高速公路沥青路面施工检测方法分析

朱 昱

（新疆交通规划勘察设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000）

调查发现，我国部分高速公路存在早期损坏的现象。引起早期破坏的原因有多方面，包括施工方法不恰当或者施工工艺不合理等。预防早期破坏的重要手段之一就是控制施工质量。沥青路面是高速公路常见的路面形式，要做好施工过程的质量控制，对其进行质量检测是不可缺少的重要手段。因此，本文结合新疆某高速公路的AC—16型沥青路面中面层对施工及检测过程进行分析，提出了四种较恰当的检测方法，并通过细节监测对各方法的可行性和效率加以验证。

1 四种检测方法简介

1.1 现场无核密度仪控制技术

现场检测需要用到一种新型的设备，即无核密度仪，这种设备具有操作简单、节约时间、无破坏性的优点。将无核密度仪放置于碾压好的沥青路面上，几秒种以后就可以检测出路面是否合格，这样就从人力、物力上节约了成本，并有效地保证了路面的质量。以前施工检测常使用钻芯法，而钻芯法会在一定程度上损坏小部分路面，这种无核密度仪的检测对路面绝无损坏，而且可以及时了解路面情况并加以控制。不过，该方法只能与钻芯法结合使用，即首先用钻芯法进行标定，并计算出标定系数，然后用无核密度仪进行控制，且需定期标定，从而时刻保证路面安全。

对无核密度仪的参数进行设置，需要考虑以下几点：路面类型、沥青路面的厚度、沥青混合料的最大理论密度及数值单位的设置。

1.2 现场GTM控制技术

现场GTM控制技术目前已经较为成熟。它已经成为了河北省高速公路沥青路面施工检测的核心方法，广泛应用于河北各地。这种现场的GTM控制方法主要是用于沥青混合料配合比设计，它可以代替马歇尔法进行沥青混合料配合比设计，不过并不适用于SMA沥青混合料配合比的设计。

GTM是一种机械模拟，这种机械模拟主要应用于柔性路面，且要求在荷载作用下进行。它主要根据GSI≤1.05（GSI主要用于检测沥青混合料在压实到平衡状态时是否失去弹性，是对沥青混合料稳定性的量度，与沥青混合料的永久变形有关，该指标由最终旋转角与中间最小旋转角的比值确定）和GSF＞1.3（GSF指沥青混合料被压实到平衡状态时的抗剪强度与行车荷载作用下需承受的剪应力的比值）两个力学性能指标，与不同用油量下的试验结果，画出用油量与试验结果的关系曲线，来决定沥青混合料的设计密度及最佳沥青用量，也可通过其来验证混合料的力学性能指标。

1.3 动态控制图法

目前有一种较新的控制方法，即动态控制图法，主要应用在沥青混合料的拌和过程中，它能够在线远程监控沥青拌和楼的拌和过程。动态控制图也称为黑匣子，它监控着沥青混合料的拌和过程，无论是混合料的掺配比例还是其他各种材料的添加比例都能通过动态控制图加以展现，从而使监督检测人员及时处理沥青拌和过程中产生的各种数据，避免出现误差，以致给路面留下安全隐患。这也需要监督检测人员极强的分析能力，及时发现出现异常的部分，并且对其进行准确无误地处理，保障沥青路面的安全。而异常波动的出现，主要是因为原材料级配的变化和人为调整不当，这种异常时常会给路面带来不小的危害，所以必须加强对这些数据的控制。

1.4 燃烧炉法

动态控制图能够对沥青的拌和过程进行全面展现，而燃烧炉法则可以对影响动态控制图的沥青混合料级配进行检测，并且具有快速、有效的优点。这种方法不仅能够检测沥青混合料的级配，还能够检测出沥青用量，并进行一定程度的控制，使沥青路面的安全性和使用效果达到最好。

与传统的离心分离法相比，燃烧炉法可以简便并快速地进行检测，减少许多操作步骤，这样就极大地节约了检测时间，减轻了检测人员的工作量，同时又能够迅速了解沥青混合料的级配情况，也方便了对沥青混合料级配的控制，更加节约了检测成本。因此，现在全国各地绝大部分高速公路施工现场均使用燃烧炉法，它的广泛应用也促进了施工进程，提高了检测效率，基本取代了旧的离心分离检测法，是一个新的进步。

2 施工检测的主要参数和现场检测结果

2.1 主要参数

在本工程中，采用GTM法对AC—16型生产配合比进行设计，结果见表1、表2。

表1 AC—16型集料掺配比例

表2 AC—16型矿料合成级配

该工程的GTM试验采用0.7MPa的设计压强，根据上文提出的GSI≤1.05、GSF＞1.3的要求，可以计算出结果（见表3）。

表3 AC—16型集料GTM试验结果

2.2 黑匣子采集参数

拌和过程中黑匣子采集数据的表现形式如表4如所。

表4 施工过程中拌和楼数据采集表

从表4可以直观地看出掺配比例是否满足设计要求，说明黑匣子可以在施工过程中发挥重要作用。

2.3 现场取样GTM试验结果

在确定好参数之后可以从施工现场进行取样，并进行GTM试验，通过试验结果进行分析，研究其是否能够达到施工要求，并观察是否与生产配比相符。这种GTM试验只需要1h就能够判断沥青路面是否合格，比马歇尔试验更加节约时间。相比而言，马歇尔试验不仅用时长达10h，而且试验效果也没有GTM好，有可能无法及时发现路面的不安全问题。因此，现在对高速公路沥青路面的施工检测多采用GTM方法。

表5为不同地点取样进行的现场GTM试验的对比分析结果。

表5 不同取样地点的GTM试验结果

由表5可知，在温度一定的情况下，当毛体积密度较大时，GSI与GSF值的下降较为明显。GTM试验主要运用于现场，并可以现场进行验证。一旦级配发生变化，还可以通过GTM试验对控制参数和混合料比例进行调整，以保证路面的正常运行。

2.4 现场无核密度仪测试结果

遇到现场大面积的施工时，现场的碾压会比较混乱，压实是否均匀会成为一个最受关注的问题。为此，可利用无核密度仪对碾压状况加以检测。这种设备可以有针对性地检测出碾压是否均匀，能够避免由于碾压不均匀而导致的路面破裂等安全问题。本文选取一个横断面上的11个点来进行检测，通过作图可以看出碾压是否均匀（见图1、图2） 。

图1 碾压均匀性控制图

图2 碾压遍数与压实度关系曲线

由图1、图2可知，测点1是通过了6次碾压之后满足了压实度的要求，而测点2在碾压4遍后压实度变化不再明显，压实度大概为93%，这是不合格的。

因此可知，无核密度仪是检测压实度最迅速、最准确的方法。通过无核密度仪的检测，可以及时、准确地知道压实度是否合格，能否达到公路正常运行的要求，而且无核密度仪的检测操作简便、用时短、效果好，通过它可以进行多次检测，并根据检测结果绘出直观图，这样便能节约很多时间，也可以防止碾压不均匀带来的路面安全问题。

2.5 现场取样燃烧后试验数据

燃烧法即燃烧炉燃烧法。其试验原理是把沥青混合料放入538℃燃烧炉中30min左右，使沥青混合料试样充分燃烧和灰化，并将所形成的废气通过处理系统排出室外后剩余的质量即是矿料质量。再进行筛分试验，对比矿料级配的变化情况。表6为不同取样地点矿料级配和油石比的变化情况对比表。继续跟踪测点1和测点2，通过燃烧法对矿料进行级配筛分，可以看出测点2油石比偏高，级配偏细，是造成力学性能指标不稳定和压实度不够的主要原因。

表6 不同取样地点的燃烧法试验结果

3 结语

本文针对高速公路沥青路面的施工过程及其检测方法进行了详细分析，并且研究了四种检测方法，发现各方法针对施工检测过程中的各个环节有不同的作用，施工及检测人员应合理运用，认真、准确地分析检测数据，从中找出问题并加以解决，以减少误差，保证公路的安全使用。另外，检测人员一定要从实践中积极发现问题，这样才能积累经验，保证施工检测质量，以保障人们的出行安全。

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