試論公路工程路面面層試驗檢測

陳 麗

揚州市華建建設(shè)檢測中心有限公司 江蘇 揚州 225002

公路自古以來就是極為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，對周圍區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展建設(shè)具有重大的積極意義，是國家經(jīng)濟建設(shè)實現(xiàn)高速發(fā)展的重要前提。公路采用瀝青混凝土材質(zhì)，不僅能夠保證車輛行駛的平穩(wěn)舒適，還具有保護輪胎和防噪的優(yōu)點，因此瀝青公路被廣泛應(yīng)用于國家公路工程的建設(shè)中，同時由于其重要性，瀝青公路的結(jié)構(gòu)要求比普通道路的要求更加嚴(yán)格。為確保瀝青公路的建設(shè)質(zhì)量，對瀝青混合料進行試驗檢測是非常必要的，通過進行試驗檢測，有助于及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，減少后期維護和修建成本，降低安全事故的發(fā)生概率。

1 瀝青路面施工現(xiàn)場試驗檢測重要意義

路面是公路的重要組成部分，其使用性能直接影響到使用舒適性、安全性、便捷性等服務(wù)水平。因此，在進行公路工程建設(shè)過程中，需要重視施工質(zhì)量的提高，為車輛出行提供更加安全的質(zhì)量保證的同時，延長公路使用壽命。施工技術(shù)手段的合理應(yīng)用有助于提升公路工程建設(shè)質(zhì)量水平。瀝青路面是公路工程建設(shè)中必要的環(huán)節(jié)，但該項環(huán)節(jié)的施工難度較大，影響因素較多，因此，需要及時采取相應(yīng)的檢驗檢測技術(shù)發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，從而制定合理、科學(xué)的解決措施予以解決，提高公路施工質(zhì)量。除此之外，公路工程施工現(xiàn)場的試驗檢測技術(shù)對提高公路安全性，降低安全事故發(fā)生的概率具有積極的作用。

2 公路瀝青路面施工要求

2.1 高溫穩(wěn)定性

瀝青路面在施工過程中會因溫度的升高導(dǎo)致自身的強度與剛度發(fā)生改變，因此，在公路建設(shè)中，若瀝青路面缺乏穩(wěn)定性，實際使用中極易出現(xiàn)坑洼或松散等問題，影響車輛的行車安全，縮短公路使用壽命。因此，為避免瀝青路面在溫度較高的季節(jié)因受到車輛的荷載而發(fā)生波浪、推移等問題，需要保證瀝青路面的穩(wěn)定性。

2.2 低溫抗裂性

瀝青路面的低溫抗裂性主要指的是低溫條件下路面抵抗裂縫的能力。氣候溫度降低時，由于瀝青路面的剛度增強，在外界荷載作用下，部分應(yīng)力由于未能得到有效的松弛而不斷積累，當(dāng)所積累的應(yīng)力超過自身的抗拉力強度時，路面會發(fā)生開裂而發(fā)生破損。所以，當(dāng)溫度較低時，瀝青路面需要保持相對較低的強度和較強的抗變形能力。

2.3 水穩(wěn)性

水穩(wěn)性主要是指由于抵抗地下水、雨水等侵襲作用而產(chǎn)生病害能力。在水的作用下瀝青的粘結(jié)力會進一步降低，導(dǎo)致瀝青與礦料間的粘聚力下降，相應(yīng)的剝離速度也持續(xù)降低，路面容易出現(xiàn)水損害問題。所以，瀝青路面在施工過程中應(yīng)重視水穩(wěn)性，有效提升路面質(zhì)量。

2.4 耐疲勞性

瀝青路面在經(jīng)過持續(xù)的負荷后會產(chǎn)生抵抗破壞能力，該種能力通常被稱為耐疲勞性。在施工過程中，瀝青路面會不斷受到車輛的荷載作用力，造成應(yīng)力的變化，使路面結(jié)構(gòu)的強度不斷降低。當(dāng)荷載作用力超出一定范圍后，路面應(yīng)力不足容易造成路面發(fā)生開裂、疲勞斷裂問題。

3 公路瀝青路面現(xiàn)場試驗檢測技術(shù)

3.1 施工前原料檢測

在實際的檢測過程中，只有保證砂石和瀝青混合料質(zhì)量滿足施工需求，才能確保瀝青路面質(zhì)量符合施工標(biāo)準(zhǔn)。在進行瀝青配料時，為實現(xiàn)對配料密集度的有效檢測，通常采用的是專業(yè)化的檢測儀器，有利于提高瀝青配料的精度，降低誤差范圍。除此之外，應(yīng)做好工程整體質(zhì)量的檢測工作，借助相關(guān)檢測結(jié)果進行數(shù)據(jù)的有效分析，獲得精確的瀝青配料密集度。實際檢測時應(yīng)有效利用壓力機進行配料壓碎值的檢測，進而獲得精確的瀝青配料抗壓性能。抗壓值檢測完成后，利用磨光機與摩擦檢測儀進行磨光值的檢測，從而得出實際的摩擦系數(shù)[1]。當(dāng)原材料全部檢測完成后，進行混合料的配比檢測，采用模擬實驗的方式為不同配比混合料進行性能檢測，當(dāng)數(shù)據(jù)信息匯總完成后，進行科學(xué)、合理的評估瀝青配比性能的有效性。利用探地雷達檢測方式采用發(fā)射頻率的形式對聲波檢測，依據(jù)波形和強度進行瀝青厚度的檢測。如圖1所示，該種探測技術(shù)的檢測速度較快且自動化程度較高，一般情況下該種方式的檢測速度能夠達到90km/h，最大深度可達到70cm，能夠滿足常規(guī)路面的結(jié)構(gòu)層厚度測量。該種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化，生產(chǎn)路面彩色三維圖。

圖1 探地雷達檢測

3.2 施工中現(xiàn)場檢測

3.2.1 瀝青混合料級配檢測

混合料的質(zhì)量受到配比標(biāo)準(zhǔn)的影響對公路工程整體施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，在實際的施工過程中應(yīng)做好瀝青混合料級配比的試驗檢測工作。確保配比標(biāo)準(zhǔn)滿足施工需求，進行現(xiàn)場試驗檢測時采用模擬的方式對施工情況進行有效檢測，明確配比需要，使得混合料質(zhì)量最大程度滿足施工需求。除此之外，需要注意的是，在試驗檢測過程中通常是選擇室內(nèi)檢測，為使混合料級配檢測滿足檢測要求，應(yīng)進行瀝青混合料的反復(fù)檢測，最終對數(shù)據(jù)進行精準(zhǔn)計算、整合與分析后，得到最佳的混合料級配比，提升工程施工質(zhì)量和水平[1]。

3.2.2 路面壓實度檢測

圖2 核子密度儀檢測流程

公路在實際使用后發(fā)生破損問題的主要原因在于整體公路路面的壓實度不夠，造成路面因承載力不足而發(fā)生安全隱患問題。此時，路面容易發(fā)生變形、坑洼以及塌陷等質(zhì)量問題，為有效解決上述問題，提高工程施工質(zhì)量，需要做好壓實度的試驗檢測工作。采用鉆心取樣的方式進行瀝青路面的檢測，當(dāng)完成瀝青混合料碾壓工作后進行溫度的合理控制，確保溫度能夠在合理的范圍之內(nèi)。當(dāng)完成鉆心取樣工作后，應(yīng)與檢測結(jié)果進行有效的比對，從而得出科學(xué)的瀝青混合料壓實度數(shù)值。盡管該種檢測方式方便、快捷，但依然存在一定的弊端，即在檢測過程中容易對瀝青路面造成損害，進而影響施工進度。因此，為保證混合料壓實質(zhì)量滿足施工要求，通常采用核子密度儀進行混合料壓實度的檢測。如圖2所示。同時，碾壓前需要保證瀝青混合料穩(wěn)度滿足冷卻條件，有效延長瀝青路面的使用年限。

3.2.3 路面彎沉值檢測

公路路面彎沉包括設(shè)計、殘余以及容許等方面，之所以出現(xiàn)彎沉，其原因在于當(dāng)公路實際運行過程中承受較大的荷載力時，長此以往容易發(fā)生路面變形、塌陷等問題。如果彎沉變形不嚴(yán)重，則可以在外界因素的影響下能夠自動的恢復(fù)，但如果變形較為嚴(yán)重時，在外界因素影響下也無法有效恢復(fù)時，會對公路的整體質(zhì)量造成不良影響。所以，在進行瀝青路面施工時應(yīng)進行路面彎沉值的試驗檢測。通常情況下，彎沉值越小則表示路面綜合承載能力越高[2]。一般采用的彎沉測試法為貝克曼梁法。溫度的不同導(dǎo)致瀝青路面的性能也并不相同，在標(biāo)準(zhǔn)溫度為20℃時進行相應(yīng)的檢測，測試車的后軸采用標(biāo)準(zhǔn)軸載100kN（如表1所示）。貝克曼梁法在多年的實踐經(jīng)驗中積累了大量的試驗數(shù)據(jù)，得到了行業(yè)內(nèi)的廣泛認可。除此之外，自動彎沉儀檢測法能夠在應(yīng)用貝克曼檢測方法的同時，提高檢測效率。但該種檢測方式需要將貝克曼檢測法的數(shù)據(jù)進行有效轉(zhuǎn)換后才能通過計算獲得相應(yīng)的檢測結(jié)果。落錘彎沉儀檢測法是利用重錘的自由落體作用降落到地面中，在此過程中會產(chǎn)生相應(yīng)的沖擊力，再對沖擊力進行有效的檢測。該種方式檢測的彎沉度屬于公路的動態(tài)數(shù)值。

表1 貝克曼梁測定彎沉標(biāo)準(zhǔn)軸載參數(shù)

3.3 施工后現(xiàn)場檢測

3.3.1 抗滑性檢測

當(dāng)公路投入使用后，行車安全受到路面抗滑行性的影響，當(dāng)路面抗滑性不高，無法滿足相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)時，車輛的剎車距離會不斷增大，當(dāng)遇到緊急情況需要剎車時，無法在較短的距離之內(nèi)完成剎車工作，進而增大了發(fā)生交通安全事故的可能性，威脅車輛與人身安全。所以，在進行瀝青路面的施工時，應(yīng)做好路面抗滑性試驗檢測工作。由于路面抗滑性受到路面結(jié)構(gòu)、溫度和濕度的影響，因此，在進行設(shè)計時，需要相關(guān)數(shù)值滿足規(guī)范要求。瀝青路面抗滑性試驗檢測采用的是摩擦系數(shù)與鋪砂法。其中，鋪砂法操作簡單、方便因而具有較為廣泛的應(yīng)用，但該種方式主要是由人工進行操作，因此在厚度的控制方面容易產(chǎn)生差異性，因而對數(shù)值精準(zhǔn)度產(chǎn)生不利影響。摩擦系數(shù)法主要包括橫向防滑系數(shù)檢測、激光紋理測試儀以及擺式摩擦系數(shù)檢測儀。其中，擺式摩擦系數(shù)檢測儀主要是借助擺錘末端的橡膠片對路面的摩擦力進行有效的克服，從而表現(xiàn)路面的抗滑性[3]。

3.3.2 平整度檢測

車輛運行安全以及行車舒適度對路面平整度有較高的要求，因此，為提高工程項目的質(zhì)量和水平，應(yīng)在瀝青路面施工建設(shè)過程中進行路面平整度的試驗檢測。主要采用的是直尺檢測法。在測量前，需要采用目測法找到3m直尺地面與路面最大間隙，借助塞尺進行測量間隙的最大值。將200作為單位進行測量，獲得的測試數(shù)據(jù)需要取平均值。該種檢測方式操作方便、快捷，但也存在一定的弊端，即該種方式主要由人工進行操作，在測量過程中容易因主觀因素影響而產(chǎn)生一定的誤差，數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性不足[3]。與其他檢測儀器相比，連續(xù)式平整度儀能夠獲得更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，提高試驗檢測的工作質(zhì)量和工作效率。因此，連續(xù)式平整度儀器的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)路面平整度的有效檢測。連續(xù)式平整度儀器在應(yīng)用過程中，是指車輛在進行行駛的過程中，對車廂與后軸間的位移和連續(xù)位移數(shù)值的累積，得出路面的平整度。連續(xù)式平整度儀器檢測方法是借助機械傳感器進行路面感知的檢測，從而得出更準(zhǔn)確的數(shù)值，使得檢測更加科學(xué)。如圖3所示。

圖3 連續(xù)式平整度儀器

3.3.3 滲水性檢測

當(dāng)路面出現(xiàn)空隙時，遇到降雨較大時，瀝青路面由于長時間被水浸泡，當(dāng)未能及時有效處理時，容易影響瀝青路面的質(zhì)量，路面發(fā)生損壞或變形等，影響公路使用壽命。所以，在進行瀝青路面施工過程中，應(yīng)重視滲水性的檢測，在檢測過程中通常將滲水系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)控制在200ml/min，當(dāng)檢測結(jié)果與該數(shù)值相差較大時，表明此時瀝青路面滲水性未能滿足實際施工需求，應(yīng)及時采取措施進行合理、科學(xué)的解決。

4 公路瀝青路面施工現(xiàn)場試驗檢測技術(shù)應(yīng)用實例分析

4.1 工程概況

以某市某段公路路面工程為例。該路面長度為55km，主要采用的是瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，其厚度為9cm。從公路建設(shè)的實際需求出發(fā)，應(yīng)將材料油石比控制在3.89%左右。在本次項目建設(shè)中，主要運用雷達探地檢測的方式進行現(xiàn)場試驗檢測。

4.2 檢測方式

當(dāng)瀝青材料發(fā)生離析問題時，則證明材料內(nèi)部的構(gòu)造密度較低。采用探地雷達進行試驗檢測，有助于精確檢測瀝青混合料密度，再依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果進行路面的判斷，對離析問題進行深入分析和了解。同時，當(dāng)試驗檢測中發(fā)現(xiàn)材料密度、介電常數(shù)發(fā)生變化時，借助探地雷達檢測技術(shù)能夠及時獲得結(jié)構(gòu)性能情況[4]。當(dāng)完成瀝青路面的碾壓施工后，應(yīng)與工程的實際需求結(jié)合，進而選擇合理的位置進行性能的檢測。探地雷達檢測技術(shù)的應(yīng)用，能夠通過鋪砂法進行厚度的確認，再借助鉆心法進行混合料級配與孔隙率參數(shù)數(shù)值的確定。

4.3 檢測結(jié)果

借助探地雷達檢測技術(shù)進行試驗檢測后得出瀝青的密度為1.026g/cm3，延度高于100cm，孔隙率為3%。通過對各項數(shù)據(jù)的分析和研究，得出該路段的瀝青路面施工性能參數(shù)滿足實際工程施工要求，能夠有效提高公路工程質(zhì)量和水平。

5 結(jié)束語

綜上所述，瀝青路面是公路工程的建設(shè)中重要的環(huán)節(jié)之一，因此，需要重視瀝青路面施工質(zhì)量。但在進行瀝青路面施工過程中，由于影響因素較多，所以需要提高對試驗檢測技術(shù)應(yīng)用重視程度。在實際的施工過程中，做好瀝青路面原材料、混合料級配、壓實度、彎沉值以及抗滑性的試驗檢測，為提高公路工程質(zhì)量和水平奠定基礎(chǔ)。