公路工程瀝青路面施工試驗檢測內容與技術研究

張冬梅

（商丘市智能交通建設監(jiān)理有限公司，河南 商丘 476000）

1 引言

在公路工程瀝青路面施工中，其原材料不僅包含基礎瀝青，還包含碎石材料，通過攤鋪、碾壓及其他施工方式形成路面結構體系。為保障該路面結構的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)性以及耐疲勞性，需要對施工全過程開展試驗檢測工作。在此過程中，要選擇科學合理的檢測技術，以便掌握公路工程瀝青路面的施工情況，及時發(fā)現問題，采取針對性的措施解決問題，為公路工程后期的運行奠定基礎。

2 公路工程瀝青路面質量要求

2.1 水穩(wěn)性

在瀝青路面運行過程中，水侵害問題一直以來都是其常見病害之一，導致瀝青路面出現坑槽、剝離以及松散等問題，進而促使瀝青材料間的黏結力降低，使路面剝離速度加快，出現水毀?；诖?，水穩(wěn)性是決定瀝青路面是否能穩(wěn)定運行的重要標準，決定路面的耐用性[1]。

2.2 耐疲勞性

瀝青路面在受到車輛荷載的持續(xù)作用后，自身應力會始終處于變化狀態(tài)，路面在受到持續(xù)作用后的抗破壞能力便是耐疲勞性。當荷載作用次數到達一定程度后，瀝青路面受到的應力會超出自身抗破壞力，進而導致開裂現象，影響行車舒適性及安全性。

2.3 高溫穩(wěn)定性

高溫穩(wěn)定性指代的是瀝青路面抗流動變形的特性。因為瀝青面層在使用過程中的強度與剛度會隨著溫度的升高而弱化，受到行車荷載后容易發(fā)生病害，如波浪、車轍以及推移等，從而影響工程運行質量，因此，提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性十分必要[2]。

2.4 低溫抗裂性

瀝青面層在低溫環(huán)境下的抗裂能力被稱為低溫抗裂性。環(huán)境溫度的降低會導致瀝青勁度不斷增加，再加上外界車輛的載荷作用，一旦瀝青面層內部應力無法釋放，最終會導致應力超過瀝青路面材料的抗拉強度，使瀝青路面出現裂縫，直接破壞路面，為公路工程的可靠性與安全性埋下隱患。

3 公路工程瀝青路面現場試驗檢測內容與技術

3.1 施工前及施工中檢測

3.1.1 集料檢測技術

有關集料的檢測內容有粗集料試驗、細集料試驗以及礦粉試驗等。不同檢測內容應用的技術有所不同，具體內容包括：

1）粗集料試驗，常見的試驗有：篩分試驗、含水率試驗、針片狀顆粒含量試驗、壓碎值試驗等。

2）細集料試驗，常見的試驗有：含泥量試驗、砂當量試驗、壓碎指標試驗等[3]。

3）礦粉試驗，常見的試驗有密度試驗、親水系數試驗、塑性指數試驗等。

3.1.2 瀝青性能檢測

為提高瀝青性能，保障瀝青與石料之間的高黏結關系，延長瀝青路面使用壽命。需要對瀝青開展試驗檢測，從其密度、黏附性入手。本文主要從瀝青延度入手進行探究。在探究瀝青延度時需應用延度儀設備，制作的試件在室溫中冷卻1.5 h，刮刀處理后將試模連同底板放入規(guī)定試驗溫度的水槽中保溫1.5 h，再放入延度儀的水槽中，水面距試件表面應不小于25 mm，在檢測過程中需要對水溫進行控制，并且保障水面無任何晃動情況，設備保持高穩(wěn)定性。試驗結果要多次測量與收集，單次檢測結果不具有代表性，更不能為相關決策提供依據[4]。

3.1.3 混合料檢測技術

混合料檢測指代的是對瀝青路面原材料混合處理之后的狀態(tài)檢測。在瀝青路面施工活動中，材料普遍為混合料，并且對混合料的抗剝落能力、抗車轍能力都有明確要求。

1）馬歇爾試驗

馬歇爾試驗作為瀝青混合料的常見檢測技術，能夠輔助工作人員有序開展混合料配合比設計，嚴格把控瀝青路面的施工質量。在試驗準備階段，首先，工作人員要結合瀝青路面的施工實況制備混合料試件，常見的制備方法有擊實法、輪碾法。需注意的是，混合料試件的成型指標會影響馬歇爾性能檢測結果，尤其是對孔隙率的影響相對較大。因此，在試件制備完成后，需對其高度進行測定，不滿足高度要求的試件一律廢棄處理[5]。若試件還未完全冷卻就直接脫模，也會影響試件質量。完成試件制備工作后，需要將其放置在恒溫水槽中保溫，然后置于馬歇爾試驗儀上進行試驗。

2）車轍試驗法

車轍試驗法有橫斷面尺法、基準尺測試方法、激光車轍儀測試方法。以激光車轍儀測試方法為例，該方法是在車轍橫向位置設置紅外線傳感器，對車轍的坑洼程度進行連續(xù)監(jiān)測。目前已廣泛應用于道路工程車轍檢驗中。工作人員進行檢測時，需要對壓輪軸的壓強進行測定，確保相關數值處于正常范圍。之后，在高溫環(huán)境下要保障壓輪軸始終處于固定線路，以此明確瀝青面層的穩(wěn)定性[6]。此方法適用于測定瀝青混合料的高溫抗車轍能力，供瀝青混合料配合比設計時的高溫穩(wěn)定性檢驗使用，也可用于現場瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性檢驗。

3.1.4 瀝青路面厚度檢測

常見的瀝青路面厚度檢測方法有挖坑法、鉆芯法、雷達法。公路工程瀝青面層厚度通常為8~30 cm，基層厚度范圍為20~40 cm。以雷達檢測為例，該方法具有分辨率高、中心頻率大的特點，但是探測深度較淺，屬于淺部施工技術。在檢測過程中，以脈沖形式為主向瀝青面層發(fā)射電磁波，電磁波在同一介質中傳播時會按照相應速度進行傳播，但遇到不同介質將會發(fā)生折射現象[7]。以此對瀝青厚度進行準確探測。

3.2 施工后檢測

3.2.1 路面平整度檢測

有關瀝青面層平整度檢測手段較多，如三米直尺法、連續(xù)式平整度儀法、激光平整度儀以及車載式顛簸累積儀法。

1）三米直尺法

在應用直尺法對路面平整度進行檢測時，需明確測量方向，目測直尺底面與瀝青面層之間距離，確定最大間隙位置。隨后運用塞尺測量最大間隙距離，準確至0.5 mm，以三米直尺與路面的最大間隙為測試結果。

2）連續(xù)式平整度儀

一般情況下，連續(xù)式平整度儀的標準長度為3 m，測定間距為10 cm，計算區(qū)間為100 m，每隔100 m 輸出一次結果。在測量過程中，要明確測量區(qū)間，將該設備置于路面起點，牽引設備后部沿著測量區(qū)間縱向行駛，橫向位置要始終保持穩(wěn)定。保障連續(xù)式平整度儀工作正常。需注意的是，該設備應勻速前進，速度以5 km/h 最佳，最大不超過12 km/h。

在測量過程中，需要每隔10 cm 測記位移值，每100 m 測量區(qū)間內的平整度標準差，區(qū)間平整度用式（1）計算：

式中，σi為區(qū)間平整度計算值，mm；di為以100 m 作為一個區(qū)間，每隔一定距離采集的路面凹凸偏差位移值，mm；N為計算區(qū)間中用于計算標準差的測試數據個數，個。

3）激光平整度儀

激光平整度儀通常應用于無泥漿、無冰雪以及無嚴重車轍坑槽的瀝青路面平整度測試上。激光平整度儀采集的數據是路面相對高程值，應以100 m 為計算區(qū)間長度用國際平整度指數（IRI）的標準計算程序計算IRI 值，以m/km 計，保留2 位小數。

3.2.2 抗滑性能檢測

針對瀝青路面抗滑性能檢測工作，檢測內容主要是車胎在制動情況下與面層產生的摩擦力度?？够阅艿暮脡闹苯佑绊懼囕v能否安全行駛。

1）橫向力系數測試法

因公路工程中橫坡與路拱的存在，車輛在運行過程中不同輪胎的制動力有所不同。車輪在運行過程中極有可能存在橫向側傾現象，若要對車輛實際行駛狀態(tài)進行測量，需測定其橫向側移阻力，進而得出瀝青路面摩擦系數。根據實際應用情況來看，該方法不僅能測量路面橫向力系數，還能反映其側向摩擦系數，并且測試點位多，具有測量效率高的特點。

2）制動距離法

制動距離法，是指在已知車輛質量的情況下，測量其在濕潤路面的制動距離，以此計算路面摩擦系數。但是根據實際應用情況來看，由于難以保障車輛完全制動，并且受環(huán)境影響因素較大，因此，該方法的應用具有一定的局限性。并且在高速狀態(tài)下緊急制動安全性不高，因此，該方法并未被廣泛推廣。

3）能量損失法

該測量方法是一種基于能量守恒定律的抗滑性能測試方法，主要代表有擺式面層系數測定儀，通過明確擺錘末端橡膠皮克服摩擦力所做的功，反映瀝青路面的抗滑性能。相較于其他方法，能量損失法具有成本低、操作簡單的特點，但該方法受主觀因素影響較大，因此，在測量精度方面還有待提高。

3.2.3 路面彎沉檢測

1）貝克曼梁彎沉試驗

此方法適用于測試路基及瀝青路面的回彈彎沉，以便評價其承載能力。其原理是路基或路面在荷載作用下會產生垂直變形，卸載后能夠恢復的變形數值便是路面的回彈彎沉結果。在試驗過程中，當瀝青面層厚度大于50 mm 時，回彈彎沉值應根據瀝青面層平均溫度進行溫度修正，如果路面平均溫度為（20±2）℃時，可以不進行修正。在試驗過程中，要檢查標準車制動性能以及輪胎氣壓是否符合要求，查看其是否符合規(guī)定軸重，車輛在行駛過程中要注意軸重不能發(fā)生任何變化。隨后做好標記，將彎沉儀插入汽車后輪之間的縫隙，與汽車行駛方向一致，梁臂不能碰到輪胎。安放百分表于彎沉儀測定桿頂面上，隨著車輛緩緩前進，百分表數值會發(fā)生變化。當表針轉動到最大后，表針將會回轉。讀取最大數值與回轉后的數值，而后進行計算，掌握路面彎沉值[8]。

2）落錘式彎沉儀

與貝克曼梁彎沉試驗有所不同的是，貝克曼梁彎沉試驗屬于靜態(tài)彎沉，但落錘式彎沉儀測量，能夠模擬汽車行車荷載，對道路彎沉情況進行測量，由計算機完成彎沉數據采集工作，具有速度快與精度高的特點。因此，經常使用落錘式彎沉儀開展動態(tài)彎沉測定工作，同時也將其用于回彈模量的測量。結合當前彎沉測量情況來看，落錘式彎沉儀通常情況下有內置式與拖車式兩種類型，內置式具有靈活輕便的特點，拖車式具有便于維修存放的特點。施工單位需結合實況選擇合適的測量儀器，以便有效掌握動態(tài)荷載下的彎沉現象，為提高測量結果奠定基礎。

4 結語

綜上所述，公路工程瀝青路面要具有水穩(wěn)性、耐疲勞性，高溫穩(wěn)定性以及低溫抗裂性等特性?；诖?，開展試驗檢測工作十分必要，從施工前、施工中、施工后入手，采取科學合理的檢測手段，明確瀝青面層抗滑性能、路面平整度，為保障公路工程施工質量奠定堅實基礎。