公路工程沥青混合料试验检测策略研究

许景

（贵州建养公路技术咨询有限公司，贵州毕节 551700）

0 引言

为了全面提升公路交通运输服务能力，公路工程建设项目不断增多，相关施工技术也在持续更新和提升，同时对于相关公路施工原材料的质量和性能也有着更高的要求和标准。沥青混合料作为公路施工最为常用的路面材料之一，在工程建设中必须对其加强试验检测，确保其质量能够达到各类公路工程的建设要求，为高质量公路工程建设奠定良好基础。

1 沥青混合料试验检测的作用

公路作为最为重要的陆上交通设施，不仅能够为大众出行提供便利条件，更有助于推动区域经济的发展。现阶段普通公路和高速公路建设日益增多，相关施工组织管理也备受大众重视。沥青混合料作为最为重要的材料之一，只有确保沥青混合料材料质量合格达标，才能够达到相应的公路交通建设目标。如图1 就是沥青混合料的结构形式。为了全面实现对沥青混合料各方面性能的检测，需要通过相应的试验技术做好对其空隙率、密实度、水稳定性等性能的检测，然后再根据检测结果与相应的工程技术标准进行对比，以服务于现场工程建设，避免因为沥青混合料性能不达标所造成的质量问题或者安全隐患。

图1 沥青混合料结构

2 沥青混合料检测的要点分析

在沥青混合料检测过程中需要注意以下几点：

第一，科学进行材料的筛选，严格规范试验检测过程。为了避免出现质量问题，所有原材料都需要严格按照相应的指标进行进场前的检测，检测合格后才允许进入工程现场。因此作为相关检测人员，必须做好对周边环境的分析评估，合理进行材料选择，严格按照相应的技术流程展开试验检测，确保检测结果能够用于评估相关原材料的技术性能和质量。

第二，加强取样管理。材料取样作为试验检测中最为关键的步骤之一，如果材料取样不具备代表性，或者在全过程中材料发生性能改变，都会影响后续检测工作的开展，因此在沥青混合料取样时，也需要规范整个过程，确保所取样品的有效性。

第三，做好科学验证。作为检测人员，需要详细细致地进行相关试验数据的分析对比，并结合相关技术标准和实测资料展开验证，评估材料质量能否达到相应的公路工程建设要求。尤其需要做好对外委检测结果的对比验证，通过数据对比来进一步评估沥青混合料的性能指标。

第四，做好抽样检测。为了更好地实现对沥青混合料质量性能的评估，可以通过抽样检测的方式随机对同一批沥青混合料材料进行检测，以此来评估其性能，并找出材料中存在的质量问题，避免不合格沥青混合料被应用于公路工程建设之中。

3 沥青混合料的试验检测研究

某高速公路总长121km，路基宽度25m，选择沥青混合料作为路面摊铺材料，施工中不同面层沥青材料的厚度及类型，见表1。

表1 各面层沥青混合料的类型以及厚度

3.1 取样

取样作为沥青混合料检测的首要环节，所取样品必须具有代表性，能够反映某一批沥青混合料的整体质量。因此，在工程建设中，一般会选择制备完成的热拌沥青作为试样，取样量一般为试验用量的2.5 倍。如果要开展仲裁试验或者平行试验，则需要增加取样量，以满足检测要求，具体可以参考表2。对于同一批次沥青混合料，在取样过程中必须除去堆角位置的材料，因为其不具备良好的代表性，然后再从上到下分别在顶部、中部和底部进行取样。如果直接在运输皮带中取样，则可以在出料位置取多份试样，从而构成试样组。与此同时，在取样过程中，要严格按照相应的取样方法进行缩分，比如四分法或者采用标准分料器进行分样，禁止出现不规范取样或者随意称量的情况，以免影响试验结果的准确性。

表2 沥青混合料试验项目的样品数量

3.2 空隙率指标试验检测

当下在公路工程施工中，基本都会进行空隙率指标试验，评估沥青混合料在凝结之后的空隙率。空隙率直接影响沥青混凝土路面的压实度、渗透性等多项指标，空隙率过大或过小都会引发沥青公路病害。在具体试验中，需要依据以下步骤：首先，严格按照马歇尔试件制作要求进行相应试样的制作。其次，试件制作完成后需要开展全方位的检测，并利用70 余次的试验来得到更加准确的检测数据。最后，结合检测数据和相应的公式展开计算分析，将最终结果与工程技术要求进行对比，以此来评估其空隙率是否合格。

3.3 密度试验检测

密度试验检测的关键在下述几点：

第一，马歇尔试件制备。通过击实法来完成马歇尔试件的制备，试件高度在63.5mm，最大误差不超过1.3mm，标准击实仪双面击实75 次，如果没有达到该要求，则无法使用。

第二，通过检测后的马歇尔试件才可开展后续试验。如果试件的吸水率在2%以内，一般采用表干法。先选择浸水天平，需要注意天平的称重量必须能够达到最大试件重量，进行干燥试件称重；之后再将试件浸入水中，在读数稳定后重新进行称重；最后进行表干质量的称重，计算试件毛体积密度以及相对密度，之后再进行空隙率、饱和度等体积指标的计算。

第三，结合所得到的各方面数据，展开进一步的计算分析，然后再结合具体的公路工程建设要求，将得到的数据与标准数据展开对比，以此来评估混合料的质量。

3.4 水稳定性能试验检测

水稳定性直接影响沥青路面的使用性能。在具体水稳定性试验检测时，可以采用下述方法：其一，浸水马歇尔试验。在试验中需要做好混合料分析，将制作的试件置于相应水温的水槽内，保温2h 后再检测试件的稳定性，并计算相应的性能指标。其二，真空饱和马歇尔试验。在选择该方法进行试验检测时，需要先将试件置于真空干燥器内，并关闭进水管，真空度必须超过97.3kPa，维持时间则需要在15min。然后打开水胶管，在负压的作用下将水引入空间并浸没试件，同时也需要保持15min。在达到规定的时间后，解除试验条件，并重新放入恒温水槽，之后再开展马歇尔试验。其三，冻融劈裂试验。在试验中需要对混合料展开分组测试，第1 组浸泡在25C 水中2h，然后再开展强度测试，第2 组在25C、0.09MPa 的条件下浸泡15min，在其恢复正常后置于-18C 条件下16h，之后再将其取出，重新检测其强度。在检测时，需要以劈裂强度为核心，全面评定混合料的水稳定性。

3.5 高温稳定性能试验检测

高温稳定性指的是沥青混合料在夏季高温状态下的抵抗车辆荷载的能力。在以往沥青公路使用中，经常出现夏季高温状态下沥青混合料稳定性降低，在车辆碾压下出现车辙，并进一步引发其他病害的情况。其原因是沥青混合料在超过一定温度后，其流动性就会增强，材料强度降低。虽然在现阶段，沥青混合料材料技术不断进步，在高温状态下的稳定性与以往相比有了很大提升，但是仍必须通过相应的试验检测来评估其性能能否达到相应的施工要求。

车辙试验作为当下极其常用的一种检测方式，在具体检测中需要围绕下述几点展开相应的试验控制：其一，严格按照相应的试验检测方法，做好骨料筛选之后再进行检测，为混合料制备以及性能检测奠定良好基础。其二，结合工程技术要求和试验来进行石油比的确定。其三，试件在制备完成后需要做好切割，以便于进行空隙率检测，并且可以更好掌握空隙率和碾压次数间的关系，以此来更好地进行混合料空隙率测定。其四，在车辙试件碾压次数确定之后，展开车辙试验。

在具体车辙试验中，需要把控下述技术要点：第一，试验温度、车辆胎压及速率需要分别控制在60C，0.7MPa，42 次/min。第二，车辙试验必须在恒温室内进行，以此来确保试验条件的恒定，并且恒温室的大小应该能满足3 块以上试件的检测。第三，如果试件采用刚制备完成的沥青混合料进行制作，必须将其置于保温桶内，并尽可能加快制作速度，以免温度过低。如果温度过低，则可以通过烘箱加热，但是时间需控制在半小时以内。如果其变冷后则禁止二次加热。第四，车辙试件需要在室温条件下放置12h 以上，而改性混合料则需要超过48h，恒温温度就控制在60C±0.5C，时间大于5h，在达到上述条件后，才可开展车辙试验。第五，在进行各组试件的检测时，需在同一温度下进行检测，如果蠕变率小，则说明试件具有良好的抗车辙性。

3.6 低温抗裂性能试验检测

除了要做好高温下的性能检测外，在低温条件下，沥青混合料的脆性会增加，所以也需要通过相应的试验检测来评估其在低温条件下的抗裂性能。一般情况下，需要在-10C 条件下展开相应的弯曲试验、直接拉伸法等。需要注意的是，在具体试验检测时，还需要从公路工程的具体使用环境入手来确定低温抗裂性能检测的温度，这样才可以确保试验检测结果的有效性。

此次试验为低温弯曲试验，试验指标为最大弯拉应变和弯曲劲度模量。在具体检测时，所用的为小梁试件，需要严格按照检测要求进行试件尺寸、支座支点间距、试验温度等相关参数的确定。一般情况下，在低温状态下，混合料的最大弯拉应变值能够反映其柔韧性，二者之间呈正相关关系，随着弯拉应变值的增加，沥青混合料的柔韧性也会进一步提升，其在低温条件下的抗裂性能也会更加良好。同时也表明，如果在沥青混合料制备中，聚合物的掺加会导致其低温性能下降，这是由于聚合物的界面结合度比较高，在混入沥青混合料后，沥青混合料的脆性破坏风险就会增加，影响沥青混凝土路面的使用效果。

4 结语

综上所述，只有从沥青混合料材料质量层面入手进行把控，才能为公路工程奠定良好的基础。因此，在具体公路工程建设中，必须有效把控相应的试验检测要点，并对整个试验检测过程进行规范管控，确保试验检测结果的准确有效，及时排查出不合格的沥青混合材料。