對(duì)高速公路工程中瀝青混合料的試驗(yàn)檢測(cè)的探討

文/段閩

1 前言

在高速公路工程中，瀝青混合料路面是一種十分常見的特殊結(jié)構(gòu)形式。相對(duì)于其他形式的路面來(lái)說(shuō)，瀝青混合料路面的強(qiáng)度較高，并且具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，能夠有效保障汽車的穩(wěn)定通行。此外，相對(duì)于其他路面的建設(shè)工作來(lái)說(shuō)，瀝青混合料路面的施工噪音較低，在建成之后便于維護(hù)，可以有效降低各種后續(xù)工作的成本[1]。這也是瀝青混合料路面能夠在高速公路建設(shè)工程中占據(jù)極高地位的一個(gè)重要原因。瀝青混合料的主要材料是通過(guò)將瀝青和各種礦物質(zhì)進(jìn)行混合而得來(lái)的，相對(duì)于其他材料來(lái)說(shuō)，這種材料的綜合性能較強(qiáng)，能夠承受噸位更大的車輛通行，最大限度確保車輛通行的穩(wěn)定性和有效性，降低了安全事故發(fā)生的概率。此外，在使用瀝青混合料進(jìn)行施工時(shí)，相關(guān)的施工單位應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況合理對(duì)瀝青和礦物質(zhì)進(jìn)行混合，之后再對(duì)混合料進(jìn)行相應(yīng)的處理來(lái)提高瀝青混合料的整體強(qiáng)度，延長(zhǎng)路面的使用壽命。

2 高速公路工程中瀝青材料的質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容

2.1 耐久

瀝青路面會(huì)隨著天氣等因素的影響而發(fā)生一定的變化，在受天氣的影響下，瀝青路面的承受能力會(huì)出現(xiàn)一定的下降，在高速公路工程建成通車之后，高速公路的使用會(huì)較為頻繁，而且公路是暴露在空氣中的，氣候的變化也會(huì)對(duì)高速公路的質(zhì)量造成一定的影響。這就對(duì)高速公路的整體質(zhì)量提出了較高的要求。同時(shí)隨著路面的不斷使用，高速公路的維護(hù)成本也會(huì)不斷提升，因此，在高速公路工程建成通車之后，為了降低各種問(wèn)題的發(fā)生率以及減少后期的維護(hù)保養(yǎng)成本，相關(guān)的建設(shè)單位就需要對(duì)路面的材料進(jìn)行科學(xué)的選擇，在保障公路穩(wěn)定性的同時(shí)提高公路整體的耐久性[2]。

2.2 強(qiáng)度和載重的要求

對(duì)于目前我國(guó)的高速公路工程來(lái)說(shuō)，瀝青材料是高速公路工程中路面施工的主要材料，而高速公路需要保障在車輛高速運(yùn)行的前提下不會(huì)出現(xiàn)側(cè)滑、路面斷裂等問(wèn)題，這就對(duì)路面施工的材料提出了較高的要求。因此，為了保障高速公路的正常通行，瀝青路面的承載強(qiáng)度是必須要進(jìn)行檢測(cè)的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容。要想最大限度提高瀝青道路的使用壽命和質(zhì)量，就必須要最大限度提高瀝青路面的承載能力。瀝青路面的承載能力越差，那么在高速公路的使用過(guò)程中就很容易出現(xiàn)裂縫、路面塌陷等問(wèn)題，這不僅會(huì)對(duì)公路的使用壽命造成影響，同時(shí)還會(huì)影響車輛的通行安全。因此，在進(jìn)行高速公路工程的建設(shè)工作中，相關(guān)的施工人員和檢測(cè)人員必須對(duì)瀝青混合材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，保障施工過(guò)程中使用的是高強(qiáng)度的瀝青混合料，以此來(lái)保障高速公路建設(shè)工程的穩(wěn)定開展。

3 瀝青混合料的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究

為了分析瀝青混合材料對(duì)于高速公路整體質(zhì)量的影響，本文選取了某高速公路建設(shè)工程為例，對(duì)其使用的瀝青混合材料進(jìn)行了分析。該工程的整體長(zhǎng)度為100km，路基的設(shè)計(jì)寬度為25m。在該工程中，路面材料主要以瀝青混合材料為主。在完成該工程的路面建設(shè)工作之后，施工單位對(duì)該公路的路面進(jìn)行了全面檢測(cè)，并有序進(jìn)行了后續(xù)工作的施工。該工程的主要內(nèi)容如下表所示。

材料厚度上面層細(xì)粒式改性瀝青混凝土5mm中面層中粒式改性瀝青混凝土8mm下面層粗粒式改性瀝青混凝土9mm封層改性SBS瀝青單層表處2mm

3.1 空隙率指標(biāo)試驗(yàn)檢測(cè)

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，對(duì)于檢測(cè)瀝青路面的檢測(cè)方式越來(lái)越先進(jìn)，當(dāng)前最常用的一種檢測(cè)方式就是馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)，該技術(shù)能夠有效對(duì)瀝青混合料的空隙進(jìn)行檢測(cè)。在檢測(cè)的過(guò)程中，參與的相關(guān)人員必須嚴(yán)格根據(jù)規(guī)章制度來(lái)進(jìn)行。首先，在試驗(yàn)正式開始之前，相關(guān)的工作人員應(yīng)做好相應(yīng)的馬歇爾試件，這樣做的主要目的就是為后續(xù)試驗(yàn)的開展提供便利。在完成馬歇爾試件的制作工作之后，相關(guān)的工作人員應(yīng)對(duì)相應(yīng)的試件進(jìn)行全面且詳細(xì)的檢測(cè)，通過(guò)進(jìn)行多次試驗(yàn)來(lái)獲取相對(duì)準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)[3]。最后，在完成上述工作之后，相關(guān)的工作人員需要利用上述工作獲得的各種數(shù)據(jù)和信息來(lái)對(duì)瀝青材料的孔隙率進(jìn)行仔細(xì)的分析，并根據(jù)工程實(shí)際情況來(lái)與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，以此來(lái)判斷試驗(yàn)所用的瀝青混合料能否滿足工程的需求。

3.2 密度試驗(yàn)檢測(cè)

在對(duì)瀝青混合料的密度進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，相關(guān)的工作人員需要做好以下工作。

3.2.1 準(zhǔn)備工作。在進(jìn)行試驗(yàn)之前，相關(guān)的工作人員需要對(duì)試驗(yàn)的日期進(jìn)行選擇，選擇一個(gè)氣候適宜的時(shí)間段進(jìn)行測(cè)試，將氣候?qū)υ囼?yàn)結(jié)果的影響降到最低，以此來(lái)保障測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.2.2 取樣工作。在試驗(yàn)開始之前，相關(guān)的工作人員應(yīng)在瀝青路面上隨機(jī)做好若干個(gè)檢測(cè)點(diǎn)位，之后在進(jìn)行隨機(jī)取樣，保障試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性。

3.2.3 對(duì)檢測(cè)裝置進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，降低實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種誤差。

3.2.4 在完成取樣工作之后，相關(guān)的工作人員需要將芯樣表面附著的雜質(zhì)進(jìn)行清除，并在確保芯樣穩(wěn)定性的前提下對(duì)芯樣進(jìn)行檢測(cè)。

3.2.5 將處理好的芯樣放置在檢測(cè)裝置中，等芯樣完全浸泡在水中之后在調(diào)整水位，等待一定的時(shí)間之后，對(duì)芯樣的水中質(zhì)量進(jìn)行稱取。

3.2.6 在稱取完芯樣在水中的質(zhì)量之后，從水箱中取出芯樣，將其擦拭干凈之后對(duì)其進(jìn)行二次稱重。

3.2.7 在完成上述工作之后，利用相應(yīng)的公式對(duì)芯樣的密度進(jìn)行計(jì)算。

3.3 水穩(wěn)定性能試驗(yàn)檢測(cè)

在進(jìn)行瀝青混合料的水穩(wěn)定性能試驗(yàn)檢測(cè)工作之前，相關(guān)的工作人員需要做好試樣的準(zhǔn)備工作，采用隨機(jī)抽取的方式抽取出若干瀝青混合料試樣，之后再檢測(cè)在水的作用下，試樣的力學(xué)性質(zhì)出現(xiàn)了怎樣的變化。目前，在高速公路工程中，較為常見的瀝青混合料穩(wěn)定性試驗(yàn)的檢測(cè)方式主要有三種。分別為浸水馬歇爾試驗(yàn)、真空飽和馬歇爾試驗(yàn)以及凍融劈裂試驗(yàn)。這三種實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容如下所示。

3.3.1 浸水馬歇爾試驗(yàn)

在使用浸水馬歇爾試驗(yàn)方式對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，相關(guān)的工作人員需要先制作好瀝青混合材料的試件，將試件放在一個(gè)溫度恒定的水箱中，之后再做好相應(yīng)的保溫工作。在將試件浸泡一定時(shí)間之后，取出試件，然后再對(duì)浸泡后試件的穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)。在完成一系列的檢測(cè)工作外，有關(guān)人員需要對(duì)浸水試件的殘留程度進(jìn)行分析研究，將分析的結(jié)果進(jìn)行細(xì)致的分析，確定瀝青混合材料是否符合施工質(zhì)量的需求。

3.3.2 真空飽和馬歇爾試驗(yàn)

相對(duì)于其他的檢測(cè)方式來(lái)說(shuō)，真空飽和馬歇爾試驗(yàn)的步驟較多，主要包含以下內(nèi)容。首先，將事先制作好的檢測(cè)試樣放入到真空干燥儀器中，之后再將儀器的進(jìn)水管關(guān)閉，對(duì)儀器進(jìn)行抽真空操作，待干燥器內(nèi)的真空度到達(dá)一定數(shù)值時(shí)，停止真空抽取，之后靜置15min[4]。在完成靜置之后，相關(guān)的工作人員需要在真空干燥器保持真空的前提下打開進(jìn)水管，待水流完全將試件浸泡之后，靜置十五分鐘。在完成上述工作之后，打開真空干燥器，將試件取出，試樣放置在恒溫水箱中進(jìn)行保溫操作，完成這些步驟之后再對(duì)試件進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，進(jìn)而計(jì)算出試件的真空飽和程度和水殘留穩(wěn)定程度。

3.3.3 凍融劈裂試驗(yàn)

在使用凍融劈裂試驗(yàn)對(duì)瀝青混合材料進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，相關(guān)的工作人員需要對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行隨機(jī)分組，將其分為兩組，并對(duì)兩組試件采用不同的檢測(cè)方式進(jìn)行處理。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要將一組試件放入到恒溫水箱中浸泡2h，另一組放置在壓力較大的恒溫水箱中浸泡15min，之后再將其冷凍16h。在完成上述工作之后，在對(duì)這兩組材料的強(qiáng)度進(jìn)行全方位的檢測(cè)分析，以此來(lái)分析出瀝青混合材料的水穩(wěn)定性。

3.4 高溫穩(wěn)定性能試驗(yàn)檢測(cè)

在對(duì)瀝青混合材料的高溫穩(wěn)定性能進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，車轍試驗(yàn)是一種十分常見的檢測(cè)方式。在使用該方式檢測(cè)瀝青混合材料的高溫穩(wěn)定性能時(shí)，相關(guān)的工作人員需要做好以下工作。

3.4.1 使用科學(xué)合理的方式來(lái)篩選出試驗(yàn)作用的骨料。之后再對(duì)篩選出的骨料進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，測(cè)試出骨料的密度。為后續(xù)的檢測(cè)工作提供便利，降低檢測(cè)過(guò)程中的存在的各種誤差，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.4.2 按照相應(yīng)的比例來(lái)控制瀝青混合材料中的石油比例。

3.4.3 在制作好相應(yīng)的試件之后，相關(guān)的工作人員需要對(duì)試件進(jìn)行科學(xué)合理的切割。這樣做的好處就是能夠在對(duì)瀝青混合材料進(jìn)行孔隙率檢測(cè)的同時(shí)保障材料的孔隙率與碾壓次數(shù)之間的關(guān)系，提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，降低各種誤差。

3.4.4 在制定好試件的碾壓次數(shù)之后，相關(guān)的工作人員需要根據(jù)之前制定的試驗(yàn)方案來(lái)對(duì)試件進(jìn)行車轍試驗(yàn)。一般來(lái)說(shuō)，在溫度相同的情況下，可以使用車轍試驗(yàn)對(duì)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)，如果試件的蠕變率相對(duì)較小的話，就說(shuō)明該材料的抗碾壓性能較高。

3.5 低溫抗裂性能試驗(yàn)檢測(cè)

低溫抗裂性能檢測(cè)試驗(yàn)在實(shí)際應(yīng)用中，溫度需要控制在零下十度左右，在這個(gè)溫度下進(jìn)行低溫彎曲試驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的具體性能評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)以試件的破壞應(yīng)變程度為主。在進(jìn)行該試驗(yàn)時(shí)，需要按照瀝青混合料的類型來(lái)制定試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際的天氣情況等內(nèi)容來(lái)進(jìn)行，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行低溫性能試驗(yàn)，有效檢測(cè)瀝青混合料在低溫下的性能。

4 結(jié)語(yǔ)

瀝青混合料對(duì)于高速公路而言是非常重要的材料，并且瀝青混合材料在高速公路工程中占據(jù)了十分重要的地位，一旦瀝青混合材料出現(xiàn)了質(zhì)量問(wèn)題，就會(huì)對(duì)高速公路的整體質(zhì)量和使用性能造成嚴(yán)重的影響，嚴(yán)重的還會(huì)引發(fā)各種安全事故。因此，相關(guān)的高速公路工程建設(shè)單位在進(jìn)行施工時(shí)應(yīng)重視瀝青混合材料的質(zhì)量問(wèn)題。檢測(cè)人員在整體的施工過(guò)程中，需要將檢測(cè)工作落實(shí)到每一個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，尤其是一些細(xì)節(jié)上的處理，確保瀝青混合料的質(zhì)量能夠符合施工標(biāo)準(zhǔn)，最大限度提高高速公路的使用壽命。