黎 明
(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司,貴州 貴陽 550000)
高溫穩(wěn)定性是指抵抗流動變形現(xiàn)象的能力,因瀝青路面自身強度和剛度都會伴隨溫度不斷升高而降低,所以為防止瀝青路面在氣溫較高的季節(jié)由于受到行車荷載持續(xù)作用而產(chǎn)生病害,包括波浪、推移與車轍,對瀝青路面而言,必須具有足夠高溫穩(wěn)定性。
所謂低溫抗裂性,是指在低溫條件下抵抗裂縫產(chǎn)生的能力。當(dāng)溫度降低時,瀝青路面的勁度將增加,此時受到外界荷載持續(xù)作用,將使部分應(yīng)力無法及時得到松弛而因此不斷積累,積累的應(yīng)力如果超出材料自身抗拉強度,將引起開裂,使路面被破壞。因此,在溫度較低的條件下,瀝青路面需要有相對較低的勁度與足夠的抗變形能力。
水穩(wěn)性是指抵抗因水的侵蝕作用而產(chǎn)生病害和破壞的能力,包括坑槽、剝離與松散等。水的存在不僅會降低瀝青粘結(jié)力,而且還會破壞瀝青和礦料之間保持的粘聚力,使剝離速度大幅加快,導(dǎo)致路面出現(xiàn)水損害。因此,瀝青路面必須具有良好水穩(wěn)定性,只有這樣才能使路面足夠耐用。
耐疲勞性是指瀝青路面受負荷持續(xù)作用后抵抗破壞產(chǎn)生的能力。瀝青路面施工過程中會受到車輛車輪荷載持續(xù)作用,使應(yīng)力應(yīng)變始終處在交迭變化狀態(tài),容易使路面結(jié)構(gòu)自身強度降低。在荷載作用的次數(shù)達到一定程度后,受荷載持續(xù)作用下,路面應(yīng)力將超出強度降低之后的抗力,導(dǎo)致路面開裂,出現(xiàn)疲勞斷裂破壞等現(xiàn)象。因此,瀝青路面必須具備良好的耐疲勞性。
瀝青路面施工需要用到很多原材料,如瀝青、集料等,原材料試驗檢測的目的在于確定原材料性能能否達到設(shè)計和規(guī)范的要求,尤其是集料的試驗檢測,起到了決定性作用,對其質(zhì)量進行控制能起到保證整個路面工程質(zhì)量的作用。取樣在集料試驗檢測中是至關(guān)重要的一步,實際的取樣質(zhì)量將對試驗檢測結(jié)果造成很大的影響。對此,在集料取樣過程中,應(yīng)取具有良好代表性的試樣,并保證取樣均勻性,注意不能和大多數(shù)集料存在太大的區(qū)別或差距,以此得到該批集料真實的質(zhì)量參數(shù)。在對集料進行性能檢測時,需通過試驗檢測確定的性能有密度、針片狀顆粒含量和力學(xué)性能等,不同性能指標(biāo)的試驗檢測需采用不同的方法,比如在密度的試驗檢測過程中,一般采用網(wǎng)籃法,在確定集料試樣干重、水中重與飽和重后,通過計算確定試樣的密度與相對密度。而對集料的針片狀顆粒含量進行試驗檢測時,大多采用游標(biāo)卡尺法,對集料試樣進行力學(xué)性能試驗檢測時,主要利用壓力機確定試樣極限承載力,并借助米光機檢測確定試樣磨光值??梢?,任何一項試驗檢測都需要使用相應(yīng)的儀器設(shè)備來完成,因此應(yīng)認真做好儀器設(shè)備標(biāo)定、檢查和日常保養(yǎng),使其始終處在良好狀態(tài),保證試驗檢測順利完成,并得到真實準確的結(jié)果。
路面施工開始前,應(yīng)在試驗室根據(jù)項目具體情況進行配合比設(shè)計,設(shè)計可將之前的試驗檢測成果作為依據(jù)。配合比直接影響路面質(zhì)量,要想保證路面質(zhì)量,說先要保證配合比的合理性與可行性。對此,在實際工作中,可采用模擬試驗的方法,通過模擬試驗對混合料配合比進行不斷調(diào)整,直至得到最佳配合比。通過試驗確定的配合比,可作為施工過程中各類原材料摻配的控制標(biāo)準。路面施工中,要先進行試件的制備,并將其用于實際的路面施工,確定試件各項性能能否達到要求。在熱穩(wěn)定性的試驗檢測過程中,溫度應(yīng)達到60 ℃以上,然后采用壓路機進行碾壓,對碾壓時各項數(shù)值進行測量和記錄,確定達到穩(wěn)定時的具體數(shù)值。在對低溫抗裂性進行試驗檢測時,理論上和高溫穩(wěn)定性類似,但需要將溫度控制在相對較低的水平,然后對試塊的低溫彎曲蠕變性進行試驗,在得到試驗結(jié)果后,將其繪制成曲線,以此分析確定低溫可能對路面造成的不利影響。而對水穩(wěn)定性而言,主要采用凍融劈裂的方法來確定路面強度,進而分析確定路面結(jié)構(gòu)水穩(wěn)定性。
瀝青路面攤鋪和碾壓完成后需對其壓實度進行試驗檢測,壓實度會影響路面的平整度與整體穩(wěn)定性。壓實度檢測方法以鉆芯取樣分析為主。在完成了路面的攤鋪和碾壓施工,并路面溫度自然冷卻后,通過鉆芯獲得芯樣,然后送交試驗室對其密實度進行檢測,并對比碾壓之前和之后的實際密實度情況。該方法操作比較復(fù)雜,而且還會對路面造成一定程度的破壞。如果取樣時操作不規(guī)范,將使檢測結(jié)果失真,進而無法為碾壓工藝的調(diào)整提供可靠依據(jù)。對此,現(xiàn)在又提出了很多可檢測確定瀝青路面壓實度的方法,如核子密度儀法,該方法是指在現(xiàn)場直接利用核子密度儀檢測確定路面壓實度,不僅操作簡單,而且檢測速度快、準確度高,能防止中間操作對試驗檢測造成的影響,是當(dāng)前應(yīng)優(yōu)先考慮的一種壓實度檢測方法。
平整度檢測方法在過去以3 m直尺法最為常用,該方法通過對尺底和路面之間距離的測量來確定路面平整度狀況。雖然操作方便,但容易產(chǎn)生誤差。為解決這一問題,現(xiàn)在又提出了很多新方法,其中最具優(yōu)勢的就是采用連續(xù)平整度儀進行檢測。對于連續(xù)平整度儀,它是一種新型路面平整度檢測儀器,可實現(xiàn)連續(xù)檢測,具有很高的檢測精度,現(xiàn)在已經(jīng)在很多工程中得到應(yīng)用。然而,該儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,容易損壞,對運輸和保存都提出了很高的要求,適用范圍并不是很大。對此,又提出了一種基于車輛顛簸的路面平整度檢測方法。該方法是指在車輛上安裝傳感器,然后通過車輛行駛來路面顛簸數(shù)據(jù),以此確定路面平整度。該方法以傳感器為核心,具有很高的準確度,而且可在任何情況下使用。
對于瀝青路面,其強度試驗檢測主要采用貝克曼梁法,具體的檢測過程為:在檢測車輛車輪之間設(shè)置貝克曼梁,此時注意貝克曼梁不能和輪胎接觸,然后在貝克曼梁其中一端安裝百分表。完成以上步驟后,啟動車輛,車輛在路面上行駛會使路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生輕微變形,當(dāng)百分表數(shù)值增大至一定程度后,自動記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)百分表所記錄的數(shù)值,通過適當(dāng)?shù)姆治黾纯纱_定路面變形情況。當(dāng)車輛自身重量與行駛速度均已知時,可通過計算確定路面強度,進而判斷實際的路面強度能否達到設(shè)計和規(guī)范的要求。
綜上所述,瀝青路面作為現(xiàn)階段最常用的一種路面形式,需要具備良好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)性和耐疲勞性。為驗證瀝青路面性能能否達到要求,需要通過試驗檢測進行。因此,試驗檢測無論是對瀝青路面的取材、施工還是質(zhì)量控制與評價都有十分重要的作用與意義,必須引起相關(guān)人員的高度重視。