分析公路沥青路面试验检测技术

朱冬冬

上海同丰工程咨询有限公司 上海 200444

正文：

1 沥青路面常见损害和成因分析

沥青路面损害包括自然损害和非自然损害，自然造成的损害主要是裂缝病害，非自然造成的主要是由于大重量货车经过使路面产生了坑槽和车辙，严重时还会出现局部的沉降。裂缝大多是以横向、纵向和不规则的裂缝形式呈现。这些细小的危害如果没有被有效处理将会导致路面遭到更加严重的损坏，降低路面强度和负载，使路面使用年限缩短。沥青路面虽然比普通路面具有更稳定的性能，但是随着生活水平提高，机车数量增多，尤其是重载货车数量的增加将导致路面承受压力大大提升。长此以往必然会引起沥青路面出现凹陷、车辙以及平整度下降等问题。另外，由于路基路面整体受到强大的压力，整个路面结构也可能会受到破坏，尤其是经过雨水冲刷和下渗以后，路面结构的整体强度、刚度和稳定性能等不断降低，导致整个路面路况下滑，沥青路面基础承载能力下降。

2 沥青路面质量试验检测的重要性

在机车数量增多的情况下，对于公路质量要求也变得越来越严格。沥青路面试验检测工作的质量将质量影响工程的质量。因此，为了给公路工程质量整体评估提供可靠的依据，必须采用合理的试验检测手段和技术做好质量检测工作，提供科学的试验资料，才能做出真实的工程质量评价。公路施工中通过准确的试压检测所获得的资料数据可以作为工程原料控制、混合料配比设计、建设强度和进度、工程工序控制等依据，最终保证工程质量。

3 沥青路面施工试验检测技术分析

3.1 面层材料的控制检测

沥青混合料中的集料是保证沥青强度和混合料性能的基础，控制集料单级配规格是减少生产集料级配变异性的关键步骤。一方面应做好集料进场的检测工作，另一方面由于破碎机筛孔的设置对集料级配的变异性有着重要的控制作用，所以还要定期检查破碎机筛孔的尺寸大小，保证每档料的均匀和稳定性，将集料级配变异性降到最低。其次，集料的比重和吸水率会影响沥青混合料的力学性能，当比重大而吸水率小时沥青混合料力学性能良好，即强度高、稳定性好。但是吸水率也并非越小越好，由于吸水率小导致石料表面光滑从而不利于沥青粘附，所以应该将吸水率控制在0.3%-0.7%之间。另外，沥青路面对于集料的要求是干燥和洁净，当集料中含泥量较大时将导致沥青模和集料的粘附性下降，从而导致沥青混合料出现水损害问题，而且沥青和矿粉的粘接度也会将降低，在高温时沥青混合料的抗变能力也会降低。所以在施工中要控制0.075mm以下颗粒含量的指标。

细集料指的是粒径在2.36mm以下颗粒，沥青混合料中的细集料主要使用的是机制砂，细集料的粗糙度越大沥青混合料的稳定性也越好，这是因为细集料的粗糙度增加集料的嵌挤作用，是混合料热稳定性提高。在试验检测时主要检测的是细集料的砂当量和亚甲蓝，通过检测其中含有的杂质和粘性土含量来确定细集料的洁净度。

沥青路面原材料中，沥青材料是混合料中最重要的胶结材料，也是影响路面质量的关键，目前为了提高沥青路面抗车辙、抗高温和抗脆裂的性能，现在一般使用的改性以后的SBS改性沥青，其能有效提高路面抗车辙能力，降低沥青脆点，提高沥青和石料的粘接度，延长路面使用。在检测时主要检测都是沥青的粘接性、脆点和软化点，此外还要对沥青老化进行试验。

3.2 确定施工控制参数、做好配合比的设计

公路工程施工控制参数指的是在公路施工中会对施工的质量和施工的进度鼾声影响的关键数据，在沥青路面施工中需要控制的参数包括理论最大密度和马氏密度，控制参数确定是否精确将关系着整个路面的质量控制。所以可先借助试验检测先确定这些数据的准确性，然后严格根据试验的程序开展质量检测工作。沥青混合料的配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比试验三大阶段。在配合比设计阶段主要做的工作是二次筛分间歇式搅和楼，进入热料仓进行取样筛分，根据目标配合比确定各热料仓的比例。生产配合比验证时主要是对配合比的结果进行试拌和以及铺筑试验，通过马歇尔试验和碾压完成以后的成品现场检测，使各项指标都符合要求以后才能确定正式路面和施工时的标准配合比。在施工时为降低级配波动，需要定时对热料仓集料筛分，保证混合料的级配符合生产允许波动的范围。

3.3 铺筑和碾压施工中的质量检测

第一，每天对沥青混合料进行标准试验检测。其中包括通过马歇尔试验评价混合料的强度和稳定性，通过流值测定评价混合料在其荷载最大时的竖向变形，通过抽提试验检测混合料的级配，根据马歇尔试件可计算沥青的饱和度、矿料间隙率等指标值。第二，在正常施工当中也可以根据实际情况不定期开展试验检测工作，主要包括对路面车辙情况的检测，通过模拟实际车轮荷载在路面行驶时产生车辙的工程试验法，试验时温度控制在60℃。水稳定性试验包括浸水马歇尔试验、标准马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验和冻融劈裂试验。在渗水试验测试时同样也是模拟实际车轮荷载在雨天路面行驶时产生的压力渗水量。最后还可听过弯曲试验来评价沥青混合料低温状态下的抗裂性能指标。

3.4 沥青路面实体试验检测控制

在实际沥青路面施工时，为保证施工的质量，可采取相应的措施对路面实体的压实度、抗滑性、弯沉值、平整度以及渗水系数等进行试验检测并加以控制。首先，路面压实度指标和孔隙率相关，当压实度高时路面的孔隙率就小，根据沥青路面设计要求，孔隙率的设计应该在3%-6%之间，超过这个范围或低于这个范围都可能会影响沥青和石料的粘附。所以当压实度变小时孔隙率就会增大，如果超过了规定设计范围就容易出现渗水现象。但是如果压实度过小，则混合料的劲度也会减少，抵抗荷载的能力随之变小。随着交通运输量的增大，车辆荷载大且集中，当荷载压力到达一定程度时必然会导致路面压实度低的部分变得更为紧密，从而出现车辙。

关于路面的平整度控制，首先在材料级配范围内可适当减少集料最大粒径，严格控制混合料含水量和防弹簧的问题，控制各层施工的质量，使各项指标达到规范要求，从而可有效提高基层顶面的平整度，为保持路面平整奠定基础。路面的平整度受到沥青混合料的影响，所以关于混合料的温度、级配和粒径等应该严格按照规范要求设置，为保证沥青混合料摊铺顺利，在运输时也要注意控制时间和避免外界因素影响混合料的性能。

前文提到，路面的孔隙率大容易出现渗水问题，渗水系数达到一定程度时，在车辆荷载和温度的作用下会导致沥青膜从集料剥离，沥青的粘结作用降低使路面变得松散，从而出现水损害现象，因此也要加强对渗水系数的测试控制。

在测试路面抗滑性能时，采用仪器是摆式摩擦系数仪，在测试时首先保证每一处测试做3次平行试验，每200m测一处，同一处平行测试的测试点之间的距离为3～5m。在测摆值时先将仪器摆平，再进行调零，然后校核滑动长度，测摆值至少测试5次以上，并保证5次中的最大和最小值的差值不能大于3，然后取5次测试值的平均值作为此单点的抗滑值，取整数。最后还要测定现场路面温度，修约为标准温度20℃的摆值。除了利用摆式摩擦系数仪进行测定外，还可以利用手工铺砂的方式同样每隔200m测试一次，每一处于轮迹带上每隔3～5m测试3个测点。

为了满足沥青路面的需要，必须对路面进行承载力测试，这时就需要对路面的弯沉值进行检测。一般使用贝克曼梁法，在温度和季节调整的基础上保证测量点，并运用公式计算将测量的数据进行平均值和标准差计算，只有计算的结果小于设计的弯沉值才表明路面弯沉值合格，否则就需要找出不合格的地方进行局部修正。

3.5 沥青用量控制

在沥青路面施工中，一方面要保证石料级配符合规范要求，另一方面控制沥青用量也很重要。从当前对沥青路面病害的分析中发现不少病害是由于沥青用量不当导致的。所以在施工中必须严格控制沥青用量，从而保证沥青路面面层的质量。在路面施工前应该根据马歇尔试验先确定沥青的用量，然后按照规定测定沥青用量，当在测量沥青用量时如果发现沥青用量较高，除了和沥青混合搅拌时石料和沥青配比不当有关，也可能是受到混合料中细微颗粒的影响，在工地实验时缺乏直放抽提器和其他先进实验设备，所以在测定沥青用量时需要过滤掉石料中的细微颗粒，如果将没有沉淀的细微颗粒作为沥青则会导致用量偏大。另外也受到石料含水量的影响，在试验确定沥青用量时石料虽然经过了加热烘干，但却还是有不同程度的含水量，这些含水量也被计算在沥青用量中。所以在工地试验时要尽量根据不通过的试验条件多做比较实验，分析并调整这些误差，提高数据的可靠性。

4 结语

公路沥青路面的试验检测工作是公路工程施工管理的重要内容，是工程建设质量控制的重点，也是做好路面养护管理的关键。在沥青路面建设施工过程中，为加强公路质量控制必须重视对公路沥青路面的试验检测工作。通过科学的检测获得准确的数据，做好对沥青原材料、施工工艺和配合比设计等方面的质量检查，保证沥青路面施工符合建设规范，保证公路的质量，延长公路使用寿命。