高速公路施工过程中沥青质量控制研究

李永振，梁 皓，姜 峰，魏 慧，樊 亮

(山东省交通科学研究院，山东 济南 250031)

高速公路施工过程中沥青质量控制研究

李永振，梁 皓，姜 峰，魏 慧，樊 亮

(山东省交通科学研究院，山东 济南 250031)

通过采用工地试验室检测和送检第三方检测两种手段相结合的方式，统计分析某高速公路路面施工过程中的沥青原材料检测数据，对比两种手段对沥青原材料质量的控制效果，得到在高速公路施工过程中可以推广应用的沥青原材料质量控制的一些措施和建议。

沥青；统计分析；影响因素

伴随着我国经济的迅猛发展，我国公路建设事业也得到了飞速的发展，由于沥青路面维修成本低，建设周期短等优点，我国高速公路大部分修筑的都是沥青路面[1]。由于经济的发展，交通量荷载增大和超载现象的增多，造成了许多沥青路面病害的发生，因此开展沥青路面施工过程质量控制的研究显得十分必要。在沥青路面中沥青主要起着黏结剂的作用，沥青原材料的质量严重影响着路面的路用性能。

本文在对某高速公路路面施工过程中沥青原材料质量控制方面，采用工地试验室指标检测和送检第三方检测手段，对两者检测的试验数据进行统计分析，目的在于探寻更加符合工程实际的控制沥青原材料质量控制的合理措施及建议。

1 沥青检测方案及统计分析方案

1.1 沥青检测方案

在该工程中共用到三种沥青，分别是道路石油沥青70号、SBS改性沥青、岩沥青改性沥青。沥青样品的指标均是按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)[2]中的方法检测。三种沥青采用同样的取样方法，具体的取样方法是：每生产一车沥青就会取样，在工地实验室检测针入度、软化点、延度等三大指标；每500吨取样送第三方检测单位检测，按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)[3]中的指标要求检测全套指标，以此种方法来严格控制沥青质量。通过对工地实验室的沥青检测数据分析来检验工地实验室的试验水平，检验工地实验室对沥青质量的控制情况。

1.2 统计分析方案

统计方法为CNAS-GL02《能力验证结果的统计处理和能力评价指南》，利用平均值、样本数、标准差及稳健变异系数等参数来评价。其中直方图中宽度表示数据范围的间隔，高度表示给定间隔内数据出现的频次，变化的高度形态表示数据的分布情况。直方图常见的几种情况：正常型、孤岛型或双峰型、锯齿型。正常型直方图说明基本符合正态分布；孤岛型或双峰型即在正常型直方图旁边出现一个小直方图，形同孤岛，或者直方图上出现两个双峰，孤岛型说明数据采集过程中有短暂异常的因素存在，双峰型说明数据采集中存在两个不同的数据总体；锯齿型直方图即各组长方形大量出现参差不齐的形状，说明在该指标的实验收集中存在测量误差较大的情况，常见原因为实验条件控制和数据修约等带来的误差等[4]。

2 试验数据分析

2.1 工地实验室数据分析

2.1.1 SBS改性沥青工地实验室性质数据QC

图1 SBS改性沥青针入度直方图

图2 SBS改性沥青软化点直方图

图3 SBS改性沥青延度直方图

图4 SBS改性沥青针入度QC图

经过对工地实验室SBS改性沥青三大指标检测数据的统计处理分析：

(1)工地实验室对沥青三大指标的检测数据的变异系数都很小，直方图均呈现正常型，说明实验室的检测结果离散性不大，实验室水平是值得认可的。

(2)由工地实验室对SBS改性沥青的三大指标质量控制QC图可知，工地实验室对SBS改性沥青针入度和延度的测定水平是很好的，在软化点的测试上，虽然有些数据是满足该高速公路设计文件中SBS改性沥青技术要求的，但超过了大量数据统计上的临界值，说明工地实验室在这个指标上的测定上还是存在一定问题的，需要工地实验室调查原因，采取校正措施。

图5 SBS改性沥青软化点QC图

图6 SBS改性沥青延度QC图

2.1.2 岩沥青改性沥青工地实验室性质数据QC

表2 岩沥青改性沥青描述性统计结果

图7 岩沥青改性沥青针入度直方图及正太分布曲线图

图8 岩沥青改性沥青软化点直方图及正太分布曲线图

图9 岩沥青改性沥青针入度QC图

图10 岩沥青改性沥青软化点QC图

经过对工地实验室岩沥青改性沥青三大指标检测数据的统计处理分析：

(1)从不同日期岩沥青改性沥青的指标图可以知道，前期的针入度指标偏大，软化点偏低，一部分是由于实验条件的控制不够严导致的，另一部分是由于岩沥青的掺量偏低导致的。针入度指标的直方图呈现正方形，符合正态分布，而软化点指标直方图呈现双峰型，是由于《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)软化点测试方法T0606-2011中软化点值修约至0或者0.5的倍数造成的。

(2)从描述性统计结果可知，虽然很多数据是满足该高速公路设计文件中岩沥青改性沥青技术要求的，但是超过了统计上的临界值，说明在岩沥青改性沥青生产过程中，工地实验室在岩沥青改性沥青的质量控制上只是从单值方面来控制的，应该从大量数据统计上查找原因，采取校正措施，增强对沥青质量控制的能力。

2.2 对于第三方检测的沥青指标的分析

送往第三方检测的道路石油沥青70号样品共43个，检测结果均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)[2]中道路石油沥青70号的技术要求。SBS改性沥青样品32个，检测结果均满足该高速公路设计文件中SBS改性沥青技术要求。岩沥青改性沥青样品31个，检测结果均满足《岩沥青路用技术要求》(DB37/T 2536-2014)[5]中岩沥青改性沥青技术要求。

2.2.1 道路石油沥青70号性质数据QC

(1)从统计结果可知针入度大部分集中在62～720.1mm之间，软化点大部分集中在46～49℃之间，延度大部分集中在20～43cm之间。所有结果均没有超过统计上的临界值，说明道路石油沥青的质量很稳定。道路石油沥青延度指标的变异系数较大，这是由于每批次基质沥青不同，质量差别较大造成的，虽然总体变化较大，但是每个样品均满足规范要求。

(2)三大指标直方图直方图中，针入度指标呈现锯齿形，软化点呈现正常型，延度指标呈现双峰型，和工地试验室内的检测指标直方图不同，说明工地试验室在指标检测和在实验条件的控制上以及数据的准确性上存在问题，另一部分原因是由于沥青发育时间不够造成的工地试验室和第三方检测试验数据上的差异。

表3 道路石油沥青70号第三方检测数据描述性统计结果

图11 道路石油沥青70号针入度直方图

图12 道路石油沥青70号软化点直方图

图13 道路石油沥青70号延度直方图

图14 道路石油沥青70号针入度QC图

图15 道路石油沥青70号软化点QC图

图16 道路石油沥青70号延度QC图

2.2.2 SBS改性沥青性质数据QC

从统计结果可知针入度大部分集中在54～570.1mm之间，软化点大部分集中在76～82℃之间，延度大部分集中在30～38cm之间。其中针入度指标的直方图虽然呈现锯齿形，是由于沥青生产过程中发育时间不够，一部分改性剂未溶胀完全造成的，虽然所有结果均没有超过统计上的临界值，但也应该加强在沥青生产过程中的质量控制。

表4 SBS改性沥青第三方检测数据描述性统计结果

图17 SBS改性沥青针入度直方图

图18 SBS改性沥青软化点直方图

图20 SBS改性沥青针入度QC图

图21 SBS改性沥青软化点QC图

图22 SBS改性沥青延度QC图

2.2.3 岩沥青改性沥青的性质数据QC

从统计结果可知针入度大部分集中在35～40(0.1mm)之间，软化点大部分集中在56～58℃之间，15℃延度大部分集中在9～15cm之间。三大指标的直方图基本呈现正常型，所有结果均没有超过统计上的临界值，说明岩沥青改性沥青的质量是合格的，说明岩沥青改性沥青的生产过程中对质量的控制还是很好的。

表5 岩沥青改性沥青第三方检测数据描述性统计结果

图23 岩沥青改性沥青针入度直方图

图24 岩沥青改性沥青软化点直方图

图25 岩沥青改性沥青延度直方图

图26 岩沥青改性沥青针入度QC图

图27 岩沥青改性沥青软化点QC图

图28 岩沥青改性沥青延度QC图

3 结论

(1)工地试验室检测三大指标，能够快速检测沥青的初期质量，起到快速检测的作用，不耽误工期。

(2)第三方检测进行不定期的抽样，检测沥青的全面指标，以防工地只检测三大指标造成的检测指标过少产生的质量检测漏洞。

(3)通过第三方检测全套指标并进行统计分析的方式，能够查找到工地试验室由于实验室条件、试验控制条件、试验人员操作、以及试验数据的修约等方面存在的问题，及时反馈，可以更好的控制沥青原材料的质量。

(4)通过工地检测和第三方检测两种检测方式的组合，统计分析整个沥青路面施工过程中的沥青原材料检测数据，很好的保证了该高速公路工程建设期间沥青原材料的质量，是一种值得推荐使用的原材料质量控制方式。

[1] 杨 军．聚合物改性沥青[M]．北京：化学工业出版社，2007年.

[2] 交通部公路科学研究所.JTG E20-2011 公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S]．北京：人民交通出版社，2011.

[3] 交通部公路科学研究所.JTG F40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S]．北京：人民交通出版社，2005.

[4] 刘 杰,樊 亮.沥青检测指标统计与试验影响因素分析[J].山东交通科技,2013(3):7-9.

[5] 山东省质量技术监督局.DB37/T 2536-2014，岩沥青路用技术要求[S]．2014.

StudyonAsphaltQualityControlofConstructionProcessofHighway

LiYongzhen,LiangHao,JiangFeng,WeiHui,FanLiang

(Shandong Traffic Science Research Institute，Jinan 250031,China)

Through the combination of site testing and third-party detection, a statistical analysis was carried out about the detection data on asphlat material utilitzed in highway pavement construction process. The quality control effect for each method was compared, before concluding some strategies and suggestions on the quality control of asphalt raw materials used in highway construction process.

asphalt;analysis;influence factors

2017-09-19

李永振(1988—)，山东鄄城人，工程师，从事道路工程新材料研发和试验工作。

TE135+.6

A

1008-021X(2017)22-0094-06

(本文文献格式：李永振，梁皓，姜峰，等.高速公路施工过程中沥青质量控制研究[J].山东化工，2017，46(22)：94-99.)