賴幼幼
(汕頭公路工程質(zhì)量監(jiān)督站,廣東汕頭 515000)
中國經(jīng)濟的高速增長推動了交通事業(yè)的發(fā)展,尤其是高等級公路的建設(shè)受到了社會各界的廣泛關(guān)注。公路建設(shè)中需要應用大量的瀝青路面,一旦工程施工不符合有關(guān)標準,便會造成瀝青路面開裂或毀壞,影響公路質(zhì)量。因而,應持續(xù)規(guī)范和健全公路管理辦法,保證公路工程的質(zhì)量。應用瀝青路面檢測技術(shù),可以有效地發(fā)現(xiàn)路面存在的問題并及時整改,對提升公路工程質(zhì)量十分有益。
公路工程的質(zhì)量與瀝青路面施工的質(zhì)量緊密聯(lián)系。瀝青路面施工結(jié)束后,必須對路面性能開展合理有效的檢測,并對發(fā)現(xiàn)的問題及時進行修補,這不但能保證路面質(zhì)量,也將對后續(xù)道路交通安全產(chǎn)生至關(guān)重要的保障作用。因為公路車流量大,所以必須保證瀝青路面具備較高的承載能力,以滿足交通運行要求。通過對瀝青路面材料進行檢測,可以控制瀝青原材料的質(zhì)量,保證工程的總體施工質(zhì)量,提升道路的抗疲勞能力和承載能力,增加瀝青路面的使用壽命。
瀝青路面在公路工程中的應用愈來愈多,為了確保其施工質(zhì)量達到應用規(guī)范,必須對其進行經(jīng)常性的檢測,以明確各施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量是否滿足有關(guān)標準和設(shè)計規(guī)定,及時處理安全風險,并為路面養(yǎng)護整改提供依據(jù)。檢測技術(shù)的有效應用對增加公路路面的使用壽命具備關(guān)鍵意義。尤其是近些年,伴隨著公路事業(yè)的迅速發(fā)展,各領(lǐng)域的檢測技術(shù)不斷創(chuàng)新,檢測結(jié)論的準確度也隨之提升??墒?,總體而言,瀝青路面檢測仍有很多不足,如檢測總體目標不明確、評價指標體系不健全、檢測設(shè)備老舊、檢測能力不全面等。此外,應用不同的檢測儀器所得出的結(jié)論也不同,影響了結(jié)論的權(quán)威性,如激光紋理儀和鋪砂法對構(gòu)造深層的測定結(jié)論有不同的評判規(guī)范,導致檢測的技術(shù)性操作過程難度系數(shù)大,結(jié)論準確度低。甚至還有一些工程項目仍然采用人工檢測方式,檢測技術(shù)陳舊、單一,檢測結(jié)論代表性差、準確度低,不可以作為路面施工質(zhì)量綜合考核的依據(jù)。
瀝青路面試驗檢測是控制瀝青路面項目施工質(zhì)量的有效方法,也是公路項目施工管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在公路工程中,對于瀝青路面的試驗檢測工作,要明確公路項目通車使用對于瀝青路面的質(zhì)量標準要求:
瀝青路面的承載能力是確保道路整體質(zhì)量的重要規(guī)范之一。因而,在公路設(shè)計之初,務必綜合考慮交通荷載對路面的影響,路面結(jié)構(gòu)必須符合有關(guān)設(shè)計規(guī)范。在正常的車流量標準下,應避免交通荷載毀壞路面結(jié)構(gòu)。
抗疲勞能力的關(guān)鍵作用是在瀝青路面投入使用一段時間后,能確保路面在交通荷載的不斷作用下不發(fā)生毀壞。通常導致抗疲勞能力低的根本原因是路面壓實度不足和原材料質(zhì)量不合格。
持續(xù)高溫下,瀝青混凝土的整體穩(wěn)定性很差,路面的抗疲勞能力和承載能力都在降低。同時,在交通擁堵的情形下,路面結(jié)構(gòu)會發(fā)生形變,瀝青材料向兩側(cè)堆積。導致該問題的原因是路面壓實度、瀝青質(zhì)量等不滿足工程要求。
在道路質(zhì)量檢測中,瀝青路面的耐低溫性能是關(guān)鍵指標之一。在晝夜溫差大的地域,如果道路質(zhì)量不符合工程標準,在熱脹冷縮作用下,瀝青路面在低溫環(huán)境下收縮,造成路面開裂,嚴重影響道路交通安全。導致該問題的直接原因是瀝青收縮率不合格、拉伸性能差。
瀝青路面的抗滑性能是道路質(zhì)量的根本。如果瀝青路面的防滑性能得不到保障,交通事故將難以避免,嚴重危害交通參與者的生命財產(chǎn)安全。因此,應加強瀝青路面的抗滑性能檢測。防滑性能與瀝青混凝土空隙率、路面結(jié)構(gòu)和平整度密切相關(guān)。
為了更好地控制瀝青道路的總體施工質(zhì)量,應高度重視瀝青混合料配合比設(shè)計方案,驗證其嚴謹性和合理性。可以采用模擬試驗檢測混合料配合比,在模擬試驗中應用配合比設(shè)計方案來發(fā)現(xiàn)其存在的問題,合理地改進和控制原材料的添加比例。在設(shè)計方案明確后,制作混合料試件作為工程施工規(guī)范。試件的性能如水穩(wěn)定性、低溫抗裂性、高溫穩(wěn)定性等還需要經(jīng)過試驗檢測。
其一,檢測水穩(wěn)定性的方案有浸水馬歇爾試驗、真空飽水馬歇爾試驗以及凍融劈裂試驗。
其二,檢測低溫抗裂性可采用間接拉伸試驗(劈裂試驗)、直接拉伸試驗、蠕變試驗、約束試件溫度應力試驗、切口小渠彎曲試驗、應力松弛試驗、彎曲破壞試驗。
其三,高溫穩(wěn)定性檢測方法最常見的有馬歇爾穩(wěn)定度試驗和三軸壓縮試驗,由于三軸壓縮試驗較為復雜,所以馬歇爾穩(wěn)定度試驗被廣泛采用。
攤鋪速度、寬度和厚度都會影響攤鋪施工的質(zhì)量。在施工前,應對攤鋪機開展全面檢查,避免攤鋪機在施工過程中出現(xiàn)異常,影響施工進度。一般情況下,攤鋪機的速度預置為2~6m/min,攤鋪寬度宜小于6m,瀝青面層的合理厚度應在12~18cm。
混合料攤鋪后,進入碾壓環(huán)節(jié)。路面的穩(wěn)定度和平整度與路面的壓實度息息相關(guān),應選用合理的檢測技術(shù)對壓實度進行檢測。鉆芯取樣法是檢測路面壓實度的常見方式之一,應在瀝青路面壓實作業(yè)完成后,再經(jīng)過一晝夜的冷卻才能進行,否則鉆芯取樣時會對路面混合料產(chǎn)生較大的擾動。取樣后,將樣品送到試驗室,根據(jù)壓實前后的相對密度來判斷壓實度。鉆芯取樣的過程比較繁雜,直接在路面上開展鉆芯取樣會導致路面毀壞,而且如果檢測方式或取樣方式不標準,檢測結(jié)論也會受到一定影響。
因此,可以選用核子密度儀檢測技術(shù)檢測瀝青混凝土的相對壓實度。核子密度儀不僅具備檢測結(jié)論精確、效率高、速度快的優(yōu)勢,還省掉了制樣、取樣等復雜的程序流程。
路面平整性測試是路面維修中的一個重要環(huán)節(jié),它涉及路面平整儀、三米直尺、平整儀、平整儀等。
4.3.1 激光道路平整度測量儀器:道路平整度激光測量儀器的特點之一,就是在使用過程中不會與地面發(fā)生碰撞,但不會降低工作的效率。這個裝置不僅可以用來檢查道路的平整程度,還可以測量道路的凹痕和斜坡,它的數(shù)據(jù)收集和處理都很好。在檢測道路平坦度的同時,相關(guān)車輛在道路上行進,配合已經(jīng)安裝好的激光感應器,測量出道路的高低。從而得出可以進行車轍分析的剖面圖。如果要進行垂直平面的運算,在汽車行進時,就需要獲取關(guān)于道路的縱截面的信息,其工作原理是在輪胎的輪胎上安裝一個激光傳感器來檢測道路的高低,通過加速度傳感器可以抵消汽車振動帶來的影響。
4.3.2 車載型顛簸累積儀:一種簡單、有效的道路平整度測量工具,它的作用是評估道路狀況,并進行不定時的道路平坦度測試和行駛舒適性評估,使用計算機進行記錄,有著高效率、低強度、迅速安全以及誤差較小的優(yōu)勢。車載型顛簸累積儀是一種反映式的平坦度測試裝置,它是利用車輛在經(jīng)過測試道路的過程中,在車輛的尾部和車體之間的方向上的累積位移來反映道路平坦程度。平坦程度越好,積累越少;不良的平坦程度會導致更大的累計數(shù)值。同時,這種累計數(shù)值的量度和裝載機的底板的懸掛系統(tǒng)特性有關(guān),因此,在裝貨后,必須對裝置進行校準以及道路維護規(guī)范。在確定了平整度、平整度儀標準差和三米直尺之間的聯(lián)系后,就可以開始測試了。在車上的搖晃累積計,則要根據(jù)車輛的載重和速度來測試,如果車輛發(fā)生了什么變化,就需要進行校準,保證車輛的準確性。真實的展現(xiàn)了路面平坦程度。
貝克曼梁法是一種測定路面彈性彎沉值的方法,可以用于檢測路面的承載能力。檢測過程中,將貝克曼梁插入檢測車兩個車胎之間的空隙中,而且車胎不與貝克曼梁直接接觸,隨后將內(nèi)徑百分表放置在承重梁的另一端,啟動車輛。車輛行駛過程中對路面持續(xù)碾壓,路面會產(chǎn)生變形,當內(nèi)徑百分表標值提升到最大值時,則可以記錄讀數(shù)。通過分析內(nèi)徑百分表的讀數(shù)獲得路面的具體變形量,結(jié)合檢測車的總重量和速率,可以計算出路面的承載能力。
公路雷達試驗是一種非破壞性、持續(xù)性的探測技術(shù)。它的測量精度與轉(zhuǎn)換速率有著密切的聯(lián)系。對于高級別的道路,由于對施工工藝和材質(zhì)的要求比較苛刻,所以在路面上的雷達波速并沒有太大的改變,大量的試驗和實踐數(shù)據(jù)證實了這一點;由于雷達與取心的測量是一致的,所以測量的偏差一般小于3%。雷達儀的探測是一種利用地面上的電磁脈沖進行探測的方法,當電磁波在地面上時,與各種介質(zhì)的邊界接觸,就會形成一種反射。雷達會接收并錄制回波的信息。在特殊的媒介里面,電磁波的傳播速率是恒定的,根據(jù)地底和地表的反射率,可以根據(jù)以下的方式,得出這個世界的下層深度,即道路的厚度。至于道路上的特殊地質(zhì)雷達,則是在行駛時,利用電磁探測技術(shù)進行探測。因此,這項技術(shù)具有高效、無損、連續(xù)的特點。采用雷達探測法對道路進行探測,一日可獲得數(shù)百米道路的每一層的道路厚度,并以三種方式存儲,一種是將探測到的路段的資料按照垂直方向排列,形成一張路層板厚圖;第二種是采用彩色立體鋪裝技術(shù)來顯示道路的斷面;第三種是將所有的數(shù)據(jù)都存儲在數(shù)據(jù)庫中,以備道路管理的需要。該系統(tǒng)不但能探測到瀝青鋪裝的厚度,還能探測到空洞、塌陷、裂縫、脫空等各種問題。
路面安全性能的另一個關(guān)鍵指標是路面抗滑性能,體現(xiàn)為路面能否防止車輪滑溜,保證安全行車,評價路面抗滑性能主要有構(gòu)造深度、擺值、橫向力系數(shù)三項指標。路面抗滑性能檢測選用人工鋪砂儀、車載式路面激光構(gòu)造深度儀測量構(gòu)造深度,擺式摩擦系數(shù)測定儀測量擺值的方法。此類設(shè)備的運用也應依據(jù)不同路面的性能和標準進行選擇。
其一,人工鋪砂儀法是在清理干凈的路面鋪上干砂,并盡可能攤鋪成圓形,用構(gòu)造深度尺通過砂面圓心量取兩個構(gòu)造深度值,取平均值代表路面的構(gòu)造深度。該檢測方法非常簡單,但容易出現(xiàn)比較大的偏差,不能全方位體現(xiàn)路面防滑性能。
其二,擺式摩擦系數(shù)測定儀測出的BPN 值可以體現(xiàn)路面抗滑性能。應用該檢測方法時,必須對其檢測結(jié)果進行校正,以保證檢測的精確性。原因是該檢測方法非常容易受路面環(huán)境溫度等客觀因素的影響,導致其檢測結(jié)論的準確度不高,因此該檢測方法不適用于大規(guī)模的路面檢測。
其三,車載式路面激光構(gòu)造深度儀在路面防滑性能檢測中較為常用,它是通過激光傳感器發(fā)射和接收漫反射信號的原理進行工作的。與其他檢測方法相比,該檢測方法具備高性價比、運送便捷、使用方便、性能可靠等優(yōu)勢。
彎沉值也是道路質(zhì)量檢測不可缺少的一個指標?,F(xiàn)階段,路面彎沉檢測技術(shù)有貝克曼梁法和自動彎沉儀法。
其一,貝克曼梁法的檢測值屬于靜態(tài)數(shù)據(jù)撓度值,該檢測法效率較低,測量精度也不易保障。
其二,采用自動彎沉儀法檢測路面彎沉時,測試速率會影響測試結(jié)論,為了降低影響,在運用該儀器時,必須按規(guī)定的測量范圍值開展測試,該檢測法對實際操作要求比較高,相應的,其工作效能也比較高。
可以通過人眼或視頻監(jiān)控設(shè)備直接進行路面破損檢測。該方法可以應用在外部影響因素較多的路段或損壞程度較輕的城市道路上。由于路面破損的多元性,因此可以選擇視頻監(jiān)控設(shè)備檢測法實時拍攝路面狀況。該檢測法操作更為便捷,受外部因素影響更小,工作質(zhì)量也更高。
總而言之,公路瀝青路面試驗檢測是一項十分關(guān)鍵的技術(shù)。由于瀝青路面的施工質(zhì)量直接影響公路工程的總體質(zhì)量,因此應依據(jù)瀝青路面施工的實際情況,結(jié)合瀝青路面質(zhì)量的相關(guān)規(guī)范,選擇適宜的試驗檢測技術(shù)。
總體而言,在公路工程瀝青路面施工中,為了更好地控制公路工程質(zhì)量,必須全方位提升公路工程的質(zhì)量水平、加強試驗檢測的技術(shù)實力,并根據(jù)檢測結(jié)論進一步完善設(shè)計方案、加強施工技術(shù)。同時,應依據(jù)我國交通領(lǐng)域相關(guān)要求,制定瀝青路面平整度、抗滑性能等相關(guān)指標規(guī)范,以保證瀝青路面質(zhì)量,合理延長公路使用壽命。在施工過程中,測試工作是施工質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié),也是一個很有可能被忽視的問題。因此,要提高工程施工的品質(zhì),提高瀝青混凝土的壽命,必須對試驗和檢測工作的重要性進行全面的了解;并以合理、科學的試驗計劃和試驗參數(shù)為依據(jù),獲得準確、準確的試驗資料,從而為今后的瀝青路面工程提供參考。