对高速公路工程中沥青混合料的试验检测的探讨论文_林荣涛

对高速公路工程中沥青混合料的试验检测的探讨论文_林荣涛

中铁十九局集团第三工程有限公司 辽宁沈阳 110136

摘要:目前,随着社会的发展,我国的高速公路的发展也突飞猛进。沥青混合料作为高速公路工程建设的一种常用材料,其质量直接影响着工程的整体质量。而沥青混合料的质量受沥青、石料及配合比等方面的影响,因此,应做好混合料原材料、配合比及其性能的试验检测,确保沥青混合料的质量。论文主要分析了高速公路工程中沥青材料的质量标准需求,研究了沥青混合料的试验检测。

关键词:高速公路工程;沥青混合料;试验检测;探讨

引言

对于高速公路管理工作而言,系统化的工程试验检测流程是提升工程项目质量控制水平的关键,主要是对各个环节进行试验检测,将检测结果和施工标准进行对比分析,从而判定工程项目施工质量是否达标,针对不合格的问题进行及时纠偏,维护工程项目的综合质量水平。

1概述

沥青路面因其行车舒适、振动小、噪声低、施工工期短、养护维修简便及可再生利用等优点被广泛应用,世界各国的道路路面约80%以上是沥青路面。但是沥青混合料的温度稳定性和耐久性差,常使其路用性能和使用寿命不易保证,所以兼顾高温、低温、水稳和疲劳性能,进行沥青混合料配合比优化设计便是解决问题根本途径。本文以某高速公路6cm厚中面层AC-19沥青混凝土配合比设计为依托,根据我国现行规范,结合美国Super-pave20设计标准进行沥青混合料的配合比优化设计,并推出相关验证试验,进而对配合比进行相关评价和调整,以期找到合理的配合比优化设计思路,为道路工作人员进行沥青混合料配合比设计提供参考。

2高速公路沥青路面破坏特征

2.1横向裂缝

横向裂缝是与公路中线保持近似垂直的裂缝,其宽度不一,长度可能贯穿整个路幅。其产生的原因包括:(1)沥青的标号没有达到相关要求,或与当地气候条件不相符而产生的温度裂缝;(2)在半刚性基层上产生反射或收缩性裂缝;(3)涵洞及通道两侧土体固结或地基产生沉降。

2.2纵向裂缝

纵向裂缝是与公路中线保持近似平行的长直裂缝,在裂缝上往往还存在若干支缝。其产生的原因主要为行车荷载的作用、路基压实不密实,此外接缝质量差、路面不均匀沉降也会产生纵向裂缝。

2.3龟裂

龟裂是多条裂缝相互交错,使路面被分割成多个小块,其产生原因主要为在受到温度荷载和行车荷载的持续作用下,路面横纵缝不断发展,产生龟裂。此外,沥青老化、沥青混合料质量差、基层软化或失稳也会产生龟裂。

2.4块状裂缝

块状裂缝是由于面层材料产生收缩而引起的裂缝,与龟裂类似,但没有规则性。其产生原因包括:(1)面层材料受温度变化产生收缩;(2)混合料质量相对较差;(3)路面上产生纵向裂缝后,会因为某些原因不断向下扩展,使多条裂缝相互交叉,产生块状;(4)矿料级配和裂缝的产生也具有一定关系。

3施工过程试验检测与质量控制

3.1施工过程集料的检测与控制

避免混合料离析,生产过程中的矿料级配曲线应最大限度的与生产配合比的级配曲线相吻合,工地试验室应严格控制每一批进场集料的级配。对进场的每一批集料必须进行筛分试验,确定集料级配相差是否过大,若偏差过大,将会对混合料的级配产生直接影响,对该批材料应做清退处理。当对粗集料进场检测时,针片状含量和压碎值这两个指标要加强控制,必须保证这两项指标在标准范围内,否则不予进场。

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3.2施工过程配合比的检测与控制

集料存在一定的波动性,因此会导致设计时的矿料级配和配合比难以良好的吻合在一起,为了降低这种波动的影响,除了要通过集料进场检测进行控制,工地的试验室也可以通过拌合楼电脑控制程序,随时在线检查材料用量和沥青混合料拌和量、拌和温度等参数,不断追踪热料仓的级配和油石比,并定期对拌和机的计量和测温进行校核。另外每天在开始施工之前都应进行一次集料的筛分,然后对筛分结果和生产配合比的筛分数据进行对比,如果存在比较大的差异,则要马上调整,并将矿料级配控制在配合比的要求范围之内。

3.3施工过程中对沥青混合料的检验与控制

控制沥青混合料搅拌工艺、检测集料的波动状况、沥青含量等内容的重要依据是沥青混料的性能,这是在施工过程中控制沥青路面质量的重要方式。工地试验室的每个台班都最少要对沥青混合料做一次抽提和马歇尔试验,为了保证实验结果的准确、真实,并能够为施工提供最可靠的参考,相关人员务必要按照相应流程进行试验。同时更要对沥青混合料的饱和度以及稳定性等指标进行检查,以保证混合料符合规范要求,另外还要对沥青含量、试验段的用油量进行观察,保证其在允许的波动范围内,抽提试验之后要对相应结果以及前热料仓的矿料级配对比,如果二者的偏差在允许范围内可正常进行施工,如果偏差超出了允许范围就要及时调整。

3.4沥青就地热再生

利用再生设备对需维修的沥青路面进行加热、铣刨,就地掺加适量再生剂或新沥青混合料,形成再生沥青混合料,通过拌和、摊铺、压实成型,使原路面材料得到有效利用,且能恢复和改善高速公路沥青路面整体功能。适用于有松散、沥青老化、渗水等病害但结构强度足够的路面,选择该养护方法时还应综合考虑原路面修复历史、技术状况、经济性等因素。施工宜在干燥天气条件下进行,降雨时不允许施工。施工时,再生剂的用量和加热温度是保证沥青再生质量的关键因素:再生剂过多,再生路面易泛油、发软,过少,再生效果不理想,再生路面耐久性差;加热温度过高,易引起沥青老化严重;过低,再生剂与旧沥青不易融合,起不到再生作用。

3.5高温稳定性能试验检测

车辙试验是检测沥青混合料高温稳定性能常用的一种方法,进行车辙试验前,应做好一系列的准备工作,主要包括:(1)利用筛分试验确定粗骨料的级配,并检测粗/细骨料的毛体积密度、表观密度,为后续检测混合料的最大理论密度打下基础;(2)确定沥青混合料的最佳油石比;(3)车辙试件成型后,对其进行切割,以便孔隙率的检测,并根据孔隙率与碾压次数之间的关系,对混合料孔隙率为7%时的实际碾压次数进行确定;(4)确定成型车辙试件的碾压次数后,可进行车辙试验。一般在温度相同的条件下,采用蠕变率和相对变形相结合的方式,对沥青混合料的抗车辙性能进行评价。如果蠕变率差异大而相对变形差异小,则说明混合料具备较高的抗车辙性能;如果蠕变率差异小而相对变形差异大,则说明沥青混合料抗车辙性能较低。

结语

总而言之,高速公路沥青路面在使用过程中会因为不同方面的因素产生破坏,不同破坏具有不同的特征和产生原因。对此,需要在实际工作中采取有效措施进行预防性养护,如灌缝、同步碎石封层、微表处、沥青就地热再生、薄层罩面等。沥青混合料是高速公路工程施工的一种重要材料,为了保障工程项目的整体质量,需加强沥青混合料的试验检测,如水稳定性、高温稳定性、密度等方面的检测,从而确保沥青混合料的各种性能达到施工要求,进而保障高速公路工程投入使用后的安全性。

参考文献:

[1]联邦公路局.高性能沥青路面(Superpave)基础参考手册Ⅰ[M].北京:人民交通出版社,2005.

[2]JTGD50—2017,公路沥青路面施工技术规范[S].

[3]Superpave水准Ⅰ沥青混合料设计(SP-2)(美国沥青协会)[Z].余叔藩,译.1995.

[4]JTGE42—2005,公路工程集料试验规程[S].

[5]柴彩萍.高速公路沥青路面材料与结构[D].西安:长安大学硕士论文,2002:49-57.

[6]JTGE20—2011,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

论文作者:林荣涛

论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期

论文发表时间:2020/1/2

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