高速公路瀝青路面施工檢測方法分析

朱 昱

（新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國部分高速公路存在早期損壞的現(xiàn)象。引起早期破壞的原因有多方面，包括施工方法不恰當(dāng)或者施工工藝不合理等。預(yù)防早期破壞的重要手段之一就是控制施工質(zhì)量。瀝青路面是高速公路常見的路面形式，要做好施工過程的質(zhì)量控制，對其進行質(zhì)量檢測是不可缺少的重要手段。因此，本文結(jié)合新疆某高速公路的AC—16型瀝青路面中面層對施工及檢測過程進行分析，提出了四種較恰當(dāng)?shù)臋z測方法，并通過細節(jié)監(jiān)測對各方法的可行性和效率加以驗證。

1 四種檢測方法簡介

1.1 現(xiàn)場無核密度儀控制技術(shù)

現(xiàn)場檢測需要用到一種新型的設(shè)備，即無核密度儀，這種設(shè)備具有操作簡單、節(jié)約時間、無破壞性的優(yōu)點。將無核密度儀放置于碾壓好的瀝青路面上，幾秒種以后就可以檢測出路面是否合格，這樣就從人力、物力上節(jié)約了成本，并有效地保證了路面的質(zhì)量。以前施工檢測常使用鉆芯法，而鉆芯法會在一定程度上損壞小部分路面，這種無核密度儀的檢測對路面絕無損壞，而且可以及時了解路面情況并加以控制。不過，該方法只能與鉆芯法結(jié)合使用，即首先用鉆芯法進行標(biāo)定，并計算出標(biāo)定系數(shù)，然后用無核密度儀進行控制，且需定期標(biāo)定，從而時刻保證路面安全。

對無核密度儀的參數(shù)進行設(shè)置，需要考慮以下幾點：路面類型、瀝青路面的厚度、瀝青混合料的最大理論密度及數(shù)值單位的設(shè)置。

1.2 現(xiàn)場GTM控制技術(shù)

現(xiàn)場GTM控制技術(shù)目前已經(jīng)較為成熟。它已經(jīng)成為了河北省高速公路瀝青路面施工檢測的核心方法，廣泛應(yīng)用于河北各地。這種現(xiàn)場的GTM控制方法主要是用于瀝青混合料配合比設(shè)計，它可以代替馬歇爾法進行瀝青混合料配合比設(shè)計，不過并不適用于SMA瀝青混合料配合比的設(shè)計。

GTM是一種機械模擬，這種機械模擬主要應(yīng)用于柔性路面，且要求在荷載作用下進行。它主要根據(jù)GSI≤1.05（GSI主要用于檢測瀝青混合料在壓實到平衡狀態(tài)時是否失去彈性，是對瀝青混合料穩(wěn)定性的量度，與瀝青混合料的永久變形有關(guān)，該指標(biāo)由最終旋轉(zhuǎn)角與中間最小旋轉(zhuǎn)角的比值確定）和GSF＞1.3（GSF指瀝青混合料被壓實到平衡狀態(tài)時的抗剪強度與行車荷載作用下需承受的剪應(yīng)力的比值）兩個力學(xué)性能指標(biāo)，與不同用油量下的試驗結(jié)果，畫出用油量與試驗結(jié)果的關(guān)系曲線，來決定瀝青混合料的設(shè)計密度及最佳瀝青用量，也可通過其來驗證混合料的力學(xué)性能指標(biāo)。

1.3 動態(tài)控制圖法

目前有一種較新的控制方法，即動態(tài)控制圖法，主要應(yīng)用在瀝青混合料的拌和過程中，它能夠在線遠程監(jiān)控瀝青拌和樓的拌和過程。動態(tài)控制圖也稱為黑匣子，它監(jiān)控著瀝青混合料的拌和過程，無論是混合料的摻配比例還是其他各種材料的添加比例都能通過動態(tài)控制圖加以展現(xiàn)，從而使監(jiān)督檢測人員及時處理瀝青拌和過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)誤差，以致給路面留下安全隱患。這也需要監(jiān)督檢測人員極強的分析能力，及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)異常的部分，并且對其進行準(zhǔn)確無誤地處理，保障瀝青路面的安全。而異常波動的出現(xiàn)，主要是因為原材料級配的變化和人為調(diào)整不當(dāng)，這種異常時常會給路面帶來不小的危害，所以必須加強對這些數(shù)據(jù)的控制。

1.4 燃燒爐法

動態(tài)控制圖能夠?qū)r青的拌和過程進行全面展現(xiàn)，而燃燒爐法則可以對影響動態(tài)控制圖的瀝青混合料級配進行檢測，并且具有快速、有效的優(yōu)點。這種方法不僅能夠檢測瀝青混合料的級配，還能夠檢測出瀝青用量，并進行一定程度的控制，使瀝青路面的安全性和使用效果達到最好。

與傳統(tǒng)的離心分離法相比，燃燒爐法可以簡便并快速地進行檢測，減少許多操作步驟，這樣就極大地節(jié)約了檢測時間，減輕了檢測人員的工作量，同時又能夠迅速了解瀝青混合料的級配情況，也方便了對瀝青混合料級配的控制，更加節(jié)約了檢測成本。因此，現(xiàn)在全國各地絕大部分高速公路施工現(xiàn)場均使用燃燒爐法，它的廣泛應(yīng)用也促進了施工進程，提高了檢測效率，基本取代了舊的離心分離檢測法，是一個新的進步。

2 施工檢測的主要參數(shù)和現(xiàn)場檢測結(jié)果

2.1 主要參數(shù)

在本工程中，采用GTM法對AC—16型生產(chǎn)配合比進行設(shè)計，結(jié)果見表1、表2。

表1 AC—16型集料摻配比例

表2 AC—16型礦料合成級配

該工程的GTM試驗采用0.7MPa的設(shè)計壓強，根據(jù)上文提出的GSI≤1.05、GSF＞1.3的要求，可以計算出結(jié)果（見表3）。

表3 AC—16型集料GTM試驗結(jié)果

2.2 黑匣子采集參數(shù)

拌和過程中黑匣子采集數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式如表4如所。

表4 施工過程中拌和樓數(shù)據(jù)采集表

從表4可以直觀地看出摻配比例是否滿足設(shè)計要求，說明黑匣子可以在施工過程中發(fā)揮重要作用。

2.3 現(xiàn)場取樣GTM試驗結(jié)果

在確定好參數(shù)之后可以從施工現(xiàn)場進行取樣，并進行GTM試驗，通過試驗結(jié)果進行分析，研究其是否能夠達到施工要求，并觀察是否與生產(chǎn)配比相符。這種GTM試驗只需要1h就能夠判斷瀝青路面是否合格，比馬歇爾試驗更加節(jié)約時間。相比而言，馬歇爾試驗不僅用時長達10h，而且試驗效果也沒有GTM好，有可能無法及時發(fā)現(xiàn)路面的不安全問題。因此，現(xiàn)在對高速公路瀝青路面的施工檢測多采用GTM方法。

表5為不同地點取樣進行的現(xiàn)場GTM試驗的對比分析結(jié)果。

表5 不同取樣地點的GTM試驗結(jié)果

由表5可知，在溫度一定的情況下，當(dāng)毛體積密度較大時，GSI與GSF值的下降較為明顯。GTM試驗主要運用于現(xiàn)場，并可以現(xiàn)場進行驗證。一旦級配發(fā)生變化，還可以通過GTM試驗對控制參數(shù)和混合料比例進行調(diào)整，以保證路面的正常運行。

2.4 現(xiàn)場無核密度儀測試結(jié)果

遇到現(xiàn)場大面積的施工時，現(xiàn)場的碾壓會比較混亂，壓實是否均勻會成為一個最受關(guān)注的問題。為此，可利用無核密度儀對碾壓狀況加以檢測。這種設(shè)備可以有針對性地檢測出碾壓是否均勻，能夠避免由于碾壓不均勻而導(dǎo)致的路面破裂等安全問題。本文選取一個橫斷面上的11個點來進行檢測，通過作圖可以看出碾壓是否均勻（見圖1、圖2） 。

圖1 碾壓均勻性控制圖

圖2 碾壓遍數(shù)與壓實度關(guān)系曲線

由圖1、圖2可知，測點1是通過了6次碾壓之后滿足了壓實度的要求，而測點2在碾壓4遍后壓實度變化不再明顯，壓實度大概為93%，這是不合格的。

因此可知，無核密度儀是檢測壓實度最迅速、最準(zhǔn)確的方法。通過無核密度儀的檢測，可以及時、準(zhǔn)確地知道壓實度是否合格，能否達到公路正常運行的要求，而且無核密度儀的檢測操作簡便、用時短、效果好，通過它可以進行多次檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果繪出直觀圖，這樣便能節(jié)約很多時間，也可以防止碾壓不均勻帶來的路面安全問題。

2.5 現(xiàn)場取樣燃燒后試驗數(shù)據(jù)

燃燒法即燃燒爐燃燒法。其試驗原理是把瀝青混合料放入538℃燃燒爐中30min左右，使瀝青混合料試樣充分燃燒和灰化，并將所形成的廢氣通過處理系統(tǒng)排出室外后剩余的質(zhì)量即是礦料質(zhì)量。再進行篩分試驗，對比礦料級配的變化情況。表6為不同取樣地點礦料級配和油石比的變化情況對比表。繼續(xù)跟蹤測點1和測點2，通過燃燒法對礦料進行級配篩分，可以看出測點2油石比偏高，級配偏細，是造成力學(xué)性能指標(biāo)不穩(wěn)定和壓實度不夠的主要原因。

表6 不同取樣地點的燃燒法試驗結(jié)果

3 結(jié)語

本文針對高速公路瀝青路面的施工過程及其檢測方法進行了詳細分析，并且研究了四種檢測方法，發(fā)現(xiàn)各方法針對施工檢測過程中的各個環(huán)節(jié)有不同的作用，施工及檢測人員應(yīng)合理運用，認真、準(zhǔn)確地分析檢測數(shù)據(jù)，從中找出問題并加以解決，以減少誤差，保證公路的安全使用。另外，檢測人員一定要從實踐中積極發(fā)現(xiàn)問題，這樣才能積累經(jīng)驗，保證施工檢測質(zhì)量，以保障人們的出行安全。

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