公路工程中瀝青混合料試驗檢測技術

摘要：為了提高公路工程中瀝青混合料的施工質量，對瀝青混合料的分類進行了概述。對瀝青附著力檢測法、馬歇爾試驗檢測法、車轍試驗檢測法等主要試驗檢測方法進行了總結，并從樣品取樣、密度檢測、水穩定性檢測、溫度和攪拌時間測試、透層試驗檢測、攤鋪速度試驗檢測等方面，對瀝青混合料試驗檢測內容進行分析。研究結果表明：只有采用科學合理的試驗檢測方法，才能有效確保公路工程的施工質量。

關鍵詞：公路工程；瀝青混合料；試驗；檢測

0 " 引言

瀝青混合料是一種性能穩定的材料，在使用過程中不易出現變形、開裂等問題，也不易出現收縮等情況[1]。在公路工程施工過程中，為了保證瀝青混合料質量符合設計要求，需要通過試驗檢測技術對瀝青混合料的性能進行檢測。根據試驗結果，確定瀝青混合料的質量是否符合設計要求，對路面病害問題進行分析和處理，有利于保障公路工程施工質量，提升公路使用壽命[2]。在試驗檢測過程中，需要按照設計要求對瀝青混合料進行準備，保證材料質量符合要求[3]。在施工現場，需先對材料進行取樣和制作試樣，然后按照規定的步驟對試樣進行試驗檢測。

1 " 瀝青混合料的分類

瀝青混合料按瀝青的組成材料不同（摻入的材料不同）可分為煤瀝青和油瀝青兩類。按最大粒徑可分為粗粒式、中粒式、細粒式3類。按礦質混合料級配可分為間斷級配和連續級配兩類。其中，前者的礦料的級配缺乏連續性，通常缺少1～2個檔次粒徑，后者則指的是按照一定的比例組合礦料，級配不間斷[4]。

2 " 公路瀝青混合料試驗檢測方法

2.1 " 瀝青附著力檢測法

先取300g粒徑為9～13mm的骨料，用水清洗，清除附著在骨料上的泥土及其他不利于試驗檢測的物質，然后在溫度為105℃的烤箱中對清洗后的骨料做烘干處理后，將其取出置于玻璃板上與瀝青混合（瀝青用量按照其能夠沒過骨料為基本要求予以控制）制作成試件。

隨后將試件轉至常溫環境中自然冷卻1h左右，再與玻璃板一道放置于水槽中。槽內水溫恒定為80℃，試件在其中靜置約30min，以將骨料和瀝青分離，最后謹慎地取出玻璃板，確保全程不發生磕碰。再將試件轉至冷水中，持續性地觀察以判斷骨料瀝青薄膜的剝落情況，并全程進行數據記錄。

為保證試驗檢測結果的可靠性，至少安排2個實驗組，進行試驗結果的對比分析。經過試驗檢測后，確定粗骨料與瀝青的附著力參數，再根據此項數據進行水穩定性的判斷。若試驗檢測結果顯示，瀝青混合料的水穩定性不達時，需要探明原因，例如是否因礦物材料強度不足或其他原因所致。明確原因后，妥善處理，使瀝青混合料的水穩定性達標。

2.2 " 馬歇爾試驗檢測法

2.2.1 " 試驗方法

制備試件，恒溫水浴45～60min。取出試件，用Marshall測試儀進行試驗檢測，開啟加載裝置，加載過程中密切觀察流量計。隨著加載作業的持續進行，待實際加載量達到試驗設定的最大值后，獲取流量計和百分表的數據，進行對比分析。

2.2.2 " 誤差大原因及處理方法

馬歇爾試驗檢測結果誤差可能較大，其原因主要有2點：其一，試驗配置的儀器缺乏足夠的精度，從而產生數據誤差。其二，試件的浸水時間缺乏合理性，或其他環節的操作方式不合理，影響試驗檢測數據的準確性。為提高馬歇爾試驗檢測結果的精度，應在試驗檢測前做好儀器的配置，嚴格落實各項準備工作。試驗檢測期間，作業人員嚴格依據規范操作，各項參數均要合理。

2.3 " 車轍試驗檢測

2.3.1 " 人工監測

在車轍的正上方放置檢測橫桿，測量其與車轍底部的距離。距離的檢測工作量較大，若采取人工監測的方法，難以全面地進行各部位的檢測，因此需隨機抽取，根據部分檢測結果對整體情況做出評價[5]。

從檢測結果準確性的角度來看，人工測量的方法難以保證檢測數據的全面性，且可能由于檢測結果缺乏代表性，而導致最終的結果不準確。從員工操作的角度來看，員工作業強度較高。因此，車轍試驗中的人工監測方法在大型公路工程中的應用十分有限。

2.3.2 " 機械設備檢測

采用機械設備對高溫抗車轍性進行檢測，檢測對象多為中面層和上面層，根據試驗檢測結果對瀝青混合料的動穩定性進行評價[6]。試驗前，測量試壓輪的壓強，并進行調整，使其穩定在0.7MPa左右，而后營造高溫試驗環境，由合適壓強的試壓輪行走，全程其運行軌跡需保持一致。試驗完成后，確定行走次數和變形數據，基于實測數據進行計算，確定穩定度。

3 " 公路瀝青混合料試驗檢測要點

3.1 " 樣品取樣

選取合適的樣品，是順利進行瀝青混合料試驗檢測并獲得可靠結果的重要前提。取樣的關鍵在于樣品位置和數量，可將料堆分為上、中、下3個部位，分別在各處取樣后進行試驗檢測，以獲得代表性數據。

此外，樣品的選取必須符合相關規范，并在取樣后隨即進行試驗，以減少環境因素對樣品的影響，且試驗檢測全過程中，樣品不可出現磕碰及其他異常狀況。

3.2 " 密度檢測

宜采取鉆芯取樣的方法，嚴格控制取樣部位和樣品尺寸。在獲取芯樣后，隨即將其置于不影響試驗檢測的環境中。檢測環境溫度不宜超過35℃，否則樣品在高溫環境中可能變形，不利于密度檢測[7]。

以芯樣的特性為準，配套合適的浸沒天平，利用合格的儀器進行檢測，以提高檢測結果的可靠性。注重對芯樣的防護，芯樣表面不可附著雜物，且應置于干燥環境中，盡可能減少外部因素對芯樣的影響。向溢流水箱中有序放置吊籃，要求置入其中的芯樣被完全浸沒。在溢流水箱中的水位得到有效調整后，稱量芯樣質量。

最后取出芯樣，擦拭表面水分，做2次稱重，記錄下所有稱重數據，并根據所得數據計算芯樣的相對密度和容重。將計算結果與規范的要求作對比分析，判斷芯樣是否達標。對于容重或相對密度不達標的芯樣，應在分析原因后以適宜的方法及時處理。

3.3 " 水穩定性檢測

3.3.1 " 浸水車轍試驗

取AC-13、AC-20等材料進行浸水車轍試驗。各類材料的試件制備成型后，置于溫度為60℃的恒溫環境中，經過10h后取出，轉至相同溫度的水槽中再次試驗。各組試件的浸水車轍試驗數據，如表1所示。

由表1可知，無論普通瀝青混合料還是改性瀝青混合料，各自的試驗結果均達到要求，但優異程度存在差異，從水穩定性的角度來看，改性瀝青混合料的性質更優越。

3.3.2 " 浸水馬歇爾試驗

圓柱體試件的擊實次數根據公路等級而定，一級公路和高速公路均按雙面各75次的要求進行擊實。試件共分為2組，放置環境均為溫度60℃的恒溫水槽，測定試件在不同保溫時長試驗條件下的馬歇爾穩定度。2組的區別主要在于保溫時間，其保溫時間分別為30～40min、48h。

3.3.3 " 凍融劈裂試驗

對于圓柱體試件，雙面各擊實50次。試件共分為2組，置于不同的環境中。一組試件置于25℃恒溫水槽，時間不短于2h。另一組試件置于98.3～98.7kPa的真空環境中，做15min的飽水處理，而后恢復常壓。

在此基礎上，按照如下順序依次置于不同的環境中繼續試驗：水中0.5h→溫度為-18℃的冰箱中16h→60℃恒溫水槽中24h→25℃恒溫水槽中不短于2h。兩組試件的區別在于是否經過凍融循環。

試驗人員按流程規范進行試驗檢測，及時采集數據并記錄，根據實測數據進行計算，評價被測材料的水穩定性。經試驗檢測和計算分析，若發現被測混合料的水穩定性不達標，及時將試驗情況告知施工單位，進行商討，采取改善措施。

3.4 " 溫度、拌和時間測試

針對冷料倉供料比進行精細化調整，直至維持供料平衡的狀態為止，在此前提下方可進行瀝青混合料的拌和[8]。

3.4.1 " 加熱溫度

以集料加熱溫度為參考進行控制，可按照比其高10～20℃的溫度要求控制加熱溫度。

3.4.2 " 測溫

在拌和機的出料口接料測溫，判斷實測溫度是否在許可范圍內，同時結合混合料的狀態進行輔助判斷。若混合料流而不散且色澤均一，表明其溫度具有合理性。若實測結果顯示瀝青混合料的溫度未達到要求，或混合料的狀態欠佳，需進行調整，并再次檢測。

3.4.3 " 拌和時間

根據材料的類型、外界環境合理設定拌和時間，第一鍋拌和時間約30～50s。在保證材料的加熱溫度和拌和時間均合理后，根據配合比嚴格控制材料的用量，經過充分拌和，確保瀝青混合料具有良好的均勻性。

3.5 " 透層試驗

3.5.1 " 試驗操作要點

根據相關規范可知，半剛性基層上應噴灑透層瀝青，同時考慮到結構阻水的要求，宜遵循一次施作成型的原則，即盡可能將透層與下封層合二為一。對施作成型的透層進行試驗檢測時，需要選取具有代表性的區域，面積以1m2左右為宜。將此范圍內的雜物清理干凈，

3.5.2 " 質量評價

用噴壺向表面均勻噴灑乳化瀝青，做24h的觀察，判斷噴灑后的表層狀況，進行質量評價。若觀察發現表面有厚度約為0.3mm的瀝青薄膜，且色澤均勻，表明乳化瀝青的稠度達標，但用量偏高，需適度降低用量；若均勻薄膜可用小刀剝離，表明存在乳化瀝青破乳速度快、稠度偏高的問題，噴灑后的乳化瀝青并未有效滲入道路基層；若表面未形成均勻薄膜，局部有色澤不均勻的情況，或存在干燥裂塊，可以判定乳化瀝青的稠度適宜，但施工方式可行性較差，需多次試曬，之后再次進行試驗檢測。對于不中斷交通的道路，為保證施工質量的可靠性，需要隨即撒布級配良好的石子，并對其做碾壓處理。

3.6 " 攤鋪速度試驗

在保證攤鋪質量的前提下，為了縮短攤鋪時間，應進行攤鋪速度試驗，以確定合適的攤鋪速度，實現質量和效率的雙重提升。綜合考慮攤鋪層厚度、瀝青站拌和能力及攤鋪能力等因素，設定合適的攤鋪速度。不同路段和不同時段的攤鋪條件存在差異，適宜的攤鋪速度不盡相同，因此需根據工程現狀及時組織試驗，對既有的攤鋪速度進行調整。

試驗需要滿足一定條件，例如攤鋪表面必須具備密實、平整、均勻的特點。不同攤鋪速度對應的瀝青混合料供應量需充足，避免現場停機等料。根據試驗檢測結果，進行攤鋪速度的動態調整，保證攤鋪的有效性[9]。

以較快的速度進行攤鋪，雖然可縮短作業時間，但攤鋪效果易受到影響，因此需均衡攤鋪質量和攤鋪效率兩項要求，建議最大攤鋪速度不超過6m/min。若公路工程要求，在部分路段應以較慢速度進行瀝青混合料攤鋪，應根據試驗檢測結果，提前設定慢速、中速和快速幾種模式以供選擇，視實際攤鋪條件靈活切換速度模式，以保證特定路段的攤鋪質量。

4 " 結束語

綜上所述，公路工程中瀝青混合料試驗檢測技術，是公路工程施工過程中的重要內容，對路面施工具有一定的指導作用，對公路工程的質量具有重要影響。本文對瀝青附著力檢測法、馬歇爾試驗檢測法、車轍試驗檢測法等主要試驗檢測方法進行了總結，并從樣品取樣、密度檢測、水穩定性檢測、溫度和攪拌時間測試、透層試驗檢測、攤鋪速度試驗檢測等方面，對瀝青混合料試驗檢測內容進行分析。

在具體試驗檢測中，需要結合實際情況，選取合適的試驗檢測方法和儀器設備，并嚴格按照操作規范進行操作。在試驗檢測過程中，需要對瀝青混合料進行充分攪拌和成型，并對路面施工質量進行有效控制。在檢測過程中，需要及時記錄和整理檢測數據，保證數據真實性和有效性。

參考文獻

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