沥青路面试验检测技术研究

2022-07-14康文刚

交通世界 2022年18期

关键词：芯样结构层直尺

康文刚

（河北雄安科筑检验认证有限公司，河北雄安 071800）

0 引言

沥青路面以其施工简单、适用性强等优势在公路工程建设中得到了广泛应用。为明确沥青路面施工质量，并对施工后的使用功能进行综合评定，需要在施工过程中及完成后进行试验检测，针对不同的试验检测项目，采用相应的试验检测技术。

1 面层密度检测

面层密度是指毛体积密度和标准密度的比值，采用钻芯法检测。

1.1 取芯位置

确定取芯位置时要保证代表性与随机性，以此真实反映施工状况，为之后的施工提供正确指导。

1.2 钻头选择

钻头直径主要包括三种，即50mm、100mm 与150mm，以试件直径不小于集料最大粒径3 倍为准确定钻头直径。

1.3 取芯深度

取芯深度要贯穿整个待检测结构层，并使芯样有良好完整性，若取得的芯样未能贯穿整个待检测结构层或完整性较差，应将其废弃，重新进行取芯[1]。

1.4 芯样检测

1.4.1 厚度检测

借助钢板尺沿圆周对称的十字方向量取表面到上下层界面的距离，然后取其平均值，作为待检测结构层的层厚，结果需精确到1mm。

1.4.2 压实度与空隙率检测

压实度计算公式为：

式（1）中：K为结构层压实度（%）；ρs为试件实测密度值（g/cm3）；ρ0为标准密度值（g/cm3）。

空隙率计算公式为：

式（2）中：VV为结构层空隙率（%）；ρt为最大理论密度（g/cm3）。

毛体积密度一般采用表干法进行检测。当试件吸水率超过2%时，建议采用蜡封法进行检测；当试件吸水率在0.5%以内时，可借助水中重法进行检测；当混合料的空隙率较大时，需借助体积法来检测。

吸水率的计算公式为：

式（3）中：Sa为吸水率（%）；ma为试件干燥后在空中的质量（g）；mw为试件在水中的质量（g）；mf为试件表干质量（g）。

因芯样实测结果仅可以反映芯样实际压实度及空隙率，但不同厚度位置的压实度与空隙率存在明显差异，导致最终的质量判断出现差错。空隙率作为沥青路面关键指标，对路面抵抗水损与车辙发生的能力有直接影响。基于此，除了对芯样实际压实度与空隙率实施试验检测外，还应详细描述芯样的整体外观，即不同厚度位置级配组成状况及空隙率发生的变化。在必要的情况下，对芯样实施抽提筛分试验，以此明确沥青含量与集料级配，为施工中的质量综合评定提供辅助，同时为施工提供正确指导[2]。

1.5 填补试坑

一般填补施工存在疏忽或填补效果较差，产生隐患引起开裂等问题时，必须认真做好试坑的填补，具体的填补方法与要点为：

（1）将试坑中的残留物和杂物清理干净，并用棉纱将钻坑过程中产生的积水擦干。

（2）用级配与路面相同的热拌料对试坑进行分层填补，然后将其夯压密实。

（3）将试坑填补完毕后，其表面应比周围路面略高，以免经车辆碾压后产生下陷，对路面的平整度造成影响。

2 路面弯沉检测

路面弯沉值主要采用贝克曼梁法进行检测，以双轴且后轴双侧四个车轮的载重车为标准车。对路面弯沉值检测有直接影响的因素包括：荷载、轮胎尺寸、间隔距离及压力。基于此，需在检测开始前做好各项参数的检查，以确定能否达到以下要求：标准轴载等级为BZZ-100；后轴标准轴载应为100±1kN；单侧双轮荷载应为50±0.5kN；轮胎充气压力应为0.70±0.05MPa；单轮传压面当量圆直径应为21.30±0.5cm；轮隙宽度以达到实测要求为准[3]。

在布置测点的过程中，需确保其位置处于行车道轮迹带。按照相关评定标准，双车道路段的实测点位数量需达到80～100 个，而多车道路段的实测点位数量需按照和双车道的比值进行适当增加。在标准车后轮轮隙中插入弯沉仪，方向和标准车行驶方向相同，注意梁臂不能与轮胎接触，然后将弯沉仪的测头放在测点上，同时将百分表安装在测定杆上。在检测开始前需检查百分表，以确认是否灵敏。标准车行驶速度不可太快，一般以5km/h为宜[4]。

当百分表指针到达最大值位置时，立即读取数值，计作L1，在标准车从弯沉影响半径范围驶出后，读取处于稳定状态的指针读数，计作L2。实测时，应确保侧杆位置适中，使表针处在300～400范围内。

弯沉值可采用式（4）计算得出：

式（4）中：Lt为实测回弹弯沉（0.01mm）。当面层层厚超过5cm，路表温度超出22℃时，则要对弯沉值实测值进行必要的温度修正。具体的修正方法为：先用温度计测定试验过程中的气温与路表温度，然后根据测定结果通过查表确定温度修正系数，再按照公式（5）进行修正：

式（5）中：K为温度修正系数；L20为修正后路面弯沉值（0.01mm）。

3 路面平整度检测

沥青路面平整度是一个决定施工质量及公路服务水平的关键指标，与路面不同结构层实际平整状况都有一定联系，在沥青路面的试验检测过程中必须重视并做好平整度检测。在平整度检测中，可采用以下两类检测设备，第一类为断面类，直接测定路表凹凸程度，包括3m 直尺与连续式平整度仪法；第二类为反应类，通过间接测定车辆通过时的颠簸情况来确定平整度，常用方法为车载式颠簸累积仪。其中，3m直尺法具有以下特点：设备简单、测试结果直观，但属于间断测试，效率相对较低，以最大间隙为技术指标。连续式平整度仪具有以下特点：设备相对复杂，但可以实现连续测试，以标准差为技术指标。颠簸累积仪的特点和连续式平整度仪相同，但以单向累计值为技术指标。以下以3m直尺法为例对路面平整度实测方法及要点进行分析[5]。

3.1 试验目的与方法的适用范围

（1）采用3m 直尺对和路表之间的最大间隙进行测定，结果以毫米计。

（2）可对压实成型后的所有结构层次实际平整度进行实测，用于评价路面整体质量。另外，此方法还可以在路基检测中使用。

3.2 仪具与材料

主要检测仪具为3m 直尺和楔形塞尺。其中，3m 直尺采用硬木或铝合金钢加工而成，其底部表面应保持平整；楔形塞尺采用木材或金属材料加工而成，应有手柄，同时其长度和高度的比值应达到10 以上，且宽度不超过15mm，在边部应有明显的高度标记，精度需达到0.2mm以上。此外，还需备好皮尺与粉笔。

3.3 检测方法及步骤

3.3.1 准备工作

（1）在待检测路段表面设置测点：对施工过程检测时需根据实际要求确定测点位置，大多采用单杆检测的方法；对质量检查验收时需连续测10尺，将行车道其中一侧的轮迹带作为连续测定位置；对已经有车辙产生的旧沥青路面，需将车辙中心作为测点。

（2）将路面待检测部位存在的杂物清扫干净[6]。

3.3.2 检测步骤

（1）当在施工中进行检测时，需按照预先确定的方向在待测段落路面放好3m直尺。

（2）对3m 直尺底部和路面形成的缝隙进行目测，找出间隙达到最大的位置。

（3）在最大间隙处塞入楔形塞尺，测量最大间隙高度，结果精确到0.2mm。

（4）施工完成后的检测，每个测点都应连续测10尺。

3.3.3 计算

（1）在单杆检测时，可直接将最大间隙作为最终的检测结果。

（2）在连续测10 尺的情况中，需判断各测定结果是否合格，并计算确定合格百分率和平均值。合格率即合格的尺数和总尺数的比值（百分率）[7]。

4 路面抗滑性能检测

抗滑性作为路面主要表面特性，一般用标准车辆轮胎和路面之间的摩阻系数进行表示。路面表面特性主要有微观与宏观构造两种。其中，微观构造实际上就是集料粗糙度，因受到车轮磨耗逐步磨光，一般采用磨光值表征抵抗磨光的能力；而宏观构造指的是开口孔隙深度，使路表面积水快速排出，防止水膜的产生，通常采用构造深度进行表征。在速度不超过50km/h 情况下，路面抗滑性主要由微观构造决定，而高速情况下的抗滑性则主要由宏观构造决定[8]。路面的构造深度主要采用铺砂法进行检测，包括手工法与电动法两种，以下以手工法为例进行分析。