1、浅谈沥青混合料的检测试验摘要:质量是公路工程的生命,试验检测技术是保证公路工程施工质量的重要手段。试验检测人员的职责就是客观、准确、及时的为公路施工提供检测数据,真实的记录工程的实验检测全过程。在旋工的过程中为指导、控制和评定工程质量提供科学依据。沥青混合料是公路施工中的重要建筑材料,本文就是针对公路用沥青混合料的各项工作试验检测工作展开讨论,其中的一些重要观点与同仁们一起分享。 关键词:热拌沥青混合料;原材料;检测试验;控制方法;控制措施 中图分类号:C33 文献标识码:A 文章编号: 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
2、的主要环节。通过试验检测能充分地利用当地原材料,推广应用新材料、新技术和新工艺;能定量科学地评定各种材料和构件的质量,并能合理地控制和科学地评定工程质量。因此试验检测工作对于提高工程质量、降低工程造价、推动公路工程技术进步,加快工程进度将起到极为重要的作用。 热拌沥青混合料(以下简称沥青混合料)路面作为一种路面结构形式,以其行车舒适、噪声低、易于维护等优点,被广泛应用于公路建设中,尤其是高等级公路建设。沥青混合料是以沥青为结合料,经合理选择级配组成的矿质混合料(如碎石、石屑、砂、矿粉等),在一定温度下经拌和而成的路面材料,具有良好的力学性能、耐久性、良好的抗滑性;便于分期修筑路面及再生利用;晴
3、天无尘,雨天不泥泞,便于汽车高速行驶。将沥青混合料摊铺,碾压成型具有整体性能的路面材料即成为各种类型的沥青路面。 热拌式沥青混凝土由于其特殊的施工工艺,施工中补救比较困难,材料的好坏直接关系到工程质量的好坏,因此严把工程质量关,首先应从材料着手。因此,认真做好工程施工中沥青混合料的试验检测工作,对于工程质量的控制就显得尤为重要。 一、热拌沥青混合料的试验检测控制方法 (一) 热拌沥青混合料的取样 材料的质量对于路面质量及使用寿命具有决定性作用,主要技术指标包括矿料的级配、颗粒形状、坚固性、粘附性等级以及沥青和填料的质量等。其中对设计沥青混合料影响最大的是矿料加工的分档和级配,材料分档和级配的好
4、坏决定了矿质混合料合成级配好坏。目前,市场上供应的水泥混凝土所用的建筑用集料针片状含量高、含泥量大般配和材料均匀性差,采用这样的矿料生产的沥青混合料产品质量也不够稳定。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)原材料的取样正确与否决定了是否能够真实地反映原材料的质量。根据 JTG E42 2005 公路工程集料试验规程规定,同批来料取样时,应先铲除堆脚等处无代表性的部分,再在料堆的项部、中部和底部,各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。当从皮带运输机上取样时,应在皮带运输机的出料处抽取有代表性的试样,并由若干份组成一组试样。在货车
5、上取样时,应从不同部位和深度抽取大致相等的若干份组成一组试样。取样数量应不少于规范要求。以保证试验取样有足够的代表性和表征能力。 (2)原材料选取还应注意试样的缩分。规范要求采用四分法或分料器,但在实际操作中,经常出现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,这种极不严谨的操作方法使平行试验误差增大,并导致试验采集的数据没有代表性。 (3)沥青试样经加热处理后会引起沥青老化。试验人员在操作时,对沥青试样不能直接放在电炉或明火上加热,如利用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。 二、热拌沥青混合料的试验条件 JTG E422005 公路工
6、程集料试验规程中提出对沥青混合料所用矿料级配采用干筛法和水洗法共同确定,这是因为采用干筛法,往往会因为小于 0.075 mm 的成分粘附在矿料上筛不下去,而不能真实反映矿料的级配,从而影响矿粉的添加数量,这种影响当某些矿料含石粉较多时,对矿料掺配比例的影响尤其明显。有些试验室仍采用水洗法小于 0.075 mm的含量来评定集料的含泥量,这是不科学的,由于在细集料中小于 0.075 mm 的成分包括粘土、尘屑和石粉等,用水洗法无法区别开来。因此对细集料还应进行砂当量试验,以真实评价细集料的洁净程度。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
7、处理。 (一)马歇尔试件的制作以前存在人工炒拌,一组试件集中拌和的作法,容易导致沥青局部过热老化,沥青混合料拌和不均匀等情况,因此,实际操作时,试验人员应遵照试验规程按分计筛余单个配料,并使用小型沥青混合料拌和机和烘箱制备试样,一次拌制一个试件。 (二)试验表明,沥青混合料温度或模具预热温度达不到规定击实温度时将影响试件的密度和空隙率,而试件尚未冷却就脱模,容易使试件受到损伤。 (三)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,每个试件击实结束后应用游标卡尺测量试件的高度,并据此调整试件击实需要的数量,如测定高度不符合 63.51.3 mm 的试件应予以废弃,以减小试验数据
8、的变异性。 (四)成型试件密度的测试应针对不同性质的沥青混合料采用不同的测试方法。规范要求对吸水率不大于 2的沥青混合料采用表干法测定其毛体积相对密度,对几乎不吸水的密实型沥青混合料采用水中重法测定表观相对密度,对吸水率大于 2或空隙率大于 10的沥青混凝土或沥青碎石采用蜡封法测定其毛体积相对密度。当用计算法计算沥青混合料最大理论密度时,粗集料的相对密度采用其毛体积相对密度,细集料采用表观相对密度。采用不同方法测得的马歇尔试件密度或选用不同矿料比重计算得出的试件最大理论密度计算得到的沥青混合料空隙率结果是不同的,并因此影响最佳沥青用量的选定。 (五)试件从恒温水浴取出后,必须在规定的时间(30
9、 s)内完成。如果超出规定时间,试验温度相差较大,将影响单个试件的稳定度和流值,另一方面也会造成试件测定值离散性增大,导致试验结果不具备代表性。 3 热拌沥青混合料试验检测的具体控制措 施热拌沥青混合料一般由集料、沥青、填料(矿分)和添加剂等组成。(一)热拌沥青混合料的集料一般中下面层采用石灰岩,表面层采用玄武岩。集料的性能对混合料的性能十分重要,这些特性包括: (1)集料的破碎面与粘附性。集料的破碎面因现在已不再采用卵石,因此一般不成问题。而集料与沥青的粘附性在选材时应进行试验保证达到 5 级。保证在雨水或荷载作用变形小,增强抗车辙能力。 (2)集料的针片状。由于热拌式沥青混凝土是采用碾压成
10、型,由于细长扁平颗粒在碾压或荷载作用下容易出现断裂,造成断面上料无沥青膜包裹,混合料抗水冲刷能力减弱,造成路面水损害。 (3)粉料的塑性指数。集料的粉料含量直接影响沥青含量,粉料过多,混合料中集料的比表面积增大,如果按配比设计时的沥青含量进行施工,将造成沥青含量不足,影响混合料质量直接影响路面质量。尤其细集料中 0075 mm 通过率大,而粉料塑性指数过大,表明粘土含量多,而粘土遇水即无强度,将造成路面损坏。对于表面层玄武岩材料还有磨光、磨耗值等的特殊要求,这将关系到路面的抗滑性能,影响路面的行车安全性。鉴于以上的特性,施工应实地考察,对集料的粘附性进行试验,严格控制集料的针片状含量,熟悉料厂
11、加工工艺和管理,对于含泥量大的集料应采取过水清洗等措施。 (三)严格控制填料的比表面积,施工中一般采用06mm,03ram通过率进行控制。同时加强矿料的检测试验工作,包括有:碎石压碎值,磨耗值,视密度,磨光值,细长扁平颗粒含量及颗粒组成等各项指标的试验检测。砂的视密度,坚固性,砂当量及级配,以及矿粉的视密度,含水量,粒度范围等指标的试验检测 (四)目前,对于沥青混合料的外加剂很多不易检测,作用不明显,建议采用磨细生石灰代替部分矿粉,效果较好。对于沥青现在主要采用进口重交通道路沥青,采用 ESSO、SK、壳牌等著名品牌沥青,质量比较稳定,但是,还要加强检测,主要是含蜡量检测,防止鱼目混珠,以次充好。 参考文献 1JTG D402002,公路水泥混凝土路面设汁规范s 2JTG F302003,公路水泥混凝土路而施工技术规范s 3李伟,浅谈沥青混合料的几种实验检测技术, 工程技术 ,2008 4庞波,高速公路路面材料检测与监理, 福建建材 ,第 3 期 5李健、李福普,几种常见沥青胶结料混合料的高温抗车辙性能研究, 道路工程 ,2011