黎 明
(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550000)
高溫穩(wěn)定性是指抵抗流動(dòng)變形現(xiàn)象的能力,因?yàn)r青路面自身強(qiáng)度和剛度都會(huì)伴隨溫度不斷升高而降低,所以為防止瀝青路面在氣溫較高的季節(jié)由于受到行車(chē)荷載持續(xù)作用而產(chǎn)生病害,包括波浪、推移與車(chē)轍,對(duì)瀝青路面而言,必須具有足夠高溫穩(wěn)定性。
所謂低溫抗裂性,是指在低溫條件下抵抗裂縫產(chǎn)生的能力。當(dāng)溫度降低時(shí),瀝青路面的勁度將增加,此時(shí)受到外界荷載持續(xù)作用,將使部分應(yīng)力無(wú)法及時(shí)得到松弛而因此不斷積累,積累的應(yīng)力如果超出材料自身抗拉強(qiáng)度,將引起開(kāi)裂,使路面被破壞。因此,在溫度較低的條件下,瀝青路面需要有相對(duì)較低的勁度與足夠的抗變形能力。
水穩(wěn)性是指抵抗因水的侵蝕作用而產(chǎn)生病害和破壞的能力,包括坑槽、剝離與松散等。水的存在不僅會(huì)降低瀝青粘結(jié)力,而且還會(huì)破壞瀝青和礦料之間保持的粘聚力,使剝離速度大幅加快,導(dǎo)致路面出現(xiàn)水損害。因此,瀝青路面必須具有良好水穩(wěn)定性,只有這樣才能使路面足夠耐用。
耐疲勞性是指瀝青路面受負(fù)荷持續(xù)作用后抵抗破壞產(chǎn)生的能力。瀝青路面施工過(guò)程中會(huì)受到車(chē)輛車(chē)輪荷載持續(xù)作用,使應(yīng)力應(yīng)變始終處在交迭變化狀態(tài),容易使路面結(jié)構(gòu)自身強(qiáng)度降低。在荷載作用的次數(shù)達(dá)到一定程度后,受荷載持續(xù)作用下,路面應(yīng)力將超出強(qiáng)度降低之后的抗力,導(dǎo)致路面開(kāi)裂,出現(xiàn)疲勞斷裂破壞等現(xiàn)象。因此,瀝青路面必須具備良好的耐疲勞性。
瀝青路面施工需要用到很多原材料,如瀝青、集料等,原材料試驗(yàn)檢測(cè)的目的在于確定原材料性能能否達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求,尤其是集料的試驗(yàn)檢測(cè),起到了決定性作用,對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行控制能起到保證整個(gè)路面工程質(zhì)量的作用。取樣在集料試驗(yàn)檢測(cè)中是至關(guān)重要的一步,實(shí)際的取樣質(zhì)量將對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果造成很大的影響。對(duì)此,在集料取樣過(guò)程中,應(yīng)取具有良好代表性的試樣,并保證取樣均勻性,注意不能和大多數(shù)集料存在太大的區(qū)別或差距,以此得到該批集料真實(shí)的質(zhì)量參數(shù)。在對(duì)集料進(jìn)行性能檢測(cè)時(shí),需通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)確定的性能有密度、針片狀顆粒含量和力學(xué)性能等,不同性能指標(biāo)的試驗(yàn)檢測(cè)需采用不同的方法,比如在密度的試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中,一般采用網(wǎng)籃法,在確定集料試樣干重、水中重與飽和重后,通過(guò)計(jì)算確定試樣的密度與相對(duì)密度。而對(duì)集料的針片狀顆粒含量進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)時(shí),大多采用游標(biāo)卡尺法,對(duì)集料試樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)檢測(cè)時(shí),主要利用壓力機(jī)確定試樣極限承載力,并借助米光機(jī)檢測(cè)確定試樣磨光值。可見(jiàn),任何一項(xiàng)試驗(yàn)檢測(cè)都需要使用相應(yīng)的儀器設(shè)備來(lái)完成,因此應(yīng)認(rèn)真做好儀器設(shè)備標(biāo)定、檢查和日常保養(yǎng),使其始終處在良好狀態(tài),保證試驗(yàn)檢測(cè)順利完成,并得到真實(shí)準(zhǔn)確的結(jié)果。
路面施工開(kāi)始前,應(yīng)在試驗(yàn)室根據(jù)項(xiàng)目具體情況進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)可將之前的試驗(yàn)檢測(cè)成果作為依據(jù)。配合比直接影響路面質(zhì)量,要想保證路面質(zhì)量,說(shuō)先要保證配合比的合理性與可行性。對(duì)此,在實(shí)際工作中,可采用模擬試驗(yàn)的方法,通過(guò)模擬試驗(yàn)對(duì)混合料配合比進(jìn)行不斷調(diào)整,直至得到最佳配合比。通過(guò)試驗(yàn)確定的配合比,可作為施工過(guò)程中各類(lèi)原材料摻配的控制標(biāo)準(zhǔn)。路面施工中,要先進(jìn)行試件的制備,并將其用于實(shí)際的路面施工,確定試件各項(xiàng)性能能否達(dá)到要求。在熱穩(wěn)定性的試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中,溫度應(yīng)達(dá)到60 ℃以上,然后采用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,對(duì)碾壓時(shí)各項(xiàng)數(shù)值進(jìn)行測(cè)量和記錄,確定達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的具體數(shù)值。在對(duì)低溫抗裂性進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)時(shí),理論上和高溫穩(wěn)定性類(lèi)似,但需要將溫度控制在相對(duì)較低的水平,然后對(duì)試塊的低溫彎曲蠕變性進(jìn)行試驗(yàn),在得到試驗(yàn)結(jié)果后,將其繪制成曲線,以此分析確定低溫可能對(duì)路面造成的不利影響。而對(duì)水穩(wěn)定性而言,主要采用凍融劈裂的方法來(lái)確定路面強(qiáng)度,進(jìn)而分析確定路面結(jié)構(gòu)水穩(wěn)定性。
瀝青路面攤鋪和碾壓完成后需對(duì)其壓實(shí)度進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè),壓實(shí)度會(huì)影響路面的平整度與整體穩(wěn)定性。壓實(shí)度檢測(cè)方法以鉆芯取樣分析為主。在完成了路面的攤鋪和碾壓施工,并路面溫度自然冷卻后,通過(guò)鉆芯獲得芯樣,然后送交試驗(yàn)室對(duì)其密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)比碾壓之前和之后的實(shí)際密實(shí)度情況。該方法操作比較復(fù)雜,而且還會(huì)對(duì)路面造成一定程度的破壞。如果取樣時(shí)操作不規(guī)范,將使檢測(cè)結(jié)果失真,進(jìn)而無(wú)法為碾壓工藝的調(diào)整提供可靠依據(jù)。對(duì)此,現(xiàn)在又提出了很多可檢測(cè)確定瀝青路面壓實(shí)度的方法,如核子密度儀法,該方法是指在現(xiàn)場(chǎng)直接利用核子密度儀檢測(cè)確定路面壓實(shí)度,不僅操作簡(jiǎn)單,而且檢測(cè)速度快、準(zhǔn)確度高,能防止中間操作對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)造成的影響,是當(dāng)前應(yīng)優(yōu)先考慮的一種壓實(shí)度檢測(cè)方法。
平整度檢測(cè)方法在過(guò)去以3 m直尺法最為常用,該方法通過(guò)對(duì)尺底和路面之間距離的測(cè)量來(lái)確定路面平整度狀況。雖然操作方便,但容易產(chǎn)生誤差。為解決這一問(wèn)題,現(xiàn)在又提出了很多新方法,其中最具優(yōu)勢(shì)的就是采用連續(xù)平整度儀進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于連續(xù)平整度儀,它是一種新型路面平整度檢測(cè)儀器,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)檢測(cè),具有很高的檢測(cè)精度,現(xiàn)在已經(jīng)在很多工程中得到應(yīng)用。然而,該儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,容易損壞,對(duì)運(yùn)輸和保存都提出了很高的要求,適用范圍并不是很大。對(duì)此,又提出了一種基于車(chē)輛顛簸的路面平整度檢測(cè)方法。該方法是指在車(chē)輛上安裝傳感器,然后通過(guò)車(chē)輛行駛來(lái)路面顛簸數(shù)據(jù),以此確定路面平整度。該方法以傳感器為核心,具有很高的準(zhǔn)確度,而且可在任何情況下使用。
對(duì)于瀝青路面,其強(qiáng)度試驗(yàn)檢測(cè)主要采用貝克曼梁法,具體的檢測(cè)過(guò)程為:在檢測(cè)車(chē)輛車(chē)輪之間設(shè)置貝克曼梁,此時(shí)注意貝克曼梁不能和輪胎接觸,然后在貝克曼梁其中一端安裝百分表。完成以上步驟后,啟動(dòng)車(chē)輛,車(chē)輛在路面上行駛會(huì)使路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生輕微變形,當(dāng)百分表數(shù)值增大至一定程度后,自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)百分表所記錄的數(shù)值,通過(guò)適當(dāng)?shù)姆治黾纯纱_定路面變形情況。當(dāng)車(chē)輛自身重量與行駛速度均已知時(shí),可通過(guò)計(jì)算確定路面強(qiáng)度,進(jìn)而判斷實(shí)際的路面強(qiáng)度能否達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。
綜上所述,瀝青路面作為現(xiàn)階段最常用的一種路面形式,需要具備良好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)性和耐疲勞性。為驗(yàn)證瀝青路面性能能否達(dá)到要求,需要通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)進(jìn)行。因此,試驗(yàn)檢測(cè)無(wú)論是對(duì)瀝青路面的取材、施工還是質(zhì)量控制與評(píng)價(jià)都有十分重要的作用與意義,必須引起相關(guān)人員的高度重視。