公路沥青路面施工现场试验检测技术探讨
2018-01-27
试验检测技术是公路沥青路面质量控制的主要手段之一,通过有效的检测试验及时发现公路沥青路面施工中存在的质量问题,同时真实的试验检测数据能够为沥青路面后期的养护与维修提供重要的参考。所以,要提高对公路沥青路面的现场试验检测技术的重视程度,包括对原材料、混合料及平整度与压实度等内容的试验检测,控制好沥青路面的施工质量,可有效延长公路的使用寿命。
沥青路面的质量要求
较强的抗压能力
由于公路沥青路面承担了大量车辆与行人通行的使用任务,并承受不同荷载程度车辆的反复碾压,对沥青路面的抗压能力提出了较高要求。若沥青路面的抗压能力较弱,将导致公路出现非弹性形变,进而破坏沥青路面的结构,想要保证公路沥青路面的安全性与舒适性就需要保证公路沥青路面的抗压能力。
良好的抗老化性
一般沥青路面经过一段时间的使用,受到大量车辆碾压及自然环境的双重影响作用,沥青路面会出现明显的老化现象。所以在设计沥青路面时,需要将抗老化性作为主要的设计指标,通过控制原材料的质量、调整原材料的配合比等手段来提高沥青路面的抗老化性,从而有效延迟沥青路面老化的时间。
良好的高温稳定性
高温稳定性是指沥青混合料在经过长时间的碾压之后所具备的较强的抗形变能力及侧向流动能力,而影响混合料的高温稳定性的主要因素包括混合料的配合比及路面的压实程度等,通过合理控制混合料配合比及提高路面的压实程度,可有效提高路面的高温稳定性。
较强的低温防裂性能
在我国北方地区,冬季气温较低,沥青路面中可能存在一定的水分,在此条件下,沥青路面可能会出现结冻现象。若是沥青路面的低温抗裂性能较差,路面则容易出现裂缝,从而对沥青路面的正常使用造成威胁。因此公路沥青路面,尤其是位于北方地区的沥青路面需要通过控制混合料质量、混合料配合比等方式来提高路面的低温防裂性能。
沥青路面施工现场的试验检测
对公路沥青路面的施工现场检测主要分为原材料质量、混合料配合比、压实度、平整度及强度五个方面。
原材料质量检测
公路沥青路面施工过程中所使用的原材料包括沥青和粗细集料,其中最为重要的试验检测内容为集料的质量检测,集料在沥青路面中起着最为关键的结构支撑作用,控制其质量是保证整个公路沥青路面质量的关键所在。集料的质量检测方法有集料取样和性能检测两种。
集料的取样是集料质量检测的第一步,取样质量对于集料的质量检测结果起关键作用,因此,在对集料取样时,要取代表性较强的集料,同时也要保证集料的均匀性,避免与其他大多数的集料之间有较大差距,最终准确得到该批集料的质量。
性能检测主要包括密实检测、针片状检测及力学性能检测,在性能检测的过程中可以使用网篮法,从而获得集料的干重、水中质量及饱和重量等内容,进而得到集料的密度及相对密度。而对于集料的针片状检测一般使用游标卡尺法,集料的力学检测主要是通过压力机检测集料所能够承受的最大承载力,并且利用磨光机检测粗集料的磨光值。由此可见,集料的性能检测一般都是借助机器设备实现的。
混合料配合比检测
在公路沥青路面的正式施工之前需要在试验室结合项目实际情况设计混合料的配合比,设计的主要依据来源于试验数据。沥青路面的配合比设计对于沥青路面的施工质量有着直接影响,而想要有效地控制路面质量,则必须保证混合料配合比的科学合理。为此,需要通过模拟试验,在模拟试验中不断调整混合料的配合比,从而最终确定好混合料中各种原料的用量。
经过试验室配合比试验之后得到混合料最为科学的配合比,在实际施工中需按照此配合比进行原材料的配合与搅拌,严格控制各种原材料的用量。在公路沥青路面施工中,应先制作试件,将试件应用于公路沥青路面的施工中,检测试件的高温稳定性、低温防裂性及水稳定性等。其中对于试件的热稳定性检测应该将沥青路面的温度控制在60℃以上,之后由压路机反复碾压,通过对碾压过程中变形数值的测量与记录,最终确定沥青路面的稳定值。对于低温防裂性实际上同高温稳定性试验相似,将沥青路面的温度控制在较低水平,之后实行低温弯曲蠕变试验,最终根据试验检测到的数据绘制曲线图,从而分析低温对沥青路面所造成的影响。对于沥青路面的水稳定性检测,主要方法是通过冻融劈裂方式检测沥青路面的强度,分析沥青路面的水稳定性。
路面压实度检测
沥青路面在经过摊铺压实之后需检测压实度,路面的压实程度对于路面的平整度及稳定性都有直接影响,因此,要对路面的压实度做出严格的试验检测。一般情况下对沥青路面压实度的检测是通过钻芯取样分析法实现。沥青路面在结束摊铺与碾压之后,待沥青路面的温度恢复到室温之后钻芯取样,检测其密实度,并且通过对比碾压前后的沥青密实度确定沥青路面的压实度。钻芯取样实验法在操作过程中是较为复杂的,并且对路面直接钻芯取样还会造成路面损坏。若钻芯取样的操作不合理或者检测手段不合理,都会导致沥青路面结构检测结果不准确,最终的测量结果也无法作为公路沥青路面压实度修正的主要依据。综合来说,钻芯取样实验法具有较多的缺陷,因此新型的核子密度仪检测法成为路面压实度检测的最新方法。使用核子密实度仪检测法只需将仪器放置在施工现场即可,该检测法具有检测速度快、检测数据准确及效率高等优势,可有效避免中间操作环节对检测结果的影响,所以在沥青路面密实度检测中发挥重要作用。
路面平整度检测
一般对公路沥青路面的平整度检测多使用3m长的直尺测定路表面的平整度,通过测量得到沥青路面最大间距或者一定距离之间的平整度变化情况,这种最为简单的检测方法虽然在当前仍然被使用,但是该试验检测方法的误差相对较大,也无法保证精确度,所以还需要探索其他更加科学的测量技术。连续平整度检测仪是新型的平整度检测设备,具有连续测量的功能,精确度也相对较高,所以在公路沥青路面平整度检测中被广泛应用,但是平整度检测仪由于结构复杂,运输与保存过程中都难以有效控制,并且该测量技术无法应用于所有情况。因此出现了第三种平整度检测方法,即车辆颠簸检测法。将感应器安装在车辆内部,通过车辆在公路上行驶采集到公路颠簸的相关数据,从而测量路面的平整度。在该方法中所使用的感应器是非常专业的设备,精确度非常高,并且适用于任何情况下的测量工作。
路面强度检测
公路沥青路面强度的检测一般是通过贝克曼梁法实现,检测过程如下:将贝克曼梁安装在车辆两个轮胎的间隙中,但是要注意保证贝克曼梁不与轮胎发生直接接触,之后将百分表放置在贝克曼梁的一端。缓慢的开动汽车,通过汽车对路面的碾压使路面出现变形,百分表的数值也随之加大,当该数值达到最大值的时候将这一数据记录下来。当路面的变形达到最大之后,百分表的数值不再持续加大,则该数值是稳定的,通过百分表的数值变化情况即可得到路面变形的变化情况。在车辆的重量及行驶速度都已知的情况下,通过公式计算就可得到路面的强度数值,进而判断路面强度是否满足要求。