高速公路工程中沥青混合料的试验检测分析

发表时间:2021/6/4   来源:《工程建设标准化》2021年3期   作者:李腾飞 孟伟坤
[导读] 高速公路路面施工需要应用到沥青混合料,而沥青路面也是十分常见的结构形式,
        李腾飞 孟伟坤
        山东高速交通建设集团股份有限公司   山东济南   250101
        摘要:高速公路路面施工需要应用到沥青混合料,而沥青路面也是十分常见的结构形式,高速公路直接关系到人们的日常出行,如果路面存在质量问题,不仅会影响高速公路耐久性,还会威胁到驾驶人员和车辆安全。为了提高沥青混合料质量,在实际施工前,检测人员需要开展一系列试验检测工作,及时淘汰质量不达标的沥青混合料原材料,不断提高工程项目的总体施工质量,延长高速公路的运行寿命。
        关键词:高速公路;沥青混合料;试验检测
        1沥青混合料试验检测作用
        高速公路是人们日常出行非常重要的通行手段,也是推动经济发展的影响因素。现阶段我国高速公路覆盖范围越来越广,组织项目施工也受到人们的重视。高速公路工程中沥青混合料是非常关键的材料之一,保证沥青混合料质量也直接决定了高速公路工程的施工效果。对于沥青混合料的使用要组织试验检测,可以在试验检测环节展开检测数据的分析,判断混合料性能指标与预期要求是否相符,从而指导现场施工,优化沥青混合料试验检测的效果。
        2高速公路工程沥青材料的质量检验
        2.1耐久性要求
        沥青路面耐久性是指沥青路面在气候和交通荷载作用下坚持原有功能的能力。路面结构要长时刻承受交通荷载和冷、热、干、湿等气候要素的反复作用,逐渐导致疲劳破坏和塑性变形累积。为便于后期养护,应严格选用沥青、碎石等原材料,控制沥青混合料的生产,使其达到预期的功能要求,从而有效地加强耐久性,确保公路的稳定运用。
        2.2强度和载荷要求
        沥青材料是公路工程路面施工的主要材料。在工程建设的全过程中,沥青材料的强度和合作比必须满足相应的需求,才能正常运用,并具有杰出的运用效果,同时也能进步其运用寿命。如果沥青材料自身强度不行或配比偏低,跟着时刻的推移,路面会出现裂缝、车辙、凹坑等,严重时甚至崩塌,不仅影响高速公路的运用寿命,还会造成更大的安全事故。因此,施工人员和检测人员应注意沥青自身的功能,并进行相应的监测,以确保公路工程的稳定发展。
        3高速公路沥青混合料常规试验检测要点分析
        3.1沥青混合料沥青含量、矿料级配试验检测要点
        沥青含量现阶段我们大多采用高温燃烧炉法及离心分离法,高温燃烧炉法因快速简便目前得到越来越广泛的应用,并对燃烧后的沥青混合料进行筛分试验,及时控制生产及施工质量。第一,对同一种沥青混合料进行标定,确定沥青用量的修正系数和筛分级配的修正系数。第二,根据沥青用量修正系数大小合理选择燃烧温度及对应燃烧温度下的修正系数,482℃±5℃或538℃±5℃,并确保试样在燃烧室完全燃烧。第三,将完全燃烧并冷却至室温的混合料进行筛分,并计算试样的分计筛余,累计筛余百分率,通过筛分百分率,绘制级配曲线图并分析其组成是否符合设计要求。
        3.2沥青混合料密度试验检测要点
        当前时期,我国高速公路工程项目沥青混合料使用量不断增加,检测人员需要对沥青混合料的密度进行严格的检测,从而计算出沥青混合料试件的空隙率、矿料间隙率等各项体积指标。具体的检测内容如下。首先需要对原材密度进行检测,制作好马歇尔试件。在开展试验检测工作之前,检测人员需要制作马歇尔试件,采用击实法制作试件,用标准击实仪双面击实75次,试件高度必须符合63.5mm±1.3mm,若不符合要求,必须废弃。其次,对满足高度要求的马歇尔试件进行了密度试验。对于吸水率小于2%的沥青混合料试件,采用表面干燥法测定密度。首先,选择合适的浸泡天平,最大称量应满足试件的质量要求。首先称量干燥试件的空气质量,然后称量试件的水质量。当称量水团时,天平读数只有在保持稳定后才能读取。最后,称量试件表面干质量,计算试件的总体积相对密度和总体积密度,进一步计算沥青混合料的气量孔隙度、饱和度、矿物孔隙度等体积指标。第三,对试验数据进行了准确的分析和计算。


        3.3沥青混合料马歇尔稳定度试验检测要点
        第一,做马歇尔马歇尔稳定度、流值的试件必须符合高度和直径要求,量测高度时用粉笔通过圆心交叉画一个对称的十字,测量离试件边缘10mm处4个方向高度。第二,恒温水槽必须恒温60℃,温差不超过1℃,试件保温时间30min-40min。第三,试件保温的同时,必须将马歇尔试验仪的上下压头也放入恒温水槽中保温。第四,检测时采用自动马歇尔试验仪,最大荷载不得小于25kN,加载速率应保持稳定。第五,试件从恒温水槽中取出到试验结束必须在30s内完成。
        3.4沥青混合料水稳定性试验检测要点
        第一,浸水马歇尔试验。工作人员制作标准马歇尔试件,将试件放置于水槽内部且水槽始终保持恒温,放置时间以48h为准,再测定沥青混合料稳定度。第二,真空饱水马歇尔试验。制作得到的沥青混合料试件,在真空干燥器内放置,随后关闭进水胶管,同时开启真空泵,保证干燥器真空度大于97.3kPa。且该状态保持15min左右。以上操作结束后,将进水胶管开启。通过负压作用影响,冷水流浸没试件,该状态维持15min,随后便可以恢复到常压状态。将试件取出转移到规定温度的恒温水槽中,放置48h进行保温处理。最后便可以展开马歇尔试验;第三,冻融劈裂试验。沥青混合料试件随机选一组放置于常温状态下,第二组试件在真空条件下饱水处理15min,待15min后可恢复至常压后再在25℃±0.5℃水槽内放置0.5h,再将试件放入塑料袋中,加10mL水,再转移到-18℃±2℃的冰箱中冻16h,立即取出试件放入60℃恒温水槽里放置24h,再在25℃水槽中养生不少于2小时之后取出,检测劈裂强度。而第一组试件也在25℃恒温水槽中养生不少于2h,取出之后检测劈裂强度。根据冻融劈裂试验来检验沥青混合料的抗水损害能力。
        3.5沥青混合料高温稳定性试验检测要点
        车辙实验是沥青混合料功能实验中最重要的目标。动态稳定性能较好地反映沥青路面在高温季节抗车辙的能力。经过展开车辙实验,可以帮助检测人员更好地判断沥青混合料的高温稳定性是否契合规范要求。车辙实验要点如下。首先车辙实验温度为60℃,胎压为0.7MPa,速度为42次/min;其次,车辙机必须安装在恒温箱中,恒温箱至少能坚持三个试件恒温进行实验。第三,假如直接取拌好的沥青混合料制造车辙试件,必须尽快将混合料放入保温桶内制造。假如温度稍低,可以在烤箱中加热,但不能超过30分钟,不允许再次冷却和从头加热零件。第四,车辙试件在室温下放置不少于12h,改性沥青混合料放置不少于48h,试件在60℃±0.5℃恒温箱中放置不少于5h,坚持相同的温度进行实验检测工作。当试样的蠕变速率较小时,表明试样的抗车辙性能较好。
        3.6沥青材料检验
        沥青作为一种有机胶凝材料,主要是由一些高分子碳氢化合物、非金属衍生化合物构成,技术人员需要根据《公路沥青路面施工技术规程》文件内容与相关规定,合理选择沥青原材料,对采购进场的原材料进行检验检测,严格控制抽检频率,进行质量检测,保证沥青材料的性能指标达到规范标准,若如工程案例中出现的部分指标不达标的情况,则需要通过技术协调提升材料应用性能,若出现大多数性能指标不符合规定的情况,则禁止使用这批材料。
        在实际检验检测过程中,技术人员需要拓展检验重点,在检验沥青针入度、延度与软化点的基础上,着重分析材料的动力粘度、闪点、RTFOT后质量变化等,在检验结果数值高于标准数值时评定为合格。
        结论
        试验检测作为工程施工质量控制不可或缺的重要一环,其主要作用是对混合料质量进行控制以保证施工质量,确保路面耐久性、抗滑、抗车辙等使用性能,提高行车舒适性及安全性,加强试验检测管理,保证试验检测过程的规范性、数据的准确性与真实性。
        参考文献:
        [1]曹霞.公路沥青路面施工现场试验检测技术[J].工程建设与设计,2020(1):231-233.
        [2]李涛.高速公路路面工程施工的质量控制措施[J].工程建设与设计,2020(4):167-168.
        [3]李潇龙.沥青混凝土路面施工试验检测与质量控制[J].甘肃科技纵横,2020(5):59-61.
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