沥青路面试验检测技术研究

康文刚

（河北雄安科筑检验认证有限公司，河北 雄安 071800）

0 引言

沥青路面以其施工简单、适用性强等优势在公路工程建设中得到了广泛应用。为明确沥青路面施工质量，并对施工后的使用功能进行综合评定，需要在施工过程中及完成后进行试验检测，针对不同的试验检测项目，采用相应的试验检测技术。

1 面层密度检测

面层密度是指毛体积密度和标准密度的比值，采用钻芯法检测。

1.1 取芯位置

确定取芯位置时要保证代表性与随机性，以此真实反映施工状况，为之后的施工提供正确指导。

1.2 钻头选择

钻头直径主要包括三种，即50mm、100mm 与150mm，以试件直径不小于集料最大粒径3 倍为准确定钻头直径。

1.3 取芯深度

取芯深度要贯穿整个待检测结构层，并使芯样有良好完整性，若取得的芯样未能贯穿整个待检测结构层或完整性较差，应将其废弃，重新进行取芯[1]。

1.4 芯样检测

1.4.1 厚度检测

借助钢板尺沿圆周对称的十字方向量取表面到上下层界面的距离，然后取其平均值，作为待检测结构层的层厚，结果需精确到1mm。

1.4.2 压实度与空隙率检测

压实度计算公式为：

式（1）中：K为结构层压实度（%）；ρs为试件实测密度值（g/cm3）；ρ0为标准密度值（g/cm3）。

空隙率计算公式为：

式（2）中：VV为结构层空隙率（%）；ρt为最大理论密度（g/cm3）。

毛体积密度一般采用表干法进行检测。当试件吸水率超过2%时，建议采用蜡封法进行检测；当试件吸水率在0.5%以内时，可借助水中重法进行检测；当混合料的空隙率较大时，需借助体积法来检测。

吸水率的计算公式为：

式（3）中：Sa为吸水率（%）；ma为试件干燥后在空中的质量（g）；mw为试件在水中的质量（g）；mf为试件表干质量（g）。

因芯样实测结果仅可以反映芯样实际压实度及空隙率，但不同厚度位置的压实度与空隙率存在明显差异，导致最终的质量判断出现差错。空隙率作为沥青路面关键指标，对路面抵抗水损与车辙发生的能力有直接影响。基于此，除了对芯样实际压实度与空隙率实施试验检测外，还应详细描述芯样的整体外观，即不同厚度位置级配组成状况及空隙率发生的变化。在必要的情况下，对芯样实施抽提筛分试验，以此明确沥青含量与集料级配，为施工中的质量综合评定提供辅助，同时为施工提供正确指导[2]。

1.5 填补试坑

一般填补施工存在疏忽或填补效果较差，产生隐患引起开裂等问题时，必须认真做好试坑的填补，具体的填补方法与要点为：

（1）将试坑中的残留物和杂物清理干净，并用棉纱将钻坑过程中产生的积水擦干。

（2）用级配与路面相同的热拌料对试坑进行分层填补，然后将其夯压密实。

（3）将试坑填补完毕后，其表面应比周围路面略高，以免经车辆碾压后产生下陷，对路面的平整度造成影响。

2 路面弯沉检测

路面弯沉值主要采用贝克曼梁法进行检测，以双轴且后轴双侧四个车轮的载重车为标准车。对路面弯沉值检测有直接影响的因素包括：荷载、轮胎尺寸、间隔距离及压力。基于此，需在检测开始前做好各项参数的检查，以确定能否达到以下要求：标准轴载等级为BZZ-100；后轴标准轴载应为100±1kN；单侧双轮荷载应为50±0.5kN；轮胎充气压力应为0.70±0.05MPa；单轮传压面当量圆直径应为21.30±0.5cm；轮隙宽度以达到实测要求为准[3]。

在布置测点的过程中，需确保其位置处于行车道轮迹带。按照相关评定标准，双车道路段的实测点位数量需达到80～100 个，而多车道路段的实测点位数量需按照和双车道的比值进行适当增加。在标准车后轮轮隙中插入弯沉仪，方向和标准车行驶方向相同，注意梁臂不能与轮胎接触，然后将弯沉仪的测头放在测点上，同时将百分表安装在测定杆上。在检测开始前需检查百分表，以确认是否灵敏。标准车行驶速度不可太快，一般以5km/h为宜[4]。

当百分表指针到达最大值位置时，立即读取数值，计作L1，在标准车从弯沉影响半径范围驶出后，读取处于稳定状态的指针读数，计作L2。实测时，应确保侧杆位置适中，使表针处在300～400范围内。

弯沉值可采用式（4）计算得出：

式（4）中：Lt为实测回弹弯沉（0.01mm）。当面层层厚超过5cm，路表温度超出22℃时，则要对弯沉值实测值进行必要的温度修正。具体的修正方法为：先用温度计测定试验过程中的气温与路表温度，然后根据测定结果通过查表确定温度修正系数，再按照公式（5）进行修正：

式（5）中：K为温度修正系数；L20为修正后路面弯沉值（0.01mm）。

3 路面平整度检测

沥青路面平整度是一个决定施工质量及公路服务水平的关键指标，与路面不同结构层实际平整状况都有一定联系，在沥青路面的试验检测过程中必须重视并做好平整度检测。在平整度检测中，可采用以下两类检测设备，第一类为断面类，直接测定路表凹凸程度，包括3m 直尺与连续式平整度仪法；第二类为反应类，通过间接测定车辆通过时的颠簸情况来确定平整度，常用方法为车载式颠簸累积仪。其中，3m直尺法具有以下特点：设备简单、测试结果直观，但属于间断测试，效率相对较低，以最大间隙为技术指标。连续式平整度仪具有以下特点：设备相对复杂，但可以实现连续测试，以标准差为技术指标。颠簸累积仪的特点和连续式平整度仪相同，但以单向累计值为技术指标。以下以3m直尺法为例对路面平整度实测方法及要点进行分析[5]。

3.1 试验目的与方法的适用范围

（1）采用3m 直尺对和路表之间的最大间隙进行测定，结果以毫米计。

（2）可对压实成型后的所有结构层次实际平整度进行实测，用于评价路面整体质量。另外，此方法还可以在路基检测中使用。

3.2 仪具与材料

主要检测仪具为3m 直尺和楔形塞尺。其中，3m 直尺采用硬木或铝合金钢加工而成，其底部表面应保持平整；楔形塞尺采用木材或金属材料加工而成，应有手柄，同时其长度和高度的比值应达到10 以上，且宽度不超过15mm，在边部应有明显的高度标记，精度需达到0.2mm以上。此外，还需备好皮尺与粉笔。

3.3 检测方法及步骤

3.3.1 准备工作

（1）在待检测路段表面设置测点：对施工过程检测时需根据实际要求确定测点位置，大多采用单杆检测的方法；对质量检查验收时需连续测10尺，将行车道其中一侧的轮迹带作为连续测定位置；对已经有车辙产生的旧沥青路面，需将车辙中心作为测点。

（2）将路面待检测部位存在的杂物清扫干净[6]。

3.3.2 检测步骤

（1）当在施工中进行检测时，需按照预先确定的方向在待测段落路面放好3m直尺。

（2）对3m 直尺底部和路面形成的缝隙进行目测，找出间隙达到最大的位置。

（3）在最大间隙处塞入楔形塞尺，测量最大间隙高度，结果精确到0.2mm。

（4）施工完成后的检测，每个测点都应连续测10尺。

3.3.3 计算

（1）在单杆检测时，可直接将最大间隙作为最终的检测结果。

（2）在连续测10 尺的情况中，需判断各测定结果是否合格，并计算确定合格百分率和平均值。合格率即合格的尺数和总尺数的比值（百分率）[7]。

4 路面抗滑性能检测

抗滑性作为路面主要表面特性，一般用标准车辆轮胎和路面之间的摩阻系数进行表示。路面表面特性主要有微观与宏观构造两种。其中，微观构造实际上就是集料粗糙度，因受到车轮磨耗逐步磨光，一般采用磨光值表征抵抗磨光的能力；而宏观构造指的是开口孔隙深度，使路表面积水快速排出，防止水膜的产生，通常采用构造深度进行表征。在速度不超过50km/h 情况下，路面抗滑性主要由微观构造决定，而高速情况下的抗滑性则主要由宏观构造决定[8]。路面的构造深度主要采用铺砂法进行检测，包括手工法与电动法两种，以下以手工法为例进行分析。

4.1 检测目的和方法的适用范围

对沥青路面的构造深度进行检测，进而为抗滑性能的综合评定提供参考依据。

4.2 仪具和材料

检测所需仪具和材料包括：量砂筒、推平板、刮平尺、量砂、量尺、装砂容器、毛刷与挡风板。

4.3 方法和步骤

4.3.1 准备工作

（1）将细砂晾干并过筛处理后，取粒径在0.15～0.3mm范围内的部分放到容器中。量砂不可重复使用。

（2）在测试路段中根据随机原则进行选点，并确定测点所处位置处于路面横断面的何处。一般要求测点处于行车道轮迹带，且与边缘处的距离达到1m以上。

4.3.2 检测步骤

（1）利用毛刷清扫待检测路面。

（2）利用装砂工具向圆筒内装砂，装满后轻叩几次，以确保装砂达到密实，将砂面补平后使用刮平尺进行刮平。

（3）在路面上手工铺砂，然后用推平板按照从里到外的方向连续摊铺，尽量将砂向外铺开，确保砂进入路面空隙，形成圆形，并避免留下余砂。

（4）使用钢板尺测量铺砂部分的直径，并求取平均值，结果精确到5mm。

（5）采用上述方法在同一处连续检测3 次以上，所有测点都应处在轮迹带上，且间隔距离不能超过3~5m。

（6）构造深度采用以下公式计算得出：

式（6）中：TD为路面构造深度（mm）；V为砂体积（cm3）；D为铺砂后形成的圆形直径（mm）。

最终的试验结果取连续检测结果对应的平均值，需精确到0.1mm。

5 路面厚度检测

基层与砂石路面层厚度可使用挖坑法进行检测，沥青面层与水泥路面需采用钻孔法进行检测。

5.1 挖坑法的方法与步骤

（1）随机确定挖坑检测具体位置，要求保持平坦，并用毛刷或扫帚清扫干净。

（2）开挖到层位的底部，使坑洞呈规则的圆形，在开挖的同时不断出料，放到预先准备好的瓷盘中。

（3）开挖完成后清扫坑底，确定是否为下一个结构层的顶面。

（4）在坑上放置钢板尺，然后沿垂直方向将钢尺伸入坑底部，以此测定坑底部和钢板尺之间的距离，将其作为结构层的层厚，结果需精确到1mm。

5.2 钻孔法的方法与步骤

（1）随机确定挖坑检测具体位置，要求保持平坦，并用毛刷或扫帚清扫干净。

（2）借助路面取芯钻机在测点进行钻孔，孔径100mm。若芯样的制取只用于厚度检测，则可使用50mm钻头。

（3）将芯样从孔中取出后，将其底部灰尘清除干净，并确定和下层之间的分界面。

（4）用钢板尺沿圆周对称的十字方向对芯样表面和上下层界面之间的距离进行测量，并求取其平均值，作为层厚实测结果，需精确到1mm。

6 结语

综上所述，沥青路面试验检测是一项复杂且系统的工作，内容繁杂，技术要求高，对检测结果真实性有影响的因素有很多，实际操作中必须参考规范规定，并根据路面实际情况选择使用的检测方法。