摘要 在公路項(xiàng)目施工中,瀝青路面試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該技術(shù)通過(guò)對(duì)瀝青材料的性能、路面結(jié)構(gòu)層的厚度及平整度等核心指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)施工質(zhì)量的實(shí)時(shí)把控,旨在發(fā)現(xiàn)并解決潛在的質(zhì)量問(wèn)題,為優(yōu)化施工工藝、提高施工效率提供一定的科學(xué)依據(jù),有助于降低工程成本,提升整體施工質(zhì)量。鑒于此,文章以某公路工程試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告為例深入研究瀝青路面試驗(yàn)的檢測(cè)技術(shù),對(duì)于同類公路項(xiàng)目施工具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞 試驗(yàn)檢測(cè);公路項(xiàng)目;瀝青路面
中圖分類號(hào) U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949(2025)03-0045-03
0 引言
瀝青路面作為重要的路面結(jié)構(gòu)形式,其試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)是保障施工質(zhì)量的重要手段,近年來(lái)得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。路面試驗(yàn)檢測(cè)方法雖然在一定程度上能夠滿足施工需求,但在精度、效率和自動(dòng)化程度等方面仍有待提高。該文旨在深入分析公路項(xiàng)目施工中瀝青路面試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的原理、方法及應(yīng)用效果,探討其在提升施工質(zhì)量方面的作用和價(jià)值,以期為公路項(xiàng)目施工中的瀝青路面質(zhì)量控制提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。
1 公路項(xiàng)目瀝青路面試驗(yàn)檢測(cè)的意義
通過(guò)對(duì)瀝青材料的性能、路面結(jié)構(gòu)層的厚度及平整度等核心指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在的質(zhì)量問(wèn)題,對(duì)不同施工方法和材料的試驗(yàn)檢測(cè),篩選出最適合當(dāng)前工程條件的施工方案,提高施工效率,降低工程成本。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的新技術(shù)、新工藝和新材料引入公路建設(shè)中。通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè),可以驗(yàn)證這些新技術(shù)、新工藝和新材料的適用性和效果,為公路項(xiàng)目中的廣泛應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù),詳見(jiàn)圖1所示:
2 公路項(xiàng)目施工中的路面試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)分析
2.1 材料配比的試驗(yàn)檢測(cè)
根據(jù)路面的使用要求和交通荷載等級(jí),確定瀝青混合料的使用等級(jí),如AC-13、AC-20等。使用等級(jí)是基于路面的預(yù)期功能、車輛流量及預(yù)計(jì)的交通負(fù)荷進(jìn)行選擇。根據(jù)瀝青混合料類型選擇規(guī)范規(guī)定的礦料級(jí)配范圍,進(jìn)行材料選擇與材料準(zhǔn)備。參考相應(yīng)的規(guī)范和試驗(yàn)結(jié)果,保證粗集料的最佳含量范圍。粗集料在瀝青混合料中形成骨架,對(duì)混合料的內(nèi)摩擦角和穩(wěn)定性有重要影響?;诖旨系淖罴押糠秶驮囼?yàn)結(jié)果,進(jìn)一步確定瀝青和細(xì)集料的最佳含量范圍,一起填充粗集料之間的空隙。制備不同瀝青用量的試樣,進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn),以測(cè)定瀝青混合料的物理力學(xué)指標(biāo),如視密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值等。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪制關(guān)系曲線,并綜合確定最佳的瀝青用量。對(duì)設(shè)計(jì)好的配合比進(jìn)行一系列檢驗(yàn),包括水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定、低溫抗裂性能、滲水系數(shù)等的檢驗(yàn),整理并提交配合比設(shè)計(jì)報(bào)告,包括材料品種、配比、礦料級(jí)配、最佳瀝青用量等信息,供施工使用。檢測(cè)要求及項(xiàng)目以某工程馬歇爾試驗(yàn)為例,具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1所示:
試驗(yàn)檢測(cè)的首要步驟是依據(jù)不同的材料配比方案,準(zhǔn)確測(cè)量各種材料,制備出用于檢測(cè)的試塊。試塊將在高溫和低溫條件下分別進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)試和防裂性能測(cè)試。在高溫穩(wěn)定性測(cè)試中,通常將溫度設(shè)定為60℃以上,并通過(guò)壓路機(jī)反復(fù)碾壓試塊,收集并分析碾壓過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù);在低溫防裂性能測(cè)試中,需要繪制測(cè)試數(shù)據(jù)曲線圖,以便直觀地分析瀝青路面在不同材料配比下裂縫的形成情況,進(jìn)而準(zhǔn)確評(píng)估其低溫性能,篩選出最佳的材料配比方案[1]。
2.2 壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)
圖2所示是常見(jiàn)的瀝青路面壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)方法。
(1)鉆芯取樣法。以施工法規(guī)規(guī)定的方法,通過(guò)鉆取芯樣測(cè)定其毛體積密度與標(biāo)準(zhǔn)密度的比值,從而得出壓實(shí)度。此方法數(shù)量多,容易破壞瀝青路面的整體結(jié)構(gòu),影響路面的平整度及防水性能。鉆芯取樣的檢測(cè)周期長(zhǎng),可能會(huì)影響工程的建設(shè)進(jìn)度。
(2)核子密度儀法。核子密度儀是檢測(cè)壓實(shí)度較常用的方法,用于施工現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)建筑材料的濕密度和含水量,計(jì)算其壓實(shí)度[2]。
(3)無(wú)核密度儀法。該方法同樣適用于施工現(xiàn)場(chǎng)的快速測(cè)定,但其測(cè)定結(jié)果不宜用于評(píng)定驗(yàn)收。
(4)智能檢測(cè)法。通過(guò)瀝青路面智能攤鋪壓實(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),具有系統(tǒng)穩(wěn)定、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和傳輸?shù)奶攸c(diǎn),能夠長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)數(shù)據(jù),為事后的施工質(zhì)量追溯提供依據(jù)。
(5)灌砂法。此方法涉及標(biāo)定筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量、標(biāo)定量砂的單位質(zhì)量等步驟。通過(guò)灌砂、計(jì)算試坑內(nèi)砂的質(zhì)量等過(guò)程,可以計(jì)算試坑內(nèi)材料的濕密度、干密度及壓實(shí)度。
(6)孔隙度法。通過(guò)測(cè)量瀝青路面體積和孔隙體積,評(píng)估其密實(shí)度。
2.3 平整度試驗(yàn)檢測(cè)
(1)3 m直尺法,主要用于施工過(guò)程中的質(zhì)量檢測(cè)。將3 m直尺擺放在測(cè)試地點(diǎn)的路面上,通過(guò)目測(cè)或塞尺確定直尺底面與路面之間的最大間隙,進(jìn)而評(píng)估平整度。此方法簡(jiǎn)便易行,但精度相對(duì)較低。
(2)塞尺測(cè)量法。使用一套可隨身攜帶的塞尺進(jìn)行平面度的粗測(cè)。盡管這種方法在很多工廠仍被使用,但由于其精度不高且檢測(cè)效率較低,通常只能用于零件邊緣的平整度檢測(cè)。
(3)激光平面干涉儀測(cè)量法,特別適用于測(cè)量光潔的小平面,如千分頭測(cè)量面、量規(guī)的工作面和光學(xué)透鏡。該方法能夠提供相對(duì)較高的精度,但可能不適用于大面積或連續(xù)平面的平整度檢測(cè)。
(4)高程差檢測(cè)。使用高程差儀或激光測(cè)高儀測(cè)量道路縱向線路的上下起伏程度,通過(guò)取樣點(diǎn)的方式可較為準(zhǔn)確地評(píng)估路面的平整度。
(5)高精度激光測(cè)距儀。使用激光沿著道路表面進(jìn)行掃描,通過(guò)測(cè)量反射激光的時(shí)間計(jì)算道路表面的高程,進(jìn)而評(píng)估路面的平整度。高精度激光測(cè)距儀能夠提供高精度和高效率的測(cè)量結(jié)果,是現(xiàn)代化道路施工和檢測(cè)中常用的一種方法。
(6)慣性測(cè)量單元(IMU)。IMU可以安裝在車輛上,通過(guò)加速度計(jì)和陀螺儀等傳感器測(cè)量車輛在道路表面的振動(dòng)和變化,從而評(píng)估路面的平整度。這種方法可以在車輛行駛過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)路面的平整度,對(duì)于大規(guī)模的路面質(zhì)量檢測(cè)非常有效[3]。
2.4 平整度試驗(yàn)檢測(cè)
(1)直接測(cè)量法。適用于小面積和局部修補(bǔ)。具體做法包括選取代表性好、相對(duì)平坦且無(wú)明顯損壞的試驗(yàn)點(diǎn),使用木板或鋼板制作試驗(yàn)板(一般為1 m×1 m),并在板上做好標(biāo)志線和回彈球孔的位置。通過(guò)直接觀察和測(cè)量試驗(yàn)板與路面之間的間隙或高度差,評(píng)估路面的平整度。
(2)車載平整度測(cè)試儀器。適用于大面積和整個(gè)路段。這種專業(yè)的車載設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)記錄路面高度和坡度,并生成路面平整度報(bào)告。它可以在車輛行駛過(guò)程中進(jìn)行連續(xù)測(cè)量,提供高效、準(zhǔn)確的平整度數(shù)據(jù)。
(3)無(wú)人機(jī)測(cè)量。無(wú)人機(jī)搭載激光雷達(dá)等高精度傳感器,通過(guò)飛行過(guò)程中對(duì)路面的掃描和測(cè)量,獲取路面高度數(shù)據(jù)。這種方法具有非接觸、高效和廣泛適用的特點(diǎn),尤其適用于難以接近或大型路段的平整度檢測(cè)。
(4)激光掃描技術(shù)。利用激光掃描儀對(duì)路面進(jìn)行高精度掃描,獲取路面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理和分析,可以評(píng)估路面的平整度情況。這種方法具有高精度和快速測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。
2.5 抗滑性能試驗(yàn)檢測(cè)
(1)制動(dòng)距離法。通過(guò)在不同速度下模擬車輛在瀝青路面上的制動(dòng)過(guò)程,測(cè)量所需的制動(dòng)距離。較短的制動(dòng)距離意味著路面具有較好的抗滑性能。這種方法能夠直觀地反映路面在實(shí)際情況下的抗滑能力。
(2)偏轉(zhuǎn)輪拖車法(橫向力系數(shù)測(cè)試)。使用裝有特定輪胎和測(cè)量裝置的拖車,在路面上以一定速度行駛并施加側(cè)向力,通過(guò)測(cè)量輪胎與路面之間的橫向力系數(shù)評(píng)估抗滑性能。這種方法能夠較為準(zhǔn)確地反映路面在側(cè)向力作用下的抗滑特性。
(3)擺式儀法。使用標(biāo)準(zhǔn)的手提式擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀,在潮濕條件下測(cè)定路面對(duì)擺的摩擦阻力,通過(guò)測(cè)量路面的摩擦系數(shù)評(píng)估抗滑性能,適用于潮濕或降雨天氣下的路面抗滑性能評(píng)估。
(4)構(gòu)造深度測(cè)試法。其包括手工鋪砂法、電動(dòng)鋪砂法及激光構(gòu)造深度儀法。通過(guò)測(cè)量路面表面凹凸不平的開口孔隙的平均深度,評(píng)估路面的構(gòu)造深度和抗滑性能。這種方法能夠反映路面表面的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)抗滑性能的影響。
(5)濕度抗滑系數(shù)與干濕摩擦系數(shù)測(cè)試。通過(guò)測(cè)量瀝青路面在濕潤(rùn)和干燥狀態(tài)下的摩擦系數(shù),并計(jì)算其比值(濕度抗滑系數(shù)和干濕摩擦系數(shù)),評(píng)估路面在潮濕或降雨天氣下的抗滑性能。這些指標(biāo)對(duì)于評(píng)估路面的安全性和舒適性至關(guān)重要。
2.6 彎沉值試驗(yàn)檢測(cè)
檢查并保持測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)車的車況及制動(dòng)性能良好,輪胎胎壓符合規(guī)定的充氣壓力,用地中衡稱量后軸總質(zhì)量及單側(cè)輪荷載,測(cè)定輪胎接地面積,檢查彎沉儀百分表量測(cè)的靈敏情況??紤]瀝青路面的表層區(qū)域受天氣影響較大,在測(cè)定彎沉值時(shí)需要進(jìn)行溫度修正。這通常涉及試驗(yàn)時(shí)測(cè)定的氣溫及路表溫度,并參考前5 d的平均氣溫。根據(jù)所選用的方法(如靜載試驗(yàn)法、動(dòng)載試驗(yàn)法或無(wú)損檢測(cè)法),在預(yù)定的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行彎沉值的測(cè)定。這涉及施加荷載、記錄路面下沉情況或使用專門設(shè)備(如落錘式彎沉儀)模擬動(dòng)態(tài)荷載并測(cè)量彎沉值。在試驗(yàn)過(guò)程中,需要詳細(xì)記錄每個(gè)測(cè)點(diǎn)的彎沉值及其他相關(guān)數(shù)據(jù)(如溫度、荷載等)。之后,對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,以評(píng)估瀝青路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和性能。
2.7 滲水性能試驗(yàn)檢測(cè)
將瀝青路面試件放置在透水性試驗(yàn)系統(tǒng)上,并進(jìn)行固定。使用降雨模擬液模擬降雨條件,通過(guò)數(shù)字泵將降雨模擬液輸送到試件上方,以模擬自然降雨的情況。同時(shí),使用液位計(jì)測(cè)量降雨模擬液的流量。使用計(jì)時(shí)器記錄降雨初始時(shí)間,同時(shí)記錄試件下方流出的水量和試件表面的水珠數(shù)量。觀察試件表面的水珠能否快速滲入試件內(nèi)部,并記錄觀察結(jié)果。當(dāng)降雨時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后,停止降雨并記錄降雨時(shí)間。同時(shí),再次記錄試件下方流出的水量和試件表面的水珠數(shù)量。
根據(jù)試驗(yàn)記錄的降雨模擬液的流量和試件下方流出的水量,計(jì)算滲水量。根據(jù)試件表面的水珠數(shù)量和降雨模擬液的流量,判斷試件的滲水性能。水珠數(shù)量較少且降雨模擬液的流量較大,說(shuō)明試件的滲水性能較好。同時(shí),還可以參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,對(duì)滲水性能進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。
3 結(jié)論
在試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中,針對(duì)不同的性能指標(biāo),需要采用不同的試驗(yàn)方法和設(shè)備。該文對(duì)配比、壓實(shí)度、平整度、防滑性能及彎沉值等試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析。瀝青路面的滲水性能也是試驗(yàn)檢測(cè)的重要方面,通過(guò)滲水性能試驗(yàn)可以評(píng)價(jià)路面的排水能力。試驗(yàn)檢測(cè)的結(jié)果可以為公路建設(shè)的質(zhì)量控制提供重要依據(jù)。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,可以判斷瀝青路面的各項(xiàng)性能指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在的質(zhì)量問(wèn)題。
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收稿日期:2024-06-11
作者簡(jiǎn)介:李敏(1976—),女,本科,工程師,主要從事公路工程相關(guān)工作。