公路瀝青路面施工中現場試驗檢測技術應用研究

朱小東

（貴州順康檢測股份有限公司,貴州 貴陽 550014）

0 引言

瀝青路面應用在公路工程建設中比較常見。公路瀝青路面施工中現場試驗檢測技術的應用，是決定公路瀝青路面質量的關鍵環節。借助專業的測試與試驗，可以幫助施工單位明確瀝青路面性能，及時調整現場施工，以保證路面瀝青質量，滿足瀝青路面穩定性與抗滑性、耐壓性、抗裂性等要求，有效控制施工質量，確保公路工程建設的質量，保證人們出行安全，同時后期公路運行壽命也能達到預期目標。因此，施工單位要通過規范合理試驗檢測技術手段，及時發現施工建設中存在的質量問題，制定科學合理的解決措施，以更好地保證工程質量。通過研究公路瀝青路面施工中現場試驗檢測技術應用，從施工前、中、后不同階段明確施工技術，并結合工程案例實際情況掌握技術應用，旨在助力工程實踐，促進技術不斷完善。

1 工程概況

中山至開平高速公路中山段主線在翠亨新區馬鞍島與深中通道對接，向西跨橫門西水道，經南朗、火炬開發區、東區、沙溪、橫欄，跨磨刀門水道后進入江門，路線長約44.088 km。其中二期工程起于K10+910，于火炬開發區接一期工程，然后沿博愛路、南環路向西，跨石岐河后，與G105交叉后利用南環西延線走廊向西，跨廣珠西線高速之后，經橫欄跨磨刀門水道后進入江門，二期工程長約33.178 km。該項目交通量較大，軟基段較多，通過力學、水文、性能分析比較，并借鑒本地區運營高速公路成功應用經驗，綜合考慮氣候、水文、造價等方面因素，從降造及資源合理利用出發，推薦主線瀝青路面采用半剛性基層瀝青混凝土路面結構。該文就中開高速公路（下稱該項目）瀝青路面施工中不同階段現場試驗檢測技術應用分析。

2 公路瀝青路面施工中現場試驗檢測技術分析

2.1 施工前技術

公路瀝青路面施工中現場試驗檢測技術在施工前期，需要經過集料試驗檢測、瀝青試驗環節。其中，集料檢測主要是在密度檢測過程中獲得集料的表干密度、表觀密度數值。對集粒針片狀顆粒比例檢測時，可以采用游標卡尺。測試面層力學時，可以采用擺錘摩擦儀測量相關參數。該項目瀝青上面層試驗主要測試針入度、針入度指數PI、延度、軟化點T、運動粘度（135 ℃）、動力粘度（60 ℃）、閃點、溶解度、彈性恢復（25 ℃）、儲存穩定性（離析）、48 h軟化點差等。例如，在測量延度中，采用延度儀控制水面和樣品距離＞25 mm，觀察水溫情況和儀器是否搖晃[1]。如果瀝青熔化后沉底或浮起，就說明水密度存在問題，應當加入酒精與鹽來控制水密度，以此與瀝青密度接近。

2.2 施工過程技術

在公路瀝青路面施工中，現場試驗檢測技術要經過混合料檢測這一環節。檢測從目標配合比設計→生產配合比設計→生產配合比驗證開始，混合物料后經過篩選、測試，以保證指標規范。施工過程中混合料拌制、混合料運輸、混合料攤鋪、壓實及成型控制對混合料質量控制至關重要。施工過程控制要點：

2.2.1 混合料拌制

如間歇式拌和機混合料開盤生產周期不宜少于45 s（其中干拌時間不少于5～10 s）；若出現花白料，應廢棄及停機，進行分析原因。排查是否以下原因。一查是否礦料、瀝青加熱溫度沒有達到要求；二查是否瀝青用量不足，沒有按照生產配合比嚴格下料；三查是否熱料拌和時間不足，攪拌不均勻；四查是否攪拌鍋葉片磨損；五查是否細集料用量偏多，應核查集料稱是否準確；六查是否回收粉用量比例偏大。

2.2.2 混合料攤鋪

熱拌瀝青混合料應采用瀝青攤鋪機攤鋪，推薦采用履帶式攤鋪機。攤鋪機料斗需要涂刷薄層隔離劑或防黏結劑。一臺攤鋪機鋪筑寬度宜小于7.5 m（3車道以上），通常兩臺或更多臺數的攤鋪機宜前后錯開10～20 m，呈梯隊方式同步攤鋪，兩幅之間搭接寬度應有30～60 mm左右，同時需要錯開車道輪跡帶，上下層位置錯開搭接，宜控制在200 mm以上。攤鋪機不得隨意變換速度或中途停頓，攤鋪時必須均勻、連續不間斷地緩慢進行。攤鋪機同時應避免在攤鋪過程中與其他物體碰撞，減少混合料離析，以提高平整度。瀝青路面鋪筑時遇雨季應合理安排盡量避開施工，已攤鋪的瀝青層因遇雨未進行壓實的應予鏟除。

2.2.3 路面壓實成型

壓實成型的瀝青混凝土路面應檢測壓實度及平整度，應配備滿足施工需求且性能良好的壓路機。壓路機在攤鋪機后面及時碾壓，要求慢而均勻、均衡，保持直線方向，均衡慢速碾壓，長度應與攤鋪速度相適應，并保持相對穩定，碾壓速度應符合設計要求。

折返時，要關閉振動改變方向，壓路機應成階梯形隨攤鋪機向前推進，折回處不能在同一橫斷面上。低溫狀況下壓路機不得反復碾壓，使石料棱角磨損、壓碎，破壞集料嵌擠。

攤鋪機攤鋪后進行初壓。初壓區長度相對保持較短，需盡快完成表面壓實，減少瀝青混合料熱量散失。宜采用鋼輪壓路機靜壓1～2遍。碾壓時壓路機驅動輪面向攤鋪機，從外向中心碾壓，在超高路段則由低向高碾壓，在坡道上應將驅動輪從低處向高處碾壓。

復壓應緊跟在初壓后進行且不得隨意停頓。盡量縮短壓路機碾壓段總長度，通常不超過60～80 m。密級配瀝青混凝土的復壓宜優先采用重型的輪胎壓路機進行搓揉碾壓，以增加密實性。每一個輪胎的壓力不小于15 kN，總質量要求小于25 t。選用關閉振動的振動壓路機或雙輪鋼筒式壓路機終壓碾壓不宜少于2遍，至無明顯輪跡為止。在近路緣石處應速度放慢，小心駕駛，避免出現緣石被移位或壓壞現象，但應防止漏壓。

2.3 施工后技術

施工后期，需要經過防滑檢測、平整度檢測、透水性試驗，以及施工試驗施工環節。試驗檢測過程中，需要注意防滑檢測隨機選擇試驗段，測量點在橫截面上，并位于道路的車輪軌道，把兩側的距離控制在1 m以上，從而計算結構深度參數。測量平整度時，需要注意控制精度，可以采用連續壓扁儀，并結合瀝青路面具體情況應用檢測技術，以保證試驗質量與效率。

3 公路瀝青路面施工中現場試驗檢測技術應用

3.1 現場密度試驗檢測技術應用

（1）梳子密度濕度儀技術。該技術通過放射性的元素來測定材料或土層內的含水量及密度。使用的范圍主要在施工現場中，不可用在評定或仲裁試驗中。散射法主要用于測定瀝青混合料的面層及表層，通過透射來測定基層及土基內的含水量及密度，從而計算壓實度。

（2）鉆芯法施工技術。該技術應用在瀝青路面中，選取的瀝青混合料芯樣試件的密度，從而評定瀝青面層的壓實度，可以應用在齡期長的結合料穩定基層與底基層檢測中。施工的壓實度一般會按照規定標準比，利用取樣的方法完成試驗。

3.2 平整度試驗檢測技術應用

測量平整度需要按照規定的標準量規，通過間斷、連續的測量來明確地表的情況。平整度和路面不同結構層次的平整性設計要求不同，不同結構的層面效果都可以通過面層測量。而面層的平整度與車輛行駛的舒適度、穩定性、安全性息息相關，采用該技術可以幫助施工單位全面明確路面的平整性。平整度試驗檢測技術，主要應用包含斷面、反應、顛簸累積儀器、連續式平整度儀器等設備，按照相應的技術，通過連續測試，以保證測試效率和質量水平較高，保證平整度測量結果的真實標準。

例如連續式平整度儀測試路面縱向相對高程的標準差（σ），用以表征路面的平整度。將平整度儀放在測試路段路面起點位置，保證測定輪位置在汽車行駛輪跡帶范圍內。將平整度儀與牽引汽車后部連接好，啟動牽引汽車，沿道路汽車行駛輪跡帶縱向行駛，橫向位置保持相對穩定。確認平整度儀正常工作。牽引平整度儀速度應保持勻速且沿車道方向平穩行駛，速度宜為5 km/h，最大不得超過12 km/h。如由于坑洞、接縫、構造物接頭、雨水井等人工構造物引起的跳動從記錄的曲線中剔除，不參加計算。

3.3 回彈彎沉測試技術應用

回彈彎沉值指的是標準后軸雙輪組輪隙中的最大回彈彎沉值。該技術應用主要通過回彈彎沉值來測定路基承載力?；貜棌澇林蹬c路基承載力成反比。

3.3.1 彎沉值簡述

彎沉（以0.01mm為單位），系指在規范規定的標準軸載作用下，路基或路面表面輪隙位置產生的總垂直變形（總彎沉）或垂直回彈變形值（回彈彎沉）[2]。設計彎沉值一般結合設計年限的車道預測通過的累計當量軸次，以及公路等級等來確定設計值。

3.3.2 竣工彎沉值

施工完畢后或進入竣工驗收階段，想要知道路面的設計是否符合標準要求，就要通過路面厚度計算來設計彎沉值。作為控制指標，此時驗收的彎沉值就是設計的彎沉值。將層底拉應力作為厚度計算的標準時，應當結合拉力計算結構厚度，并重新計算彎沉值，從而得出竣工后的彎沉值。

3.3.3 測試方法

該技術的測量方法主要通過貝克曼梁法、自動彎沉儀法、落錘式彎沉儀法等等。借助靜態測試或回彈模量，經過換算后得出彎沉值。

3.4 路面抗滑性試驗檢測技術應用

路面抗滑性是車輛在制動過程中產生的表面滑移作用力，大部分情況下將抗滑性視作路面特性，以輪胎和路面的摩阻參數來表示。表面特性包含了路面的粗細構造。在測試抗滑性時，一般采用構造深度測試法、制動距離法、擺式儀法，以及偏轉車輪法等等。不同測試方法在抗滑性測試中表現出不同的優缺點，應當嚴格按照技術應用標準及實際情況選用[3]。

例如，構造深度測試法在施工中的適用情況，主要針對瀝青路面和水泥混凝土路面的測定，通過測試構造深度，來評價路表排水性、抗滑性，以及粗糙度等。在裝入量砂時，要操作規范，不可用量砂筒直接裝量砂，避免影響量砂密度均勻性。將量砂倒在檢測路面上時注意攤鋪不可用力過猛或向外推擠。用鋼板尺測量圓的兩個垂直方向直徑，取平均值，準確至1 mm。也可用專用尺直接測量構造深度。該處的測試位置以中間測點的位置表示。

影響手工鋪砂法測試結果誤差較大的原因有很多，例如裝砂和叩擊方法無量化標準，不少人直接用量筒到裝砂的筒中裝砂，叩擊量筒力度大小不一，均致使量筒中的砂緊密程度不一樣，影響砂量。此外，攤鋪過程因掌握力度不同，攤鋪結果亦因人而異。

3.5 滲水試驗檢測技術應用

瀝青路面滲水性能不只間接反映了路面瀝青混合料的級配組成，也是瀝青混凝土路面水穩定性的重要指標[4]。如瀝青面層均透水，水勢必會進入基層或路基，使路面承載能力降低。相反，如果瀝青面層不透水，而表層透水很快，則不致形成水膜，對抗滑性能有很大好處。所以路面滲水系數已成為評價路用性能的一個重要指標。將塑料圈置于路面表面的測點上，用密封材料處理要密封的區域時，注意不要使密封材料進入內圈，如果密封材料不小心進入內圈，必須用刮刀將其刮走。將滲水儀放在套環上、對中，施加壓力將滲水儀壓在套環上，再將配重加上，以防壓力水從底座與路面之間流出。水面下降3 min已下降至500 mL刻度線過程中時間，水從底座與密封材料鑲嵌間滲出，則底座與路面間未完全密封，此試驗結果為無效。關閉開關，采用密封材料補充密封，重新試驗。

滲水試驗中，最大的難點之一是側滲問題，特別是針對粗型級配瀝青混凝土側滲較為突出的問題，考慮工程實際，規定當有側滲時增加外圈的密封寬度。實際上，滲水試驗時，滲水系數包含了豎向下滲和橫向下滲，增加外圈密封寬度是希望增加豎向下滲面積，從而減少橫向下滲量對滲水系數的影響。

3.6 路基路面損壞試驗檢測技術應用

路基路面損壞形式有路面錯臺、路面車轍、路面表觀損壞、路面脫空等。構造物端部接頭、水泥混凝土路面的錯臺高度是評價路面行車舒適程度的關鍵指標。當前，施工單位可以通過人工法和視頻法，測試瀝青路面和水泥路面裂縫、坑槽、斷板等表觀損壞，以評價路面技術狀況。在對瀝青路面進行損壞調查或判定時，若在路面的相同區域存在不同等級的單根裂縫損壞，且難以區分，則按照最嚴重的損壞等級計算；若單根裂縫穿過龜裂或塊裂的區域，則該區域里的裂縫長度不計入裂縫計算的總長度內。對于瀝青路面中的坑槽、松散、龜裂、塊裂損壞，若在路面的相同區域上存在不同等級的坑槽（松散、龜裂、塊裂）損壞，且難以區分，則按照最嚴重的損壞等級計算。

4 結語

綜上所述，路面檢測與管理是道路施工的重點內容，無論是市政道橋工程，還是普通公路施工，都要通過專業的測試技術來確定瀝青路面路用性能等參數，才能保證施工的有效性。通過對瀝青混凝土各個施工過程的試驗檢測，要把好工程質量關，保質保安全。公路工程瀝青路面施工現場試驗檢測技術發展較晚，施工單位還需要不斷強化這方面的實踐研究，充分發揮技術優勢，擴大技術應用范圍，為公路瀝青路面施工提供最佳保障。