探究高速公路工程中瀝青混合料的試驗(yàn)檢測(cè)

王任

（寧海縣路康交通工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司，浙江 寧海 315611）

高速公路對(duì)瀝青的質(zhì)量存在很高的要求，如果使用的瀝青質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)高速公路工程的建設(shè)會(huì)直接造成負(fù)面影響。高速公路的質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，行駛車輛的安全性、穩(wěn)定性得不到保證，容易引發(fā)交通事故。

高速公路的質(zhì)量取決于瀝青的質(zhì)量，因此需要確保瀝青混合料的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。試驗(yàn)檢測(cè)是一種有效的手段，可以檢測(cè)出瀝青混合料的實(shí)際質(zhì)量是否滿足高速公路工程建設(shè)的要求。本次研究中對(duì)高速公路工程中瀝青混合料的試驗(yàn)檢測(cè)進(jìn)行分析，為提升我國(guó)高速公路的質(zhì)量以及瀝青混合料的可靠性提供參考。

一、高速公路建設(shè)中使用瀝青試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的重要性

高速公路建設(shè)過(guò)程中，瀝青是非常重要的材料，瀝青的質(zhì)量可以從根本上決定高速公路最終建設(shè)的效果。高速公路建設(shè)過(guò)程中會(huì)使用到瀝青混合料，現(xiàn)階段在高速公路修建過(guò)程中使用的瀝青混合料大致可以分為三種結(jié)構(gòu)：懸浮結(jié)構(gòu)、空隙結(jié)構(gòu)、密實(shí)結(jié)構(gòu)。為了確保高速公路的質(zhì)量，需要對(duì)使用的瀝青混合料質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)開(kāi)展檢測(cè)試驗(yàn)可以明確瀝青混合料的質(zhì)量是否達(dá)到了高速公路的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。開(kāi)展試驗(yàn)的過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位分析，結(jié)合分析結(jié)果對(duì)瀝青混合料的實(shí)際效果進(jìn)行判定，確保瀝青混合料可以滿足高速公路工程的施工要求。

二、高速公路瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)容

（一）密度

檢測(cè)瀝青混合料的密度需要遵照一定的順序：1.鉆芯取樣：鉆芯取樣是石油勘探常用方法，在高速公路工程中也較為常用。在高速公路瀝青路面選取點(diǎn)位，通過(guò)鉆芯取樣獲得樣品，隨后將樣品置于穩(wěn)定環(huán)境下，環(huán)境的溫度最高不得超過(guò)35℃，如果樣品儲(chǔ)存環(huán)境的溫度過(guò)高，樣品就會(huì)在高溫的作用下發(fā)生變形；2.浸水天平：結(jié)合取芯樣品的實(shí)際特點(diǎn)，選擇合適的浸水天平，這樣可以最大限度上確保取芯樣品符合高速公路對(duì)瀝青混合料的要求，使最終的試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果更加理想；3.確保取芯樣品表面清潔：為了確保取芯樣品表面的清潔，工作人員需要在干燥環(huán)境下對(duì)取芯樣品進(jìn)行清理，只有潔凈的取芯樣品才可以滿足瀝青混合料試驗(yàn)要求；4.下放掛籃：掛籃下放到溢流水箱的過(guò)程中需要遵從一定的順序，以掛籃完全被浸沒(méi)作為標(biāo)準(zhǔn)，將水位調(diào)整到指定的刻度，此時(shí)需要稱量取芯樣品的質(zhì)量；5.取出取芯樣品：將取芯樣品從水箱當(dāng)中緩慢取出，擦拭取芯樣品后再次稱重，記錄此時(shí)的取芯樣品質(zhì)量；6.數(shù)據(jù)校對(duì)：獲取取芯樣品一系列數(shù)據(jù)以后，對(duì)取芯樣品的相對(duì)密度、體積密度進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行對(duì)比，如果取芯樣品存在不符合工程數(shù)據(jù)要求的情況，此時(shí)施工單位需要制定針對(duì)性的處理措施。

（二）低溫性能

結(jié)合高速公路瀝青混合料試驗(yàn)的特點(diǎn)，瀝青混合料對(duì)環(huán)境溫度變化非常敏感。在低溫環(huán)境下，雖然瀝青混合料的性能會(huì)得到不斷增強(qiáng)，但是相應(yīng)的形變性能會(huì)出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，此時(shí)瀝青混合料極容易出現(xiàn)脆性破壞。通常對(duì)瀝青混合料的低溫性能檢測(cè)環(huán)境要求控制在-10℃以下，檢測(cè)人員主要對(duì)低溫環(huán)境下瀝青混合料的低溫抗裂性能進(jìn)行評(píng)估，以此來(lái)最大限度上保證金瀝青混合料的穩(wěn)定性，同時(shí)最大限度上減少外界環(huán)境溫度對(duì)瀝青混合料帶來(lái)的不利影響。

（三）高溫性能

瀝青混合料的高溫性能檢測(cè)需要遵循一定的流程：1.精細(xì)篩選：檢測(cè)人員通過(guò)篩選使瀝青混合料當(dāng)中的各項(xiàng)級(jí)配更加明確，在此基礎(chǔ)上對(duì)瀝青混合料內(nèi)部的粗骨料、細(xì)骨料表面密度進(jìn)行計(jì)算；2.確定瀝青混合料比例：檢測(cè)工作人員結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)明確瀝青混合料的配比，選擇合適的車轍試件進(jìn)行切割處理，在此基礎(chǔ)上計(jì)算出試件孔隙率指標(biāo)數(shù)，同時(shí)檢測(cè)工作人員需要對(duì)碾壓次數(shù)進(jìn)行合理控制，當(dāng)瀝青混合料的孔隙率大于7%，這時(shí)可以確定瀝青混合料的最佳碾壓次數(shù)；3.獲取車轍試件：多次碾壓以后，基本可以獲得相對(duì)穩(wěn)定的車轍試件，此時(shí)檢測(cè)工作人員就可以開(kāi)展車轍試驗(yàn)，獲得的結(jié)果也更加精確。如果在開(kāi)展車轍試驗(yàn)的過(guò)程中出現(xiàn)了相對(duì)較大的形變，并且車轍試件的蠕變率相對(duì)較小，這就意味著瀝青混合料的抗車轍性能不足以滿足高速公路建設(shè)的需求，需要進(jìn)行更換。[1]

（四）水穩(wěn)定性

在開(kāi)展高速公路瀝青混合料檢測(cè)試驗(yàn)的過(guò)程中，檢測(cè)人員往往需要開(kāi)展浸水車轍試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上對(duì)混合料水穩(wěn)定性是否達(dá)到高速公路要求進(jìn)行判定，步驟如下：1.選擇合適的混合料：AC -13、AC 20 是常見(jiàn)的 SBS 改性瀝青混合料，使用這種類型的瀝青混合材料，可以幫助工作人員進(jìn)一步判斷瀝青混合料的水穩(wěn)定性是否滿足高速公路建設(shè)要求；2.浸水車轍試驗(yàn)：通過(guò)浸水車轍試驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車轍深度、動(dòng)穩(wěn)定性的全面分析，結(jié)合分析數(shù)據(jù)對(duì)瀝青混合料的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。[2]在浸水車轍試驗(yàn)開(kāi)展的過(guò)程中，需要將溫度控制在合理范圍內(nèi)，適宜溫度需要≤60℃，并且試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間需要控制在10h 以內(nèi)。檢測(cè)人員在試驗(yàn)過(guò)程中可以將車轍試件放入恒溫60℃的水箱內(nèi)，達(dá)到10h 左右將車轍試件取出，對(duì)每一項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；3.數(shù)據(jù)綜合分析：試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)瀝青混合料的質(zhì)量做出判斷，如果發(fā)現(xiàn)不符合要求的情況，此時(shí)需要制定針對(duì)性的措施進(jìn)行處理。

三、應(yīng)用案例

選擇我省境內(nèi)某高速公路為研究對(duì)象，該高速公路總長(zhǎng)125Km，路基寬24m。建設(shè)過(guò)程中使用瀝青混合料作為主要材料，竣工后，對(duì)該高速公路路面情況進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表1 該高速公路檢測(cè)內(nèi)容

（一）孔隙率

通過(guò)試驗(yàn)的方式對(duì)高速公路孔隙率進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)高速公路孔隙率進(jìn)行檢測(cè)，可以分析瀝青混合料的實(shí)際情況。依然使用馬歇爾試驗(yàn)對(duì)高速公路孔隙率進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)合高速公路瀝青混合料的實(shí)際情況提供相應(yīng)的馬歇爾試驗(yàn)試件，為開(kāi)展后續(xù)的試驗(yàn)創(chuàng)造便利條件。開(kāi)展全面檢測(cè)，共進(jìn)行72 次試驗(yàn)獲取精確數(shù)據(jù)。試驗(yàn)結(jié)束后，即可將可靠的數(shù)據(jù)、信息運(yùn)用到孔隙率檢測(cè)當(dāng)中，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，該高速公路孔隙率滿足實(shí)際要求。

（二）密度檢測(cè)

密度檢測(cè)試驗(yàn)需要選擇合適的天氣，在保證試驗(yàn)環(huán)境的基礎(chǔ)上，確保檢測(cè)結(jié)果的可靠性、穩(wěn)定性。將取芯樣品清理干凈，在保證取芯樣品穩(wěn)定的前提下，對(duì)取芯樣品進(jìn)行測(cè)定，保證取芯樣品整體的質(zhì)量。取芯樣品置入水箱，當(dāng)取芯樣品完全被浸入水中以后，將水位調(diào)整至最佳狀態(tài)，持續(xù)180-300s，對(duì)水的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)定。將取芯樣品從水箱中取出，擦拭干水分以后再次稱重。在獲取質(zhì)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)密度進(jìn)行計(jì)算。

（三）水穩(wěn)定性

在正式開(kāi)始水穩(wěn)定性檢測(cè)之前，首先需要對(duì)制品進(jìn)行檢測(cè)，隨后對(duì)制品在水中的作用進(jìn)行檢測(cè)，全面分析瀝青的力學(xué)性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析制品水穩(wěn)定性檢測(cè)情況，以此來(lái)進(jìn)一步明確制品穩(wěn)定性情況。

1.馬歇爾浸水試驗(yàn)。在開(kāi)展馬歇爾浸水試驗(yàn)的全過(guò)程中需要對(duì)瀝青混合料進(jìn)行綜合全面分析。瀝青混合料置入規(guī)定溫度的水箱中，持續(xù)48h，隨后對(duì)瀝青混合料的穩(wěn)定性進(jìn)行全面分析，以此來(lái)明確測(cè)定瀝青混合料浸水殘留穩(wěn)定性，分析高速公路瀝青混合料是否滿足規(guī)定要求。2.馬歇爾真空飽和試驗(yàn)。將配置完畢的瀝青混合料放入真空干燥容器，將進(jìn)水管封閉，確保真空干燥器的真空度可以達(dá)到97.3Kpa，持續(xù)15min。隨后打開(kāi)水管，在負(fù)壓的作用下，水會(huì)流進(jìn)試件內(nèi)部，保持試件持續(xù)浸泡15min。試件浸泡達(dá)到15min 以后，恢復(fù)到常壓狀態(tài)，取出試件，將試件放入恒溫水箱，水箱溫度需要持續(xù)保持48h，取出試件計(jì)算真空飽和度。3.凍融劈裂試驗(yàn)。開(kāi)展凍融劈裂試驗(yàn)之前，需要將瀝青混合料劃分為兩組。將其中一組瀝青混合料放入恒溫25℃的水環(huán)境中，持續(xù)浸泡2h，取出后檢測(cè)瀝青混合料試件的強(qiáng)度。另一組試件置于恒溫25℃環(huán)境下，浸泡在恒壓0.09MPa 水環(huán)境中，持續(xù)15min，取出后恢復(fù)至常態(tài)。隨后將兩組試件同時(shí)放入恒溫-18℃的條件下，持續(xù)18h，取出試件，對(duì)試件強(qiáng)度進(jìn)行全面檢測(cè)，在劈裂強(qiáng)度的基礎(chǔ)上對(duì)瀝青混合料的穩(wěn)定性進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。

（四）高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)

對(duì)瀝青混合料開(kāi)展高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)最有效的途徑是車轍試驗(yàn)，開(kāi)展車轍試驗(yàn)之前需要做好一系列的準(zhǔn)備工作：1.使用篩分試驗(yàn)對(duì)粗料級(jí)別進(jìn)行確定，在試驗(yàn)期間進(jìn)行全面檢測(cè)，配合密度檢測(cè)；2.制成車轍試件以后，選擇恰當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)車轍試件進(jìn)行切割，有效的切割工作有助于孔隙率檢測(cè)工作的開(kāi)展；3.明確車轍試件碾壓次數(shù)。車轍碾壓期間，需要確保溫度環(huán)境相同，在分析形變、蠕變率的基礎(chǔ)上檢測(cè)瀝青混合料的實(shí)際情況，評(píng)價(jià)抗車轍能力。如果出現(xiàn)蠕變率差異大、形變率差異小的情況，說(shuō)明瀝青混合料具有很強(qiáng)的抗車轍性能，反之，則說(shuō)明瀝青混合料抗車轍性能弱。

（五）低溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)

開(kāi)展瀝青混合料低溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)，需要保證溫度環(huán)境在-10℃以下，同時(shí)對(duì)試件溫度開(kāi)展彎曲試驗(yàn)，將破壞程度作為重點(diǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)瀝青混合料開(kāi)展低溫彎曲試驗(yàn)的過(guò)程中，需要充分考慮到本地區(qū)的溫度變化情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青混合料穩(wěn)定性的有效檢測(cè)。

（六）結(jié)構(gòu)體積

現(xiàn)階段，我國(guó)高速公路工程在對(duì)結(jié)構(gòu)體積進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，通常也會(huì)使用馬歇爾實(shí)驗(yàn)方法。結(jié)合高速公路瀝青混合料的實(shí)際特點(diǎn)，使用馬歇爾實(shí)驗(yàn)方法對(duì)瀝青混合料的結(jié)構(gòu)體積進(jìn)行檢測(cè)，可以使瀝青混合料的均勻性得到有效提升。在開(kāi)展馬歇爾實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，需要增加混合料實(shí)際的攪拌、控制力度，這樣做可以最大限度上確保瀝青混合料符合高速公路建設(shè)的需求，使瀝青混合料的性能發(fā)揮出來(lái)。為了確保馬歇爾試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性，最大限度上減少試驗(yàn)誤差，試驗(yàn)人員需要對(duì)試件進(jìn)行慎重選擇。試件的選擇需要在恒溫條件下進(jìn)行，這對(duì)于開(kāi)展后續(xù)工作也是非常有利的，選擇合適的試件可以確保數(shù)據(jù)的規(guī)范性、精確性。

四、結(jié)語(yǔ)

瀝青混合料是建造高速公路時(shí)需要的主要材料，其性質(zhì)可以直接決定高速公路的質(zhì)量是否符合要求。為了全面、系統(tǒng)地對(duì)瀝青混合料性能進(jìn)行檢測(cè)，使用試驗(yàn)檢測(cè)的方法最為可靠。使用馬歇爾試驗(yàn)對(duì)高速公路瀝青混合料的結(jié)構(gòu)體積、密度、低溫性能、高溫性能、水穩(wěn)定性進(jìn)行全面檢測(cè)，結(jié)合數(shù)據(jù)控制高速公路建造過(guò)程中的穩(wěn)定性。瀝青混合料檢測(cè)過(guò)程中需要將質(zhì)量作為唯一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確分析，使檢測(cè)精度得到不斷提升，最大限度上減少瀝青混合料存在的質(zhì)量問(wèn)題與安全隱患，使高速公路瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量得到本質(zhì)提升。