沥青混合料试验检测技术

何亮辉

（江西省交通科学研究院有限公司，江西 南昌 330100）

0 引言

将沥青混合料试验检测技术应用于公路路面工程，通过对检测结果的分析和评估，可以及时发现和解决沥青混合料存在的问题，保证公路路面的耐久性、抗变形性、抗裂性等关键性能，提高施工质量与路面的使用寿命和安全性。此外，路桥工程所使用的施工材料种类日益增多，因此必须进行精细的试验检测，以确定最适合的材料选择。基于此，文章主要对沥青混合料的试验检测技术进行分析。

1 沥青混合料的分类

从沥青混合料的原料角度进行分类，有石油沥青混合料和煤沥青混合料两种。按照原材料的粒径分类，则有粗式、中式、细式和砂粒式四种。从混合料的制作工艺来看，则有热拌和常温两种情况。前者是在加热原材料的条件下进行拌和，在材料运输和施工中都应做好严格的温度把控，这是高效施工的重要基础；常温沥青混合料的拌和和施工则比较简单，所采用的原料主要是乳化沥青和稀释沥青，可在常温环境下与矿料等材料拌和后进行铺筑[1]。

2 公路施工沥青材料质量需求

2.1 耐久性

耐久性即抵抗外部环境对路面造成的疲劳性损伤的能力。通常情况下，公路工程投入运营后，繁重的交通运输会给路面造成很大的压力，车辆持续性的碾压会使路面出现一定的损伤。

要想保持路面的平整性和结构的完整性，相关施工单位应选用耐久性和抗疲劳性较好的沥青材料，并加强对基质沥青的改性处理，为稳定、高效的工程施工提供切实的保障。

2.2 强度和承载能力

一般情况下，重型车辆对路面的影响较大。如果沥青材料无法满足路面的承载需求和抗压强度，会影响整个路面结构的稳定性，甚至可能导致路面坍塌。因此，对沥青材料进行充分的试验至关重要。

第一，在考虑沥青混合料的设计和制备时，需要对多个因素进行优化。例如，通过调整沥青的质量和黏度，以及骨料的种类、粒径和分布，实现混合料的强度提升。此外，采用高质量的沥青添加剂和改性剂可以显著改善沥青的黏结性和耐久性，进而提高路面的承载能力。

第二，施工工艺和质量控制也是关键因素。确保施工时沥青混合料的均匀性和密实性，同时控制好施工温度，以有效减少路面缺陷和损伤，提高路面的强度。

第三，维护和修复也是保持沥青路面强度和承载能力的重要手段。定期进行必要的维护工作，可以及时修复路面的损伤，确保路面的完整性。

第四，科学的设计和规划也是提高沥青路面的强度和承载能力的有效手段。需要充分考虑交通量、车型、气候等因素，设计合适的路面厚度和结构，以满足路面承载需求。对于高负荷交通路段，可以采用增强型混凝土路面，以提高路面的承载能力[2]。

2.3 抗滑性

沥青路面通常较为平整，但积水情况下会对行车安全性产生影响。因此，需要做好沥青路面抗滑性设计，以确保行车稳定与安全。在前期设计沥青混合料配合比的过程中，相关工作人员应重点关注矿料的级配设计，确保其符合设计标准。

此外，应进行沥青混合料体积参数的精细检验，以降低混合料离析的可能性。完成铺筑施工后，还应检测路面渗水系数（见图1）、构造深度（见图2）和摩擦系数等指标，并通过取芯（见图3）进行其他相关指标检测，以确保沥青路面达到既定设计标准[3]。

图1 沥青上面层渗水系数检测

图2 沥青上面层构造深度检测

图3 沥青上面层取芯

3 沥青混合料试验检测具体步骤

3.1 水稳定性试验检测

水稳定性试验是以浸水车辙试件的车辙深度、动稳定度作为评价指标，分析沥青混合料的水稳定性。试验中应重点关注对SBS 沥青材料中的AC-13 和AC-20、玛蹄脂沥青中的SMA-16 以及普通沥青中的AC-13 和AC-20 等材料的检测分析，以了解到不同结构的沥青的特点，准确地获知工程施工中沥青混合料的水稳定性是否达标。

在沥青材料车辙深度、动态稳定度试验过程中，对环境温度的控制至关重要，应控制在60℃以下，且试验时间应保持在10h 以内。

3.2 确定最佳沥青用量试验

在高速公路项目建设中，沥青是主要的施工材料，加强对沥青最佳用量的控制，以确保混合料配合比的精确性至关重要。沥青材料最佳用量检测主要采用马歇尔（见图4）及维姆试验方法，前者在我国当前的沥青混合料试验检测中有广泛使用，效果显著，实施检测时，应重点关注以下方面：

图4 马歇尔试验

第一，进行试验样品的制备。试验人员应根据已确定的配合比参数进行试验样品的制备，并确保油石比与施工要求一致。

第二，准备不少于5 组的试验样品，同时确保试验环境温度及其他指标符合既定要求。采用马歇尔试验专用检测仪器对样品进行检测，根据所获得的结果精确计算矿料的饱和率和空隙率等参数，以供后续施工参考[4]。

第三，将检测获得的沥青用量和各项物理参数绘制成平面关系图，有助于进一步分析最佳的沥青用量。在图表中，将稳定度和密度峰值状态下的沥青使用量分别表示为X 和Y，空隙率达到平均值的数值表示为Z，计算出X、Y 和Z 的平均值，分别记作A。此外，还需要精细记录各项指标的中间数值，记作B。通过绘制平面关系图，可以清晰地观察到各个参数之间的关联性和变化趋势，便于更全面地了解沥青材料的性质和特点。例如，可以通过分析X 和Y 之间的关系，确定在不同的稳定度和密度条件下沥青用量的变化趋势。同时，观察Z 与X、Y 之间的关系，能够更准地了解空隙率与沥青用量等参数之间的关系[5]。

第四，以A 和B 为基础数据，计算沥青的最佳使用量非常关键，能够据此确定混合料的性能和质量是否符合既定的技术要求。

首先，需要根据A 和B 的平均值确定沥青的最佳使用量。这个值应该是一个平衡点，能够保证混合料的稳定性和密度符合要求，以及空隙率在设计要求范围内。计算沥青的最佳使用量时，还需要进行VMA（体积空隙率）检验，以确定其是否满足既定的设计标准。

其次，VMA 是一个非常重要的参数，能够反映混合料中有效空隙的比例。如果VMA 不符合要求，可能会导致混合料的性能不达标，因此需要深入探究整个试验过程。如果发现VMA 未达到设计标准，需要进行进一步的调整。可以通过调整粒径级配的方式，改变混合料中骨料的分布情况，并重新进行试验，直到所有指标都达到要求[6]。

最后，在整个过程中，需要做好各项数据记录，包括沥青的使用量、VMA 的数值、级配粒径的变化情况等，通过系统地分析这些数据，可以更好地了解混合料的特性，并确定最佳的沥青用量和混合料配合比。

3.3 加热温度与拌和时间试验检测

在沥青混合料拌和过程中，需要合理控制沥青的加热温度。现场操作人员应该加强对试验过程和各项数据的全面分析，确保加热温度在合理范围内。如果检测温度未能达到既定要求，或者混合料出现整体颜色不均匀的情况，需要及时调整加热温度，并重新进行试验，以确保加热温度满足规定标准[7]。

在最佳拌和时间下，沥青混合料通常表现为整体颜色均匀、统一，且沥青材料能够均匀地包覆骨料。在混合料拌和工程中，通常以s 为基本时间单位。完成每份沥青混合料的拌和后，相关工作人员应对材料的基本属性进行检测，检验其各项指标是否符合既定的设计标准，若指标不符合标准或出现花白料、离析等问题，应重新进行拌和，并适当调整拌和时间，直到混合料的各项指标满足施工要求，并据此确定最佳拌和时间[8-10]。

4 结语

沥青混合料的试验检测技术在公路工程中有重要作用，通过对沥青混合料进行全面、准确的试验检测，可以评估其性能指标和适用性，为工程设计、施工和质量控制提供依据。然而，随着交通运输的快速发展和公路工程的日益复杂化，沥青混合料试验检测技术也面临着挑战。在实际应用中，需要不断改进试验方法和设备，提高检测效率和精确度，同时加强标准化和规范化建设，以进一步提升试验检测结果的可靠性。