摘要:沥青路面由于具有施工技术成熟、行车舒适安全以及养护维修方便等特点,在我国公路工程中得到了广泛的应用。然而随着公路交通量的不断增长以及重载交通的增加,沥青路面早期损坏越发严重,试验检测工作是公路工程施工技术管理中的一个重要组成部分,也是公路工程施工质量控制和竣工验收评定工作不可缺少的主要环节。本文分析了沥青混合料试验检测技术。
关键词:沥青混合料;试验检测;技术
1 沥青混合料及其分类
1.1 沥青混合料概述
由于沥青混合料的性能十分稳定,这种路面铺设材料在我国得到了广泛的应用。沥青混合料是以沥青为结合料,并在沥青中掺入碎石、砂、矿粉等骨料,混合而成的矿物混合料。沥青在一定温度下呈液态,因此这些混合料通过加热拌合能够很好的与沥青混合。目前我国常用的沥青有石油沥青、煤沥青和天然沥青等,随着我国沥青工业的发展,更是有多重特种沥青混合方式适用于不同地区不同环境的路面建设。沥青路面具有平整、防水性好、使用寿命长等优点,由于沥青凝固后具有一定的物理弹性,并且摩擦力较好,因此这种路面仍然具有十分广泛的应用前景。
1.2 沥青混合料的分类
沥青混合料可以按照沥青种类、施工温度、矿质混合料级配类型、最大粒径进行分类,按照沥青种类对沥青混合料进行分类可以分为石油沥青混合料、煤沥青混合料和天然沥青混合料三种。按照施工温度可分为热拌热铺沥青混合料和常温沥青混合料两种,热拌热铺沥青混合料就是沥青在加热状态下混合并进行铺设,而常温铺设沥青混合料是通过利用乳化沥青或稀释沥青在常温下混合铺设的常温混合料。沥青混合料按照矿质级配可分为连续级配混合料和间断级配混合料两种。沥青混合料按最大粒径分类可分为粗粒式混合料、中粒式混合料、细粒式混合料和沙粒式混合料,是以集料的最大粒径大小进行区分的。
2 沥青混合料试验检测技术
2.1 沥青混合料的密度试验
沥青混合料的密度试验有表干法、水中重法、蜡封法、真空法几种。表干法是通过测定毛体积相对密度对沥青混合料的孔隙率、油石比等进行参数计算,表干法是沥青混合料密度试验中的常用方法,广泛适用于吸水率不大于2%的各种沥青混合试件。水中重法与表干法的测量原理类似,是通过测量沥青混合料表观相对密度对沥青的孔隙率和油石比进行计算,水中重法用于测定几乎不吸水的密级配沥青混合料试件的表观相对密度。蜡封法是用于测定吸水率大于2%的沥青混合料的毛体积相对密度或毛体积密度。而真空法则适用于测定沥青混合料的理论最大密度,用于沥青混合料配比设计、路况调查等目的,不能用于吸水率大于3%的非改性沥青混合料。这几种方法原理虽然有些相似,但不同的方法其测量的沥青混合料种类是不同的,因此在进行沥青混合料密度测试时,应该根据沥青混合料的沥青密度情况,进行合理的方法选择,才能保证沥青混合料密度测试结果符合要求。
2.2 沥青混合料试验的马歇尔稳定度测试
马歇尔稳定度试验是对标准击实的试件在规定的温度和速度等条件下的受压,能够测定沥青混合料的稳定度和流值等指标,能够反应沥青混合料受水害时的抵抗剥落的能力,测试水稳定性。进行马歇尔稳定性试验时,首先将试件在恒温容器中保湿30~40分钟,之后将马歇尔试验仪放入同一温度环境中预热,预热完毕后将试件放置在试验仪的下压头上,调整好设备后开启设备使试件承受荷载,试验中马歇尔试验仪会自动记录并处理数据,当测出试件最大荷载后便可完成测试工作。
2.3 沥青混合料离析的检测方法
沥青面层集料离析区域与非离析区域的表面纹理深度会有明显的变化。铺砂法就是“沥青混合料表面构造深度试验”,通过把标准砂铺设在沥青面层上填补表面空隙,以填补的面积大小来计算构造深度,其中对砂子的粒径是有严格要求的,一般是要求25ml粒径为0.15-0.3mm的砂子。检测时,工作人员先要把空隙表面和附近的面层用刷子或扫把清扫干净,然后把定量的符合要求的砂子用人工砂铺仪铺到待检测的路面上。当砂子摊铺到要求的程度时,用专业工具如钢尺、卷尺或构造深度尺测量构造深度值,通过对比要求的集料离析标准,就可以知道离析的程度如何。铺砂法方法原理简单,测量方便,造价十分低廉,仍是目前最常用的检测构造深度的方法,也是最简单、最直观的判别集料离析的手段。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当然,这种法也会受许多主观因素和客观因素的影响,例如其中所用砂子的干燥洁净程度、受检路面含水量的大小、摊铺砂表面的凹凸程度、铺砂区的形状等,使检测结果受测试者主观意志和测试方法的左右,而且比较费时,劳动强度大。
2.4 沥青混合料黏附性试验。
在进行黏附性实验的过程中,需要施工人员选取200g直径在9.5mm~13.2mm之间的集料进行具体的操作,在实际的操作过程中,需要对集料进行清洗,并将其安放在温度为105℃的烤箱中进行烘干。随后,称取适当的沥青放置在烧杯中进行加热处理,直到其温度符合相关的要求为止,并采用四分法对备用颗粒称量。在上述的步骤完成之后,工作人员需要取出烤箱中的集料,将其放置在玻璃板上并将加热完成的沥青覆盖在集料上,并将其放置在室温环境中一小时进行冷却处理。随后,需要将集料放入到水温为80℃的恒温水槽中30min,并将从集料上剥离出来沥青捞出。最后将集料取出并放置在水槽冷水中,随后对接着沥青薄膜的剥落情况进行观察。
3 沥青混合料的试验检测控制
3.1 沥青混合料的取样
材料质量的好坏直接决定了路面的质量及其使用寿命。这其中的主要技术指标包括集料的级配、颗粒的大小形状、矿料的坚固性及其粘附性等等。由于矿质混合料合成级配的好坏主要是由材料的分档和级配来决定的,因此,矿料加工的分档和级配是对设计沥青混合料影响最大的。目前,含量高、含泥量大且级配和材料均匀性差的水泥混凝土在市场上大量的供应,而采用这种质量的沥青混合料,会致使产品质量不够稳定,因此设计好的沥青混合料在抓好原材料选材的同时,控制矿质材料备料质量尤为重要。
(1)能够真实的反映原材料的质量主要是靠原材料取样的正确与否。来料取样时,应从均匀分布的几个不同部位,取大致相等的若干份组成一组试样。
(2)原材料选取还应注意试样的缩分。由于在实际的操作中,试验人员任意在料堆上铲取试样或随意称取不等数量的试样进行试验,导致试验误差的增大,从而使试验采集的数据没有代表性。
(3)在实际操作中,沥青试样经加热处理后会引起沥青老化。这就要求冷却后的试样反复加热不能超过 2 次,避免沥青老化使沥青混合料性能发生变化。
3.2 沥青混合料的试验条件
试验操作中,马歇尔试验是极其重要的一方面,包括马歇尔试件的拌制、成型,各种物理力学指标的测试及数据的处理。
(1)实际操作时,针对沥青局部过热老化,沥青混合料拌和不均匀等情况,试验人员应遵照试验规程,用小型沥青混合料拌和机。
(2)试验表明,在沥青混合料温度或模具预热温度还达不到规定温度的情况下,将会影响试件的密度和空隙率,此时,试件尚未冷却就脱模,容易使试件受到损伤。
(3)马歇尔试件成型高度对沥青混合料马歇尔性能测定有较大的影响,因此,如测定高度不符合的试件应予以废弃,以减小试验数据的变异性。
4 结语
路用性能验证是沥青混合料设计阶段的关键环节,对于沥青路面后期的使用性能与使用寿命也具有重要的影响。在沥青路面路用性能的试验验证过程中,技术人员应当根据不同沥青混合料的类型,合理的确定验证方法以及控制标准,进而确保沥青混合料的路用性能,为提高沥青路面的建设施工质量提供良好的基础。
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论文作者:李鑫海
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/24
标签:沥青论文; 马歇尔论文; 密度论文; 试样论文; 温度论文; 粒径论文; 吸水率论文; 《基层建设》2017年第9期论文;