朱 昱

（新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國部分高速公路存在早期損壞的現(xiàn)象。引起早期破壞的原因有多方面，包括施工方法不恰當(dāng)或者施工工藝不合理等。預(yù)防早期破壞的重要手段之一就是控制施工質(zhì)量。瀝青路面是高速公路常見的路面形式，要做好施工過程的質(zhì)量控制，對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)是不可缺少的重要手段。因此，本文結(jié)合新疆某高速公路的AC—16型瀝青路面中面層對(duì)施工及檢測(cè)過程進(jìn)行分析，提出了四種較恰當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法，并通過細(xì)節(jié)監(jiān)測(cè)對(duì)各方法的可行性和效率加以驗(yàn)證。

1 四種檢測(cè)方法簡(jiǎn)介

1.1 現(xiàn)場(chǎng)無核密度儀控制技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)需要用到一種新型的設(shè)備，即無核密度儀，這種設(shè)備具有操作簡(jiǎn)單、節(jié)約時(shí)間、無破壞性的優(yōu)點(diǎn)。將無核密度儀放置于碾壓好的瀝青路面上，幾秒種以后就可以檢測(cè)出路面是否合格，這樣就從人力、物力上節(jié)約了成本，并有效地保證了路面的質(zhì)量。以前施工檢測(cè)常使用鉆芯法，而鉆芯法會(huì)在一定程度上損壞小部分路面，這種無核密度儀的檢測(cè)對(duì)路面絕無損壞，而且可以及時(shí)了解路面情況并加以控制。不過，該方法只能與鉆芯法結(jié)合使用，即首先用鉆芯法進(jìn)行標(biāo)定，并計(jì)算出標(biāo)定系數(shù)，然后用無核密度儀進(jìn)行控制，且需定期標(biāo)定，從而時(shí)刻保證路面安全。

對(duì)無核密度儀的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，需要考慮以下幾點(diǎn)：路面類型、瀝青路面的厚度、瀝青混合料的最大理論密度及數(shù)值單位的設(shè)置。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)GTM控制技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)GTM控制技術(shù)目前已經(jīng)較為成熟。它已經(jīng)成為了河北省高速公路瀝青路面施工檢測(cè)的核心方法，廣泛應(yīng)用于河北各地。這種現(xiàn)場(chǎng)的GTM控制方法主要是用于瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)，它可以代替馬歇爾法進(jìn)行瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)，不過并不適用于SMA瀝青混合料配合比的設(shè)計(jì)。

GTM是一種機(jī)械模擬，這種機(jī)械模擬主要應(yīng)用于柔性路面，且要求在荷載作用下進(jìn)行。它主要根據(jù)GSI≤1.05（GSI主要用于檢測(cè)瀝青混合料在壓實(shí)到平衡狀態(tài)時(shí)是否失去彈性，是對(duì)瀝青混合料穩(wěn)定性的量度，與瀝青混合料的永久變形有關(guān)，該指標(biāo)由最終旋轉(zhuǎn)角與中間最小旋轉(zhuǎn)角的比值確定）和GSF＞1.3（GSF指瀝青混合料被壓實(shí)到平衡狀態(tài)時(shí)的抗剪強(qiáng)度與行車荷載作用下需承受的剪應(yīng)力的比值）兩個(gè)力學(xué)性能指標(biāo)，與不同用油量下的試驗(yàn)結(jié)果，畫出用油量與試驗(yàn)結(jié)果的關(guān)系曲線，來決定瀝青混合料的設(shè)計(jì)密度及最佳瀝青用量，也可通過其來驗(yàn)證混合料的力學(xué)性能指標(biāo)。

1.3 動(dòng)態(tài)控制圖法

目前有一種較新的控制方法，即動(dòng)態(tài)控制圖法，主要應(yīng)用在瀝青混合料的拌和過程中，它能夠在線遠(yuǎn)程監(jiān)控瀝青拌和樓的拌和過程。動(dòng)態(tài)控制圖也稱為黑匣子，它監(jiān)控著瀝青混合料的拌和過程，無論是混合料的摻配比例還是其他各種材料的添加比例都能通過動(dòng)態(tài)控制圖加以展現(xiàn)，從而使監(jiān)督檢測(cè)人員及時(shí)處理瀝青拌和過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)誤差，以致給路面留下安全隱患。這也需要監(jiān)督檢測(cè)人員極強(qiáng)的分析能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)異常的部分，并且對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確無誤地處理，保障瀝青路面的安全。而異常波動(dòng)的出現(xiàn)，主要是因?yàn)樵牧霞?jí)配的變化和人為調(diào)整不當(dāng)，這種異常時(shí)常會(huì)給路面帶來不小的危害，所以必須加強(qiáng)對(duì)這些數(shù)據(jù)的控制。

1.4 燃燒爐法

動(dòng)態(tài)控制圖能夠?qū)r青的拌和過程進(jìn)行全面展現(xiàn)，而燃燒爐法則可以對(duì)影響動(dòng)態(tài)控制圖的瀝青混合料級(jí)配進(jìn)行檢測(cè)，并且具有快速、有效的優(yōu)點(diǎn)。這種方法不僅能夠檢測(cè)瀝青混合料的級(jí)配，還能夠檢測(cè)出瀝青用量，并進(jìn)行一定程度的控制，使瀝青路面的安全性和使用效果達(dá)到最好。

與傳統(tǒng)的離心分離法相比，燃燒爐法可以簡(jiǎn)便并快速地進(jìn)行檢測(cè)，減少許多操作步驟，這樣就極大地節(jié)約了檢測(cè)時(shí)間，減輕了檢測(cè)人員的工作量，同時(shí)又能夠迅速了解瀝青混合料的級(jí)配情況，也方便了對(duì)瀝青混合料級(jí)配的控制，更加節(jié)約了檢測(cè)成本。因此，現(xiàn)在全國各地絕大部分高速公路施工現(xiàn)場(chǎng)均使用燃燒爐法，它的廣泛應(yīng)用也促進(jìn)了施工進(jìn)程，提高了檢測(cè)效率，基本取代了舊的離心分離檢測(cè)法，是一個(gè)新的進(jìn)步。

2 施工檢測(cè)的主要參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

2.1 主要參數(shù)

在本工程中，采用GTM法對(duì)AC—16型生產(chǎn)配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)果見表1、表2。

表1 AC—16型集料摻配比例

表2 AC—16型礦料合成級(jí)配

該工程的GTM試驗(yàn)采用0.7MPa的設(shè)計(jì)壓強(qiáng)，根據(jù)上文提出的GSI≤1.05、GSF＞1.3的要求，可以計(jì)算出結(jié)果（見表3）。

表3 AC—16型集料GTM試驗(yàn)結(jié)果

2.2 黑匣子采集參數(shù)

拌和過程中黑匣子采集數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式如表4如所。

表4 施工過程中拌和樓數(shù)據(jù)采集表

從表4可以直觀地看出摻配比例是否滿足設(shè)計(jì)要求，說明黑匣子可以在施工過程中發(fā)揮重要作用。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)取樣GTM試驗(yàn)結(jié)果

在確定好參數(shù)之后可以從施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行取樣，并進(jìn)行GTM試驗(yàn)，通過試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，研究其是否能夠達(dá)到施工要求，并觀察是否與生產(chǎn)配比相符。這種GTM試驗(yàn)只需要1h就能夠判斷瀝青路面是否合格，比馬歇爾試驗(yàn)更加節(jié)約時(shí)間。相比而言，馬歇爾試驗(yàn)不僅用時(shí)長(zhǎng)達(dá)10h，而且試驗(yàn)效果也沒有GTM好，有可能無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面的不安全問題。因此，現(xiàn)在對(duì)高速公路瀝青路面的施工檢測(cè)多采用GTM方法。

表5為不同地點(diǎn)取樣進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)GTM試驗(yàn)的對(duì)比分析結(jié)果。

表5 不同取樣地點(diǎn)的GTM試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，在溫度一定的情況下，當(dāng)毛體積密度較大時(shí)，GSI與GSF值的下降較為明顯。GTM試驗(yàn)主要運(yùn)用于現(xiàn)場(chǎng)，并可以現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)證。一旦級(jí)配發(fā)生變化，還可以通過GTM試驗(yàn)對(duì)控制參數(shù)和混合料比例進(jìn)行調(diào)整，以保證路面的正常運(yùn)行。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)無核密度儀測(cè)試結(jié)果

遇到現(xiàn)場(chǎng)大面積的施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的碾壓會(huì)比較混亂，壓實(shí)是否均勻會(huì)成為一個(gè)最受關(guān)注的問題。為此，可利用無核密度儀對(duì)碾壓狀況加以檢測(cè)。這種設(shè)備可以有針對(duì)性地檢測(cè)出碾壓是否均勻，能夠避免由于碾壓不均勻而導(dǎo)致的路面破裂等安全問題。本文選取一個(gè)橫斷面上的11個(gè)點(diǎn)來進(jìn)行檢測(cè)，通過作圖可以看出碾壓是否均勻（見圖1、圖2） 。

圖1 碾壓均勻性控制圖

圖2 碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度關(guān)系曲線

由圖1、圖2可知，測(cè)點(diǎn)1是通過了6次碾壓之后滿足了壓實(shí)度的要求，而測(cè)點(diǎn)2在碾壓4遍后壓實(shí)度變化不再明顯，壓實(shí)度大概為93%，這是不合格的。

因此可知，無核密度儀是檢測(cè)壓實(shí)度最迅速、最準(zhǔn)確的方法。通過無核密度儀的檢測(cè)，可以及時(shí)、準(zhǔn)確地知道壓實(shí)度是否合格，能否達(dá)到公路正常運(yùn)行的要求，而且無核密度儀的檢測(cè)操作簡(jiǎn)便、用時(shí)短、效果好，通過它可以進(jìn)行多次檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果繪出直觀圖，這樣便能節(jié)約很多時(shí)間，也可以防止碾壓不均勻帶來的路面安全問題。

2.5 現(xiàn)場(chǎng)取樣燃燒后試驗(yàn)數(shù)據(jù)

燃燒法即燃燒爐燃燒法。其試驗(yàn)原理是把瀝青混合料放入538℃燃燒爐中30min左右，使瀝青混合料試樣充分燃燒和灰化，并將所形成的廢氣通過處理系統(tǒng)排出室外后剩余的質(zhì)量即是礦料質(zhì)量。再進(jìn)行篩分試驗(yàn)，對(duì)比礦料級(jí)配的變化情況。表6為不同取樣地點(diǎn)礦料級(jí)配和油石比的變化情況對(duì)比表。繼續(xù)跟蹤測(cè)點(diǎn)1和測(cè)點(diǎn)2，通過燃燒法對(duì)礦料進(jìn)行級(jí)配篩分，可以看出測(cè)點(diǎn)2油石比偏高，級(jí)配偏細(xì)，是造成力學(xué)性能指標(biāo)不穩(wěn)定和壓實(shí)度不夠的主要原因。

表6 不同取樣地點(diǎn)的燃燒法試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語

本文針對(duì)高速公路瀝青路面的施工過程及其檢測(cè)方法進(jìn)行了詳細(xì)分析，并且研究了四種檢測(cè)方法，發(fā)現(xiàn)各方法針對(duì)施工檢測(cè)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)有不同的作用，施工及檢測(cè)人員應(yīng)合理運(yùn)用，認(rèn)真、準(zhǔn)確地分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，從中找出問題并加以解決，以減少誤差，保證公路的安全使用。另外，檢測(cè)人員一定要從實(shí)踐中積極發(fā)現(xiàn)問題，這樣才能積累經(jīng)驗(yàn)，保證施工檢測(cè)質(zhì)量，以保障人們的出行安全。

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