高速公路工程中瀝青混合料的試驗(yàn)檢測(cè)

孫瑞謙

摘要：我國(guó)公路里程不斷延長(zhǎng)，施工技術(shù)也在不斷提高，工程技術(shù)水平，特別是對(duì)材料的要求也越來(lái)越高。瀝青混合料是公路工程建設(shè)中最常用的材料。施工過(guò)程中必須嚴(yán)格測(cè)試，以確定其技術(shù)性能是否滿(mǎn)足規(guī)范和工程設(shè)計(jì)的要求。

關(guān)鍵詞：高速公路工程;瀝青混合料;試驗(yàn)檢測(cè)

一、瀝青混合料檢測(cè)要點(diǎn)分析

1.科學(xué)選材，確保瀝青混合料工程質(zhì)量檢驗(yàn)

配比與攪拌瀝青混合料是瀝青混凝土混合涂料施工環(huán)節(jié)的重要工序。在控制瀝青混凝土混合料配比環(huán)節(jié)中需要根據(jù)階段性施工要求，通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)確定瀝青混凝土混合料的類(lèi)型與配制比例，并對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)的有效性與穩(wěn)定性予以檢測(cè)，還要嚴(yán)格控制瀝青混合料的攪拌加熱時(shí)長(zhǎng)與溫度，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)及周邊場(chǎng)區(qū)的空氣溫濕度實(shí)行調(diào)整，避免出現(xiàn)攪拌施工參數(shù)不合理導(dǎo)致混合料出現(xiàn)離析、分層、花白等問(wèn)題，及時(shí)采取誤差補(bǔ)償方式實(shí)施校準(zhǔn)與調(diào)整。

2.標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)

當(dāng)高速公路路面高度較高時(shí)，瀝青混合料的攪拌部分必須存放于實(shí)驗(yàn)室，并提交相應(yīng)檢測(cè)報(bào)告，檢測(cè)數(shù)據(jù)信息采集的準(zhǔn)確度對(duì)測(cè)試人員來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，集料分離對(duì)瀝青混合料整體級(jí)配有著重要的影響，所以抽檢樣品要有代表性和示范性，才能保證試驗(yàn)檢測(cè)的成效和真實(shí)。

3.科學(xué)驗(yàn)證

高速公路瀝青混合料的成分必須經(jīng)過(guò)充分論證和科學(xué)檢驗(yàn)，以保證各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求和使用標(biāo)準(zhǔn)，具體級(jí)配參數(shù)如表1所示。

二、高速公路瀝青混合料常規(guī)試驗(yàn)檢測(cè)要點(diǎn)分析

1.水穩(wěn)定性的試驗(yàn)檢測(cè)

根據(jù)通過(guò)試驗(yàn)確定的瀝青最佳用量進(jìn)行馬歇爾試件的制備，然后開(kāi)始浸水試驗(yàn)，也可進(jìn)行真空飽水試驗(yàn)，以此確定殘留穩(wěn)定度能否達(dá)到要求。

若瀝青最佳用量和初始值存在較大差異，則需要對(duì)瀝青最佳用量和其中一個(gè)初始瀝青最佳用量進(jìn)行分別試驗(yàn)，確定各自的殘留穩(wěn)定度。按照現(xiàn)行規(guī)范提出的要求，Ⅰ型混合料殘留穩(wěn)定度應(yīng)達(dá)到75%以上;而Ⅱ型混合料殘留穩(wěn)定度應(yīng)達(dá)到70%以上。若不能達(dá)到以上要求，應(yīng)重做配合比設(shè)計(jì)，也可通過(guò)摻加適量抗剝劑來(lái)改善混合料的水穩(wěn)定性。

2.抗車(chē)轍能力的試驗(yàn)檢測(cè)

根據(jù)試驗(yàn)確定的瀝青最佳用量進(jìn)行車(chē)轍試件的制備，然后采用相關(guān)試驗(yàn)規(guī)程提出的方法，在60℃的溫度條件下用試驗(yàn)要求的瀝青用量對(duì)穩(wěn)定度進(jìn)行檢驗(yàn)。按照瀝青最佳用量和兩個(gè)瀝青最佳用量初始值制備試件用于車(chē)轍試驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范提出的要求，在上面層和中面層使用的瀝青混合料，其在60℃溫度條件下的動(dòng)穩(wěn)定度，高速公路應(yīng)達(dá)到800次/mm以上。若試驗(yàn)結(jié)果不滿(mǎn)足這一要求，需要對(duì)礦料級(jí)配或者是瀝青用量予以適當(dāng)調(diào)整，重做配合比設(shè)計(jì)。通過(guò)反復(fù)多次的調(diào)整以及對(duì)上述試驗(yàn)結(jié)果的綜合，同時(shí)參考過(guò)去積累的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，可確定最佳的瀝青用量及礦料級(jí)配，為高速公路現(xiàn)場(chǎng)施工提供可靠參考依據(jù)。

3.物理指標(biāo)的試驗(yàn)測(cè)定

采用擊實(shí)法制備而成的試件是一個(gè)圓柱體，在靜置12h的時(shí)間之后，采用水中重法對(duì)其表觀密度予以檢測(cè)，同時(shí)結(jié)合組成材料基本數(shù)據(jù)對(duì)其的各項(xiàng)物理指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，這些指標(biāo)包括瀝青的飽和度、礦料的間隙率以及瀝青的體積百分率等。

試驗(yàn)開(kāi)始前，應(yīng)先準(zhǔn)備好各類(lèi)試驗(yàn)儀具，包括：浸水天平（也可使用電子秤），如果最大稱(chēng)量小于3kg，則其分度值應(yīng)控制在0.1g以?xún)?nèi);如果最大稱(chēng)量大于3kg，則其分度值應(yīng)控制在0.5g以?xún)?nèi);如果最大稱(chēng)量超過(guò)10kg，則其分度值應(yīng)控制在5%以?xún)?nèi)，另外還要準(zhǔn)備好水中重測(cè)定所需拴鉤;準(zhǔn)備好網(wǎng)籃;溢流水箱，水以潔凈水為宜，采用水位溢流裝置，確保試件及網(wǎng)籃在進(jìn)入水中后其水位可以保持恒定;準(zhǔn)備能使試件處于懸吊狀態(tài)的裝置，即能在天平下方對(duì)網(wǎng)籃和試件進(jìn)行懸吊的裝置，吊線以不會(huì)吸收水分的尼龍繩為宜，同時(shí)應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度，以免懸吊位置不符合要求，對(duì)試驗(yàn)的正常進(jìn)行造成影響。當(dāng)試件是采用輪碾成型機(jī)制備成型的時(shí)，可以使用鐵絲對(duì)其進(jìn)行懸掛;最后準(zhǔn)備好秒表與電扇或烘箱（電扇用于試件冷卻，烘箱用于試件烘干）。試驗(yàn)方法為：

（1）選擇能滿(mǎn)足試驗(yàn)要求的浸水天平，也可使用電子秤，其最大稱(chēng)量應(yīng)達(dá)到試件重量?jī)杀兑陨希⒁獠荒艹^(guò)試件自身重量的五倍，否則稱(chēng)量結(jié)果將不準(zhǔn)確，對(duì)最終的結(jié)果分析造成不必要的影響;

（2）按照要求將試件制備好以后，將其表面附著的浮粒清除干凈，然后稱(chēng)取其在空氣當(dāng)中的重量，稱(chēng)取結(jié)果準(zhǔn)確度以所用天平稱(chēng)量為依據(jù)確定，一般為5g;

（3）安裝網(wǎng)籃并將其浸入流水箱當(dāng)中，對(duì)水位予以適當(dāng)調(diào)節(jié)，并將天平調(diào)平。將試件放入網(wǎng)籃當(dāng)中，此時(shí)需注意不能使水發(fā)生晃動(dòng)，浸水后靜置1min的時(shí)間，對(duì)水中試件的質(zhì)量進(jìn)行稱(chēng)取。應(yīng)注意，如果天平的具體讀數(shù)連續(xù)變化，且無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，則表明試件的吸水情況比較嚴(yán)重，無(wú)法采用這一方法進(jìn)行測(cè)定，應(yīng)采用其他方法來(lái)測(cè)定，如蠟封法等。

完成試驗(yàn)過(guò)程后，需要對(duì)各項(xiàng)物理常數(shù)進(jìn)行計(jì)算，這些物理常數(shù)包括：表觀密度、理論密度、空隙率、瀝青體積百分率、礦料間隙率、瀝青飽和度。當(dāng)高速公路工程使用的是Ⅰ型瀝青混合料時(shí)，其試件要采用水中重法進(jìn)行測(cè)定;對(duì)于表面顆粒相對(duì)較粗，但足夠密實(shí)的混合料，以及集料使用的是具有較強(qiáng)吸水性集料的混合料，都可使用表干法進(jìn)行測(cè)定。而吸水率在2%以上的混合料以及采用碎石材料的混合料，都不可使用表干法，而要用蠟封法進(jìn)行測(cè)定。

4.加熱溫度和拌和時(shí)間的試驗(yàn)

通過(guò)反復(fù)調(diào)整使冷料倉(cāng)的實(shí)際供料比達(dá)到正常的平衡狀態(tài)后，方可開(kāi)始混合料拌和。以拌和完成后混合料外觀與溫度等為依據(jù)，確定集料及瀝青實(shí)際加熱溫度和混合料適宜拌和時(shí)間。

（1）初步確定加熱溫度：以瀝青的品種和標(biāo)號(hào)為依據(jù)，結(jié)合相關(guān)規(guī)范提出的加熱溫度，取其中值，將其作為初始的加熱溫度。應(yīng)注意，集料的加熱溫度需要比瀝青高出10～20℃。

（2）初步確定拌和時(shí)間：根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)，確定初始的混合料拌和時(shí)間。通常情況下，每鍋混合料的拌和時(shí)間在30～50s范圍內(nèi)，在試驗(yàn)性拌和過(guò)程中可取50s。

（3）混合料拌和：根據(jù)以上初步確定的加熱溫度及拌和時(shí)間進(jìn)行混合料的拌和。

（4）集料與瀝青實(shí)際加熱溫度確定：于拌和機(jī)出料口處進(jìn)行接料測(cè)溫，若這一實(shí)測(cè)溫度值處在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，而且混合料的色澤保持均一，則說(shuō)明之前確定的加熱溫度是可行的。而若溫度沒(méi)有處在規(guī)范允許的范圍，或目測(cè)混合料的顏色、勻質(zhì)程度都不合格，則要對(duì)原材料實(shí)際加熱溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，直到切實(shí)滿(mǎn)足要求。

（5）拌和時(shí)間的確定：對(duì)于混合料的最佳拌和時(shí)間，實(shí)際上是指使完成拌和的混合料顏色達(dá)到均勻，所有集料都被瀝青完全裹覆所需要的最短拌和時(shí)間，單位為s。在每鍋混合料出料之后，都要對(duì)其進(jìn)行目測(cè)，當(dāng)通過(guò)目測(cè)發(fā)現(xiàn)離析或花白料時(shí)，應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)料，并對(duì)拌和的時(shí)間予以適當(dāng)延長(zhǎng)。以此重復(fù)若干次，直到拌和完成的混合料達(dá)到要求。

結(jié)束語(yǔ)：

瀝青混合料的性能和質(zhì)量作為保證道路運(yùn)輸質(zhì)量的關(guān)鍵，必須通過(guò)檢測(cè)技術(shù)優(yōu)化和控制。為了達(dá)到預(yù)期的使用效果，應(yīng)對(duì)瀝青混合料進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)分析，從而使所配方的瀝青混合料達(dá)到高速公路需要的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

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