公路工程中沥青混合料试验检测技术应用研究

陈乐军

（潍坊市交通服务保障中心，山东潍坊261061）

0 引言

在公路工程中，沥青混合料是一种应用十分普遍的材料，具有良好的性能。而在实际的公路建设项目中，为了保证施工质量，需要对沥青混合料进行有效的试验检测，掌握材料的各方面性能和指标数据，进而选择合适的材料类型和施工工艺。

1 公路工程中沥青混合料的概念

1.1 沥青混合料的主要构成

沥青混合料在公路工程中较为常见，是一种应用十分普遍的混合型材料。沥青混合料的主要成分包括沥青、骨料、聚合物以及其他矿物质等成分。在实际的公路工程中，对沥青混合料产生影响的因素相对比较多，很多现场条件会对沥青混合料的施工造成影响。此外，沥青混合料的结构不同也会对公路施工效果产生不同的影响，导致结果出现较大的差异性。在当前公路工程中，沥青混合料常用的结构包括：骨架—空隙、骨架—密实以及悬浮—密实等几种结构[1]。

1.2 公路工程中沥青混合料存在的问题

第一，路面出现结构性裂缝。裂缝是沥青混合料在施工过程中较为常见的病害问题之一，主要包括网状裂缝、龟裂型裂缝、横向裂缝以及纵向裂缝等几种类型，通常在公路施工过程中沥青混合料的浅层位置出现。如果不能及时处理，裂缝会随着公路的使用、气候变化、雨水侵蚀等因素影响不断加重，最后导致公路结构强度出现下降，严重影响公路的实际使用能力[2]。

第二，路面松散。在使用沥青混合料进行公路施工时，会出现路面表层结构脱落等情况，进而导致路面出现松散等问题。在前期主要表现为沥青混合料施工后出现龟裂等情况，随着使用时间的延长，沥青混合料中的添加材料被逐渐挤出，进而导致沥青混合料的结构强度降低，对公路的正常使用造成影响。

第三，路面变形。路面变形的种类较多，主要包括了碾压后的车辙型变形、不规则变形以及沥青混合料结构变形等。这些变形问题主要是由于公路在使用过程中长时间超过规定的承载能力，进而导致公路的使用寿命缩短。在车辆行驶后，就会导致沥青混合料结构出现位移的情况，对车辆行驶安全造成不利影响。

第四，路面泛油。在公路施工过程中，通常是沥青以及其他混凝土等材料联合使用。而沥青具有良好的延展能力，在施工过程中添加沥青混合料能够改善公路路面的原有性能。但是由于沥青混合料的耐热性较低，如果公路外部温度长时间处于较高的状态，则会导致公路路面出现泛油的情况[3]。

1.3 公路工程中沥青混合料进行试验检测的意义

随着我国现代化建筑的迅速发展，很多地区的交通基础设施也在不断的发展和优化。公路属于现代化建设中十分重要的组成部分，对于不同地区的经济发展以及运输事业有着非常重要的作用。因此，公路建设项目的数量也在不断地增加，而在公路建设项目中，需要保证施工的质量严格符合相关标准，进而保障交通行驶的安全性。在当前的公路建设项目中，沥青混合料是一种应用十分普遍的材料，具有噪声低、舒适性高以及对轮胎磨损性小等技术优势，已经广泛应用在公路建设项目中。需要根据不同地区的客观条件以及实际需求对沥青混合料进行试验优选，保障沥青混合料满足公路工程质量规范和标准，降低沥青路面出现质量问题的可能性。通过沥青混合料的试验检测工作，科学合理地选择相应的材料类型和施工技术，进一步降低公路建设项目的建设成本，提高经济和社会效益[4]。

2 公路工程中沥青混合料试验检测的方法

2.1 采集沥青混合料样本

在进行公路建设项目的沥青混合料试验检测中，首先需要合理地采集沥青混合料的样本，在采集过程中需要保证样本材料具有较高的代表性。因此，在实际的试验检测工作中，会在施工现场对施工使用的热拌沥青混合料进行取样采集。此外，为了保证试验检测的顺利进行，在采集样本过程中不出现浪费，一般会采集试验使用量2.5 倍的样本数量。而如果是在仲裁试验检测过程中，则需要更多的检测样本作为备用样本[5]。同时，如果沥青混合料试验还需要进行平行试验，则需要采集更多的沥青混合料样本。具体采集数量见表1。

2.2 密度试验检测技术

密度试验检测是沥青混合料试验中十分重要的检测技术之一。在检测过程中，需要做好相关的准备工作。首先，在检测前需要保证比重瓶的干净，使用清洗剂以及蒸馏水进行清洗，再使用烘烤箱对比重瓶进行烘干。其次，提前使用烧杯存储蒸馏水，放置在恒温水槽内，并置入温度计。保证烧杯内的蒸馏水试验温度不超过0.1℃。在准备完毕后，根据实际试验检测需求，调整比重瓶中的水量。在进行密度检测中，沥青混合料样本主要包括液体型样本、黏稠型样本以及固体型样本等。在检测过程中，不同类型的样本材料的密度也会存在一定的差异，需要根据操作标准，对各个形态的样本分别进行试验检测[6]。此外，密度试验检测通常需要进行3 次平行试验，最后结果取3 次试验数据的平均值。

2.3 马歇尔试验检测技术

马歇尔试验是沥青混合料试验检测中常用的方法，主要是对沥青混合料的质量以及水稳定性能进行检测。在检测过程中，使用马歇尔检测设备、真空饱水容器以及恒温水槽等器材和设备。在马歇尔试验前，需要进行准备工作。主要是对试验使用的试件进行测量，并根据试验的相关要求进行检测。所有试件的直径误差需要低于2mm。此外，还需要对试件的稳定性以及流值等进行检测。在试验过程中，试件所承受的载荷就是试验的稳定性数值，而最大载荷的竖向变形则是试件的流值。

2.4 单轴压缩试验检测技术

单轴压缩试验检测是用于沥青混合料抗压力回弹性能以及抗压强度性能检测的重要试验。在试验前，需要制作沥青混合料试件。试件直径以及高度均为100mm，在20℃的条件下，使用万能材料试验设备对试件进行检测。设备加速率设置为2mm/min，直到试件被破坏。再根据检测公式进行数据计算，进而得出沥青混合料试件的抗压强度数据。在计算过程中，需要保证试验检测的有效性，保证所有计算数据与平均值之间的差控制在规定范围内，如果超出范围则作为废弃数据处理。再根据数据计算沥青混合料的抗压回弹值。

2.5 劈裂试验检测技术

劈裂试验检测主要是测量沥青混合料弹性方面的力学数据，是对沥青混合料在低温环境下的抗裂能力进行检测。在试验过程中，当设备的加速率设置为50mm/min 时，根据沥青混合料的试验温度来测量样本的泊松比μ 值，通过泊松比μ 值来表示沥青混合料抗裂能力。如果需要检测沥青混合料在低温环境下的抗裂性能，则需要将试验环境温度调整到-10℃，并将加载速率调整到1mm/min。

2.6 车辙试验检测技术

车辙试验是对沥青混合料的高温环境稳定性指标进行检测的技术。在很多地区，由于夏季温度较高，公路路面长时间受到暴晒，路面温度超过60℃。因此，在使用沥青混合料进行公路施工时，需要保证沥青混合料具有良好的耐高温能力。车辙试验是检测沥青混合料在高温环境下材料稳定性的重要方法。在试验前，需要制作规范的试件，并控制环境温度在规定范围内，使用0.7MPa 的轮胎对沥青混合料进行试验，测量试件增加1mm 变形时所需要的碾压次数（即动稳定度）。

3 公路工程中沥青混合料试验检测要点

在公路建设项目中，沥青混合料能够有效提高公路面的稳定性、耐久性以及行驶安全性。因此，沥青混合料各个方面的性能十分重要。在试验检测过程中，为了保证检测结果的准确性，应当注意各项试验的重点和要点。

3.1 沥青混合料中不同材料含量的控制

在试验检测过程中，需要保证沥青混合料的沥青含量以及筛分通度百分率符合标准。在试验检测过程中，保证加热炉的温度达到538℃左右，使样本材料能够完全燃烧。沥青混合料燃烧后，通过计算公式来测量样本材料的筛渣数据，并计算筛渣比例数值，最终将数值整理为分离曲线图。对样本材料进行分析，评估样本材料当中的沥青比例是否符合实际要求。

3.2 密度试验的技术要点

在试验检测过程中，需要保证沥青混合料的各项指标符合标准，其中包括体积、孔隙率等数据。在制作试件时，使用标准击实法，设备选择标准击实仪，保证试件的高度和直径等指标符合试验检测标准。在检测时，根据实际检测需求来选择浸水天平。此外，在检测过程中，保证试件的表面干净清洁，进而保障试验检测结果的准确性。

3.3 马歇尔试验检测过程中的技术要点

第一，在检测过程中，严格地控制样本材料的拌和温度，保证材料的拌和时间符合要求。在检测时，沥青混合料的拌和时间需要根据材料的类型不同进行调整，每次拌和时间超过45s。如果使用改性沥青或者SMA混合材料，则需要控制拌和时间在60～70s 之间，确保所有材料样本能够被沥青均匀包裹。第二，在马歇尔试验中，保证设备的冲击器置入恒温水槽，保持恒定温度。第三，在沥青混合料出料时，温度控制在140～165℃之间。第四，在进行沥青混合料试验时，保证材料样本有足够的冷却时间，通常冷却时间超过1h。材料完全冷却后，再将样本置入恒温水槽静置30s。

3.4 水稳定性能试验检测的技术要点

沥青混合料的水稳定性能通常选择浸水马歇尔试验、马歇尔真空试验以及劈裂试验等。因此，在试验检测过程中，将样本材料放置在恒温状态下48h 后，再进行浸水马歇尔试验，保证材料的稳定性。此外，在真空马歇尔试验中，将样本材料放置在真空干燥设备中，再启动真空泵进行处理，保证设备内部的真空程度高于97.3kPa，并维持5min 后再启动进水管道，对样本材料进行负压环境冲击。最后将样本材料再次置入恒温环境，持续加热48h，并进行马歇尔试验。

3.5 高温稳定性试验检测的技术要点

高温稳定性指标通常需要通过车辙试验进行检测，试验包括自动检测以及人工检测两种类型。人工试验检测时，保证设备放置在车辙上，并使车辙底和横杆之间保持准确的距离。自动试验检测时，通过激光检测设备以及红外线传感设备进行试验。

4 公路工程中沥青混合料试验检测的建议

4.1 合理选择试验检测材料

在沥青混合料试验检测中，需要保证所有检测环节符合要求。为了保证检测结果的准确性，需要对检测样本进行合理、科学的采集。试验检测人员在现场根据实际情况和相关条件进行分析，选择合适的样本材料，保证所采集的材料样本能够具有较高的代表性，检测结果能够为公路建设项目提供更可靠的参考依据。

4.2 试验过程符合相关标准

由于公路建设项目对沥青混合料的质量有着较高的标准和需求。因此，在针对沥青混合料进行试验检测时，通常会选择甲级资质的试验所，有效保证试验检测的所有流程和操作都能够符合实际公路建设项目的要求和标准。

4.3 进行严谨的验证

在公路建设项目的沥青混合料试验检测中，需要对检测数据进行反复的验证，保证试验检测结果的准确性和有效性。在实际的试验检测中，相关负责人员需要配合对沥青混合料的检测并进行验证，保证沥青混合料的各项指标能够符合公路建设项目的实际需求。

5 结语

综上所述，公路建设项目是我国交通系统建设工程中十分重要的组成部分。沥青混合料具有十分优越的稳定性、良好的行驶安全性，在当前大部分公路建设工程中会选择沥青混合料作为路面的主要材料。需要对沥青混合料的各方面性能和指标进行严格的要求，针对不同地区的实际条件，对沥青混合料进行科学有效的试验检测，掌握沥青混合料的实际性能情况，保障公路工程施工的安全性。