公路施工中的路面现场试验检测技术

摘要 公路路面现场试验检测能够保证路面的使用性能，提升公路的服务质量。根据公路施工规范要求在路面施工過程进行现场检测，以广东省五华县国道G238线路面改造工程公路为调查对象，根据工程概况确定公路路面现场检测项目及技术指标。研究路面施工前原材料检测、施工中路面承载力检测、施工后路面使用性能检测，得到路面现场试验检测在公路施工中的应用。

关键词 公路工程;路面;试验检测

中图分类号 U416.2 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）11-0160-03

引言

公路路面现场试验检测是公路服务使用质量的保证。根据公路路基路面现场检测规范要求对公路施工全过程进行现场检测[1]。按照公路工程路面施工过程划分，可以划分为施工前的原材料检测、施工中的承载能力检测以及施工后的路用性能检测[2]。按照公路工程路面现场检测指标可以分为路面压实度检测、路面厚度检测、路面平整度检测以及抗滑性能检测等[3]。公路工程路面现场检测贯穿于公路施工的全过程，同时公路工程路面现场检测保证了公路安全[4]。以广东省某公路为调查对象，依据工程概况制定相应检测方案确定检测技术与检测指标，将整体项目按照施工过程进行划分，分为施工前、施工中以及施工后，研究公路工程路面现场检测技术在施工过程中的应用。

1 公路路面现场检测试验方案确定

在公路工程路面现场检测中，试验方案的制定是检测准备中的重要环节。依据工程概况，确定公路路面现场检测指标，确定检测项目。根据检测项目合理安排检测时间及检测顺序，在保证施工的前提下提高检测效率，节省检测时间。

1.1 工程概况

五华县国道G238线路面改造工程设计全长16 km，根据设计要求公路路面类型选用沥青路面，路面结构如图1所示。

该路段公路设计服务使用年限为12年，设计年交通量增长率为7%。通过对该公路段交通量进行调查，结果为小客车2 413辆/昼夜，大型客车87辆/昼夜，大型载货汽车388辆/昼夜，中型载货汽车660辆/昼夜。根据交通量调查结果表明该路段交通量较大，且多为重载交通，在进行公路工程路面现场检测时要考虑路面结构强度与行车舒适性。

1.2 公路工程路面质量要求

根据工程概况可得，该高速公路段路面采用细粒式SBS改性沥青混凝土上面层、中粒式改性密集配沥青混凝土下面层，且该公路段交通量较大，重载交通严重。根据公路工程施工规范可得公路路面必须具有一定的强度、耐久性、温度稳定性。

（1）路面结构强度。公路工程路面强度的保证来自路面结构的承载能力，该路段公路大型车辆交通量大，重载交通严重，易出现裂缝类病害。路面结构强度源于材料设计及施工质量。材料设计时沥青材料与集料填料的选择决定了沥青路面的材料强度。在施工过程中，沥青面层的压实质量同样影响了路面结构强度。

（2）耐久性。该公路段位于广东省五华县，全年平均气温较高且雨热同期。沥青路面耐久性决定了路面抵抗自然风化的能力，在进行公路工程路面现场原材检测时，要着重考虑沥青的选择，沥青材料的抗老化性能决定了材料结构的耐久性。在施工过程中需要对沥青路面结构的回弹模量进行检测，回弹模量代表了沥青路面的耐久性以及抗疲劳性能。

（3）水稳定性。该公路段所在区位夏季多雨，在公路路面现场检测时，需要对路面结构的抗水损害能力进行检测。在雨季时，降雨到达路面，按照公路路面设计规范，公路压实度需达到96%以上，表明路面结构不透水，如果路面结构内部浸水易造成沥青路面早期损害。

（4）路用性能。路用性能代表了该公路段路面使用质量，路用性能包括平整性、抗滑性、高温稳定性以及低温抗裂性。路用性能评价了公路路面的通行程度以及行车舒适性，针对重载交通严重的现象需要重点检测材料结构的高温温度性。并且该公路段交通量较大，需要保证车辆通行的安全性，由此必须对公路路面平整度、抗滑性能进行检测。同时在公路路面施工过程中已产生早期损害，需要对路面损害进行检测，确定养护方案，提高公路路面服务使用年限。

1.3 公路路面检测方案制定

根据广东省五华县国道G238线路面改造工程概况及公路工程路面质量要求进行检测方案制定。按照公路工程施工过程，将该公路段路面现场检测分为施工前、施工中、施工后三阶段进行。具体实施检测项目、指标如表1所示。

根据该公路段施工过程，将公路路面现场检测分阶段进行。施工前对沥青路面原材料进行检测，包括沥青材料、集料填料，施工中主要对沥青混合料进行级配设计检测以及路面尺寸控制检测，施工后对公路路面结构整体性能进行检测，包括压实度、承载能力、平整度、抗滑性能、渗水系数以及表观损害进行现场检测。保证公路路面使用质量。

2 公路工程路面现场检测技术

根据广东省五华县国道G238线路面改造工程路面检测方案，对该公路路面进行检测。按照施工过程，进行分阶段检测。

2.1 施工前检测

（1）沥青材料。沥青材料选用改性沥青。通过对沥青材料的针入度（25 ℃，5 s，100 g）、软化点、延度（5 ℃，5 cm/min），以及沥青薄膜厚度（163 ℃、75 min）进行试验。用于评定沥青材料的黏性、高温稳定性、低温抗裂性以及沥青材料的抗老化性能，检测结果如表2所示。

（2）集料填料。集料填料的选择决定了密集配AC-13C混合料的强度，依据该公路段路面结构，路面磨耗层厚度为4 cm。确定层厚范围后，根据粗集料技术规范要求，粗集料最大粒径小于等于20 mm。路面磨耗层材料为连续级配骨架密实结构，是指此结构具有较多数量的粗集料开成空间骨架，同时又有足够的细集料可填满骨架的空隙。这种结构的沥青混合料具有较高的黏聚力和较高的内摩阻角，是沥青混合料中最理想的一种结构类型。棱角分明且压碎值符合要求的碱性集料，选择酸性集料会影响沥青与集料之间的吸附性。细集料按照超薄抗滑层技术要求，故选择压碎值与含泥量满足规范要求的机制砂即可。矿粉作为路面磨耗层混合料的填料，主要作用是沥青与矿粉拌合形成沥青胶浆在碱性条件下，集料与沥青之间产生化学吸附提高材料强度，矿粉填料用量通常在3%左右。

2.2 施工中检测

公路工程路面施工中检测是指在施工过程中的沥青混合料级配设计检测以及路面结构尺寸检测。沥青混合料检测保证了路面材料的强度、耐久性以及温度稳定性。路面结构尺寸检测主要指施工过程中沥青路面铺设厚度检测。

（1）沥青混合料检测。根据该公路段工程概况，进行沥青混合料检测。检测沥青混合料使用性能需要对级配设计进行检测。该公路段沥青面层混合料采用密集配AC-13C沥青混合料，初步油石比设定为4.0、4.5、5.0、5.5、6.0。采用马歇尔试验对密集配AC-13C混合料进行级配设计试验，试验结果如表3所示。

（2）回弹弯沉检测。根据该公路段工程概况，在施工过程中需要对沥青路面回弹弯沉值进行检测。回弹弯沉值代表沥青路面抵抗变形的能力，回弹弯沉值越大表明沥青路面抵抗变形的能力越差。回弹弯沉值测定时，检测结果以标准后轴载双轮组轮隙中心处的最大变形值为准。该公路段采用贝克曼梁检测沥青路面回弹弯沉，贝克曼梁适用于各类沥青路面的回弹弯沉检测。回弹弯沉检测时需要记录当天检测温度，贝克曼梁测定沥青路面回弹弯沉的标准温度为20 ℃，当温度超过标准温度2 ℃时需要进行温度修正。

（3）沥青路面厚度检测。沥青路面结构厚度决定了路面结构强度及耐久性。沥青路面结构厚度不满足要求，在公路日常运营过程中，易造成路面提前出现裂缝类病害，降低整体结构强度。该公路段采用短脉冲雷达法检测沥青路面厚度，与钻芯法相比，短脉冲雷达法能够实现在不破坏路面损害的前提下，对路面厚度进行无损检测。其检测原理为不同材料本身的波速不同，探地雷达向下发射电磁波，由于路面结构每层材料不同，当电磁波传递至结构层底时，会有一部分波发生反射现象，且不同材料的介电常数不同，根据电磁波在路面结构内传播的时间，能够确定路面结构层厚度。

2.3 施工后检测

（1）压实度检测。压实度是沥青路面检测的重要指标之一，针对该公路段压实度检测选用钻芯法测定路面压实度。沥青面层压实度是指现场达到的密度与室内标准密度的比值。压实度检测主要是对AC-13C混合料的标准密度检测，根据沥青混合料吸水率的不同，规范规定检测方法如表4所示。根据AC-13C混合料吸水率检测结果小于等于2%，选用表干法测定标准密度。钻芯法检测压实度检测方便，结果准确，适用于沥青路面结构层压实度检测，根据钻芯法检测压实度结果，该公路路面压实度为96%，符合规范要求的压实度指标。

（2）平整度检测。路面结构平整度影响车辆通行质量，测定路面平整度时，应该测定路面纵向和横向双向的平整度。该公路段采用3 m直尺测定路面平整度。3 m直尺测定沥青路面平整度的技术指标为路面距直尺之间的最大间隙。选择长度为3 m的金属直尺，放置在路面检测位置。由于沥青路面在碾压时不能保证路面绝对平整，所以在路面与金属直尺之间存在空隙，通过塞尺可以测定出直尺与路面间的最大间隙。

（3）抗滑性能检测。根据公路工程概况，在夏季降雨量较大，由此必须保证沥青路面的抗滑性能。公路沥青路面的抗滑性能检测指标为构造深度以及摩擦系数。采用手工铺砂法来检测路面构造深度，摆式仪法测定路面摩擦系数。手工铺砂在测定构造深度時，具有操作简单便于携带的优点，在检测时以推平板圆的直径作为检测指标，现场试验时保证铺砂的洁净与粒径，适用于沥青路面的构造深度测定。摆式仪测定摩擦系数的检测指标为BPN（摩阻摆值），摆式仪法不仅能够用于室内检测混合料的摩擦系数，还能够应用于现场检测。检测时首先对摆式仪进行调零，在放摆之前需要向沥青路面喷水，保证路面潮湿。

3 结论

以广东省五华县国道G238线路面改造工程为研究对象，针对该项目路面现场检测过程得到结论如下：根据施工现场检测过程，将现场检测方案划分为施工前、施工中、施工后三阶段进行现场检测。通过对路面原材料检测、路面承载能力检测、路用性能检测，得到沥青混合料的最佳沥青用量为5.5%，平整度、压实度、抗滑性能满足路面规定值。

参考文献

[1]阚勇. 公路工程沥青路面施工现场试验检测技术探讨[J]. 建材发展导向， 2021（20）： 188-189.

[2]王朋飞. 公路沥青路面施工现场试验检测技术探讨[J]. 黑龙江交通科技， 2021（9）： 26-27.

[3]赵衍博. 沥青路面施工现场试验检测技术研究[J]. 绿色环保建材， 2021（2）： 117-118.

[4]杨有根. 沥青路面施工现场试验检测技术[J]. 青海交通科技， 2020（5）： 121-123.

收稿日期：2022-03-14

作者简介：李少强（1976—），男，大专，路桥工程师，从事路桥施工管理工作。