芯樣品表面的清潔，工作人員需要在干燥環(huán)境下對取芯樣品進(jìn)行清理，只有潔凈的取芯樣品才可以滿足瀝青混合料試驗要求；4.下放掛籃：掛籃下放到溢流水箱的過程中需要遵從一定的順序，以掛籃完全被浸沒作為標(biāo)準(zhǔn)，將水位調(diào)整到指定的刻度，此時需要稱量取芯樣品的質(zhì)量；5.取出取芯樣品：將取芯樣品從水箱當(dāng)中緩慢取出，擦拭取芯樣品后再次稱重，記錄此時的取芯樣品質(zhì)量；6.數(shù)據(jù)校對：獲取取芯樣品一系列數(shù)據(jù)以后，對取芯樣品的相對密度、體積密度進(jìn)行計算，將計算結(jié)果與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行對比，如果取芯樣品存在不符合工程數(shù)據(jù)要求的情況，此時施工單位需要制定針對性的處理措施。

（二）低溫性能

結(jié)合高速公路瀝青混合料試驗的特點(diǎn)，瀝青混合料對環(huán)境溫度變化非常敏感。在低溫環(huán)境下，雖然瀝青混合料的性能會得到不斷增強(qiáng)，但是相應(yīng)的形變性能會出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，此時瀝青混合料極容易出現(xiàn)脆性破壞。通常對瀝青混合料的低溫性能檢測環(huán)境要求控制在-10℃以下，檢測人員主要對低溫環(huán)境下瀝青混合料的低溫抗裂性能進(jìn)行評估，以此來最大限度上保證金瀝青混合料的穩(wěn)定性，同時最大限度上減少外界環(huán)境溫度對瀝青混合料帶來的不利影響。

（三）高溫性能

瀝青混合料的高溫性能檢測需要遵循一定的流程：1.精細(xì)篩選：檢測人員通過篩選使瀝青混合料當(dāng)中的各項級配更加明確，在此基礎(chǔ)上對瀝青混合料內(nèi)部的粗骨料、細(xì)骨料表面密度進(jìn)行計算；2.確定瀝青混合料比例：檢測工作人員結(jié)合自身的工作經(jīng)驗明確瀝青混合料的配比，選擇合適的車轍試件進(jìn)行切割處理，在此基礎(chǔ)上計算出試件孔隙率指標(biāo)數(shù)，同時檢測工作人員需要對碾壓次數(shù)進(jìn)行合理控制，當(dāng)瀝青混合料的孔隙率大于7%，這時可以確定瀝青混合料的最佳碾壓次數(shù)；3.獲取車轍試件：多次碾壓以后，基本可以獲得相對穩(wěn)定的車轍試件，此時檢測工作人員就可以開展車轍試驗，獲得的結(jié)果也更加精確。如果在開展車轍試驗的過程中出現(xiàn)了相對較大的形變，并且車轍試件的蠕變率相對較小，這就意味著瀝青混合料的抗車轍性能不足以滿足高速公路建設(shè)的需求，需要進(jìn)行更換。[1]

（四）水穩(wěn)定性

在開展高速公路瀝青混合料檢測試驗的過程中，檢測人員往往需要開展浸水車轍試驗，在此基礎(chǔ)上對混合料水穩(wěn)定性是否達(dá)到高速公路要求進(jìn)行判定，步驟如下：1.選擇合適的混合料：AC -13、AC 20 是常見的 SBS 改性瀝青混合料，使用這種類型的瀝青混合材料，可以幫助工作人員進(jìn)一步判斷瀝青混合料的水穩(wěn)定性是否滿足高速公路建設(shè)要求；2.浸水車轍試驗：通過浸水車轍試驗可以實(shí)現(xiàn)對車轍深度、動穩(wěn)定性的全面分析，結(jié)合分析數(shù)據(jù)對瀝青混合料的性質(zhì)進(jìn)行測定。[2]在浸水車轍試驗開展的過程中，需要將溫度控制在合理范圍內(nèi)，適宜溫度需要≤60℃，并且試驗持續(xù)時間需要控制在10h 以內(nèi)。檢測人員在試驗過程中可以將車轍試件放入恒溫60℃的水箱內(nèi)，達(dá)到10h 左右將車轍試件取出，對每一項數(shù)據(jù)進(jìn)行計算；3.數(shù)據(jù)綜合分析：試驗結(jié)束后，對各項試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合統(tǒng)計分析，在此基礎(chǔ)上對瀝青混合料的質(zhì)量做出判斷，如果發(fā)現(xiàn)不符合要求的情況，此時需要制定針對性的措施進(jìn)行處理。

三、應(yīng)用案例

選擇我省境內(nèi)某高速公路為研究對象，該高速公路總長125Km，路基寬24m。建設(shè)過程中使用瀝青混合料作為主要材料，竣工后，對該高速公路路面情況進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果詳見表1。

表1 該高速公路檢測內(nèi)容

（一）孔隙率

通過試驗的方式對高速公路孔隙率進(jìn)行檢測，通過對高速公路孔隙率進(jìn)行檢測，可以分析瀝青混合料的實(shí)際情況。依然使用馬歇爾試驗對高速公路孔隙率進(jìn)行檢測。結(jié)合高速公路瀝青混合料的實(shí)際情況提供相應(yīng)的馬歇爾試驗試件，為開展后續(xù)的試驗創(chuàng)造便利條件。開展全面檢測，共進(jìn)行72 次試驗獲取精確數(shù)據(jù)。試驗結(jié)束后，即可將可靠的數(shù)據(jù)、信息運(yùn)用到孔隙率檢測當(dāng)中，經(jīng)過對比分析發(fā)現(xiàn)，該高速公路孔隙率滿足實(shí)際要求。

（二）密度檢測

密度檢測試驗需要選擇合適的天氣，在保證試驗環(huán)境的基礎(chǔ)上，確保檢測結(jié)果的可靠性、穩(wěn)定性。將取芯樣品清理干凈，在保證取芯樣品穩(wěn)定的前提下，對取芯樣品進(jìn)行測定，保證取芯樣品整體的質(zhì)量。取芯樣品置入水箱，當(dāng)取芯樣品完全被浸入水中以后，將水位調(diào)整至最佳狀態(tài)，持續(xù)180-300s，對水的質(zhì)量進(jìn)行測定。將取芯樣品從水箱中取出，擦拭干水分以后再次稱重。在獲取質(zhì)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對密度進(jìn)行計算。

（三）水穩(wěn)定性

在正式開始水穩(wěn)定性檢測之前，首先需要對制品進(jìn)行檢測，隨后對制品在水中的作用進(jìn)行檢測，全面分析瀝青的力學(xué)性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析制品水穩(wěn)定性檢測情況，以此來進(jìn)一步明確制品穩(wěn)定性情況。

1.馬歇爾浸水試驗。在開展馬歇爾浸水試驗的全過程中需要對瀝青混合料進(jìn)行綜合全面分析。瀝青混合料置入規(guī)定溫度的水箱中，持續(xù)48h，隨后對瀝青混合料的穩(wěn)定性進(jìn)行全面分析，以此來明確測定瀝青混合料浸水殘留穩(wěn)定性，分析高速公路瀝青混合料是否滿足規(guī)定要求。2.馬歇爾真空飽和試驗。將配置完畢的瀝青混合料放入真空干燥容器，將進(jìn)水管封閉，確保真空干燥器的真空度可以達(dá)到97.3Kpa，持續(xù)15min。隨后打開水管，在負(fù)壓的作用下，水會流進(jìn)試件內(nèi)部，保持試件持續(xù)浸泡15min。試件浸泡達(dá)到15min 以后，恢復(fù)到常壓狀態(tài)，取出試件，將試件放入恒溫水箱，水箱溫度需要持續(xù)保持48h，取出試件計算真空飽和度。3.凍融劈裂試驗。開展凍融劈裂試驗之前，需要將瀝青混合料劃分為兩組。將其中一組瀝青混合料放入恒溫25℃的水環(huán)境中，持續(xù)浸泡2h，取出后檢測瀝青混合料試件的強(qiáng)度。另一組試件置于恒溫25℃環(huán)境下，浸泡在恒壓0.09MPa 水環(huán)境中，持續(xù)15min，取出后恢復(fù)至常態(tài)。隨后將兩組試件同時放入恒溫-18℃的條件下，持續(xù)18h，取出試件，對試件強(qiáng)度進(jìn)行全面檢測，在劈裂強(qiáng)度的基礎(chǔ)上對瀝青混合料的穩(wěn)定性進(jìn)行全面評價。

（四）高溫穩(wěn)定性檢驗

對瀝青混合料開展高溫穩(wěn)定性檢驗最有效的途徑是車轍試驗，開展車轍試驗之前需要做好一系列的準(zhǔn)備工作：1.使用篩分試驗對粗料級別進(jìn)行確定，在試驗期間進(jìn)行全面檢測，配合密度檢測；2.制成車轍試件以后，選擇恰當(dāng)?shù)姆绞綄囖H試件進(jìn)行切割，有效的切割工作有助于孔隙率檢測工作的開展；3.明確車轍試件碾壓次數(shù)。車轍碾壓期間，需要確保溫度環(huán)境相同，在分析形變、蠕變率的基礎(chǔ)上檢測瀝青混合料的實(shí)際情況，評價抗車轍能力。如果出現(xiàn)蠕變率差異大、形變率差異小的情況，說明瀝青混合料具有很強(qiáng)的抗車轍性能，反之，則說明瀝青混合料抗車轍性能弱。

（五）低溫穩(wěn)定性檢驗

開展瀝青混合料低溫穩(wěn)定性檢驗，需要保證溫度環(huán)境在-10℃以下，同時對試件溫度開展彎曲試驗，將破壞程度作為重點(diǎn)評價指標(biāo)。對瀝青混合料開展低溫彎曲試驗的過程中，需要充分考慮到本地區(qū)的溫度變化情況，實(shí)現(xiàn)對瀝青混合料穩(wěn)定性的有效檢測。

（六）結(jié)構(gòu)體積

現(xiàn)階段，我國高速公路工程在對結(jié)構(gòu)體積進(jìn)行檢測的過程中，通常也會使用馬歇爾實(shí)驗方法。結(jié)合高速公路瀝青混合料的實(shí)際特點(diǎn)，使用馬歇爾實(shí)驗方法對瀝青混合料的結(jié)構(gòu)體積進(jìn)行檢測，可以使瀝青混合料的均勻性得到有效提升。在開展馬歇爾實(shí)驗的過程中，需要增加混合料實(shí)際的攪拌、控制力度，這樣做可以最大限度上確保瀝青混合料符合高速公路建設(shè)的需求，使瀝青混合料的性能發(fā)揮出來。為了確保馬歇爾試驗數(shù)據(jù)的精確性，最大限度上減少試驗誤差，試驗人員需要對試件進(jìn)行慎重選擇。試件的選擇需要在恒溫條件下進(jìn)行，這對于開展后續(xù)工作也是非常有利的，選擇合適的試件可以確保數(shù)據(jù)的規(guī)范性、精確性。

四、結(jié)語

瀝青混合料是建造高速公路時需要的主要材料，其性質(zhì)可以直接決定高速公路的質(zhì)量是否符合要求。為了全面、系統(tǒng)地對瀝青混合料性能進(jìn)行檢測，使用試驗檢測的方法最為可靠。使用馬歇爾試驗對高速公路瀝青混合料的結(jié)構(gòu)體積、密度、低溫性能、高溫性能、水穩(wěn)定性進(jìn)行全面檢測，結(jié)合數(shù)據(jù)控制高速公路建造過程中的穩(wěn)定性。瀝青混合料檢測過程中需要將質(zhì)量作為唯一標(biāo)準(zhǔn)，對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行精確分析，使檢測精度得到不斷提升，最大限度上減少瀝青混合料存在的質(zhì)量問題與安全隱患，使高速公路瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量得到本質(zhì)提升。