公路混凝土路面沥青混合料试验检测分析
摘要
关键词
公路;混凝土路面;沥青混合料;试验检测
正文
引言
公路作为交通基础设施的重要组成部分,其质量和安全性直接关系到人们的出行安全和经济发展。在公路建设中,沥青混合料作为最常用的路面材料之一,其质量的好坏直接影响到公路的使用寿命和安全性。然而,由于材料组成、施工工艺、环境因素等多种因素的影响,沥青混合料的性能可能会发生变化,进而影响公路的质量。因此,对沥青混合料的试验检测显得尤为重要。通过科学、系统的试验检测,可以全面评估沥青混合料的性能,为公路建设提供有力保障。本文将对沥青混合料的试验检测进行深入探讨,以期为公路建设的科学性和质量提供有益参考。
1.沥青混合料的技术性质
1.1主要技术性能
沥青混合料作为公路混凝土路面的重要组成部分,其技术性能直接关系到路面的使用寿命和行车安全。在高温条件下,沥青混合料的稳定性至关重要,它决定了路面在高温季节是否能抵抗车辙、推移等永久变形。马歇尔稳定度试验是评估沥青混合料高温稳定性的常用方法,通过模拟实际交通荷载下的压力条件,测定混合料的稳定度和流值,从而评估其抗变形能力。除了高温稳定性,沥青混合料的水稳定性同样不容忽视。在雨水侵蚀下,沥青与集料之间容易发生剥离,导致路面性能下降。为了评估沥青混合料的水稳定性,通常采用残留稳定度测定方法。该方法通过对比浸水前后混合料的稳定度变化,来判断其抵抗水损害的能力[1]。此外,沥青混合料的热稳定性和低温性能指标也是评价其性能的关键指标。动稳定度测定用于评估沥青混合料在高温下的抗变形能力,而劈裂冻融强度测定则用于评估其在低温下的抗裂性能。
1.2沥青混合料的材料要求
沥青混合料的性能不仅取决于其技术性能,还与其组成材料密切相关。粗集料作为沥青混合料的骨架,其种类、技术要求以及选用原则对混合料的性能有重要影响。常见的粗集料包括碎石、砾石等,应满足规定的粒径范围、压碎值和磨耗值等指标。细集料则填充在粗集料之间,与沥青形成胶结层,常见的细集料有天然砂、机制砂等,其技术要求包括粒径范围、含泥量和砂当量等。矿质填料和沥青作为沥青混合料的另外两个重要组成部分,同样需要满足一定的技术要求。矿质填料如石灰石粉、矿渣粉等,应满足粒径范围、密度和活性等指标。而沥青作为混合料的胶结材料,其种类和标号的选择对混合料的性能有着决定性的影响。常见的沥青包括石油沥青、煤沥青等,应满足规定的黏度、软化点和粘度温度特性等指标[2]。在选用沥青时,应根据工程需要和设计要求选择合适的类型和标号,以确保沥青混合料的性能满足要求。
2.沥青混合料检测内容
公路混凝土路面沥青混合料的试验检测分析是确保路面质量的关键步骤,其中包含以下几个主要的检测内容:
(1)沥青混合料配合比试验:该试验是评估沥青混合料质量的重要一环,通过确定沥青、矿料、填料和添加剂等材料的最佳配合比例,确保混合料的物理和力学性能满足设计要求。试验过程中需按照标准规程进行材料准备、混合、物理性能试验等步骤,以得出最佳的配合比。(2)骨料筛分试验:通过将骨料样品按照不同筛孔大小进行筛分,记录各级筛孔的通过量,绘制骨料筛分曲线,从而了解骨料的粒径组成和分布情况,为沥青混合料的配合比设计提供依据。(3)沥青含量试验:采用适当的试验方法(如燃烧法、溶剂法等),准确测定沥青混合料中的沥青含量,确保其符合设计要求。沥青含量的准确测定对于保证沥青混合料的稳定性和耐久性具有重要意义。(4)稳定性试验:稳定性试验用于评估沥青混合料的抗变形能力,常用的稳定性试验方法包括马歇尔稳定度试验和浸水马歇尔稳定度试验等。这些试验通过模拟实际路面使用条件,测定沥青混合料的稳定性和耐久性,为路面设计和施工提供重要参考[3]。(5)压实度试验:压实度是评估沥青路面施工质量的重要指标之一,通过采用挖坑灌砂法、核子密度仪法等方法,测定沥青路面的实际压实度,并与设计要求的压实度进行比较,以评估路面的施工质量。压实度的不足可能导致路面出现松散、开裂等问题,因此需严格控制压实度指标。(6)密度和空隙试验:密度和空隙试验用于测定沥青混合料的密度和空隙率,通过采用适当的试验方法(如饱和面干法、求体积法等),测定沥青混合料的密度和空隙率,以评估其物理性质和路用性能。(7)温度稳定性试验:温度稳定性试验用于评估沥青混合料在不同温度下的性能稳定性,通过模拟实际路面在不同温度条件下的使用情况,测定沥青混合料的抗变形能力和耐久性,以评估其适应不同气候条件的能力。(8)水稳定性试验:水稳定性试验用于评估沥青混合料在水作用下的性能稳定性。通过模拟实际路面在雨水或积水作用下的使用情况,测定沥青混合料的残留稳定度和软化性能等指标,以评估其抗水损害能力。这些试验内容旨在评估沥青混合料的质量、稳定性、耐久性和适用性,以确保公路路面的安全和持久性。
3.沥青混合料试验检测要点
3.1沥青混合料成分检测
沥青混合料的试验检测在公路建设中至关重要,特别是对其成分的检测,是确保混合料符合设计要求的关键举措。在成分检测中,关键指标包括沥青含量、矿料组成和填充料含量等。对于沥青含量的检测,通常使用溶剂萃取法或热解温差法。溶剂萃取法通过混合沥青样品与适当溶剂,经过萃取和溶剂蒸发步骤,最终计算得到沥青含量。而热解温差法则通过加热沥青样品,使其中的沥青发生热解并释放挥发成分,随后利用专业设备对样品进行加热和气体分析或吸收光谱分析,从而准确计算出沥青含量[4]。此外,公路沥青混合料的矿料组成和填充料含量也必须经过科学验证,确保所有指标均符合预设标准。具体的沥青混合料级配参数如表1所示,为混合料的设计和使用提供了详细的数据支持,以达到强化公路沥青路面施工质量,延长道路工程使用寿命的目的。
表1沥青混合料级配参数表
混合料类型 | 粒径/mm | |||||||||
0.075 | 0.15 | 0.3 | 0.6 | 1.18 | 2.36 | 4.75 | 9.5 | 13.2 | 16.0 | |
级配通过率/% | ||||||||||
SMA-13 | 10.7 | 12.2 | 13.5 | 15.2 | 18.3 | 22.7 | 29.8 | 64.8 | 97.3 | 100.0 |
AC-25 | 4.6 | 6.0 | 8.1 | 13.1 | 16.5 | 22.6 | 36.5 | 54.2 | 68.4 | 79.8 |
AC-20 | 4.2 | 5.7 | 7.6 | 13.0 | 17.1 | 23.3 | 41.2 | 63.0 | 77.7 | 89.4 |
ATB-25 | 5.1 | 7.8 | 9.9 | 13.0 | 18.1 | 23.8 | 35.0 | 47.7 | 59.3 | 67.4 |
3.2水稳定性试验检测
在进行水稳定性试验时,首先需要制备符合标准的沥青混合料试件,并确保试件在试验前处于干燥状态。接着,将试件浸泡在水中,模拟实际路面在雨水或潮湿环境下的使用情况。通过对比浸泡前后试件的物理性能变化,如强度、变形等,来评估沥青混合料的水稳定性。此外,还可以采用其他方法,如冻融循环试验,来进一步模拟极端气候条件下沥青混合料的水稳定性表现。这些试验结果为公路设计和施工提供了重要的参考依据,确保沥青混合料在长期使用过程中能够保持良好的性能稳定性,抵御水分侵蚀带来的损害[5]。
3.3高温稳定性能检测
在高温稳定性能检测中,为确保试验的准确性和可靠性,首先,需要进行筛分试验,明确粗骨料的级配,并对粗细骨料的表观密度进行检测,基于检测结果确定混合料的理论密度。随后,在车辙试验试件成型后,进行切割作业,并检测试件的孔隙率。结合孔隙率和碾压次数,确定当混合料孔隙率达到7%时所需的碾压次数。最后,基于上述确定的碾压次数,进行车辙试验。在试验过程中,必须确保温度不变,以便结合相对变形和蠕变速率来科学评价沥青混合料的抗车辙性能。通常情况下,蠕变速率较低意味着沥青混合料的抗车辙性能较强。此外,沥青混合料的施工温度指标是评估其高温稳定性的另一重要参数,具体数据可参见表2。上述各项操作的高效推进,能够确保沥青混合料在高温条件下的稳定性和耐久性。
表2 沥青混合料的施工温度指标
工序名称 | 使用改性沥青温度 /°℃ | 测量部位 |
沥青加热温度 | 160~165 | 沥青加热罐 |
沥青现场制作温度 | 165~175 | 沥青运输车 |
集料加热温度 | 190~200 | 热料提升斗 |
SMA 混合料出料温度 | 175~185 | 运料车 |
混合料最高温度 | >195 | 运料车 |
摊铺温度 | 正常施工不小于 160 | 摊铺机 |
初压开始温度 | 正常不小于 150 | 摊铺层内部 |
复压最低温度 | 正常不小于 130 | 碾压层内部 |
终压最低温度 | 正常不小于 120 | 碾压层内部 |
开放交通温度 | ≤50 | 道路表面 |
3.4车辙试验检测
在进行车辙试验时,首先需要准备符合标准的沥青混合料试件,并确保试件达到适当的温度和湿度条件。试验过程中,模拟实际交通情况,通过控制试件的温度、加载方式和时间等参数,观察并记录试件在车轮碾压下的变形情况。
车辙试验工作的具体落实,应根据试验要求,采用合适的设备和方法制备沥青混合料试件,确保其尺寸、形状和质量满足标准。并且要根据试验目的和实际情况,设定试件的温度、湿度和加载条件[6]。例如,常用的试验温度范围为40°C至70°C,加载方式通常采用标准轮载进行模拟。在此基础之上,将试件置于试验台上,施加标准轮载进行模拟交通荷载。同时,利用位移计、温度传感器等设备实时监测试件的变形和温度变化。在试验过程中,必须定期记录试件的变形量、温度等数据。试验结束后,对数据进行整理和分析,计算得出车辙深度、车辙速率等指标,用于评估沥青混合料的抗车辙性能。车辙试验的结果对于评估沥青路面的耐久性和使用性能具有重要意义。例如,在评价沥青混合料的抗车辙性能时,可以根据车辙深度和车辙速率等指标进行量化分析[7]。此外,通过对比不同配比的沥青混合料在相同条件下的车辙试验结果,可以为优化沥青混合料设计提供科学依据。
值得注意的是,车辙试验的结果受到多种因素的影响,如试件制备、试验条件设定、加载方式等。因此,在进行车辙试验时,需要严格控制试验条件,确保试验结果的准确性和可靠性。
结束语:
综上,通过对公路混凝土路面沥青混合料的试验检测分析,深刻认识到其对于确保公路质量和安全性的重要性。成分检测确保了混合料的配比合理性,高温稳定性能检测评估了其在高温环境下的稳定性,水稳定性试验检测则揭示了其在潮湿条件下的耐久性。而车辙试验检测则模拟了实际交通情况,为评估沥青混合料的抗车辙性能提供了重要依据。这些试验检测不仅为公路路面的设计和施工提供了有力保障,也为提高公路的使用寿命和安全性奠定了坚实基础。因此,我们应高度重视沥青混合料的试验检测工作,确保公路建设的顺利进行和公路质量的持续提升。
参考文献:
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