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摘要:文章结合实践经验,分析沥青混合料在使用过程中的技术要求,并结合实际需要提出了相应的技术控制方法。希望本文的分析能够进一步提高检测适用性与针对性。
关键词:沥青混合料;试验检测;公路工程
前言
沥青混合料试验检测技术是实现公路工程沥青路面质量有效控制的重要手段,也是提高公路工程施工管理水平的关键。将沥青混合料试验检测技术合理应用于公路工程施工中,可有效确定沥青混合料路面的压实度、平整度及抗滑性能等技术指标,以指导公路工程施工的顺利实施,同时也可为新材料、新技术在公路工程施工中的推广应用提供科学的指导依据, 进而促进我国公路工程建设的高质量发展。
1沥青混合料质量要求
1.1承载力。在应用沥青混合料时,要保证公路路面具有足够的承载力,防止因交通荷载的反复作用而破坏路面结构。
1.2抗疲劳性。车轮荷载的反复作用,使得沥青混合料路面长期处于应力应变更迭的状态,在进行路面设计时要充分考虑此方面的因素,从而延长沥青路面的寿命。
1.3抗裂性。沥青路面的良好性能与沥青混合料的各项指标有直接关系,如抗拉强度、低温拉伸变形能力。因此,在实际施工中应注意其参数指标的综合分析,以避免沥青路面因低温因素的影响而受到破坏。
1.4稳定性。沥青路面受到高温影响就会出现车辙、压缩变形、侧向流动等现象,因此在实际施工中应控制好沥青混合料级配、沥青结合料性质、路面压实度等影响因素,使沥青路面具有较强的高温稳定性。
1.5抗滑性。沥青路面的抗滑性与路面沥青上面层的间隙率、平整度有直接关系,而良好的抗滑性是保证沥青路面车辆行驶安全的前提,因此要尽量提高沥青路面的抗滑性。
2沥青混合料试验检测技术
2.1马歇尔试验检测技术。目前,我国的沥青混合料配合比设计以马歇尔试验为主,根据集料公称最大粒径是否大于26.5mm,以击实法制备标准或大型马歇尔试件,测定其密度并计算空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等体积指标,将试件置于达到要求温度的恒温水槽中放置至规定时间,取出后将试件放置于马歇尔试验仪上进行加载,读取沥青混合料破坏时的稳定度和流值读数,再根据公式计算绘制油石比的各项关系曲线,以用于确定沥青混合料的最佳配合比。为测试沥青混合料的水稳定性,可同时进行浸水马歇尔稳定度试验或真空饱水马歇尔试验,以进一步检验配合比设计的可行性。
2.2密度试验检测技术。在沥青混合料配合比设计和日常施工过程中,通常需要对压实沥青混合料的各种密度进行测定,以计算空隙率、矿料间隙率等体积指标。目前,测定沥青混合料毛体积相对密度和毛体积密度的方法有表干法、蜡封法和体积法,测定沥青混合料表观相对密度和表观密度的方法有水中重法,这四种方法用以计算的试件质量都是干燥试件空中质量,其主要区别是用以计算的试件体积不同。这里,我们着重介绍一下使用较多的水中重法,将击实试样或现场钻取的芯样除去表面浮粒,称取空中干质量后,放入已调零的水温控制在25℃±0.5℃的溢流水箱中,称取水中质量,再根据试件的空中干质量和水中质量计算表观相对密度和表观密度。此外,在进行配合比设计、路况调查和路面施工质量控制时,还需用真空法测定沥青混合料理论最大相对密度以供计算空隙率、压实度使用。
2.3车辙试验检测技术。沥青混合料的车辙试验检测较为简单,主要用于沥青路面上面层沥青混凝土的高温稳定性测试,是检验沥青混凝土路面动稳定度和评价高温稳定性的重要指标。试验开始前应首先对试验轮的接地压强进行测量,将压强控制在 0.7Mpa±0.05 Mpa范围内。其次,在60℃±1℃的试验温度环境下利用试验轮在试件表面同一轨迹反复行走,根据试件的形变数据与行走次数间的关联即可计算动稳定度。公路工程沥青混凝土路面动稳定度技术要求应根据工程所在地七月份平均最高气温(℃)及气候分区确定,且不同类型的沥青混合料其技术要求也不尽相同。
2.4低温性能试验检测技术。沥青混合料对温度很敏感,其使用性能会受到环境温度的影响。当温度降低,其强度和劲度会显著增大,但变形能力却明显下降,并由此发生脆性破坏。沥青混合料低温性能试验的方法主要有弯曲试验和劈裂试验,分别用以评价沥青混合料的低温拉伸性能和低温抗裂性能,采用的试验温度都是-10℃±0.5℃。通过对沥青混合料低温性能的检测,可根据其结果对配合比进行优化,有利于路面低温时使用性能的改善。
3沥青混合料试验检测技术应用
3.1沥青混合料配合比检测
沥青混合料配合比设计大致分为三大步骤,即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段和生产配合比验证阶段。首先,在各种原材料检测合格的前提下进行沥青混合料目标配合比设计,通过室内试验以确定最佳沥青用量和最优矿料级配组成,供拌合机确定供料比例、进料速度等参数使用。其次,根据初定的目标配合比进行拌合机调试,确定各热料仓的配合比,再按要求同时进行室内热料自拌和拌合机试拌,通過两者的马歇尔试验结果综合确定生产配合比。最后,按生产配合比设计结果进行拌合楼试拌和现场试铺,并按要求取样进行室内马歇尔试验和现场检测,进一步验证各项技术参数,确定质量控制指标。需要指出的是,沥青混合料配合比一旦确定在施工过程中就不得随意改变,这也是沥青路面工程施工能否顺利稳定实施的关键。
3.2沥青混合料施工过程检测
3.2.1沥青混合料压实度的检测。沥青路面施工时的压实质量直接关系到平整度、渗水等其他性能的好坏,进而影响到沥青混凝土的高温、低温和水稳定性,产生车辙、裂缝、松散等病害,从而给沥青路面造成严重的破坏。为了提高沥青路面的质量,就需要在施工时对压实度进行严格的控制。目前,常用的沥青路面压实度检测方法是钻芯取样法,即通过钻取芯样测得的密度与室内试验得到的密度之比计算压实度。需要强调的是不同类型的沥青混合料它的压实度检测方法也不尽相同,例如高速公路沥青路面下面层常用的SUP-25型沥青混合料,其压实度需要用钻取芯样密度分别与室内测得的马歇尔击实试验密度、旋转压实试验密度和真空法测得的理论最大相对密度进行计算加以判别。而沥青路面上面层常用的SMA-13型沥青混合料则只需要将钻取芯样密度分别与室内测得的马歇尔击实试验密度和计算得到的理论最大相对密度进行计算加以判别即可。 3.2.2沥青路面渗水性的检测。沥青路面渗水过大会使表层的水渗入基层和路基,在荷载作用下造成路面结构层破坏,影响沥青路面的水稳定性。因此,在沥青混合料配合比设计阶段和沥青路面施工期间都需进行成型沥青混合料的渗水检测。目前,我国常用路面渗水仪进行渗水系数检测,用来判定工程质量,指导后续摊铺、压实施工。路面渗水仪检测渗水系数时必须将测试表面清扫干净,否则杂物的存在会影响水的渗入。通常,新建路面的渗水检测应在碾压成型后12h内完成。另外,渗水仪密封效果的好坏也直接影响到试验的成败,所以一定要选择密封效果好、路面污染小的密封材料。为了真实反映测试位置的渗水状况,规定在测试位置随机选取3个测点分别测定,以它们的平均值作为检测结果,与设计值作比较来判断该处渗水性的优劣。
3.3沥青混合料使用效果检测。对成型沥青路面进行平整度、抗滑性检测能够反映出公路的使用性能。传统的路面平整度检测方法是3m直尺法,该方法存在测量精度低、人为影响因素大的缺陷,随着科技的发展,新型检测手段不断涌现,目前常用的检测设备有连续式平整度仪、车载式颠簸累积仪和车载式激光平整度仪,它们的存在大大提高了测试精度,保证了检测质量和效果。同样,抗滑性能检测除了手工铺砂法外,还可用激光构造深度仪、摆式仪、横向力系数测试车等进行检测。通过对路用性能的检测,能够直观地反映出沥青路面的舒适性和安全性。
4.沥青混合料生产配合比调整的原则
沥青混合料试验检测的目的是确保沥青混合料的质量过关。所以,检测员需要做好要素控制,遇到问题及时纠偏,保障路面性能足够应对高温环境和稳定性需求。
4.1沥青混合料的稳定度与孔隙率都比较低,要最大限度地降低沥青的使用量,但前提是必须保证沥青膜厚度达标。
4.2沥青混合料的稳定度能够达到要求,但孔隙率比较低,此时所采取的调整办法为:最大限度降低沥青的使用量或适当处理主骨料,以此改善混合料的孔隙率。处理主骨料的方法通常为主骨料筛分法,如果由于骨料级配中发生断档而造成孔隙率较低,则应重新调整主骨料的级配,以保证其能够达到级配的要求。
4.3沥青混合料的孔隙率已达到要求,但稳定度还未达到要求时,则应分析问题产生的原因。通常发生这种问题会有以下方面的原因:沥青混合料的级配较差,与级配要求相距甚远;矿料的强度较低,不能达到强度标准;矿料与沥青之间缺少粘结性等。明确发生问题的原因后,可针对性地采取措施,以保证沥青混合料的稳定度达到标准。
结语
沥青混合料质量作为保证公路工程施工建设质量的关键因素,应通过试验检测技術来进行优化控制。为此,我们要加大对沥青混合料的检测控制,以保证其质量达到预期。同时,通过试验检测新技术的研究与运用,从而保证沥青混合料各项技术指标达到或超过公路工程标准,进而实现公路工程建设整体性能目标的提高。
参考文献
[1]保万鹏.关于公路工程沥青路面施工现场试验检测技术[J].工程技术:引文版,2016(10):123.
[2]陈海冬.沥青混合料试验检测技术在公路工程中的应用[J].绿色交通2017; 10:216.
[3]林伟.路基路面工程试验检测方法研究[J].低碳世界,2015(35):144-145.
关键词:沥青混合料;试验检测;公路工程
前言
沥青混合料试验检测技术是实现公路工程沥青路面质量有效控制的重要手段,也是提高公路工程施工管理水平的关键。将沥青混合料试验检测技术合理应用于公路工程施工中,可有效确定沥青混合料路面的压实度、平整度及抗滑性能等技术指标,以指导公路工程施工的顺利实施,同时也可为新材料、新技术在公路工程施工中的推广应用提供科学的指导依据, 进而促进我国公路工程建设的高质量发展。
1沥青混合料质量要求
1.1承载力。在应用沥青混合料时,要保证公路路面具有足够的承载力,防止因交通荷载的反复作用而破坏路面结构。
1.2抗疲劳性。车轮荷载的反复作用,使得沥青混合料路面长期处于应力应变更迭的状态,在进行路面设计时要充分考虑此方面的因素,从而延长沥青路面的寿命。
1.3抗裂性。沥青路面的良好性能与沥青混合料的各项指标有直接关系,如抗拉强度、低温拉伸变形能力。因此,在实际施工中应注意其参数指标的综合分析,以避免沥青路面因低温因素的影响而受到破坏。
1.4稳定性。沥青路面受到高温影响就会出现车辙、压缩变形、侧向流动等现象,因此在实际施工中应控制好沥青混合料级配、沥青结合料性质、路面压实度等影响因素,使沥青路面具有较强的高温稳定性。
1.5抗滑性。沥青路面的抗滑性与路面沥青上面层的间隙率、平整度有直接关系,而良好的抗滑性是保证沥青路面车辆行驶安全的前提,因此要尽量提高沥青路面的抗滑性。
2沥青混合料试验检测技术
2.1马歇尔试验检测技术。目前,我国的沥青混合料配合比设计以马歇尔试验为主,根据集料公称最大粒径是否大于26.5mm,以击实法制备标准或大型马歇尔试件,测定其密度并计算空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等体积指标,将试件置于达到要求温度的恒温水槽中放置至规定时间,取出后将试件放置于马歇尔试验仪上进行加载,读取沥青混合料破坏时的稳定度和流值读数,再根据公式计算绘制油石比的各项关系曲线,以用于确定沥青混合料的最佳配合比。为测试沥青混合料的水稳定性,可同时进行浸水马歇尔稳定度试验或真空饱水马歇尔试验,以进一步检验配合比设计的可行性。
2.2密度试验检测技术。在沥青混合料配合比设计和日常施工过程中,通常需要对压实沥青混合料的各种密度进行测定,以计算空隙率、矿料间隙率等体积指标。目前,测定沥青混合料毛体积相对密度和毛体积密度的方法有表干法、蜡封法和体积法,测定沥青混合料表观相对密度和表观密度的方法有水中重法,这四种方法用以计算的试件质量都是干燥试件空中质量,其主要区别是用以计算的试件体积不同。这里,我们着重介绍一下使用较多的水中重法,将击实试样或现场钻取的芯样除去表面浮粒,称取空中干质量后,放入已调零的水温控制在25℃±0.5℃的溢流水箱中,称取水中质量,再根据试件的空中干质量和水中质量计算表观相对密度和表观密度。此外,在进行配合比设计、路况调查和路面施工质量控制时,还需用真空法测定沥青混合料理论最大相对密度以供计算空隙率、压实度使用。
2.3车辙试验检测技术。沥青混合料的车辙试验检测较为简单,主要用于沥青路面上面层沥青混凝土的高温稳定性测试,是检验沥青混凝土路面动稳定度和评价高温稳定性的重要指标。试验开始前应首先对试验轮的接地压强进行测量,将压强控制在 0.7Mpa±0.05 Mpa范围内。其次,在60℃±1℃的试验温度环境下利用试验轮在试件表面同一轨迹反复行走,根据试件的形变数据与行走次数间的关联即可计算动稳定度。公路工程沥青混凝土路面动稳定度技术要求应根据工程所在地七月份平均最高气温(℃)及气候分区确定,且不同类型的沥青混合料其技术要求也不尽相同。
2.4低温性能试验检测技术。沥青混合料对温度很敏感,其使用性能会受到环境温度的影响。当温度降低,其强度和劲度会显著增大,但变形能力却明显下降,并由此发生脆性破坏。沥青混合料低温性能试验的方法主要有弯曲试验和劈裂试验,分别用以评价沥青混合料的低温拉伸性能和低温抗裂性能,采用的试验温度都是-10℃±0.5℃。通过对沥青混合料低温性能的检测,可根据其结果对配合比进行优化,有利于路面低温时使用性能的改善。
3沥青混合料试验检测技术应用
3.1沥青混合料配合比检测
沥青混合料配合比设计大致分为三大步骤,即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段和生产配合比验证阶段。首先,在各种原材料检测合格的前提下进行沥青混合料目标配合比设计,通过室内试验以确定最佳沥青用量和最优矿料级配组成,供拌合机确定供料比例、进料速度等参数使用。其次,根据初定的目标配合比进行拌合机调试,确定各热料仓的配合比,再按要求同时进行室内热料自拌和拌合机试拌,通過两者的马歇尔试验结果综合确定生产配合比。最后,按生产配合比设计结果进行拌合楼试拌和现场试铺,并按要求取样进行室内马歇尔试验和现场检测,进一步验证各项技术参数,确定质量控制指标。需要指出的是,沥青混合料配合比一旦确定在施工过程中就不得随意改变,这也是沥青路面工程施工能否顺利稳定实施的关键。
3.2沥青混合料施工过程检测
3.2.1沥青混合料压实度的检测。沥青路面施工时的压实质量直接关系到平整度、渗水等其他性能的好坏,进而影响到沥青混凝土的高温、低温和水稳定性,产生车辙、裂缝、松散等病害,从而给沥青路面造成严重的破坏。为了提高沥青路面的质量,就需要在施工时对压实度进行严格的控制。目前,常用的沥青路面压实度检测方法是钻芯取样法,即通过钻取芯样测得的密度与室内试验得到的密度之比计算压实度。需要强调的是不同类型的沥青混合料它的压实度检测方法也不尽相同,例如高速公路沥青路面下面层常用的SUP-25型沥青混合料,其压实度需要用钻取芯样密度分别与室内测得的马歇尔击实试验密度、旋转压实试验密度和真空法测得的理论最大相对密度进行计算加以判别。而沥青路面上面层常用的SMA-13型沥青混合料则只需要将钻取芯样密度分别与室内测得的马歇尔击实试验密度和计算得到的理论最大相对密度进行计算加以判别即可。 3.2.2沥青路面渗水性的检测。沥青路面渗水过大会使表层的水渗入基层和路基,在荷载作用下造成路面结构层破坏,影响沥青路面的水稳定性。因此,在沥青混合料配合比设计阶段和沥青路面施工期间都需进行成型沥青混合料的渗水检测。目前,我国常用路面渗水仪进行渗水系数检测,用来判定工程质量,指导后续摊铺、压实施工。路面渗水仪检测渗水系数时必须将测试表面清扫干净,否则杂物的存在会影响水的渗入。通常,新建路面的渗水检测应在碾压成型后12h内完成。另外,渗水仪密封效果的好坏也直接影响到试验的成败,所以一定要选择密封效果好、路面污染小的密封材料。为了真实反映测试位置的渗水状况,规定在测试位置随机选取3个测点分别测定,以它们的平均值作为检测结果,与设计值作比较来判断该处渗水性的优劣。
3.3沥青混合料使用效果检测。对成型沥青路面进行平整度、抗滑性检测能够反映出公路的使用性能。传统的路面平整度检测方法是3m直尺法,该方法存在测量精度低、人为影响因素大的缺陷,随着科技的发展,新型检测手段不断涌现,目前常用的检测设备有连续式平整度仪、车载式颠簸累积仪和车载式激光平整度仪,它们的存在大大提高了测试精度,保证了检测质量和效果。同样,抗滑性能检测除了手工铺砂法外,还可用激光构造深度仪、摆式仪、横向力系数测试车等进行检测。通过对路用性能的检测,能够直观地反映出沥青路面的舒适性和安全性。
4.沥青混合料生产配合比调整的原则
沥青混合料试验检测的目的是确保沥青混合料的质量过关。所以,检测员需要做好要素控制,遇到问题及时纠偏,保障路面性能足够应对高温环境和稳定性需求。
4.1沥青混合料的稳定度与孔隙率都比较低,要最大限度地降低沥青的使用量,但前提是必须保证沥青膜厚度达标。
4.2沥青混合料的稳定度能够达到要求,但孔隙率比较低,此时所采取的调整办法为:最大限度降低沥青的使用量或适当处理主骨料,以此改善混合料的孔隙率。处理主骨料的方法通常为主骨料筛分法,如果由于骨料级配中发生断档而造成孔隙率较低,则应重新调整主骨料的级配,以保证其能够达到级配的要求。
4.3沥青混合料的孔隙率已达到要求,但稳定度还未达到要求时,则应分析问题产生的原因。通常发生这种问题会有以下方面的原因:沥青混合料的级配较差,与级配要求相距甚远;矿料的强度较低,不能达到强度标准;矿料与沥青之间缺少粘结性等。明确发生问题的原因后,可针对性地采取措施,以保证沥青混合料的稳定度达到标准。
结语
沥青混合料质量作为保证公路工程施工建设质量的关键因素,应通过试验检测技術来进行优化控制。为此,我们要加大对沥青混合料的检测控制,以保证其质量达到预期。同时,通过试验检测新技术的研究与运用,从而保证沥青混合料各项技术指标达到或超过公路工程标准,进而实现公路工程建设整体性能目标的提高。
参考文献
[1]保万鹏.关于公路工程沥青路面施工现场试验检测技术[J].工程技术:引文版,2016(10):123.
[2]陈海冬.沥青混合料试验检测技术在公路工程中的应用[J].绿色交通2017; 10:216.
[3]林伟.路基路面工程试验检测方法研究[J].低碳世界,2015(35):144-145.