公路沥青路面施工中现场试验检测技术应用研究

朱小东

（贵州顺康检测股份有限公司,贵州 贵阳 550014）

0 引言

沥青路面应用在公路工程建设中比较常见。公路沥青路面施工中现场试验检测技术的应用，是决定公路沥青路面质量的关键环节。借助专业的测试与试验，可以帮助施工单位明确沥青路面性能，及时调整现场施工，以保证路面沥青质量，满足沥青路面稳定性与抗滑性、耐压性、抗裂性等要求，有效控制施工质量，确保公路工程建设的质量，保证人们出行安全，同时后期公路运行寿命也能达到预期目标。因此，施工单位要通过规范合理试验检测技术手段，及时发现施工建设中存在的质量问题，制定科学合理的解决措施，以更好地保证工程质量。通过研究公路沥青路面施工中现场试验检测技术应用，从施工前、中、后不同阶段明确施工技术，并结合工程案例实际情况掌握技术应用，旨在助力工程实践，促进技术不断完善。

1 工程概况

中山至开平高速公路中山段主线在翠亨新区马鞍岛与深中通道对接，向西跨横门西水道，经南朗、火炬开发区、东区、沙溪、横栏，跨磨刀门水道后进入江门，路线长约44.088 km。其中二期工程起于K10+910，于火炬开发区接一期工程，然后沿博爱路、南环路向西，跨石岐河后，与G105交叉后利用南环西延线走廊向西，跨广珠西线高速之后，经横栏跨磨刀门水道后进入江门，二期工程长约33.178 km。该项目交通量较大，软基段较多，通过力学、水文、性能分析比较，并借鉴本地区运营高速公路成功应用经验，综合考虑气候、水文、造价等方面因素，从降造及资源合理利用出发，推荐主线沥青路面采用半刚性基层沥青混凝土路面结构。该文就中开高速公路（下称该项目）沥青路面施工中不同阶段现场试验检测技术应用分析。

2 公路沥青路面施工中现场试验检测技术分析

2.1 施工前技术

公路沥青路面施工中现场试验检测技术在施工前期，需要经过集料试验检测、沥青试验环节。其中，集料检测主要是在密度检测过程中获得集料的表干密度、表观密度数值。对集粒针片状颗粒比例检测时，可以采用游标卡尺。测试面层力学时，可以采用摆锤摩擦仪测量相关参数。该项目沥青上面层试验主要测试针入度、针入度指数PI、延度、软化点T、运动粘度（135 ℃）、动力粘度（60 ℃）、闪点、溶解度、弹性恢复（25 ℃）、储存稳定性（离析）、48 h软化点差等。例如，在测量延度中，采用延度仪控制水面和样品距离＞25 mm，观察水温情况和仪器是否摇晃[1]。如果沥青熔化后沉底或浮起，就说明水密度存在问题，应当加入酒精与盐来控制水密度，以此与沥青密度接近。

2.2 施工过程技术

在公路沥青路面施工中，现场试验检测技术要经过混合料检测这一环节。检测从目标配合比设计→生产配合比设计→生产配合比验证开始，混合物料后经过筛选、测试，以保证指标规范。施工过程中混合料拌制、混合料运输、混合料摊铺、压实及成型控制对混合料质量控制至关重要。施工过程控制要点：

2.2.1 混合料拌制

如间歇式拌和机混合料开盘生产周期不宜少于45 s（其中干拌时间不少于5～10 s）；若出现花白料，应废弃及停机，进行分析原因。排查是否以下原因。一查是否矿料、沥青加热温度没有达到要求；二查是否沥青用量不足，没有按照生产配合比严格下料；三查是否热料拌和时间不足，搅拌不均匀；四查是否搅拌锅叶片磨损；五查是否细集料用量偏多，应核查集料称是否准确；六查是否回收粉用量比例偏大。

2.2.2 混合料摊铺

热拌沥青混合料应采用沥青摊铺机摊铺，推荐采用履带式摊铺机。摊铺机料斗需要涂刷薄层隔离剂或防黏结剂。一台摊铺机铺筑宽度宜小于7.5 m（3车道以上），通常两台或更多台数的摊铺机宜前后错开10～20 m，呈梯队方式同步摊铺，两幅之间搭接宽度应有30～60 mm左右，同时需要错开车道轮迹带，上下层位置错开搭接，宜控制在200 mm以上。摊铺机不得随意变换速度或中途停顿，摊铺时必须均匀、连续不间断地缓慢进行。摊铺机同时应避免在摊铺过程中与其他物体碰撞，减少混合料离析，以提高平整度。沥青路面铺筑时遇雨季应合理安排尽量避开施工，已摊铺的沥青层因遇雨未进行压实的应予铲除。

2.2.3 路面压实成型

压实成型的沥青混凝土路面应检测压实度及平整度，应配备满足施工需求且性能良好的压路机。压路机在摊铺机后面及时碾压，要求慢而均匀、均衡，保持直线方向，均衡慢速碾压，长度应与摊铺速度相适应，并保持相对稳定，碾压速度应符合设计要求。

折返时，要关闭振动改变方向，压路机应成阶梯形随摊铺机向前推进，折回处不能在同一横断面上。低温状况下压路机不得反复碾压，使石料棱角磨损、压碎，破坏集料嵌挤。

摊铺机摊铺后进行初压。初压区长度相对保持较短，需尽快完成表面压实，减少沥青混合料热量散失。宜采用钢轮压路机静压1～2遍。碾压时压路机驱动轮面向摊铺机，从外向中心碾压，在超高路段则由低向高碾压，在坡道上应将驱动轮从低处向高处碾压。

复压应紧跟在初压后进行且不得随意停顿。尽量缩短压路机碾压段总长度，通常不超过60～80 m。密级配沥青混凝土的复压宜优先采用重型的轮胎压路机进行搓揉碾压，以增加密实性。每一个轮胎的压力不小于15 kN，总质量要求小于25 t。选用关闭振动的振动压路机或双轮钢筒式压路机终压碾压不宜少于2遍，至无明显轮迹为止。在近路缘石处应速度放慢，小心驾驶，避免出现缘石被移位或压坏现象，但应防止漏压。

2.3 施工后技术

施工后期，需要经过防滑检测、平整度检测、透水性试验，以及施工试验施工环节。试验检测过程中，需要注意防滑检测随机选择试验段，测量点在横截面上，并位于道路的车轮轨道，把两侧的距离控制在1 m以上，从而计算结构深度参数。测量平整度时，需要注意控制精度，可以采用连续压扁仪，并结合沥青路面具体情况应用检测技术，以保证试验质量与效率。

3 公路沥青路面施工中现场试验检测技术应用

3.1 现场密度试验检测技术应用

（1）梳子密度湿度仪技术。该技术通过放射性的元素来测定材料或土层内的含水量及密度。使用的范围主要在施工现场中，不可用在评定或仲裁试验中。散射法主要用于测定沥青混合料的面层及表层，通过透射来测定基层及土基内的含水量及密度，从而计算压实度。

（2）钻芯法施工技术。该技术应用在沥青路面中，选取的沥青混合料芯样试件的密度，从而评定沥青面层的压实度，可以应用在龄期长的结合料稳定基层与底基层检测中。施工的压实度一般会按照规定标准比，利用取样的方法完成试验。

3.2 平整度试验检测技术应用

测量平整度需要按照规定的标准量规，通过间断、连续的测量来明确地表的情况。平整度和路面不同结构层次的平整性设计要求不同，不同结构的层面效果都可以通过面层测量。而面层的平整度与车辆行驶的舒适度、稳定性、安全性息息相关，采用该技术可以帮助施工单位全面明确路面的平整性。平整度试验检测技术，主要应用包含断面、反应、颠簸累积仪器、连续式平整度仪器等设备，按照相应的技术，通过连续测试，以保证测试效率和质量水平较高，保证平整度测量结果的真实标准。

例如连续式平整度仪测试路面纵向相对高程的标准差（σ），用以表征路面的平整度。将平整度仪放在测试路段路面起点位置，保证测定轮位置在汽车行驶轮迹带范围内。将平整度仪与牵引汽车后部连接好，启动牵引汽车，沿道路汽车行驶轮迹带纵向行驶，横向位置保持相对稳定。确认平整度仪正常工作。牵引平整度仪速度应保持匀速且沿车道方向平稳行驶，速度宜为5 km/h，最大不得超过12 km/h。如由于坑洞、接缝、构造物接头、雨水井等人工构造物引起的跳动从记录的曲线中剔除，不参加计算。

3.3 回弹弯沉测试技术应用

回弹弯沉值指的是标准后轴双轮组轮隙中的最大回弹弯沉值。该技术应用主要通过回弹弯沉值来测定路基承载力。回弹弯沉值与路基承载力成反比。

3.3.1 弯沉值简述

弯沉（以0.01mm为单位），系指在规范规定的标准轴载作用下，路基或路面表面轮隙位置产生的总垂直变形（总弯沉）或垂直回弹变形值（回弹弯沉）[2]。设计弯沉值一般结合设计年限的车道预测通过的累计当量轴次，以及公路等级等来确定设计值。

3.3.2 竣工弯沉值

施工完毕后或进入竣工验收阶段，想要知道路面的设计是否符合标准要求，就要通过路面厚度计算来设计弯沉值。作为控制指标，此时验收的弯沉值就是设计的弯沉值。将层底拉应力作为厚度计算的标准时，应当结合拉力计算结构厚度，并重新计算弯沉值，从而得出竣工后的弯沉值。

3.3.3 测试方法

该技术的测量方法主要通过贝克曼梁法、自动弯沉仪法、落锤式弯沉仪法等等。借助静态测试或回弹模量，经过换算后得出弯沉值。

3.4 路面抗滑性试验检测技术应用

路面抗滑性是车辆在制动过程中产生的表面滑移作用力，大部分情况下将抗滑性视作路面特性，以轮胎和路面的摩阻参数来表示。表面特性包含了路面的粗细构造。在测试抗滑性时，一般采用构造深度测试法、制动距离法、摆式仪法，以及偏转车轮法等等。不同测试方法在抗滑性测试中表现出不同的优缺点，应当严格按照技术应用标准及实际情况选用[3]。

例如，构造深度测试法在施工中的适用情况，主要针对沥青路面和水泥混凝土路面的测定，通过测试构造深度，来评价路表排水性、抗滑性，以及粗糙度等。在装入量砂时，要操作规范，不可用量砂筒直接装量砂，避免影响量砂密度均匀性。将量砂倒在检测路面上时注意摊铺不可用力过猛或向外推挤。用钢板尺测量圆的两个垂直方向直径，取平均值，准确至1 mm。也可用专用尺直接测量构造深度。该处的测试位置以中间测点的位置表示。

影响手工铺砂法测试结果误差较大的原因有很多，例如装砂和叩击方法无量化标准，不少人直接用量筒到装砂的筒中装砂，叩击量筒力度大小不一，均致使量筒中的砂紧密程度不一样，影响砂量。此外，摊铺过程因掌握力度不同，摊铺结果亦因人而异。

3.5 渗水试验检测技术应用

沥青路面渗水性能不只间接反映了路面沥青混合料的级配组成，也是沥青混凝土路面水稳定性的重要指标[4]。如沥青面层均透水，水势必会进入基层或路基，使路面承载能力降低。相反，如果沥青面层不透水，而表层透水很快，则不致形成水膜，对抗滑性能有很大好处。所以路面渗水系数已成为评价路用性能的一个重要指标。将塑料圈置于路面表面的测点上，用密封材料处理要密封的区域时，注意不要使密封材料进入内圈，如果密封材料不小心进入内圈，必须用刮刀将其刮走。将渗水仪放在套环上、对中，施加压力将渗水仪压在套环上，再将配重加上，以防压力水从底座与路面之间流出。水面下降3 min已下降至500 mL刻度线过程中时间，水从底座与密封材料镶嵌间渗出，则底座与路面间未完全密封，此试验结果为无效。关闭开关，采用密封材料补充密封，重新试验。

渗水试验中，最大的难点之一是侧渗问题，特别是针对粗型级配沥青混凝土侧渗较为突出的问题，考虑工程实际，规定当有侧渗时增加外圈的密封宽度。实际上，渗水试验时，渗水系数包含了竖向下渗和横向下渗，增加外圈密封宽度是希望增加竖向下渗面积，从而减少横向下渗量对渗水系数的影响。

3.6 路基路面损坏试验检测技术应用

路基路面损坏形式有路面错台、路面车辙、路面表观损坏、路面脱空等。构造物端部接头、水泥混凝土路面的错台高度是评价路面行车舒适程度的关键指标。当前，施工单位可以通过人工法和视频法，测试沥青路面和水泥路面裂缝、坑槽、断板等表观损坏，以评价路面技术状况。在对沥青路面进行损坏调查或判定时，若在路面的相同区域存在不同等级的单根裂缝损坏，且难以区分，则按照最严重的损坏等级计算；若单根裂缝穿过龟裂或块裂的区域，则该区域里的裂缝长度不计入裂缝计算的总长度内。对于沥青路面中的坑槽、松散、龟裂、块裂损坏，若在路面的相同区域上存在不同等级的坑槽（松散、龟裂、块裂）损坏，且难以区分，则按照最严重的损坏等级计算。

4 结语

综上所述，路面检测与管理是道路施工的重点内容，无论是市政道桥工程，还是普通公路施工，都要通过专业的测试技术来确定沥青路面路用性能等参数，才能保证施工的有效性。通过对沥青混凝土各个施工过程的试验检测，要把好工程质量关，保质保安全。公路工程沥青路面施工现场试验检测技术发展较晚，施工单位还需要不断强化这方面的实践研究，充分发挥技术优势，扩大技术应用范围，为公路沥青路面施工提供最佳保障。