市政道路热拌沥青混合料现场检测方法与影响因素研究

张 刚 广东建设工程质量安全检测总站有限公司工程师

黄敦坚 广州融创实业投资有限公司工程师

现阶段，市政道路大多采用热拌沥青混合料，但随着使用年限不断增加，会出现很多问题。从监管角度出发，由于质量评价体系不科学、不完善，以至于工程项目的监管单位无法准确分析出道路相关指标存在的问题，尤其是对热拌沥青混合料现场检测技术和方法的研究尚不深入，使得道路投入使用后出现严重质量问题。本文针对市政道路热拌沥青混合料现场检测技术与方法进行探究，对提高市政道路的运营质量具有十分重要的意义。

1 热拌沥青混合料类型及试验检测内容

1.1 热拌沥青混合料类型

热拌沥青混合料根据沥青类型和级配类型分为普通沥青混合料、改性沥青混合料、沥青马蹄脂碎石（Stone Mastic Asphalt，SMA）及改性沥青马蹄脂碎石等，具体如下。

1.1.1 普通沥青混合料

普通沥青混合料又称为AC 悬浮密实型沥青混合料，通常应用在城市或乡村的主干道上。由于混合料本身具有黏聚力大和内摩擦角小的特点，其高温稳定性略低于其他混合料类型。

1.1.2 改性沥青混合料

目前，应用较多的改性剂分为物理改性和化学改性两种，其中物理改性大多是将聚合物改性剂，如SBS、SBR 等添加至沥青中；化学改性是将一些化学试剂添加至沥青中，从而提高沥青的高温稳定性。根据以往研究，在添加上述改性剂后基质沥青的黏度和高温性能得到很大提升，同时低温条件下开裂情况也逐步缓解，表明改性沥青可以显著提高沥青及混合料的高低温性能，因此通常应用于高等级公路面层或城市主干道、快速路的上面层中[1]。

1.1.3 沥青马蹄脂碎石混合料

沥青马蹄脂碎石主要由沥青、碎石、矿粉以及纤维共同组成，级配通常采用间断型，骨架内部使用纤维和矿粉进行填充。因此，组成的骨架-密实型结构具有较大的内摩擦角和高温抗变形能力，应用较为广泛。

1.1.4 改性沥青马蹄脂碎石混合料

改性沥青马蹄脂碎石混合料与一般SMA混合料的不同之处在于使用了改性沥青，因而沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性都得到了很大提升。此外，路面的构造深度和摩擦系数增大，路面行车安全性及耐久性显著提高。与冷拌沥青混合料相比，热拌沥青混合料成型时间短、耐久性和稳定性好，对提高路面性能具有显著效果。

1.2 试验检测核心内容

材料质量是否合格，将直接决定沥青路面的施工质量是否达标。在对施工材料进行检测时应充分依据规范要求，严格按照试验方法进行检测，并随时记录原始数据，以备查验。沥青应选择道路石油A 级沥青，不得采用煤沥青或其他类型的沥青，同时应具备良好的稠度和稳定性。集料应选择表面干燥洁净的骨料且无风化现象，各项物理力学指标均应满足《公路沥青路面施工技术规范》标准的需求。填料一般选用石灰岩磨成的矿粉，应尽量避免使用水泥、石灰等作为填料，并禁止使用粉煤灰作为填料。

试验过程中根据沥青混合料级配特点，严格按照规范要求开展试验。标准试验结果对热拌沥青混合料性能影响很大，因此需要对其加以验证[2]。验证试验主要依据标准试验结果对热拌沥青混合料性能加以验证，尤其是级配设计是否合理[3]。试验应采用多个平行组进行综合比对，尽量消除试验误差的影响，以确保试验结果的准确度。此外，整个工程试验检测过程中应随时对材料和成型试件等进行抽样检测，若不符合要求应及时停止施工，查找原因并解决后方可进行后续作业，从而避免对工程质量产生影响。抽样试验也从侧面反映监理单位的技术和管理水平[4]。

2 热拌沥青混合料试验影响因素分析

2.1 矿料性质

我国地域辽阔，不同采石场开采的集料种类和性质差异很大，即使是同一种岩石内部也含有不同的矿物成分，此外不同的矿料种类与沥青的黏附也有差异。工程实践发现石灰岩等碱性集料与沥青黏附性较好，而花岗岩等酸性集料不易与沥青结合，因此施工前需要对使用的矿料成分进行试验分析，以保证工程质量满足要求。热拌沥青混合料中的矿料级配组成也是影响混合料试验检测的重要参数，其中矿料的密度对热拌沥青混合料配合比影响很大，密度试验检测结果是否准确将直接决定混合料的最佳油石比，即最大力学性能状态下的最佳沥青用量。另外，矿料的表面纹理丰富度也同样影响热拌沥青混合料的试验结果，当矿料的针片状含量较多时，其坚固性较差，在高温拌和时容易出现破碎，无法较好形成混合料骨架结构，另外与沥青胶结料之间的裹附作用也会存在不足，进而导致混合料花白料的存在。

2.2 施工工艺

随着我国社会经济和科学技术的不断进步，产生了许多新型的施工工艺和施工机械，传统的试验评价指标不再适用于指导实际路面施工，因此需要根据改进的工艺特点，对试验检测过程中的各项指标做出相应调整，如确定最佳油石比过程中的马歇尔稳定度和流值指标。

2.3 试验条件

在试验检测过程中，环境温度和技术人员的水平等都会对试验结果产生很大影响，因此在试验时需要确保环境温度变化很小，设备保温效果良好[5]。

3 工程概况

某道路长为1.8 km，宽为18 m，设计速度为30 km/h，其中道路部分全长为1.4 km，桥梁部分全长为0.4 km，包含路基工程、路面工程、桥梁工程、交安工程以及交通标志5个部分。其中，路面部分采用热拌沥青混合料铺筑，为保证施工质量符合要求，依据规范要求现场对沥青路面各项技术指标进行检测。

4 试验检测

考虑到该市政道路交通量大，容易产生车辙变形，因此沥青使用SBS 改性沥青，其各项目检测结果如表1 所示。同时根据沥青试验规范设计要求，结合检测结果可得该SBS改性沥青的检测结果均满足规范要求。

表1 SBS 改性沥青各项目试验检测结果

本项目集料采用石灰岩矿料，其各项物理力学项目测试结果如表2 所示。经检测结果可得集料性能均满足规范要求。SMA-13 沥青混合料级配设计如表3 所示。

表2 集料各试验项目试验检测结果

表3 SMA-13 沥青混合料级配设计

5 结语

市政道路工程是市政工程的重要组成部分。同其他城市基础设施相比，市政道路工程有其独有的特点，如功能多样、组成复杂、行人量大、车种复杂、交叉口多以及交通分散等。因此，本文针对市政道路的热拌沥青路面现场试验检测内容及试验影响因素进行研究，并依托实际工程对热拌沥青混合料路面原材料性能及高温、水稳性能进行检测，测试结果均满足要求。