公路瀝青混凝土路面試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)及質(zhì)量措施

李蘇明

摘要 為提升公路建設(shè)質(zhì)量，應(yīng)通過試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，獲取公路路面結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，全面評(píng)估路面結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。依據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，調(diào)整路面施工方案，保障路面施工質(zhì)量。文章以瀝青混凝土路面為例，對(duì)瀝青混凝土路面試驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)容、常用檢測(cè)技術(shù)展開研究。同時(shí)，基于某公路工程，分析瀝青混凝土路面試驗(yàn)檢測(cè)思路，以及提高公路路面施工質(zhì)量的有效措施，以強(qiáng)化公路路面質(zhì)量管理力度，發(fā)揮路面試驗(yàn)檢測(cè)的技術(shù)價(jià)值，確保公路項(xiàng)目高質(zhì)量完工。

關(guān)鍵詞 公路；瀝青混凝土；路面；試驗(yàn)檢測(cè)；檢測(cè)技術(shù)

中圖分類號(hào) U416.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）12-0127-03

0 引言

瀝青混凝土是公路路面常用材料，可滿足公路運(yùn)營期間的車輛行駛需求。瀝青混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)是加強(qiáng)公路路面施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵，瀝青混凝土路面檢測(cè)技術(shù)可檢測(cè)路面結(jié)構(gòu)的抗壓性、壓實(shí)度、防水性等，為公路路面施工提供真實(shí)的參考數(shù)據(jù)，以優(yōu)化瀝青混凝土路面的施工設(shè)計(jì)，保障公路路面建設(shè)質(zhì)量。

1 瀝青混凝土路面試驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)容

路面試驗(yàn)檢測(cè)包括路基、路面基層、面層等內(nèi)容。路基檢測(cè)包括壓實(shí)度檢測(cè)、彎沉檢測(cè)；基層檢測(cè)主要為抗壓強(qiáng)度檢測(cè)、壓實(shí)度檢測(cè)、彎沉檢測(cè)；面層檢測(cè)包含材料檢測(cè)、壓實(shí)度檢測(cè)、厚度檢測(cè)、彎沉檢測(cè)。面層壓實(shí)度檢測(cè)方法為馬歇爾試驗(yàn)，厚度檢測(cè)方法為鉆孔，檢測(cè)頻率均為1 000 m2抽檢1點(diǎn)。面層材料檢測(cè)時(shí)，瀝青、粗集料是試驗(yàn)檢測(cè)的關(guān)鍵，具體檢測(cè)項(xiàng)目、要求、方法如表1所示。

2 公路瀝青混凝土路面試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

2.1 路面彎沉

2.1.1 激光彎沉儀測(cè)定法

應(yīng)用激光路面彎沉測(cè)定儀測(cè)定路面彎沉情況。在車輛后輪安裝測(cè)定儀，車輛離開測(cè)點(diǎn)后，路面回彈，將提前固定在地面上的硅光電池升起；激光器發(fā)射激光束，獲取電流值；根據(jù)電流值獲取硅光電池的上升路徑，然后計(jì)算電池回彈后的路面實(shí)際變形值，以及路面的回彈彎沉值[1]。激光彎沉儀測(cè)定法在瀝青混凝土路面檢測(cè)中的適用性較強(qiáng)，檢測(cè)方法簡(jiǎn)單，設(shè)備操作效率高。

2.1.2 彎沉儀自動(dòng)測(cè)定法

彎沉儀自動(dòng)測(cè)定法是基于自動(dòng)化技術(shù)，應(yīng)用自動(dòng)化彎沉儀實(shí)時(shí)檢測(cè)瀝青混凝土路面的彎沉情況。可在無人控制的基礎(chǔ)上，高精度檢測(cè)路面彎沉值。啟動(dòng)測(cè)定儀后，該測(cè)定儀可自動(dòng)牽引移動(dòng)；彎沉測(cè)定梁可先固定在車輛底盤前端地面上，隨著車輛的移位測(cè)定儀自主移動(dòng)，記錄車輛雙輪縫隙通過后測(cè)定的梁拖動(dòng)后的數(shù)據(jù)信息，以及相應(yīng)檢測(cè)參數(shù)。反復(fù)測(cè)量后，綜合分析路面的彎沉情況。承載車輛應(yīng)為單后軸、單側(cè)雙輪組載重車，車型分別為BZZ-100、BZZ-60，彎沉測(cè)定所用的標(biāo)準(zhǔn)值參數(shù)見表2所示。

2.2 路面平整度

2.2.1 直尺檢測(cè)法

應(yīng)用3 m直尺測(cè)量路面平整度。該檢測(cè)技術(shù)多用于施工、竣工環(huán)節(jié)。施工環(huán)節(jié)可直接在接縫處應(yīng)用單尺檢測(cè)，竣工時(shí)則需每200 m設(shè)置1個(gè)測(cè)點(diǎn)，連續(xù)用5尺測(cè)量。檢測(cè)時(shí)，首先應(yīng)清潔地面，去除雜物，將直尺直接放置在車道輪跡帶上，目測(cè)觀察直尺的底、路面間隙[2]；然后通過塞尺測(cè)量路面間隙的最大值，讀取測(cè)試結(jié)果，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。高速公路平整度檢測(cè)項(xiàng)目，可用連續(xù)平整度檢測(cè)儀，沿線持續(xù)檢測(cè)車道。在高速公路施工環(huán)節(jié)，3 m直尺同樣多用于接縫處的單尺測(cè)量。

2.2.2 平整度激光測(cè)定法

平整度激光測(cè)定法對(duì)測(cè)定車輛有所要求，需選用裝有陀螺儀、加速度計(jì)、激光傳感器的車輛，且車輛裝有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)采集、分析、管理功能。測(cè)量時(shí)，將檢查完畢的車輛按額定速度在路面行駛，車輛底盤的激光傳感器自動(dòng)測(cè)量路面數(shù)據(jù)，然后根據(jù)激光束發(fā)射信號(hào)，計(jì)算路面平整度數(shù)據(jù)。測(cè)量過程中，距離信號(hào)、車輛測(cè)定信號(hào)誤差可消除車輛行駛時(shí)的顛簸數(shù)據(jù)，輸出真實(shí)的平整度信息。測(cè)定車輛數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)，記錄行駛過程中的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行統(tǒng)一分析后，可使施工方了解路面平整度。

平整度測(cè)定的關(guān)鍵指標(biāo)為抗滑值，可應(yīng)用擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀，以評(píng)定潮濕狀態(tài)的瀝青、水泥路面抗滑性能。計(jì)算公式如下：

式中，TD——路面表面構(gòu)造深度（mm）；D——路面攤鋪后砂石平均直徑（mm）；V——砂體積（25 cm3）。

2.3 路面損壞情況

2.3.1 攝影測(cè)量法

攝影檢測(cè)法是基于高速攝影原理，測(cè)定路面病害。測(cè)前需在車輛上安裝高速攝像機(jī)，固定攝影角度，攝影機(jī)需正對(duì)路面；然后行駛車輛，觀測(cè)各區(qū)域病害，記錄攝影結(jié)果；最后分析攝像數(shù)據(jù)，確認(rèn)路面有無損傷。

2.3.2 探地雷達(dá)技術(shù)

應(yīng)用探地雷達(dá)測(cè)試路面病害，在測(cè)定車行駛過程中，探地雷達(dá)發(fā)射電磁脈沖，無線電波接收電磁脈沖反饋信號(hào)。測(cè)定車數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)，檢測(cè)數(shù)據(jù)多為介電常數(shù)，用于監(jiān)測(cè)路面的各層結(jié)構(gòu)，計(jì)算路面結(jié)構(gòu)的厚度、含水量、損害位置，為施工人員提供詳細(xì)指導(dǎo)，使其及時(shí)規(guī)避路面病害，以預(yù)防瀝青路面出現(xiàn)裂縫、脫空等病害[3]。

2.4 路面材料試驗(yàn)檢測(cè)

路面材料試驗(yàn)主要是針對(duì)瀝青的試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目，試驗(yàn)方法包括瀝青針入度試驗(yàn)（T0640—2000）、瀝青延度試驗(yàn)（T0605—1993）、瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)等，具體要求和試驗(yàn)項(xiàng)目如表2所示。

3 公路瀝青混凝土路面試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用案例

3.1 項(xiàng)目概況

某公路工程，線路全長為156 km。面層由瀝青混凝土攤鋪而成，分別為厚度6 cm的粗粒徑混凝土和厚度4 cm的AK-16A瀝青混凝土；基層為水泥、碎石組成的水泥穩(wěn)定粒料，厚度為17 cm。投入運(yùn)營后，該公路路面出現(xiàn)車轍、裂縫等病害。為預(yù)防病害擴(kuò)大化，保障公路交通安全，需通過公路路面試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，全面檢測(cè)公路病害。為不破壞原公路結(jié)構(gòu)，擬采用探地雷達(dá)、彎沉儀聯(lián)合檢測(cè)瀝青的路面結(jié)構(gòu)[4]。

3.2 試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)方案

（1）灑水處理后，應(yīng)用探地雷達(dá)檢測(cè)路面。探地雷達(dá)型號(hào)為VX1821，主機(jī)型號(hào)為GeoScopeIV，檢測(cè)功率為50～3 050 MHz，每8 s發(fā)射1次雷達(dá)電磁波。雷達(dá)發(fā)射進(jìn)入面層后，病害區(qū)域的電磁脈沖信號(hào)將發(fā)生變化，根據(jù)異常值，采集可反饋結(jié)構(gòu)脫空、積水等病害的數(shù)據(jù)信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為檢測(cè)信息，而后生成檢測(cè)結(jié)果。

（2）應(yīng)用彎沉儀檢測(cè)地面的穩(wěn)定性，獲取路面回彈彎沉值。基于《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》，生成路面彎沉值測(cè)量曲線，評(píng)定病害嚴(yán)重程度。①確定測(cè)點(diǎn)，計(jì)算落錘力，建立平面坐標(biāo)系。②逐步增加測(cè)試力，記錄彎沉值，繪制彎沉值曲線。測(cè)點(diǎn)無病害時(shí)，斜向曲線延長后會(huì)穿越坐標(biāo)原點(diǎn)；測(cè)點(diǎn)有脫空等病害時(shí)，斜向曲線則無法穿越坐標(biāo)原點(diǎn)。

3.3 檢測(cè)結(jié)果分析

該項(xiàng)目共檢測(cè)出8處病害，集中在公路第一、第二車道連接處。根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)可知，該區(qū)域車流量較大、自然降雨多，車輛持續(xù)加載后導(dǎo)致瀝青混凝土路面內(nèi)部出現(xiàn)空洞、脫空現(xiàn)象，引起裂縫、車轍問題。內(nèi)部病害的最大尺寸為13 m×2 m，容易影響該路段車輛的使用年限，需派遣專業(yè)公路養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍，按照路面試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果處理病害，確認(rèn)、修補(bǔ)以維護(hù)公路行車安全、延長公路壽命[5]。

4 公路瀝青混凝土路面質(zhì)量保障措施

4.1 重視路面試驗(yàn)檢測(cè)

為提升公路瀝青混凝土路面質(zhì)量，應(yīng)重視施工、竣工、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)營等環(huán)節(jié)的試驗(yàn)檢測(cè)，加強(qiáng)路面試驗(yàn)檢測(cè)管理。

（1）合理選用試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備、相關(guān)儀器，提前調(diào)整試驗(yàn)儀器運(yùn)行參數(shù)，校準(zhǔn)儀器，使其保持穩(wěn)定狀態(tài)，以獲取真實(shí)、準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)。

（2）嚴(yán)格按照瀝青混凝土試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)規(guī)范、試驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)操作儀器，規(guī)范檢測(cè)流程。注意改善試驗(yàn)檢測(cè)環(huán)境，減少環(huán)境影響。采集數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)完整讀取儀器顯示屏數(shù)據(jù)，避免遺漏、誤讀，并按規(guī)范進(jìn)行數(shù)據(jù)保存和記錄。

（3）健全試驗(yàn)檢測(cè)管理制度。為采集安全、可靠的試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)通過管理制度，監(jiān)督路面試驗(yàn)檢測(cè)流程，明確各環(huán)節(jié)的人員責(zé)任，落實(shí)質(zhì)量控制工作。

（4）詳細(xì)對(duì)比分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，準(zhǔn)確評(píng)估路面施工質(zhì)量、病害情況，使施工方主動(dòng)預(yù)防、及時(shí)干預(yù)處理，保障公路整體質(zhì)量。

（5）加強(qiáng)試驗(yàn)檢測(cè)人員培訓(xùn)，提升其專業(yè)能力，使其學(xué)習(xí)瀝青路面試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)、試驗(yàn)方法，了解相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)原理，掌握試驗(yàn)檢測(cè)應(yīng)用要點(diǎn)，以確保其嚴(yán)格按照要求操作相關(guān)儀器設(shè)備，保證路面結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè)過程的專業(yè)性。

4.2 優(yōu)化路面瀝青混凝土配比

優(yōu)化瀝青混凝土配比，合理控制水泥、粗集料、砂石等材料質(zhì)量和占比，重視材料質(zhì)量的檢測(cè)、篩選，確保材料規(guī)格、質(zhì)量符合公路路面施工標(biāo)準(zhǔn)。可用馬歇爾配比設(shè)計(jì)法，調(diào)整瀝青混凝土配比方案，篩選出最佳的配料方案，瀝青表面密度、孔隙率、飽和度、間隙率需滿足路面施工要求。比如，為提升瀝青黏附性，礦粉粗、細(xì)程度應(yīng)嚴(yán)格要求，所選礦粉應(yīng)干燥、含水量不超過1%，親水系數(shù)小于1。配料時(shí)，0.075 mm以下的礦粉應(yīng)大于75%；粗集料規(guī)格約為5～10 mm、10～15 mm；配料孔隙率為3.5%～5%左右；粉膠比為0.9～1.5。

4.3 規(guī)范瀝青混凝土路面施工

（1）攤鋪環(huán)節(jié)。配置好瀝青混凝土混合料后，應(yīng)用專用泵送車輛運(yùn)輸。入場(chǎng)后檢查混合料各項(xiàng)參數(shù)，如含水量、坍落度等，無誤后開始攤鋪路面結(jié)構(gòu)。采用多臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)作業(yè)，注意控制好攤鋪機(jī)間距，攤鋪方法應(yīng)一致。攤鋪結(jié)束后，采用專用熱熨斗熨平接縫。攤鋪期間應(yīng)合理控制攤鋪機(jī)速度，保持勻速行進(jìn)；速度過慢時(shí)，會(huì)導(dǎo)致熨平板上下浮動(dòng)，影響攤鋪厚度，容易引起路面不平問題。根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004），攤鋪速度宜控制在2～6 m/min范圍內(nèi)，而改性瀝青混合料及SMA混合料則宜放慢至1～3 m/min。

（2）壓實(shí)作業(yè)。瀝青混凝土路面壓實(shí)所用設(shè)備包括鋼筒壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)、雙驅(qū)雙振壓路機(jī)等。該項(xiàng)目采用靜質(zhì)量≥25的輪胎壓路機(jī)和小型振動(dòng)壓路機(jī)，以及3臺(tái)雙驅(qū)雙振壓路機(jī)。正式碾壓前，可在試驗(yàn)段分析合理碾壓的次數(shù)、時(shí)間，試驗(yàn)段長度為60 m。經(jīng)試驗(yàn)，實(shí)施初壓2次、復(fù)壓5次、終壓2次的碾壓工序。各階段碾壓作業(yè)需同時(shí)進(jìn)行，不得隨意掉頭、停頓。由于溫度會(huì)影響路面壓實(shí)度，施工期間應(yīng)在高溫條件下進(jìn)行，且瀝青混凝土混合料溫度應(yīng)符合要求。普通瀝青混合料碾壓溫度應(yīng)≥90 ℃，改性瀝青混合料≥100 ℃。

碾壓結(jié)束后，根據(jù)瀝青混凝土路面質(zhì)量要求，試驗(yàn)檢測(cè)路面壓實(shí)度。壓實(shí)度檢測(cè)關(guān)鍵指標(biāo)為瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)孔隙率，檢測(cè)內(nèi)容包括碾壓當(dāng)天瀝青混凝土混合料的密度值、現(xiàn)場(chǎng)孔隙率。普通密級(jí)配瀝青，上中面層現(xiàn)場(chǎng)孔隙率應(yīng)在4%～7%以內(nèi)，最小極限值為3%，最大極限值為8%；下面層現(xiàn)場(chǎng)孔隙率為3%～8%，最小極限值為3%，最大極限值為9%。

5 結(jié)語

綜上所述，瀝青混凝土路面試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可提升公路施工質(zhì)量，使其壓實(shí)度、抗滑性等安全性能符合車輛安全要求。檢測(cè)過程中應(yīng)根據(jù)公路工程技術(shù)規(guī)范、檢測(cè)技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求，規(guī)范瀝青混凝土路面的試驗(yàn)檢測(cè)流程，準(zhǔn)確獲取檢測(cè)數(shù)據(jù)，為路面施工管理提供依據(jù)；使建設(shè)方基于試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，完善瀝青路面施工方案，從材料制備、攤鋪?zhàn)鳂I(yè)、路面檢測(cè)等多方面入手，加強(qiáng)公路路面施工的質(zhì)量控制，提升公路工程建設(shè)水平。

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