市政道路熱拌瀝青混合料現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法與影響因素研究

張 剛 廣東建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)總站有限公司工程師

黃敦堅(jiān) 廣州融創(chuàng)實(shí)業(yè)投資有限公司工程師

現(xiàn)階段，市政道路大多采用熱拌瀝青混合料，但隨著使用年限不斷增加，會(huì)出現(xiàn)很多問題。從監(jiān)管角度出發(fā)，由于質(zhì)量評(píng)價(jià)體系不科學(xué)、不完善，以至于工程項(xiàng)目的監(jiān)管單位無法準(zhǔn)確分析出道路相關(guān)指標(biāo)存在的問題，尤其是對(duì)熱拌瀝青混合料現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)和方法的研究尚不深入，使得道路投入使用后出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題。本文針對(duì)市政道路熱拌瀝青混合料現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)與方法進(jìn)行探究，對(duì)提高市政道路的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量具有十分重要的意義。

1 熱拌瀝青混合料類型及試驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)容

1.1 熱拌瀝青混合料類型

熱拌瀝青混合料根據(jù)瀝青類型和級(jí)配類型分為普通瀝青混合料、改性瀝青混合料、瀝青馬蹄脂碎石（Stone Mastic Asphalt，SMA）及改性瀝青馬蹄脂碎石等，具體如下。

1.1.1 普通瀝青混合料

普通瀝青混合料又稱為AC 懸浮密實(shí)型瀝青混合料，通常應(yīng)用在城市或鄉(xiāng)村的主干道上。由于混合料本身具有黏聚力大和內(nèi)摩擦角小的特點(diǎn)，其高溫穩(wěn)定性略低于其他混合料類型。

1.1.2 改性瀝青混合料

目前，應(yīng)用較多的改性劑分為物理改性和化學(xué)改性兩種，其中物理改性大多是將聚合物改性劑，如SBS、SBR 等添加至瀝青中；化學(xué)改性是將一些化學(xué)試劑添加至瀝青中，從而提高瀝青的高溫穩(wěn)定性。根據(jù)以往研究，在添加上述改性劑后基質(zhì)瀝青的黏度和高溫性能得到很大提升，同時(shí)低溫條件下開裂情況也逐步緩解，表明改性瀝青可以顯著提高瀝青及混合料的高低溫性能，因此通常應(yīng)用于高等級(jí)公路面層或城市主干道、快速路的上面層中[1]。

1.1.3 瀝青馬蹄脂碎石混合料

瀝青馬蹄脂碎石主要由瀝青、碎石、礦粉以及纖維共同組成，級(jí)配通常采用間斷型，骨架內(nèi)部使用纖維和礦粉進(jìn)行填充。因此，組成的骨架-密實(shí)型結(jié)構(gòu)具有較大的內(nèi)摩擦角和高溫抗變形能力，應(yīng)用較為廣泛。

1.1.4 改性瀝青馬蹄脂碎石混合料

改性瀝青馬蹄脂碎石混合料與一般SMA混合料的不同之處在于使用了改性瀝青，因而瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性以及水穩(wěn)定性都得到了很大提升。此外，路面的構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)增大，路面行車安全性及耐久性顯著提高。與冷拌瀝青混合料相比，熱拌瀝青混合料成型時(shí)間短、耐久性和穩(wěn)定性好，對(duì)提高路面性能具有顯著效果。

1.2 試驗(yàn)檢測(cè)核心內(nèi)容

材料質(zhì)量是否合格，將直接決定瀝青路面的施工質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。在對(duì)施工材料進(jìn)行檢測(cè)時(shí)應(yīng)充分依據(jù)規(guī)范要求，嚴(yán)格按照試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，并隨時(shí)記錄原始數(shù)據(jù)，以備查驗(yàn)。瀝青應(yīng)選擇道路石油A 級(jí)瀝青，不得采用煤瀝青或其他類型的瀝青，同時(shí)應(yīng)具備良好的稠度和穩(wěn)定性。集料應(yīng)選擇表面干燥潔凈的骨料且無風(fēng)化現(xiàn)象，各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)均應(yīng)滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)的需求。填料一般選用石灰?guī)r磨成的礦粉，應(yīng)盡量避免使用水泥、石灰等作為填料，并禁止使用粉煤灰作為填料。

試驗(yàn)過程中根據(jù)瀝青混合料級(jí)配特點(diǎn)，嚴(yán)格按照規(guī)范要求開展試驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)熱拌瀝青混合料性能影響很大，因此需要對(duì)其加以驗(yàn)證[2]。驗(yàn)證試驗(yàn)主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)熱拌瀝青混合料性能加以驗(yàn)證，尤其是級(jí)配設(shè)計(jì)是否合理[3]。試驗(yàn)應(yīng)采用多個(gè)平行組進(jìn)行綜合比對(duì)，盡量消除試驗(yàn)誤差的影響，以確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。此外，整個(gè)工程試驗(yàn)檢測(cè)過程中應(yīng)隨時(shí)對(duì)材料和成型試件等進(jìn)行抽樣檢測(cè)，若不符合要求應(yīng)及時(shí)停止施工，查找原因并解決后方可進(jìn)行后續(xù)作業(yè)，從而避免對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。抽樣試驗(yàn)也從側(cè)面反映監(jiān)理單位的技術(shù)和管理水平[4]。

2 熱拌瀝青混合料試驗(yàn)影響因素分析

2.1 礦料性質(zhì)

我國(guó)地域遼闊，不同采石場(chǎng)開采的集料種類和性質(zhì)差異很大，即使是同一種巖石內(nèi)部也含有不同的礦物成分，此外不同的礦料種類與瀝青的黏附也有差異。工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)石灰?guī)r等堿性集料與瀝青黏附性較好，而花崗巖等酸性集料不易與瀝青結(jié)合，因此施工前需要對(duì)使用的礦料成分進(jìn)行試驗(yàn)分析，以保證工程質(zhì)量滿足要求。熱拌瀝青混合料中的礦料級(jí)配組成也是影響混合料試驗(yàn)檢測(cè)的重要參數(shù)，其中礦料的密度對(duì)熱拌瀝青混合料配合比影響很大，密度試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果是否準(zhǔn)確將直接決定混合料的最佳油石比，即最大力學(xué)性能狀態(tài)下的最佳瀝青用量。另外，礦料的表面紋理豐富度也同樣影響熱拌瀝青混合料的試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)?shù)V料的針片狀含量較多時(shí)，其堅(jiān)固性較差，在高溫拌和時(shí)容易出現(xiàn)破碎，無法較好形成混合料骨架結(jié)構(gòu)，另外與瀝青膠結(jié)料之間的裹附作用也會(huì)存在不足，進(jìn)而導(dǎo)致混合料花白料的存在。

2.2 施工工藝

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，產(chǎn)生了許多新型的施工工藝和施工機(jī)械，傳統(tǒng)的試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)不再適用于指導(dǎo)實(shí)際路面施工，因此需要根據(jù)改進(jìn)的工藝特點(diǎn)，對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)過程中的各項(xiàng)指標(biāo)做出相應(yīng)調(diào)整，如確定最佳油石比過程中的馬歇爾穩(wěn)定度和流值指標(biāo)。

2.3 試驗(yàn)條件

在試驗(yàn)檢測(cè)過程中，環(huán)境溫度和技術(shù)人員的水平等都會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生很大影響，因此在試驗(yàn)時(shí)需要確保環(huán)境溫度變化很小，設(shè)備保溫效果良好[5]。

3 工程概況

某道路長(zhǎng)為1.8 km，寬為18 m，設(shè)計(jì)速度為30 km/h，其中道路部分全長(zhǎng)為1.4 km，橋梁部分全長(zhǎng)為0.4 km，包含路基工程、路面工程、橋梁工程、交安工程以及交通標(biāo)志5個(gè)部分。其中，路面部分采用熱拌瀝青混合料鋪筑，為保證施工質(zhì)量符合要求，依據(jù)規(guī)范要求現(xiàn)場(chǎng)對(duì)瀝青路面各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。

4 試驗(yàn)檢測(cè)

考慮到該市政道路交通量大，容易產(chǎn)生車轍變形，因此瀝青使用SBS 改性瀝青，其各項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果如表1 所示。同時(shí)根據(jù)瀝青試驗(yàn)規(guī)范設(shè)計(jì)要求，結(jié)合檢測(cè)結(jié)果可得該SBS改性瀝青的檢測(cè)結(jié)果均滿足規(guī)范要求。

表1 SBS 改性瀝青各項(xiàng)目試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

本項(xiàng)目集料采用石灰?guī)r礦料，其各項(xiàng)物理力學(xué)項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果如表2 所示。經(jīng)檢測(cè)結(jié)果可得集料性能均滿足規(guī)范要求。SMA-13 瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)如表3 所示。

表2 集料各試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

表3 SMA-13 瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)

5 結(jié)語(yǔ)

市政道路工程是市政工程的重要組成部分。同其他城市基礎(chǔ)設(shè)施相比，市政道路工程有其獨(dú)有的特點(diǎn)，如功能多樣、組成復(fù)雜、行人量大、車種復(fù)雜、交叉口多以及交通分散等。因此，本文針對(duì)市政道路的熱拌瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)容及試驗(yàn)影響因素進(jìn)行研究，并依托實(shí)際工程對(duì)熱拌瀝青混合料路面原材料性能及高溫、水穩(wěn)性能進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果均滿足要求。