瀝青混合料試驗檢測技術(shù)

何亮輝

（江西省交通科學(xué)研究院有限公司，江西 南昌 330100）

0 引言

將瀝青混合料試驗檢測技術(shù)應(yīng)用于公路路面工程，通過對檢測結(jié)果的分析和評估，可以及時發(fā)現(xiàn)和解決瀝青混合料存在的問題，保證公路路面的耐久性、抗變形性、抗裂性等關(guān)鍵性能，提高施工質(zhì)量與路面的使用壽命和安全性。此外，路橋工程所使用的施工材料種類日益增多，因此必須進行精細的試驗檢測，以確定最適合的材料選擇?；诖?，文章主要對瀝青混合料的試驗檢測技術(shù)進行分析。

1 瀝青混合料的分類

從瀝青混合料的原料角度進行分類，有石油瀝青混合料和煤瀝青混合料兩種。按照原材料的粒徑分類，則有粗式、中式、細式和砂粒式四種。從混合料的制作工藝來看，則有熱拌和常溫兩種情況。前者是在加熱原材料的條件下進行拌和，在材料運輸和施工中都應(yīng)做好嚴格的溫度把控，這是高效施工的重要基礎(chǔ)；常溫瀝青混合料的拌和和施工則比較簡單，所采用的原料主要是乳化瀝青和稀釋瀝青，可在常溫環(huán)境下與礦料等材料拌和后進行鋪筑[1]。

2 公路施工瀝青材料質(zhì)量需求

2.1 耐久性

耐久性即抵抗外部環(huán)境對路面造成的疲勞性損傷的能力。通常情況下，公路工程投入運營后，繁重的交通運輸會給路面造成很大的壓力，車輛持續(xù)性的碾壓會使路面出現(xiàn)一定的損傷。

要想保持路面的平整性和結(jié)構(gòu)的完整性，相關(guān)施工單位應(yīng)選用耐久性和抗疲勞性較好的瀝青材料，并加強對基質(zhì)瀝青的改性處理，為穩(wěn)定、高效的工程施工提供切實的保障。

2.2 強度和承載能力

一般情況下，重型車輛對路面的影響較大。如果瀝青材料無法滿足路面的承載需求和抗壓強度，會影響整個路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，甚至可能導(dǎo)致路面坍塌。因此，對瀝青材料進行充分的試驗至關(guān)重要。

第一，在考慮瀝青混合料的設(shè)計和制備時，需要對多個因素進行優(yōu)化。例如，通過調(diào)整瀝青的質(zhì)量和黏度，以及骨料的種類、粒徑和分布，實現(xiàn)混合料的強度提升。此外，采用高質(zhì)量的瀝青添加劑和改性劑可以顯著改善瀝青的黏結(jié)性和耐久性，進而提高路面的承載能力。

第二，施工工藝和質(zhì)量控制也是關(guān)鍵因素。確保施工時瀝青混合料的均勻性和密實性，同時控制好施工溫度，以有效減少路面缺陷和損傷，提高路面的強度。

第三，維護和修復(fù)也是保持瀝青路面強度和承載能力的重要手段。定期進行必要的維護工作，可以及時修復(fù)路面的損傷，確保路面的完整性。

第四，科學(xué)的設(shè)計和規(guī)劃也是提高瀝青路面的強度和承載能力的有效手段。需要充分考慮交通量、車型、氣候等因素，設(shè)計合適的路面厚度和結(jié)構(gòu)，以滿足路面承載需求。對于高負荷交通路段，可以采用增強型混凝土路面，以提高路面的承載能力[2]。

2.3 抗滑性

瀝青路面通常較為平整，但積水情況下會對行車安全性產(chǎn)生影響。因此，需要做好瀝青路面抗滑性設(shè)計，以確保行車穩(wěn)定與安全。在前期設(shè)計瀝青混合料配合比的過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)重點關(guān)注礦料的級配設(shè)計，確保其符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

此外，應(yīng)進行瀝青混合料體積參數(shù)的精細檢驗，以降低混合料離析的可能性。完成鋪筑施工后，還應(yīng)檢測路面滲水系數(shù)（見圖1）、構(gòu)造深度（見圖2）和摩擦系數(shù)等指標(biāo)，并通過取芯（見圖3）進行其他相關(guān)指標(biāo)檢測，以確保瀝青路面達到既定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[3]。

圖1 瀝青上面層滲水系數(shù)檢測

圖2 瀝青上面層構(gòu)造深度檢測

圖3 瀝青上面層取芯

3 瀝青混合料試驗檢測具體步驟

3.1 水穩(wěn)定性試驗檢測

水穩(wěn)定性試驗是以浸水車轍試件的車轍深度、動穩(wěn)定度作為評價指標(biāo)，分析瀝青混合料的水穩(wěn)定性。試驗中應(yīng)重點關(guān)注對SBS 瀝青材料中的AC-13 和AC-20、瑪蹄脂瀝青中的SMA-16 以及普通瀝青中的AC-13 和AC-20 等材料的檢測分析，以了解到不同結(jié)構(gòu)的瀝青的特點，準(zhǔn)確地獲知工程施工中瀝青混合料的水穩(wěn)定性是否達標(biāo)。

在瀝青材料車轍深度、動態(tài)穩(wěn)定度試驗過程中，對環(huán)境溫度的控制至關(guān)重要，應(yīng)控制在60℃以下，且試驗時間應(yīng)保持在10h 以內(nèi)。

3.2 確定最佳瀝青用量試驗

在高速公路項目建設(shè)中，瀝青是主要的施工材料，加強對瀝青最佳用量的控制，以確保混合料配合比的精確性至關(guān)重要。瀝青材料最佳用量檢測主要采用馬歇爾（見圖4）及維姆試驗方法，前者在我國當(dāng)前的瀝青混合料試驗檢測中有廣泛使用，效果顯著，實施檢測時，應(yīng)重點關(guān)注以下方面：

圖4 馬歇爾試驗

第一，進行試驗樣品的制備。試驗人員應(yīng)根據(jù)已確定的配合比參數(shù)進行試驗樣品的制備，并確保油石比與施工要求一致。

第二，準(zhǔn)備不少于5 組的試驗樣品，同時確保試驗環(huán)境溫度及其他指標(biāo)符合既定要求。采用馬歇爾試驗專用檢測儀器對樣品進行檢測，根據(jù)所獲得的結(jié)果精確計算礦料的飽和率和空隙率等參數(shù)，以供后續(xù)施工參考[4]。

第三，將檢測獲得的瀝青用量和各項物理參數(shù)繪制成平面關(guān)系圖，有助于進一步分析最佳的瀝青用量。在圖表中，將穩(wěn)定度和密度峰值狀態(tài)下的瀝青使用量分別表示為X 和Y，空隙率達到平均值的數(shù)值表示為Z，計算出X、Y 和Z 的平均值，分別記作A。此外，還需要精細記錄各項指標(biāo)的中間數(shù)值，記作B。通過繪制平面關(guān)系圖，可以清晰地觀察到各個參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)性和變化趨勢，便于更全面地了解瀝青材料的性質(zhì)和特點。例如，可以通過分析X 和Y 之間的關(guān)系，確定在不同的穩(wěn)定度和密度條件下瀝青用量的變化趨勢。同時，觀察Z 與X、Y 之間的關(guān)系，能夠更準(zhǔn)地了解空隙率與瀝青用量等參數(shù)之間的關(guān)系[5]。

第四，以A 和B 為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，計算瀝青的最佳使用量非常關(guān)鍵，能夠據(jù)此確定混合料的性能和質(zhì)量是否符合既定的技術(shù)要求。

首先，需要根據(jù)A 和B 的平均值確定瀝青的最佳使用量。這個值應(yīng)該是一個平衡點，能夠保證混合料的穩(wěn)定性和密度符合要求，以及空隙率在設(shè)計要求范圍內(nèi)。計算瀝青的最佳使用量時，還需要進行VMA（體積空隙率）檢驗，以確定其是否滿足既定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

其次，VMA 是一個非常重要的參數(shù)，能夠反映混合料中有效空隙的比例。如果VMA 不符合要求，可能會導(dǎo)致混合料的性能不達標(biāo)，因此需要深入探究整個試驗過程。如果發(fā)現(xiàn)VMA 未達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，需要進行進一步的調(diào)整。可以通過調(diào)整粒徑級配的方式，改變混合料中骨料的分布情況，并重新進行試驗，直到所有指標(biāo)都達到要求[6]。

最后，在整個過程中，需要做好各項數(shù)據(jù)記錄，包括瀝青的使用量、VMA 的數(shù)值、級配粒徑的變化情況等，通過系統(tǒng)地分析這些數(shù)據(jù)，可以更好地了解混合料的特性，并確定最佳的瀝青用量和混合料配合比。

3.3 加熱溫度與拌和時間試驗檢測

在瀝青混合料拌和過程中，需要合理控制瀝青的加熱溫度?，F(xiàn)場操作人員應(yīng)該加強對試驗過程和各項數(shù)據(jù)的全面分析，確保加熱溫度在合理范圍內(nèi)。如果檢測溫度未能達到既定要求，或者混合料出現(xiàn)整體顏色不均勻的情況，需要及時調(diào)整加熱溫度，并重新進行試驗，以確保加熱溫度滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)[7]。

在最佳拌和時間下，瀝青混合料通常表現(xiàn)為整體顏色均勻、統(tǒng)一，且瀝青材料能夠均勻地包覆骨料。在混合料拌和工程中，通常以s 為基本時間單位。完成每份瀝青混合料的拌和后，相關(guān)工作人員應(yīng)對材料的基本屬性進行檢測，檢驗其各項指標(biāo)是否符合既定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，若指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)或出現(xiàn)花白料、離析等問題，應(yīng)重新進行拌和，并適當(dāng)調(diào)整拌和時間，直到混合料的各項指標(biāo)滿足施工要求，并據(jù)此確定最佳拌和時間[8-10]。

4 結(jié)語

瀝青混合料的試驗檢測技術(shù)在公路工程中有重要作用，通過對瀝青混合料進行全面、準(zhǔn)確的試驗檢測，可以評估其性能指標(biāo)和適用性，為工程設(shè)計、施工和質(zhì)量控制提供依據(jù)。然而，隨著交通運輸?shù)目焖侔l(fā)展和公路工程的日益復(fù)雜化，瀝青混合料試驗檢測技術(shù)也面臨著挑戰(zhàn)。在實際應(yīng)用中，需要不斷改進試驗方法和設(shè)備，提高檢測效率和精確度，同時加強標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化建設(shè)，以進一步提升試驗檢測結(jié)果的可靠性。