浅析高速公路沥青路面离析的检测

敖文飞 王永金

摘 要 高速公路沥青路面的一些早期破坏现象，都与沥青混合料的离析有关。本文结合多年的实践经验简单的分析了采用视觉观察法、核子密度仪法、取样法以及红外线摄像法等手段进行沥青路面离析的检测，提出了高速公路沥青路面离析的指标和评定的建议标准，可用于高速公路沥青路面施工的质量控制。

关键词：高速公路；沥青路面；离析；检测；建议

中图分类号：TV442+.1；文献标识码：A ；文章编号：2095-2104（2013）

公路沥青路面是我国当前较为普遍的路面结构，具有表面平整、坚实、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、施工期短、养护维修简便，能够吸水，且适宜于分期修建等优点，得到了广泛的应用。近年来由于受车辆超载、水毁、养护管理不严的原因，不少路面呈现出开裂、泛油、剥落、车辙等破损情况，正常维修期大大提前，公路行使质量降低，直接影响车辆运行。

高速公路沥青路面的一些早期损坏，如由水损害造成的形变和坑槽、网裂、局部泛油、新铺沥青路面的构造深度不均、横向裂缝多等等，都与沥青混合料的离析相关。下面本文就具体的阐述一下：

沥青混合料离析可大致分为两种类型：级配离析和温度离析。级配离析出现时，沥青路面上一些区域粗料集中，另一些区域细料集中，使得混合料变得不均匀，级配及沥青用量与设计不一致，导致路面呈现出较差的结构和纹理特性。一些区域细料集中、孔隙率小，可能会出现泛油、车辙；另一些区域粗料集中、孔隙率太大，可能会导致路面水损坏。温度离析是指沥青混合料在储存、运输及摊铺中受天气、施工机械影响，由于热量损失而出现温度差异的状况。混合料的温度离析，会导致路面压实度不均匀，温度较低的区域，路面的空隙率较大、纹理深度也较大，这些区域的路面易出现早期损坏。温度离析造成的后果与级配离析一样严重，都会导致沥青路面的早期损坏，大大缩短沥青路面的使用寿命。研究表明，严重离析的路面使用寿命可能会减少50%以上。目前高速公路沥青路面的一些早期损坏，如松散、网裂、坑洞、局部严重辙槽、局部泛油、新铺沥青路面的构造深度不均等，都与沥青混合料的离析密切相关。

一、 检测方法

1、视觉观察法

视觉观察法即根据路面的表觀状况和调查者的经验进行离析检测的方法。这是一种主观的判别方法，有一定的局限性，只适用于大粒径及较粗的沥青混合料，对于小粒径和细级配的沥青混合料并不适用。视觉观察法没有明确的离析程度评定标准，且不同的调查者之间有时会产生分歧。

采用视觉观察法对江苏省在建的高速公路进行了调查，发现路面离析现象普遍存在，只是程度不同而已。典型的离析类型有：

（1）卡车末端离析是最常见的离析形式，主要是由于摊铺机收斗引起的，在路面上形成规则的、间隔一致的翼状离析。离析处摊铺机中央区域细料多，比较密实；摊铺机两侧粗料集中，细集料、沥青含量少，空隙率较大，表面纹理很深。特别是采用一台摊铺机施工的中、下面层，卡车末端离析现象比较普遍。如上面层粒径小（AK13、SMA13）、且采用两台摊铺机施工，则卡车末段离析现象不明显。

（2）带状离析也是比较常见的一种形式，通常出现于摊铺机的中央，也有位于边缘或其它地方。上、中、下面层均有这种情况出现，一些标段一直存在带状离析。产生这种现象的主要原因是摊铺设备或摊铺机操作的问题，比如熨平板安装不当、螺旋布料器转速不够、摊铺机卡料等。这些现象可以通过设备的更新与维护、操作手的培训来消除。

（3）接缝离析在中上面层施工较为常见，由于采用两台摊铺机施工，路中央的纵向热接缝往往是最薄弱的环节。接缝处摊铺的混合料过多或过少，都会在接缝处产生离析现象，多了会形成桥的效应，影响接缝两侧的压实，少了接缝处压实不足。如果两台摊铺机的摊铺厚度不一致，则接缝处厚度小的一侧不容易压实。两台摊铺机后面的碾压温度差异过大也会造成接缝离析。此外接缝离析往往会同卡车末端离析或其它形式的离析形成组合效应。由于纵向接缝处位于行车道，轮载作用的次数多，因此应高速重视。

（4）随机性离析在施工也时有发生。因设备故障、摊铺机停机、拌合楼生产的混合料波动过大、碾压不及时等都可能造成随机性离析。低气温施工随意停机或保温措施不够往往会形成这种离析形态。

2、钻芯法（取样法）

通过钻芯取样、分析芯样的材料组成及芯样密度，以评定离析的程度。取芯法费时费力，同时上面层施工一般不允许过多取芯，所以仅在发现路面明显离析，才采用此法进行调查。由于路面离析处级配、沥青用量、芯样密度都可能发生变化，因此三指标均可作为离析的评定指标。

另一种方法是在摊铺机后面取样，通过分析混合料级配、沥青用量变化来评定离析的程度。美国许多州规定，在施工控制中混合料的检测样品应在碾压之前，应从摊铺机后面取样。这样可使承包商关注混合料在拌合、运输、摊铺整个过程中的均匀性。连徐高速公路某标段采用这种方法进行了调查，分别在两台摊铺机的两翼取样，做抽提试验，分析级配、沥青用量的变化。

3、核子密度仪法

核子密度仪可以检测路面的密度，根据检测路段路面密度的变化范围，确定该路段离析程度的等级。核子密度仪是路面无损检测的重要手段，采用核子密度仪检测具有快速、简便，且对路面无损坏的优点。但由于路面离析处粗料集中的地方，级配偏粗、沥青用量也偏少，该点的密度值未必会小，因此核子密度测定仪有可能检测不出这种离析。

美国一些州制定了核子密度仪检测离析的方法和标准，不同地区标准各异。佐治亚州采用如果密度差异超过0.163g/cm3，就认为路面离析。堪萨斯州采用在路面上测4条纵向密度线，如果密度差异大于0.08g/cm3或最小值比平均值小0.04g/cm3就认为路面离析。爱荷华州采用如果离析处的密度与非离析处的密度之比值在98%～95.1%，就认为是明显离析，如果低于95%就认为是严重离析。

4、红外线摄像法

红外摄像仪可绘制整个区域的热量分布图，并可以利用软件分析热量分布图，评价温度离析状况。红外摄像仪只能探测到表面及表层的温度分布情况，红外摄像仪对完工后路面的评价精确度不够高，不同红外摄像仪经过标定后测定结果才可用于分析比较。

温度离析主要在卡车卸完料、摊铺机收斗时出现，上一车的剩料与下一车表面的冷料混合在一起摊铺，由于这部分冷料粘度大，集聚在摊铺机螺旋布料器中央，摊铺后便在摊铺机中央形成明显的温度离析带。

温度离析的另一种形式为两幅摊铺机衔接不好或碾压不及时，先摊铺的混合料没有及时碾压而在接缝两侧形成温度差异。

二、个人己见

离析的检测与评定在国际上尚处于研究阶段，本文在借鉴国外研究成果的基础上，采用视觉调查法、核子密度仪法及红外线摄像法，对高速公路沥青路面施工中的离析状况进行了大量的调查，通过分析研究，提出了如下建议：

1、铺砂法、钻芯法、核子密度仪法可与视觉观察法相结合应用于路面离析的无破损检查与评定，当存在争议时可用取芯法做最终的判定。

2、红外线摄像法在低气温施工时，可用于温度离析的检测，以督促施工单位改进设备与工艺。

总之：城市的交通发展，不应只注重追求高速公路总路程数，更重要的是公路的质量和寿命。公路建设的水平需要与公路的功能相适应，其中实际上包含了难以估量的社会效益，因此修建寿命长久的沥青路面的关键在于沥青混合料检测，施工过程中应该重视对沥青混合料离析的有效控制。只有严格控制沥青路面施工的各项技术指标，才能发挥公路的最大效益。

参考文献：

[1]李福普，沈金安.公路沥青路面施工技术规范实施手册.人民交通出版社.

[2]中华人民共和国交通部标准-公路沥青路面施工技术规范.人民交通出版社.