路橋施工中瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

李欣峰

(武漢永立鼎泰工程檢測(cè)有限公司，湖北 武漢 430000)

1 瀝青混合料試驗(yàn)意義

公路作為交通最重要的承載方式，其質(zhì)量必須有所保證。而把控公路瀝青路面質(zhì)量的重要方式便是瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，該檢測(cè)工作不僅影響公路的施工質(zhì)量，而且影響公路的管理水平。瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)是影響公路施工順利進(jìn)行的重要因素，同時(shí)有利于新材料的推廣。從深遠(yuǎn)角度來(lái)說(shuō)，瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)有助于我國(guó)公路工程的可持續(xù)發(fā)展。

道路和公路橋梁為人們服務(wù)，保證車(chē)輛的安全行駛。在路橋建設(shè)過(guò)程中也會(huì)存在一些不可控的缺點(diǎn)。假如不解決這些缺點(diǎn)，將導(dǎo)致路橋作用受到限制，減短其使用壽命，甚至產(chǎn)生交通安全事故。有效應(yīng)用路橋試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，能夠合理解決施工中的質(zhì)量問(wèn)題，推動(dòng)路橋質(zhì)量的提升。在實(shí)際施工階段，選用試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)對(duì)材料、設(shè)備、施工內(nèi)容等進(jìn)行檢測(cè)，變更傳統(tǒng)的目測(cè)檢測(cè)方式，防止主觀原因影響，確保以精確的檢測(cè)結(jié)果體現(xiàn)質(zhì)量和品控，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程質(zhì)量的控制和管理[1-2]。由此可見(jiàn)，路橋試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)路橋建設(shè)具備積極的意義和價(jià)值。此外，路橋試驗(yàn)檢測(cè)的必要性也不可忽視，以下將對(duì)其重要性進(jìn)行具體闡述。

1)通過(guò)合理的路橋試驗(yàn)檢測(cè)可得到實(shí)際材料的達(dá)標(biāo)率，便于路橋施工階段把控質(zhì)量。融合材料特點(diǎn)，因時(shí)制宜調(diào)節(jié)對(duì)策，減少成本，提升路橋施工效率。

2)路橋試驗(yàn)檢測(cè)能夠推動(dòng)新技術(shù)、新材料、新流水線的發(fā)展和運(yùn)用。合理的檢測(cè)能夠分辨這些技術(shù)、加工工藝和材料的運(yùn)用價(jià)值，了解的實(shí)際的效率和穩(wěn)定性，為將來(lái)的實(shí)際運(yùn)用提供參數(shù)上的參考。

3)路橋?qū)嶒?yàn)?zāi)軌驅(qū)Σ牧虾桶氤善芳庸ら_(kāi)展檢測(cè)，確定其是否合乎設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并在工程驗(yàn)收階段進(jìn)行質(zhì)量控制。并且，施工現(xiàn)場(chǎng)的全部材料和半成品加工都要開(kāi)展檢測(cè)，防止出現(xiàn)安全隱患。

4)路橋試驗(yàn)檢測(cè)是點(diǎn)評(píng)路橋工程質(zhì)量的關(guān)鍵方式。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展比較，進(jìn)行路橋質(zhì)量鑒定。因此，試驗(yàn)檢測(cè)可用于后半期施工質(zhì)量的評(píng)價(jià)中，具備科學(xué)、精確的特點(diǎn)。

2 瀝青混合料要求

瀝青混合料應(yīng)具有足夠的承載力、高溫穩(wěn)定性以及良好的抗滑性。

1)足夠的承載力。在施工應(yīng)用瀝青水泥混合料時(shí)，要注意保證高速公路交通路面整體具有足夠的交通承載力，防止因其對(duì)交通車(chē)輛荷載的反復(fù)受力作用而嚴(yán)重破壞交通路面整體結(jié)構(gòu)。

2)高溫穩(wěn)定性。在高溫的強(qiáng)大影響下，瀝青路面會(huì)涌現(xiàn)出各種類(lèi)型的破壞狀況，如路面車(chē)轍、路面變形、路面?zhèn)认蛄鲃?dòng)等，所以在具體路面施工中，要格外重視所使用材料在高溫下產(chǎn)生的變化，使瀝青路面在耐高溫性能以及穩(wěn)定性能方面盡量表現(xiàn)突出。

3)良好的抗滑性：瀝青路面之所以在抗滑性方面表現(xiàn)突出，主要與瀝青路面的橫向空隙傾斜率以及平整度等息息相關(guān)[3]?？够阅苁锹访婷鎸又匾陌踩蛩兀员仨殞?duì)其有所重視。

3 密度試驗(yàn)要點(diǎn)

在進(jìn)行瀝青混合料的密度試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)注意以下要點(diǎn)。

1)準(zhǔn)備工作。首先在瀝青路面中選擇適宜的點(diǎn)位，然后以這一點(diǎn)位為核心進(jìn)行取樣，取得的樣品不能立即使用，而是將其置于35℃以下的環(huán)境下儲(chǔ)存，以有效防止樣品產(chǎn)生變形的情況。

2)并非所有天平都適合樣品，而是依照樣品選取適宜的天平，這樣能夠確保測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)無(wú)誤，將樣品表面浮動(dòng)的塵粒清除干凈，然后使其干燥，在干燥狀態(tài)下對(duì)樣品質(zhì)量再次展開(kāi)檢測(cè)。

3)將掛籃置放于溢流水箱內(nèi)部，必須保證樣本充分浸沒(méi)，然后對(duì)水位展開(kāi)相應(yīng)的調(diào)整。5 min后稱(chēng)量水中樣品的質(zhì)量，取出樣品后將樣本水分擦拭干凈，之后展開(kāi)第二次稱(chēng)量。

4)數(shù)據(jù)計(jì)算公式為：芯樣的相對(duì)密度=干燥芯樣的空中質(zhì)量/(芯樣的表干質(zhì)量-芯樣的水中質(zhì)量)；芯樣的毛體積密度=(干燥芯樣的質(zhì)量×常溫水的密度)/(芯樣的表干密度-芯樣的水中質(zhì)量)。

4 瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)?zāi)康呐c適用范圍

在公路工程中，展開(kāi)瀝青混合料穩(wěn)定度試驗(yàn)的根本目標(biāo)在于使瀝青混合料原料的配比更加合理，保證公路瀝青路面的施工質(zhì)量。這一方法不僅適用于標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，而且適用于大型馬歇爾試件。

4.2 試驗(yàn)方法

1)測(cè)量試件直徑和高度：用卡尺對(duì)試件中部直徑進(jìn)行量測(cè)。首先選取試件四個(gè)彼此垂直的方向，從這四個(gè)方向出發(fā)測(cè)量試件邊緣約10 mm的高度。準(zhǔn)確度控制在0.1 mm，獲取每個(gè)方向的值后計(jì)算出平均值。平均值與試件高度保持一致，假如試件的高度不在62.2～64.8 mm或者不在94.1～96.6 mm這一范圍內(nèi)，同時(shí)兩側(cè)的高度在2 mm以上時(shí)，代表檢測(cè)失誤，這一試件應(yīng)該棄置不用。

2)密度測(cè)試后，最好將試件保存在恒溫水槽內(nèi)部。如果是標(biāo)準(zhǔn)的馬歇爾試件，那么保溫時(shí)間大約維持在35 min，如果是馬歇爾試件，保溫時(shí)間大約維持在50 min。不同試件要有一定的間隔，同時(shí)試件與水槽底部的距離保持在5 cm以?xún)?nèi)。對(duì)于恒溫水槽的溫度，具體數(shù)據(jù)如下：對(duì)于粘稠石油瀝青溫度，保持在59℃～61℃；對(duì)于煤瀝青混合料溫度，保持在32.8℃～34.8℃；對(duì)于空氣養(yǎng)生的乳化瀝青溫度，保持在24℃～26℃。

3)不論是馬歇爾試驗(yàn)儀的上壓頭還是下壓頭都可以置于水槽之內(nèi)，進(jìn)而將溫度提升到一個(gè)特定范圍。再取出壓頭，對(duì)內(nèi)面擦拭潔凈，為了充分達(dá)到壓頭靈活滑動(dòng)的目的，可以嘗試給壓頭抹黃油，然后取出全部試件，將壓頭蓋入后將其置于相關(guān)設(shè)備內(nèi)部。

4)鋼球的最佳位置在壓頭，同時(shí)將鋼球與荷載測(cè)定設(shè)備壓頭彼此對(duì)應(yīng)。

5)當(dāng)利用自動(dòng)馬歇爾試驗(yàn)儀時(shí)，精確連接傳感器與計(jì)算機(jī)。

6)如果使用流值計(jì)，可將其安置于導(dǎo)棒上，這樣能夠使導(dǎo)向套管輕輕按壓壓頭，注意流值計(jì)的數(shù)值應(yīng)調(diào)整到0。

7)只有設(shè)備處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，試件才能經(jīng)受荷載，加載速度保持在45～55 mm/min。計(jì)算機(jī)會(huì)及時(shí)記錄、保存數(shù)據(jù)。

8)流值計(jì)會(huì)記下試驗(yàn)荷載最大時(shí)的值。

9)以試件的取出為開(kāi)始，以最大荷載值的出現(xiàn)為結(jié)束，時(shí)間保持在30 s之內(nèi)。

5 水穩(wěn)定性能試驗(yàn)

5.1 浸水車(chē)轍試驗(yàn)

在水穩(wěn)定性能試驗(yàn)中，本文選取的施工材料包括AC-13、AC-20等。在具體的試驗(yàn)過(guò)程中需要將試件置放于60℃的環(huán)境中，并保存大約10 h，繼而放入60℃的水槽中再度進(jìn)行試驗(yàn)，具體結(jié)果如表1所示。

從表1能夠看出，改性瀝青混合料、普通瀝青混合料都達(dá)到了相關(guān)技術(shù)要求。但是試驗(yàn)結(jié)果同時(shí)顯示，在水穩(wěn)定度方面，改性瀝青混合料的表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于普通瀝青混合料。

5.2 浸水馬歇爾試驗(yàn)

采用馬歇爾擊實(shí)法成型圓柱體試件，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，高速公路和一級(jí)公路擊實(shí)次數(shù)為雙面各75次。將成型好的標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件分成2組：一組在60℃恒溫水槽中保溫30～40 min后測(cè)其馬歇爾穩(wěn)定度M；另一組在6℃恒溫水槽中保溫48 h后測(cè)其馬歇爾穩(wěn)定度M，由式(1)計(jì)算殘留穩(wěn)定度：

MS=MS2/MS1×100%

(1)

式中，MS為試件的浸水殘留穩(wěn)定度，%；MS1為試件的穩(wěn)定度，kN；MS2為試件浸水48h后的穩(wěn)定度，kN。

5.3 凍融劈裂試驗(yàn)

采用馬歇爾擊實(shí)法成型的圓柱體試件，擊實(shí)次數(shù)為雙面各50次。將成型好的標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件分成2組：一組在25℃恒溫水槽中浸水不少于2h后測(cè)其最大破壞荷載P；另一組在98.3～98.7kPa真空條件下飽水15min，然后恢復(fù)常壓，試件在水中放置0.5h，再在-18℃冰箱中冷凍16h，然后放到60℃恒溫水槽中浸水24h，再放入25℃恒溫水槽中不少于2h，最后測(cè)其最大破壞荷載P，由式(2)計(jì)算強(qiáng)度比：

T=R2/R1×100%

(2)

式中，T為凍融劈裂試驗(yàn)強(qiáng)度比，%；R1為未進(jìn)行凍融循環(huán)的第一組試件的劈裂抗拉強(qiáng)度，MPa；R2為經(jīng)受凍融循環(huán)的第二組試件的劈裂抗拉強(qiáng)度，MPa。R1、R2由式(3)計(jì)算：

R1=0.006287P1/h1

R2=0.006287P2/h2

(3)

式中，P1、P2分別為第一組和第二組試件的試驗(yàn)荷載的最大值，N；h1、h2分別為第一組和第二組試件的高度，mm。

6 結(jié)束語(yǔ)

公路是承載交通的重要形式，對(duì)生產(chǎn)生活產(chǎn)生重要影響。因此，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接關(guān)涉到國(guó)計(jì)民生。瀝青混合料是影響公路質(zhì)量的重點(diǎn)所在。所以，對(duì)混合料質(zhì)量的精準(zhǔn)把握是重中之重，只有確保質(zhì)量，才能保證公路施工達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，使公路真正發(fā)揮交通動(dòng)脈的作用。

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