道路瀝青混凝土面層質量檢測分析

河南省交通科學技術研究院有限公司 / 余雷雷

引言

研究表明，道路工程在投入運營后受到外界因素的影響，都會出現(xiàn)不同程度的病害，使得道路結構產(chǎn)生各種各樣的損壞，降低工程整體的使用壽命，甚至危害交通運輸安全。在這樣的行業(yè)背景下，技術人員就應當加強對道路路面的結構檢測，借助各種檢測技術明確結構存在的缺陷，指導后續(xù)加固、治理方案的制定，保障道路工程的質量。隨著檢測技術的不斷成熟以及工程建設的復雜化發(fā)展，道路面層質量檢測已然成為了道路工程的重要內(nèi)容。本文以傳統(tǒng)檢測與雷達檢測兩種方法為例展開探討其各自的檢測方法。

一、影響道路瀝青混凝土質量的主要因素

（一）瀝青原材料選擇

為了提升道路工程的質量，就需要從根本上控制好材料的選擇。就瀝青原材料質量的基本要素來說，技術人員需要特別關注軟化點、針入度以及延度三個指標，并在選定材料時綜合考慮這三個因素的影響，借助檢測技術來實現(xiàn)科學化的質量管理。同時，在施工過程中也應當特別關注原材料的供應情況，保證材料能夠持續(xù)、穩(wěn)定地投入到施工中去，避免由于材料供應不足導致的工期受阻問題。此外，瀝青的加熱溫度直接影響著材料拌和的質量，若溫度較低則其粘性就難以滿足要求；而在溫度過高的環(huán)境下，瀝青老化問題又會比較突出，進而引發(fā)路面松動等問題，對道路的運營帶來不利影響。因此，目前在道路材料的選擇上大多傾向于SMA瀝青混合料，其憑借自身優(yōu)異的耐久性與抗變形能力顯示出了突出的競爭優(yōu)勢。

（二）瀝青用量

將瀝青的用量控制在一個相對合理的范圍內(nèi)不僅能夠保證結構的穩(wěn)定，提升其粘結性，改善路面結構性能，同時還有助于控制工程造價。但值得注意的是，若瀝青用量過高，則粘性還會有所下降，流動性也會更突出，在道路面層鋪設過程中就難以達到平整，有的還會產(chǎn)生光面；而在過低的用量下，瀝青攪拌的效果會受到一定的不利影響，也會更難凝結。因此，設計人員需要結合工程預期開展配合比設計，并在材料制備過程中嚴格落實。實際的配合比需要嚴格遵照設計方案開展，并設置多個對照組進行比對，測定并反復調整其技術指標，將油石比控制在一個適當?shù)姆秶鷥?nèi)，避免發(fā)生泛油的問題。

二、道路瀝青混凝土的質量檢測方法

（一）傳統(tǒng)檢測方式

目前，我國在道路路面的密實度檢測中，仍然沿用了傳統(tǒng)的檢測方法，其主要可分為兩大類型。（1）核子密度儀。這一設備能夠大致測得材料的含水量，并可由此計算得到樣本的干密度以及壓實度。從其工作原理來看，設備可以向樣本發(fā)射出特定的射線，射線在與材料樣本原子外的電子相接觸碰撞后就會發(fā)生散射。同時，射線的能量也會有所削弱，其運動方向也會產(chǎn)生一定的改變。一般來說，樣本的密實度指標與散射系數(shù)之間存在正相關關系，根據(jù)散射系數(shù)就能夠計算得到樣本的密實度。（2）鉆芯法。通過鉆芯取樣在結構原位獲取樣本，一般要求樣本的直徑不宜小于10cm。若在取樣過程中涉及到了多個不同層次，那么還需要根據(jù)工程實際情況將不同層分開計算，并借助毛體積密度以及最大密度來分析樣本的密實度。

（二）雷達檢測方式

1.現(xiàn)場標定

在正式開始檢測之前，首先需要對檢測一起進行標定，來保證測量結果的準確性。譬如，時間比例、DMI以及介電常數(shù)等都需要在測量前完成標定，尤其是DMI與介電常數(shù)的標定應當特別注意，這兩個參數(shù)對于檢測結果的精度影響十分突出，具體如下：

（1）DMI有著比較好的一體化性質，可以分析得到時間脈沖，并確定移動的速度與距離，直接影響檢測結果的準度，對后續(xù)信息分析產(chǎn)生顯著影響。DMI具體的操作過程大致為：選擇地勢平坦、走向平直的道路路段，通過測距設備選定起始點位（一般以1km為宜），并在實地進行標注；在點位上設置天線并開啟采集系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)選擇好預定的目錄位置；進入DMI指令截面，設定好測量距離以及單位；核查設備及人員狀態(tài)，就緒后即可開始檢測，安排車輛從起點以勻速狀態(tài)向終點行駛，實際行駛距離以汽車儀表為準；車輛抵達終點后即中止檢測，設備形成檢測數(shù)據(jù)；為了確保檢測數(shù)據(jù)的真實性，應當反復多次開展檢測并取平均值為使用值。這一值在不同項目中都需要重新測定，需要根據(jù)實際情況予以調整。

（2）介電常數(shù)標定值的高低主要影響著厚度等指標的準確性，同時也會對間接高度的檢測產(chǎn)生一定的干擾。介電常數(shù)的標定雖然不需要在測量實地進行，但其流程一般比較繁雜。此外，由于室內(nèi)環(huán)境與工程實況之間存在一定的差異，因此很容易出現(xiàn)與實際情況偏差較大的問題，為了降低這一因素的影響，技術人員可以采取鉆芯法來輔助進行標定。在標定正式開始之前，首先需要技術人員充分明確工程設計方案以及材料配比設計，在此基礎上再檢查相同位置的材料、工藝使用是否與設計一致。特別的是，在道路工程的建設過程中常常會出現(xiàn)材料供應不足的問題，同時工期又比較受限制，所以在實際工程中可以考慮采用其他材料進行替代，但應注意在材料替換后應當再次試驗確定介電常數(shù)。介電常數(shù)的確定過程可歸納為：當實際材料確定符合方案后，可在待測路段的起點按照鉆芯法取用樣本，為了避免由于操作不當導致最終值誤差，檢測過程應當盡可能地保持連貫。將檢測出的值與終點數(shù)據(jù)進行比對，若兩者之間存在不可忽視的誤差，則應當重復試驗核查數(shù)據(jù)的真實性；當實際材料與設計不符時，在鉆取實地樣本后，還應當在材料變更處另外取一個樣本。為便于理解，表1展示了我國中部地區(qū)某道路工程檢測中部分介電常數(shù)。

表1 介電常數(shù)表

表1 所展示的為該路段試驗中介電常數(shù)的一部分數(shù)據(jù)，從表中數(shù)據(jù)可以看出，介電常數(shù)整體處于一個比較高的水平，這主要是由于待測路段上不同位置的密實度存在差異導致的。為了提升介電常數(shù)的適用性，還應當在數(shù)據(jù)變化比較大的位置再測定一次。

2.密實度檢測

目前我國常用的雷達檢測主要可歸為以下兩類：

（1）定時定點。通過計算機終端分析波形，以此得到與之相對應的介電常數(shù)水平，這一方法主要應用于參數(shù)不一致的道路工程中。設備通過識別天線來完成點位的確定，釋放出的波形會被設備直接捕捉接收，技術人員只要在設備的操作端關注數(shù)據(jù)的顯示情況與變化趨勢，即可得到具體的使用通道與單位，并鎖定測量線的大致位置。若測量波在傳播時間點上出現(xiàn)波動現(xiàn)象，那么也可在設備操作端發(fā)現(xiàn)，在給定鉆芯樣本的厚度后即可計算導出相應的介電常數(shù)，并在聯(lián)合考慮密實度指標后測算出待測路段的密實度水平。

（2）實時連續(xù)。雷達設備的主要組成包括了計算機終端以及配套的數(shù)字化儀器，在適當?shù)慕M合下能夠準確、靈活、快速地測定出密實度指標，符合現(xiàn)代化道路檢測的實際需求。設備的采樣速度直接影響著檢測點的設置數(shù)量，在較高的采樣速度下就可以得到更多的采樣數(shù)據(jù)，但同時也會提升對儲存空間、傳輸速度的要求。因此在實際工程中不能盲目追求更高的采樣速度，一般而言檢測所用的最高頻率不宜大于50KHz，在這一頻率下也能夠基本滿足“實時連續(xù)”的要求。

在具體的工程中可以綜合這兩種方式開展檢測，使其能夠最大化發(fā)揮各自的優(yōu)勢。其中實時定點大多用來完成參數(shù)的標定，通過現(xiàn)場車輛試驗來得到波形分布，為隨后的檢測提供數(shù)據(jù)支持。當全部的波形采集并分析完成后，即可在道路沿線上設置天線并實地鉆芯取樣，以波形分析得到的數(shù)據(jù)選定試驗時間。

考慮到在部分道路工程項目中，不同路段由不同的施工單位承擔，往往會導致其在技術水平、現(xiàn)場管理等方面存在偏差，因此檢測樣本也會存在一定差異。在這樣的情況下，就可以以標段為界限將檢測工作劃分若干個部分，采用相同材料、技術的可歸為一組開展試驗，但應注意控制其樣本厚度相近。

三、結語

目前在道路路面的檢測中可以采用的技術比較多，除了傳統(tǒng)檢測手段外，也涌現(xiàn)出了雷達檢測等許多新型技術。在工程中需要技術人員能夠根據(jù)實際需求對不同的技術進行組合與搭接，改善檢測工作整體的準度與效率，以此來為施工過程的質量管理與驗收提供參考依據(jù)，并指導運營期內(nèi)的道路工程養(yǎng)護開展。