公路沥青路面施工中原材料试验数据的分析

罗杰

摘要：公路成為社会在生产过程中一个必不可少的环节，贯穿于农业、工业以及国民经济其它部门之间，公路的重要性不言而喻。随着技术的进步，传统混凝土密实的路表面，使得轮胎噪声大且泄流能力有限在近些年逐渐被经久耐用的沥青路面所取代。

关键词：沥青;公路路面施工;原材料检测;数据分析与探究

Abstract： Highways have become an indispensable link in the production process of society， running through agriculture， industry and other sectors of the national economy. The importance of highways is self-evident. With the advancement of technology， the dense road surface of traditional concrete has been gradually replaced by durable asphalt roads in recent years due to tire noise and limited discharge capacity.

Key words： asphalt;highway pavement construction;raw material testing;data analysis and exploration

1  关于沥青路面

沥青的混合料中的原材料按照现行标准及施工实际情况主要分为沥青、碎石（粗集料）、细集料、填料等四种成分。

1.1 材料

1.1.1 沥青结合料

沥青结合料是指在沥青结合料中起着结胶作用的沥青材料总成。它能够将不同的矿质颗粒在粘黏成一个整体，从而能够增加路面强度，增强路面抵抗外力的反复作用对路面的破坏。

1.1.2 矿粉

矿粉是指直径小于0.074毫米的矿质颗粒，其经常作为填充空隙，防止热沥青流淌，增加热沥青的粘合力和稳定性，一定程度增加抵抗水的剥蚀作用。

1.2 路面结构

①沥青路面结构共有四部分组成，分别为：面层、基层、底基层、垫层。沥青路面类结构层属于柔软路面的范围，基层的柔软材料也可用刚性的水泥混凝土或者半刚性的水硬性材料替代，加入了刚性的水泥混凝土或者半刚性的水硬性材料一定程度上会增加路面的耐用度。②面层直接承受外力反复作用（车轮碾压等）和自然侵蚀（雨水冲刷等）的结构层。③基层是在面层的下方，并且和面层一起承受压力，起主要的承重作用。④底基层是在基层的下方，并且和面层基层一起承受外界反复作用和自然因素的压力，是起次要承重压力作用的层次。

1.3 性能

①沥青路面具有高温稳定性。为了更好地时沥青路面在高温季节行车符合反复作用下仍然可以行车稳定。②沥青路面具有低温抗裂性。③沥青路面具有水稳定性。为保证路面在水流侵蚀下经久耐用。④沥青路面具有耐疲劳性。路面长期在车辆行驶中轮胎对其的碾压磨损和外力因素对其的侵蚀作用下，长期处于压力交叠变化状态，导致路面结构的稳定度和强度逐渐下降。

2  沥青路面使用的原材料

在公路沥青路面的施工过程中，要求沥青混合材料需具备的主要性能包括：水稳定性、抗疲劳性、高温稳定性和耐久性。在公路沥青路面的施工过程中，要求其原材料需要具备以下几个要求，沥青原料配比中，增加集料的颗粒感，减少油的用量，并且为了防止今后因大颗粒的集料使路面出现裂缝，就要适度的添加细的混合料，为了使路面具有抗滑的性能，加大轮胎和路面间的摩擦，需要采用抗滑效果好的沥青原材料，并且要观察施工路段地形地貌，气候温度湿度，因地制宜，调整沥青集料的配比，以保证施工效果。

3  试验检测工作对改善工程质量的重要性

对公路沥青路面施工的原材料的检测工作，是对公路工程施工的一个必不可少的环节，同时，原材料的检测工作也影响着公路工程施工和竣工以及后续的使用。通过高规格的对原材料的实验和检测工作，我们能够最大程度的发挥材料的作用，也督促着高质量的完成路面施工工作。

①通过试验检测，可以明确判断出原材料的质量、性能、是否符合使用标准，是保证路面施工的重要环节。②通过试验检测，能够就地取材，降低工程造价。

4  原材料试验检测

在沥青路面的施工原材料运送到现场后，收取供应商提供的原材料报告后，必去进行现场的抽样检测。

4.1 集料的试验

4.1.1 粗集料试验：吸水率

取集料水中质量Mw、表干质量Mf、烘干质量Ma

吸水率%：Wx=（Mf-Ma）/Ma×100%

坚固性：Qi=（Mi-Mi'）/Mi×100%

坚固性：主要实验步骤：①不同粒径范围内集料分别放入三角网篮中，浸入溶液，排除气泡。②浸泡20h。③完成五次循环，清水洗净，在各种规格下过筛，称取过筛后质量。

含泥量检测：将试样浸泡20h后，过筛，洗净烘干后称重质量。

计算：Qn=（M0-m1）/M0

Qn：碎石或砾石含泥量（%）;M0：实验前烘干试样质量（%）;m1：试验后烘干试样质量（%）。

4.1.2 细集料：坚硬、无风化、无杂质

砂当量：测定细集料中含有的黏土性或杂质的含量，以测评集料的洁净程度。

4.1.3 矿粉

矿粉应自行研磨加工，不能从水泥厂等购买，且要采用10mm以上的石灰岩碎石进行加工。应对其矿粉的每个指标都进行一一检测，不合格、不达标的矿粉不得使用。具体操作如下：

檢测矿粉的质量，同时测定供拌制沥青混合料用的其宅填料入水泥、石灰、粉堞灰的相对密度。

主要仪具：李氏比重瓶、天平、烘箱、恒温水槽。主要试验步骤：试样烘干，减量法称重，称取试样、器皿、漏斗和小牛角匙的总重mq;比重瓶加水至刻度0～1ml之间，恒温称重，读取刻度V1;加矿粉到，同时排出气泡，恒温后读取刻度V2;称取器皿、漏斗、小牛角匙和剩余试样的总重m2。

Pf：矿粉密度;Rf：矿粉对水的相对密度;M1：实验前矿粉干燥质量;M2试验后矿粉干燥质量;V1：加矿粉前比重瓶初读数;V2：加矿粉后比重瓶终读数;Pw试验水的密度。

4.1.4 亲水性实验

目的：亲水系数即矿粉试样在水（极性介质）中膨胀的体积与同一试样在煤油（非极性介质）中膨胀的体积之比，用以评价矿粉与沥青结合料的粘附性能。主要仪具：50ml，刻度为0.5ml的量简、天平、煤油、烘箱。主要试验步骤：试样烘干，加水15～30ml碾磨，装入量筒，加水至50ml液面处;方法同上，不同的是用煤油代替水。

4.1.5 棱角试验

主要试验步骤：①称取细集料质量Mo;②容器加满水mp，标定容器体积;③过筛，称取0.075mm筛上烘干集料试样;④试样入筒，开启漏斗门，集料入容器中，直尺刮平容器表面;⑤称取容器与细集料的总质量m2;⑥测定细集料的毛体积相对密度rb。

4.1.6 纤维：道路施工工程中一般可分为硬纤维和软纤维两种

木质纤维：在化学上具有稳定性，不容易被一般溶剂，酸碱腐蚀，被广泛应用于水泥、石膏、石灰等建材增加纤维硬度的添加剂。聚酯纤维：新型防裂增强材料，以聚酯为主要原料，具有突出的耐高温性能。玄武岩矿质纤维：以特定的玄武岩为原料，具有优越的力学性能和耐高温性能。木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩矿质纤维的技术性能。

4.2 沥青混合料检验

4.2.1 石油比检验

按规范的要求，抽取沥青混合料，进行抽提试验，检验其石油比重是否符合要求，如不符合要求，应立即调整。

4.2.2 矿料级配的检验

油石比试验后的矿料进行筛分试验，检验矿料的级配是否满足规范的要求，如不满足应调整各热料仓的比例。

4.2.3 马歇尔试验

抽样进行马歇尔试验，检验沥青混合料的物理力学性质是否符合设计的要求，如不满足应检查其原因，进行必要的调整再进行施工，同时还为以后沥青路面的压实度检测提供标准密度。

4.2.4 搅拌方面的检测

①直观检测：温度过热，沥青混合料冒黄烟;温度过低，沥青混合料裹不均匀。②质量测试：沥青混合料测试，马歇尔稳定度、留值和其他物理指标，石油配比、物理分析。

5  案例分析

以郑州市普干线公路为例：①项目经理查看供货商提供的原材料检验合格证后对沥青原材料进行抽样调查，并且组织试验检测，以确保原材料合格。②对原材料严格把关，卸货必检测，同时加强对石料颗粒大小的检测，不合格、不达标的材料坚决不采用。③对沥青混合料进行抽样检测，确保混合料在性能上的合格。

对于沥青原材料检测注意事项：

①原材料包括粗集料、细集料、填料（矿粉）、沥青，这些材料都要送到实验室去做检测拿试验报告。至于每种材料需要检测什么项目，一是可以看设计，一般设计都会给出材料要符合那些技术指标。二是看规范，《城镇道路工程施工与质量验收规范》（CJJ 1-2008）或者《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）。

②参考配合比报告，当然也要看原料有没有变化，一般检测报告：集料检测报告：筛分、密度、针片状、压碎值、砂当量，矿粉：亲水系数、筛分、密度。沥青三大指标、密度。具体指标要求参照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）和设计图纸。

③沥青在运输途中、装卸过程中难免会混入水、杂物等，这些混入的会影响检测结果，我们应采取加热、过筛的方式，对混入的水或杂物进行剥除，以保证检测结果的严谨性和科学性。同时要注意，在加热过程中把握温度，过高的温度会造成沥青老化。

④沥青分为三个等级：A级、B级、C级。不同等级原料配比和粘度作用功能都有所不同，应根据要求一一检测。

⑤沥青材料试验有：

必检：1）针入度试验关于沥青的针入度实验，大致分6步：a准备一口大锅和若干木材;b把木材点燃架上大锅;c在锅内把沥青和好;d将和好的沥青到在地面上;e半小时后用一小针（可以是绣花针）垂直插入沥青内;f开始研究小针的深入度，并记录下插入深度。若插入较深，则表示沥青结构过分稀疏，此时需进行蒸干处理。反之，结构紧密，需上湿处理。在实验中，若针只能插入1/2。则表示沥青配制成功。2）软化点试验。3）延度试验。

按需要检测：1）闪燃点试验;2）含蜡量试验;3）溶解度试验;4）密度试验;5）沥青老化性能试验;6）沥青粘附性试验。

6  总结

公路沥青路面的铺设和施工，需要先确定优质达标的沥青原料，以保证施工初始环节的准确性、科学性和安全性，优质的沥青原材料在今后的公路实际运营当中，可以有效地降低外力作用（轮胎碾压）和自然因素（雪、雨）等对其路面的损害，延长公路的使用寿命。

参考文献：

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[2]吴燕.公路沥青路面施工现场试验检测技术探讨[J].中国公路，2018（13）：106-107.

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