浅谈公路工程沥青混合料试验检测

2022-02-24陈鸿雁

大科技 2022年7期

陈鸿雁

（甘肃榕盛工程检测有限公司，甘肃兰州 730046）

由于我国公路工程的路面结构大部分采用沥青混凝土材质，因此沥青混合料的质量直接影响到公路工程的建设质量，在进行工程建设前要对沥青混合料的质量进行充分检测，以保证公路工程的质量安全，提高公路路面的稳定性和安全性[1]。对沥青混合料进行试验检测，是我国进行大规模公路工程建设的重要前提，也是我国公路工程建设安全的重要保障。

1 研究背景

沥青材料是路面施工当中的主要材料之一，沥青材料通过与其他矿料按比例进行混合，形成的沥青混合料在路面施工中能够形成具有高稳定性的结构体，使得路面能够长期抵御车辆的压力，方便交通出行。

通过对公路工程沥青混合料的试验检测，可以充分考察沥青混合料的耐久性能和承载能力，确保在进行路面施工时路面的平整度能够符合标准，能够承载重型车辆，保证车辆行驶的平稳性和舒适性，减小对路面的破坏，进而有效降低路面的维护成本和事故发生率。

2 公路工程沥青混合料的结构组成

公路工程沥青混合料主要由沥青、粗集料、细集料、聚合物、木纤维和矿物质粉等组成，不同比例的混合料配比会导致沥青混合料具有不同的结构组成，通常可分为骨架-空隙结构、骨架-密实结构和悬浮-密实结构等。不同的结构会导致沥青路面的施工质量存在较大的差异，在公路工程对沥青混合料的使用中，要注意路面标准对沥青混合料的结构组成要求，选择最合适的结构，以提高公路工程的建设质量。

3 试验检测的必要性

公路自古以来就是极为重要的基础设施，对周围区域的经济发展建设具有重大的积极意义，是国家经济建设实现高速发展的重要前提。公路采用沥青混凝土材质，不仅能够保证车辆行驶的平稳舒适，还具有保护轮胎和防噪的优点，因此沥青公路被广泛应用于国家公路工程的建设中，同时由于其重要性，沥青公路的结构要求比普通道路的要求更加严格。为确保沥青公路的建设质量，对沥青混合料进行试验检测是非常必要的，通过进行试验检测，有助于及时发现质量问题，减少后期维护和修建成本，降低安全事故的发生概率。

4 沥青公路路面的常见问题

4.1 路面裂缝问题

路面裂缝属于沥青混合料公路路面的早期常见问题类型，包括横向裂缝、纵向裂缝、不规则裂缝、龟裂状裂缝和网状裂缝等[2]。路面裂缝在公路路面早期使用中容易出现在沥青混合料的浅表层，裂缝的形成原因主要是受到交通碾压、温差变化和雨水侵蚀对路面的影响，在这些因素的综合作用下，裂缝会越来越深，大幅降低公路路面的结构强度，承重能力直线下降。

4.2 路面泛油问题

沥青是石油原油蒸馏后的一种产出物，具备较强的延展性，可以有效改善公路路面的原油性能，但沥青的耐热性较差，路面温度较高时会产生路面泛油的问题，使得路面的动摩擦因数减小，车辆在泛油路面行驶容易产生打滑的问题，进一步提高了安全事故发生的概率。

4.3 路面松散问题

沥青路面的表层结构如果不够稳定，就很容易产生脱落现象，出现一系列的不规则浅坑，而伴随着车辆碾压和雨水冲刷，沥青混合料中的各种物质会逐渐分离，甚至被“挤”出路面。混合料的分离会导致路面浅层结构松散，路面的结构强度大幅下降，会对路面的使用寿命造成很大的负面影响[3]。

4.4 路面变形问题

路面变形问题主要是由于沥青路面使用时间过长，对车辆的负载总重量远远超过了路面的承载力，导致路面出现的不规则凹陷、结构移动和车辙凹陷等，这些问题会导致车辆在行驶中出现不可控的强制位移现象，降低行驶的安全性，容易造成安全事故。

5 沥青公路路面问题的处理策略

5.1 添加薄层罩面

薄层罩面主要是指厚度大约在3cm 的沥青混凝土，薄层罩面的铺设可以有效减轻外部环境因素对路面的不利影响，还可以使路面更加平整，减少路面裂缝问题的产生。薄层罩面主要分为磨耗层和粘结层两个部分，磨耗层属于罩面表层，主要与车辆轮胎接触，磨耗层能够让路面更加平整，降低轮胎的磨损程度，让车辆行驶更加安全舒适；粘结层能够增加沥青混合料与路面之间的粘结程度，减小雨水的侵蚀作用，延长路面的使用寿命。

5.2 稀浆封层处理

稀浆封层处理可以使路面的表层结构更加稳定，实现对路面问题的修复。稀浆封层处理主要是通过稀浆封层车摊铺改性沥青混合料，对具有较深的车辙凹陷路面具有很强的修复效果，可以在较短时间内就能让公路重新投入使用，具有省时省力的特点。

5.3 实施重新摊铺

对于路面问题情况严重、路面结构破坏较大的沥青公路，应实施重新摊铺操作，施工人员应使用铣刨机将路面问题部分进行铣刨处理，并清除产生的废弃材料，准备进行喷洒乳化沥青的操作，实现沥青破乳，完成对公路路面的重新摊铺[4]。在实施重新摊铺操作时，要确保沥青混合料的压实程度、紧密度和施工温度，确保和之前路面的结构性质保持一致，增强摊铺后路面的稳定性。

6 沥青混合料的试验检测内容分析

6.1 结构体积试验检测

对沥青混合料的结构体积进行试验检测，通常采取马歇尔试验方法，可以实现对结构体积的全面检测。运用马歇尔试验方法的一个好处就是可以更好地提升沥青混合料的均匀性，通过加大对沥青混合料的搅拌和控制力度，可以有效地发挥沥青混合料的使用价值。

在进行沥青混合料的结构体积试验检测时，检测人员要能够熟练运用检测设备和仪器，减小试验误差的出现；在进行实际的试验操作中，还要充分考虑检测环境对试验结果的影响，确保在恒温恒压、空气清洁干燥的条件下进行，确保试验结果的准确性；在试验完成后还要设置对照试验组，进行多次试验，不断提高检测数据的精确性和规范性。

6.2 密度试验检测

在对沥青混合料进行密度检测时，通常分为以下的6 个步骤：①选择合适的试验样品，采用钻芯取样法，在沥青路面的特定点位进行快速取样操作，样品获取后需要在常温稳定环境中保存，不可存放在高温或低温环境中，以免芯样产生体积变化，出现形变，影响密度的检测。②做好芯样表面的清洁工作，监测人员要保持芯样的干燥状态，并做好清洁工作，确保芯样无其他杂质，质量符合标准要求。③对沥青混合料进行密度监测要使用浸水天平，浸水天平要与芯样特点相匹配，在使用天平前要进行校准操作，以保证能够测得准确的检测结果。④浸水天平的校准操作完成后，要将芯样有序放入挂篮，进入溢流水箱进行质量检测操作，在将挂篮放入溢流水箱时要确保芯样能够完全浸入水中，调整好水位刻度后要及时完成对芯样质量的称取，避免产生较大误差。⑤在完成芯样质量称取操作后，将芯样从溢流水箱中取出，进行干燥操作，待芯样干燥后进行二次称取操作，对两次芯样质量数据进行详细记录和对比，确保质量检测的准确性。⑥进行芯样的体积测定，并根据芯样的质量数据可以计算出芯样的相对密度，计算出的相对密度要和沥青混合料的标准相对密度进行对比，如果存在芯样相对密度不符合标准的情况，要及时通知施工单位进行重新配料。

6.3 低温性能试验检测

沥青混合料对外界环境的温度变化较为敏感，混合料的性能在不同的外部温度的影响下会有很大的差别。在外界环境温度较低时，混合料的延展性能会不断下降，形变能力也进一步减弱，容易出现断裂破碎的脆性破坏现象，因此开展沥青混合料的低温性能试验检测，能够通过低温环境下沥青混合料的弯曲程度和脆性破坏程度来判断是否满足标准。此试验通常在-10℃的环境中进行开展，测试人员通过对沥青混合料的弯曲程度、脆性程度和硬度进行综合评估，可以有效地完善低温环境下沥青路面的设计，保证低温环境沥青路面的安全稳定。

6.4 高温性能试验检测

沥青混合料的高温性能试验检测主要采取车辙试验的方法，车辙试验可以有效地检验其高温稳定性。车辙试验的步骤如下：①检测人员对沥青混合料的中的各项成分进行科学筛分，进一步明确沥青混合料中的成分占比，计算出混合料中沥青、粗集料、细集料、聚合物、木纤维和矿物质粉的相对密度。②检测人员对沥青混合料进行切割，通过沥青混合料的成分占比可以计算出切割料的孔隙率数值，如果孔隙率超过7%，则可以确定出切割料的最佳碾压次数，从而进行下一步车辙试件的制作。③通过对切割料的多次碾压，能够形成相对稳定的车辙试件，此时可以开展车辙试验。通常车辙试验的环境温度设置在60～70℃，检测人员在试验中若发现车辙试件在蠕变率较低的情况下依然出现较大的形变，则证明该沥青混合料的抗车辙性能较差，不满足高温环境下沥青混合料的性能标准，施工单位要立即更换沥青混合料，并重新检测，检测合格后才能进一步采用。