路用沥青混合料试验检测技术探讨

2021-11-22 09:06:28 来源:写作指导

摘要:在高速公路工程建设中,沥青混合料对公路工程质量会产生直接影响,为了控制沥青混合料的配比问题,以高速公路工程建设为例,对高速公路工程中沥青混合料的试验检测要点进行了有效分析,并通过实际案例的形式对其应用效果进行了系统论述。实践证明,只有对沥青混合料稳定性指标进行准确测量,才能保证试验检测技术的适用性和实用性。

关键词:高速公路;工程建设;沥青混合料;试验检测分析

随着科技的不断进步,高速公路建设市场呈现多样化的发展趋势,采用的施工技术和工艺富含的科技含量也越来越高,对提高高速公路建设质量提供了科学保证。其中,公路试验检测技术应该将公路的使用性质和要求紧密结合,针对具体的施工项目和操作环节进行具体设计分析,对高速公路建设工程中使用的沥青混合料的施工环节进行论证得知,试验检测技术的运用在很大程度上提高了高速公路的整体施工质量和建设水平。

1沥青混合料检测要点分析

1.1科学选材,确保沥青混合料工程质量检验

配比与搅拌沥青混合料是沥青混凝土混合涂料施工环节的重要工序。在控制沥青混凝土混合料配比环节中需要根据阶段性施工要求,通过马歇尔试验确定沥青混凝土混合料的类型与配制比例,并对各项设计参数的有效性与稳定性予以检测,还要严格控制沥青混合料的搅拌加热时长与温度,并根据施工现场及周边场区的空气温湿度实行调整,避免出现搅拌施工参数不合理导致混合料出现离析、分层、花白等问题,及时采取误差补偿方式实施校准与调整。

1.2标准试验

当高速公路路面高度较高时,沥青混合料的搅拌部分必须存放于实验室,并提交相应检测报告,检测数据信息采集的准确度对测试人员来说是至关重要的,集料分离对沥青混合料整体级配有着重要的影响,所以抽检样品要有代表性和示范性,才能保证试验检测的成效和真实。

1.3科学验证

高速公路沥青混合料的成分必须经过充分论证和科学检验,以保证各项指标符合设计要求和使用标准,具体级配参数如表1所示。

2高速公路沥青混合料常规试验检测要点分析

高速公路沥青路面因其平稳、舒适、震动小、噪声低和磨耗较小等优点而被广泛应用,沥青混合料可以增强道路稳固性、耐久性和行驶的安全系数,其抗冻性和强度等因素决定着沥青和混凝土的配比,要在考虑标准轴载数的同时控制好沥青混合料与其他基础材料的配合比参数,确保沥青混凝土充分发挥其优势性能。

2.1沥青混合物中沥青含量和矿物级配测试点

1)标定同一种沥青混合料的沥青用量和筛度的修正系数。2)加热炉温度应控制在538℃±5℃,以保证试样完全燃烧。3)将混合料完全烧焦,计算样品筛渣,并计算累积筛渣比例。绘制筛选部分的分离曲线,分析其组成是否满足设计要求。

2.2沥青混合料密度试验检测要点

首先,检测人员需要对沥青混合料的密度进行严格检测,确定其体积指标,如空隙率、矿料空隙率等。1)先要做好马歇尔的试件,再进行马歇尔测试和检验,按压制法制作样品。使用75次的标准压缩设备[1],试件的高度在空白模式下应满足63.5mm±1.3mm(压缩)的要求。2)采用马歇尔试件密度的压实度(Km)和最大理论密度的压实度(KL)双控标准检验面层压实度,Km≥96%,93%≤KL≤97%;中面和下面层渗水系数不大于120mL/min,上面层不大于80mL/min。先选择合适的浸渍秤,最大重量符合样品质量要求;然后称取干燥样品的空气质量,再称取水分,称重水团时要在保持稳定的情况下才能读取天平读数;最后得出相对体积及试件指标,并计算沥青混合料气量、体积指数、孔隙度、饱和度和矿物孔隙度[2]。3)对试验数据进行准确分析计算,为确定沥青混合料的质量是否符合规范要求,应根据工程设计要求对试验数据再进行比对校验。

2.3沥青混合料马歇尔稳定度试验检测要点

1)控制拌和温度:沥青、矿料加热温度及混合料出料温度;确定拌和时间:根据沥青混合料的不同,拌和时间根据试拌确定,每盘拌和时间一般不少于45s,其中干拌时间一般不少于5s;改性沥青和SMA混合料的拌和时间应适当延长,一般为60s~70s,应切实保证沥青均匀裹覆。2)沥青混合料试验检测和生产过程中,填料可掺入2%的水泥代替矿粉,其中的矿粉含量应控制在30%以内。3)马歇尔试验机的上下冲击器必须置于恒温水箱内保温。4)沥青混合料的出料温度应控制在135℃~160℃之间,如果温度过高则沥青老化,温度过低则会使路面压实度无法得到保证。5)在检测时要使沥青混合料淹没集料,冷却时间保持在1h以上直至材料完全冷却,放置在恒温水槽中静置约30s,再观察混合料状态,以便及时调整沥青混合料配置。

2.4沥青混合料水稳定性试验检测要点

根据JTJ052—2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程,开展沥青混合料的水稳定性试验检测,以确定其力学性能是否与水有关或发生变化,水稳定性测试通常采取浸水马歇尔测试、马歇尔真空测试和冻融劈裂测试的方式进行。1)浸泡马歇尔试验。提前制作马歇尔标准样品,将样品放进容器内,保持恒温48h之后测量沥青混合料的稳定性。2)真空水饱马歇尔试验。将沥青混合料试样放入真空干燥机,关闭进水管,启动真空泵,确保干燥机真空度大于97.3kPa。此状态持续15min后再打开进水管,在负压冲击下,又回到正常压力,采样转移到恒温状态下持续48h加热,然后做马歇尔测试。3)冻融劈裂试验法。按TJJ036—98公路改性沥青路面施工技术规范的规定,冻融劈裂试验残留强度比应不小于80%。试验表明,混合料的冻融劈裂强度和未经冻融条件的劈裂强度值都较高,改性沥青混合料的残留强度比TSR达到95.8%,远大于80%的要求[3]。

2.5沥青混合料高温稳定性试验检测要点

在沥青混合料的性能测试中,车辙测试是一个重要指标,其稳定性是反映沥青涂层抗剪切性能的重要指标,一般主要采取人工检测和自动检测两种方式。在进行人工检测时,需要将检测仪器放置在车辙上方,车辙底部与检测横杆保持规定距离以保证实现检测结果的准确性;在进行自动检测时,利用激光检测及红外传感器检测技术,实现对车辙深度的测量,最终获取并计算出检测数据,不同样品组在检测时应保持温度一致,在低蠕变速条件下,查看试样是否具有较好抗车辙性能[4]。

3沥青混合料的实验检测研究

3.1空隙率指标试验检测

当前高速公路建设工程中多数采用该检测技术对沥青混合料孔隙率进行全面检测。1)应准备有关的马歇尔试件,以便进行后续检查。2)随后应对有关样品进行彻底检查,并通过70多次试验取得有关数据。3)利用相关数据和资料进行综合分析和计算,并根据工程需求进行相应的对比研究,以评估这些材料是否符合当前的设计需要。

3.2密度试验检测

对沥青混合料密度的测试主要包括以下内容:1)在甄选过程中要选择合适的气候条件进行相关试验,以确保试验结果稳定可靠。2)去除岩心样品表面杂质,在保证稳定性的前提下对岩心样品进行测定,以确保岩心样品的整体质量。3)在样品槽内悬挂芯样。起泡后,调节水平线,芯样重量可在3min~5min内称量。4)然后从水箱中取出岩心样品,进行擦拭,确保没有多余的水,并对其进行两次称量以保证质量。5)用获得的质量数据进行计算,用相应的公式进行密度计算。

3.3水稳定性能试验检测在试验之前,应该对沥青混合料的力学性能进行相应分析和检测,再对水稳定性进行检测与综合分析,主要检测方法为:1)浸水马歇尔试验时,将混合物置于水温适中的容器内进行两天隔离保温工作,再对混合物的稳定性进行综合试验,计算分析样品的浸水温度,以确保混合物的稳定性与沥青混合料相一致。2)将沥青混合料配制成适当的混合物,置于真空干燥器内,密封进水管道,确保干燥器真空度超过97.3kPa,保持15min,再打开水胶管,在负压情况下将水注入空隙并浸入样品,浸泡15min左右再将其去除,最后放置在恒温水槽中确保饱和度和水残留的稳定性。3)试验要求将沥青混合料分成不同小组进行,将一组置于25℃的水中浸泡,待2h后进行强度检验;另一组在0.09MPa的压力下浸泡15min后恢复到正常状态,然后把它放在-18℃的冰箱中保存16h,最后拿出相应样品,再对其强度进行全面检测。

3.4高温稳定性能试验检测

车辙试验是测定沥青混合料稳定性的重要手段,主要包括以下几点:1)对集料进行监控检测,再进行全面的密度试验,为定型的混合料使用提供基础;2)确定沥青混合料的油料配比参数;3)确定减压试样数量后进行弯曲试验,在相同温度下采用轨宽检测[5],如果蠕变速率较低,则抗车辙能力比较强,沥青混合料的施工温度指标如表2所示。

3.5低温抗裂性能试验检测

冷裂(低温抗裂)试验要求在-10℃以下进行全面测试,并对其进行弯曲试验,以识别和评估相应承重指标,沥青混合料试验完成后,要利用相关数据进行综合鉴定分析,以确保质量符合设计指标和质量要求,保证高速公路建设质量。

4结语

沥青混合料的性能和质量作为保证道路运输质量的关键,必须通过检测技术优化和控制。为了达到预期的使用效果,应对沥青混合料进行设计实验和检测分析,从而使所配方的沥青混合料达到高速公路需要的标准和要求。

作者:程丽立 单位:山西路桥第六工程有限公司