路用瀝青混合料試驗檢測技術研究

程麗立

(山西路橋第六工程有限公司，山西 晉中 030600)

隨著科技的不斷進步，高速公路建設市場呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展趨勢，采用的施工技術和工藝富含的科技含量也越來越高，對提高高速公路建設質量提供了科學保證。其中，公路試驗檢測技術應該將公路的使用性質和要求緊密結合，針對具體的施工項目和操作環(huán)節(jié)進行具體設計分析，對高速公路建設工程中使用的瀝青混合料的施工環(huán)節(jié)進行論證得知，試驗檢測技術的運用在很大程度上提高了高速公路的整體施工質量和建設水平。

1 瀝青混合料檢測要點分析

1.1 科學選材，確保瀝青混合料工程質量檢驗

配比與攪拌瀝青混合料是瀝青混凝土混合涂料施工環(huán)節(jié)的重要工序。在控制瀝青混凝土混合料配比環(huán)節(jié)中需要根據(jù)階段性施工要求，通過馬歇爾試驗確定瀝青混凝土混合料的類型與配制比例，并對各項設計參數(shù)的有效性與穩(wěn)定性予以檢測，還要嚴格控制瀝青混合料的攪拌加熱時長與溫度，并根據(jù)施工現(xiàn)場及周邊場區(qū)的空氣溫濕度實行調整，避免出現(xiàn)攪拌施工參數(shù)不合理導致混合料出現(xiàn)離析、分層、花白等問題，及時采取誤差補償方式實施校準與調整。

1.2 標準試驗

當高速公路路面高度較高時，瀝青混合料的攪拌部分必須存放于實驗室，并提交相應檢測報告，檢測數(shù)據(jù)信息采集的準確度對測試人員來說是至關重要的，集料分離對瀝青混合料整體級配有著重要的影響，所以抽檢樣品要有代表性和示范性，才能保證試驗檢測的成效和真實。

1.3 科學驗證

高速公路瀝青混合料的成分必須經(jīng)過充分論證和科學檢驗，以保證各項指標符合設計要求和使用標準，具體級配參數(shù)如表1所示。

表1 瀝青混合料級配表

2 高速公路瀝青混合料常規(guī)試驗檢測要點分析

高速公路瀝青路面因其平穩(wěn)、舒適、震動小、噪聲低和磨耗較小等優(yōu)點而被廣泛應用，瀝青混合料可以增強道路穩(wěn)固性、耐久性和行駛的安全系數(shù)，其抗凍性和強度等因素決定著瀝青和混凝土的配比，要在考慮標準軸載數(shù)的同時控制好瀝青混合料與其他基礎材料的配合比參數(shù)，確保瀝青混凝土充分發(fā)揮其優(yōu)勢性能。

2.1 瀝青混合物中瀝青含量和礦物級配測試點

1)標定同一種瀝青混合料的瀝青用量和篩度的修正系數(shù)。2)加熱爐溫度應控制在538 ℃±5 ℃，以保證試樣完全燃燒。3)將混合料完全燒焦，計算樣品篩渣，并計算累積篩渣比例。繪制篩選部分的分離曲線，分析其組成是否滿足設計要求。

2.2 瀝青混合料密度試驗檢測要點

首先，檢測人員需要對瀝青混合料的密度進行嚴格檢測，確定其體積指標，如空隙率、礦料空隙率等。

1)先要做好馬歇爾的試件，再進行馬歇爾測試和檢驗，按壓制法制作樣品。使用75次的標準壓縮設備[1]，試件的高度在空白模式下應滿足63.5 mm±1.3 mm(壓縮)的要求。

2)采用馬歇爾試件密度的壓實度(Km)和最大理論密度的壓實度(KL)雙控標準檢驗面層壓實度，Km≥96%，93%≤KL≤97%;中面和下面層滲水系數(shù)不大于120 mL/min，上面層不大于80 mL/min。先選擇合適的浸漬秤，最大重量符合樣品質量要求；然后稱取干燥樣品的空氣質量，再稱取水分，稱重水團時要在保持穩(wěn)定的情況下才能讀取天平讀數(shù)；最后得出相對體積及試件指標，并計算瀝青混合料氣量、體積指數(shù)、孔隙度、飽和度和礦物孔隙度[2]。

3)對試驗數(shù)據(jù)進行準確分析計算，為確定瀝青混合料的質量是否符合規(guī)范要求，應根據(jù)工程設計要求對試驗數(shù)據(jù)再進行比對校驗。

2.3 瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗檢測要點

1)控制拌和溫度：瀝青、礦料加熱溫度及混合料出料溫度；確定拌和時間：根據(jù)瀝青混合料的不同，拌和時間根據(jù)試拌確定，每盤拌和時間一般不少于45 s，其中干拌時間一般不少于5 s；改性瀝青和SMA混合料的拌和時間應適當延長，一般為60 s～70 s，應切實保證瀝青均勻裹覆。

2)瀝青混合料試驗檢測和生產(chǎn)過程中，填料可摻入2%的水泥代替礦粉，其中的礦粉含量應控制在30%以內。

3)馬歇爾試驗機的上下沖擊器必須置于恒溫水箱內保溫。

4)瀝青混合料的出料溫度應控制在135 ℃～160 ℃之間，如果溫度過高則瀝青老化，溫度過低則會使路面壓實度無法得到保證。

5)在檢測時要使瀝青混合料淹沒集料，冷卻時間保持在1 h以上直至材料完全冷卻，放置在恒溫水槽中靜置約30 s，再觀察混合料狀態(tài)，以便及時調整瀝青混合料配置。

2.4 瀝青混合料水穩(wěn)定性試驗檢測要點

根據(jù)JTJ 052—2000公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程，開展瀝青混合料的水穩(wěn)定性試驗檢測，以確定其力學性能是否與水有關或發(fā)生變化，水穩(wěn)定性測試通常采取浸水馬歇爾測試、馬歇爾真空測試和凍融劈裂測試的方式進行。

1)浸泡馬歇爾試驗。提前制作馬歇爾標準樣品，將樣品放進容器內，保持恒溫48 h之后測量瀝青混合料的穩(wěn)定性。

2)真空水飽馬歇爾試驗。將瀝青混合料試樣放入真空干燥機，關閉進水管，啟動真空泵，確保干燥機真空度大于97.3 kPa。此狀態(tài)持續(xù)15 min后再打開進水管，在負壓沖擊下，又回到正常壓力，采樣轉移到恒溫狀態(tài)下持續(xù)48 h加熱，然后做馬歇爾測試。

3)凍融劈裂試驗法。按TJJ 036—98公路改性瀝青路面施工技術規(guī)范的規(guī)定，凍融劈裂試驗殘留強度比應不小于80%。試驗表明，混合料的凍融劈裂強度和未經(jīng)凍融條件的劈裂強度值都較高，改性瀝青混合料的殘留強度比TSR達到95.8%，遠大于80%的要求[3]。

2.5 瀝青混合料高溫穩(wěn)定性試驗檢測要點

在瀝青混合料的性能測試中，車轍測試是一個重要指標，其穩(wěn)定性是反映瀝青涂層抗剪切性能的重要指標，一般主要采取人工檢測和自動檢測兩種方式。在進行人工檢測時，需要將檢測儀器放置在車轍上方，車轍底部與檢測橫桿保持規(guī)定距離以保證實現(xiàn)檢測結果的準確性；在進行自動檢測時，利用激光檢測及紅外傳感器檢測技術，實現(xiàn)對車轍深度的測量，最終獲取并計算出檢測數(shù)據(jù)，不同樣品組在檢測時應保持溫度一致，在低蠕變速條件下，查看試樣是否具有較好抗車轍性能[4]。

3 瀝青混合料的實驗檢測研究

3.1 空隙率指標試驗檢測

當前高速公路建設工程中多數(shù)采用該檢測技術對瀝青混合料孔隙率進行全面檢測。

1)應準備有關的馬歇爾試件，以便進行后續(xù)檢查。

2)隨后應對有關樣品進行徹底檢查，并通過70多次試驗取得有關數(shù)據(jù)。

3)利用相關數(shù)據(jù)和資料進行綜合分析和計算，并根據(jù)工程需求進行相應的對比研究，以評估這些材料是否符合當前的設計需要。

3.2 密度試驗檢測

對瀝青混合料密度的測試主要包括以下內容:

1)在甄選過程中要選擇合適的氣候條件進行相關試驗，以確保試驗結果穩(wěn)定可靠。

2)去除巖心樣品表面雜質，在保證穩(wěn)定性的前提下對巖心樣品進行測定，以確保巖心樣品的整體質量。

3)在樣品槽內懸掛芯樣。起泡后，調節(jié)水平線，芯樣重量可在3 min～5 min內稱量。

4)然后從水箱中取出巖心樣品，進行擦拭，確保沒有多余的水，并對其進行兩次稱量以保證質量。

5)用獲得的質量數(shù)據(jù)進行計算，用相應的公式進行密度計算。

3.3 水穩(wěn)定性能試驗檢測

在試驗之前，應該對瀝青混合料的力學性能進行相應分析和檢測，再對水穩(wěn)定性進行檢測與綜合分析，主要檢測方法為:

1)浸水馬歇爾試驗時，將混合物置于水溫適中的容器內進行兩天隔離保溫工作，再對混合物的穩(wěn)定性進行綜合試驗，計算分析樣品的浸水溫度，以確保混合物的穩(wěn)定性與瀝青混合料相一致。

2)將瀝青混合料配制成適當?shù)幕旌衔铮糜谡婵崭稍锲鲀龋芊膺M水管道，確保干燥器真空度超過97.3 kPa，保持15 min，再打開水膠管，在負壓情況下將水注入空隙并浸入樣品，浸泡15 min左右再將其去除，最后放置在恒溫水槽中確保飽和度和水殘留的穩(wěn)定性。

3)試驗要求將瀝青混合料分成不同小組進行，將一組置于25 ℃的水中浸泡，待2 h后進行強度檢驗；另一組在0.09 MPa的壓力下浸泡15 min后恢復到正常狀態(tài)，然后把它放在-18 ℃的冰箱中保存16 h，最后拿出相應樣品，再對其強度進行全面檢測。

3.4 高溫穩(wěn)定性能試驗檢測

車轍試驗是測定瀝青混合料穩(wěn)定性的重要手段，主要包括以下幾點:

1)對集料進行監(jiān)控檢測，再進行全面的密度試驗，為定型的混合料使用提供基礎；

2)確定瀝青混合料的油料配比參數(shù)；

3)確定減壓試樣數(shù)量后進行彎曲試驗，在相同溫度下采用軌寬檢測[5]，如果蠕變速率較低，則抗車轍能力比較強，瀝青混合料的施工溫度指標如表2所示。

表2 瀝青混合料的施工溫度

3.5 低溫抗裂性能試驗檢測

冷裂(低溫抗裂)試驗要求在-10 ℃以下進行全面測試，并對其進行彎曲試驗，以識別和評估相應承重指標，瀝青混合料試驗完成后，要利用相關數(shù)據(jù)進行綜合鑒定分析，以確保質量符合設計指標和質量要求，保證高速公路建設質量。

4 結語

瀝青混合料的性能和質量作為保證道路運輸質量的關鍵，必須通過檢測技術優(yōu)化和控制。為了達到預期的使用效果，應對瀝青混合料進行設計實驗和檢測分析，從而使所配方的瀝青混合料達到高速公路需要的標準和要求。