夏邑德

濟(jì)南市章丘區(qū)公路事業(yè)發(fā)展中心 山東濟(jì)南 250200

當(dāng)前，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正處于如火如荼的開展進(jìn)程之中，公路工程在這一背景下得到飛速發(fā)展。瀝青路面施工是公路施工中的一項重要環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量直接關(guān)系著公路的整體建設(shè)情況。由于瀝青路面施工極易受到外部因素的影響，因而必須做好施工現(xiàn)場的試驗檢測工作，不斷提高瀝青路面的穩(wěn)定性與使用安全性，促進(jìn)交通建設(shè)事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

1 瀝青路面性能要求

1.1 耐疲勞性

耐疲勞性是指瀝青路面受負(fù)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(qiáng)度降低。在荷載作用的次數(shù)達(dá)到一定程度后，受荷載持續(xù)作用下，路面應(yīng)力將超出強(qiáng)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。

1.2 水穩(wěn)性

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。

1.3 低溫抗裂性

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(qiáng)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。

1.4 高溫穩(wěn)定性

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(qiáng)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。

2 公路工程瀝青路面施工質(zhì)量檢驗的內(nèi)容

2.1 施工原材料質(zhì)量檢測

施工單位應(yīng)當(dāng)在動工之前組織針對公路工程建造原材料的質(zhì)量檢測，主要檢測修建道路所必須使用的瀝青、砂石等基本材料，通過抽樣檢測與現(xiàn)場試驗分析主要材料的質(zhì)量與使用性能。為提高檢測的合理性與科學(xué)性，施工人員應(yīng)對配比較為均勻的集料進(jìn)行集中檢測，保證檢測的全面性，避免發(fā)生遺漏，并通過觀察、分析具體檢測內(nèi)容對原材料的使用價值、壓力載荷大小等各方面性能做出正確判斷，通過室內(nèi)試驗發(fā)現(xiàn)集料的密度大小與化學(xué)穩(wěn)定性情況，比較集料在水中的重量與干質(zhì)量的差距，保證原材料在投入使用后能夠在路面形成完整、堅固的骨架，增強(qiáng)瀝青路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與可靠性。施工人員應(yīng)根據(jù)具體的工程建造質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整檢測活動的具體內(nèi)容，在檢測活動中重點觀察瀝青材料在高溫下的軟化程度、抗拉伸性能等各方面的特性，并根據(jù)工程建造要求選擇技術(shù)含量較高的檢測設(shè)備與試驗技術(shù)，以確保檢測活動的準(zhǔn)確性[1]。

2.2 瀝青路面壓實度檢測

瀝青路面的實際使用效果取決于瀝青材料的壓實度，為準(zhǔn)確判定公路工程建造質(zhì)量水平，施工人員應(yīng)在完成碾壓后對路面壓實度進(jìn)行分路段的定點抽樣檢測，提高檢驗頻率，使用如鉆芯取樣、密度儀測試等方法估算道路瀝青層的壓實質(zhì)量與內(nèi)在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，施工人員可在瀝青材料溫度降至正常值時之前進(jìn)行質(zhì)量檢測，并在實驗室中完成重要的檢測實驗，對比不同路段內(nèi)部瀝青材料的壓實密度與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，判斷出瀝青路面的壓實度。施工人員應(yīng)注意避免多次鉆芯取樣影響道路的使用性能，并根據(jù)具體情況適當(dāng)運用無核密度儀檢測現(xiàn)場路段的路面壓實度與瀝青材料密度大小，盡可能地縮短檢測時間，提高壓實度檢測工作的質(zhì)量，保證準(zhǔn)確性與全面性，準(zhǔn)確測定道路路面上的瀝青材料層的密度，通過觀察精確測定瀝青混合料的粒徑，保證施工人員能夠及時發(fā)現(xiàn)建設(shè)過程中客觀存在的施工質(zhì)量缺陷與漏洞，放棄使用傳統(tǒng)的鉆芯取樣法，提高試驗結(jié)果的可信度。

2.3 瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測

施工人員應(yīng)重點檢測瀝青路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使用行業(yè)廣泛應(yīng)用的貝克曼梁法進(jìn)行測量，通過比較、分析瀝青路面在受壓狀態(tài)前后的形變大小估測其彎沉值，負(fù)責(zé)檢測工作的施工人員必須按照國家相關(guān)規(guī)定使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，利用杠桿原理調(diào)整貝克曼梁的前后臂長短比例，使得可利用梁的長度保持在3～6m。在進(jìn)行測量作業(yè)時，工作人員應(yīng)將貝克曼梁插入汽車的輪隙之間，防止其與輪胎發(fā)生摩擦，將具備計量作用的百分表安裝在貝克曼梁后臂末端，使汽車在需要檢測的路段上以慢速行駛，百分表上的度數(shù)會因路面材料形變程度的高低變化而發(fā)生變化，隨著變形量的提高，度數(shù)也必然呈上升趨勢。這種測量方式應(yīng)用范圍較為廣泛，能夠精確測量瀝青路面的彎沉值與荷載[2]。

2.4 瀝青路面抗滑性能檢測

公路必須具備良好的抗滑性能，以此有效應(yīng)對雨雪天氣，確保行車安全，降低天氣因素引起的意外交通事故，保障市民的人身安全。因此，抗滑性能同樣是重要的檢測對象，一般情況下，使用手工鋪砂方式展開檢測，取用潔凈的細(xì)砂作為材料，對其進(jìn)行晾干、過篩處理，注意量砂只可使用一次，不可重復(fù)使用。在進(jìn)行測試時，需要使用隨機(jī)取樣選點方法，確定測試點所在的橫斷面位置，測試點距離路面邊緣不應(yīng)小于1m，正式測試前需將其周邊清掃干凈。正式測試時，將量砂均勻鋪開成圓形，注意控制好力度，使用鋼板尺測量所鋪成圓兩個垂直方向的直徑并取其平均值，按照上述方法在同一測試地點平行測定至少3次，每次選擇不同的測試點，測試點之間的距離控制在3～5cm，記錄所得結(jié)果并按照相應(yīng)公式得到瀝青路面的抗滑性能。由于這一方法復(fù)雜性較強(qiáng)，操作難度較大，因此需要選派經(jīng)驗豐富的工作人員參與實踐，從而確保結(jié)果的精確性。如果在本項工作中發(fā)現(xiàn)其抗滑性能不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，必須采取相應(yīng)措施加以解決，測定值必須符合規(guī)定的竣工驗收值要求。

2.5 瀝青路面材料厚度檢測

為延長公路的使用壽命，必須合理控制瀝青路面的材料厚度，在具體測量過程中使用插尺法、雷達(dá)檢測法等測試方法，其中雷達(dá)檢測法的檢測效率較高，能夠快速測量較長路段的路面材料厚度，通過發(fā)射電磁波檢測、分析路面的厚度，雷達(dá)所發(fā)射的電磁脈沖波能夠透過路面上的瀝青材料，裝載到車輛上的接收機(jī)能夠及時獲取瀝青材料所發(fā)出的脈沖反射波，并將各項基本數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)系統(tǒng)中進(jìn)行分析與研究。這一測量方法的精確性較高，能夠無視外界環(huán)境條件影響，可保證檢測數(shù)據(jù)的精確性與完整性，通過對波數(shù)變化與電介質(zhì)常數(shù)的測算施工人員可快速求得瀝青路面材料的厚度大小與形變情況，可快速發(fā)現(xiàn)路面內(nèi)部發(fā)生的空洞、裂縫等問題[3]。

3 試驗檢測數(shù)據(jù)處理

3.1 數(shù)據(jù)處理原則與方法

公路瀝青路面施工質(zhì)量的檢測是以各項試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，按照不同類別、不同方法測試得到的原始數(shù)據(jù)必須以數(shù)理統(tǒng)計和概率論為基礎(chǔ)進(jìn)行科學(xué)的分析處理，才能真實有效的反映客觀規(guī)律。在大量的工程實踐中，有些數(shù)據(jù)需要經(jīng)過一系列無量綱化處理后才具有可比性，而有些數(shù)據(jù)本身就存在各種誤差，甚至面對一些偏離較大的數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行剔除。瀝青路面質(zhì)量檢測中，對無限總體中的個體進(jìn)行逐一測試顯然也不可能做到，特別是需要進(jìn)行破壞性試驗的項目，及所包含的個體數(shù)量不大也不可取，因此可以通過抽樣檢測的方法在總體樣本中抽出小部分進(jìn)行。

3.2 數(shù)據(jù)表達(dá)與分析

如何對通過試驗檢測得到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，以便得到各類數(shù)據(jù)與變量之間的關(guān)系并采用合適的方法進(jìn)行表達(dá)，甚至通過數(shù)學(xué)解析的方法定量的給出各參數(shù)之間的函數(shù)表達(dá)式是數(shù)據(jù)處理的重要任務(wù)之一。目前常用的檢測數(shù)據(jù)表達(dá)方法有表格法、圖示法和公式法，表格法簡單方便，能清晰看出各項數(shù)據(jù)具體的數(shù)值和最終結(jié)果，簡明扼要，是圖示法和公式法的基礎(chǔ)，但要分析出各個數(shù)據(jù)的增減關(guān)系就顯得不夠直接。圖示法卻可以一目了然的看清各個數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，但無法進(jìn)行深入的數(shù)學(xué)分析和預(yù)估。公式法通常是由試驗數(shù)據(jù)回歸得到的經(jīng)驗公式，能從數(shù)學(xué)的角度定量的反映出各參數(shù)變化以及可以進(jìn)行科學(xué)的延伸預(yù)估，但表征的公式精確度有時并不高。長期的工程實踐和理論分析均表明，在進(jìn)行公路工程相關(guān)試驗檢測數(shù)據(jù)處理時，平均值法所產(chǎn)生的誤差偏大，最小二乘法確定的回歸方程所產(chǎn)生的誤差最小，這主要是因為當(dāng)數(shù)據(jù)的偏差平方和最小時，所以擬合的直線最優(yōu)[4]。

4 瀝青路面結(jié)構(gòu)和表面功能檢測方法

4.1 彎沉檢測技術(shù)

彎沉測試的方法和對車輛實際情況的模擬是一個不斷發(fā)展的過程。傳統(tǒng)的貝克曼梁法經(jīng)過幾十年的實踐檢驗，已經(jīng)被廣泛接受，也累積了大量的試驗檢測數(shù)據(jù)，但依據(jù)杠桿原理的貝克曼梁所測試彎沉是一種靜態(tài)彎沉，實際路面確實在車輛運動及振動狀態(tài)下做出的響應(yīng)，表現(xiàn)的是一種動態(tài)強(qiáng)度特點。不僅如此，貝克曼梁法整個操作過程自動化程度不高，基本靠人工操作和讀數(shù)，檢測速度明顯偏慢，精度不高，受檢測人員主觀影響較大。因此，為了克服貝克曼梁上述缺點，使得彎沉測試結(jié)果能高效、準(zhǔn)確的反映路面的實際狀況，近年來逐漸發(fā)展了能表征動態(tài)的落錘式彎沉儀和快速便捷的激光彎沉儀。

落錘式彎沉儀可以模擬車輛沖擊作用下的彎沉值，速度快、精度高、無損路面，可以通過計算機(jī)自動采集和分析數(shù)據(jù)，經(jīng)過研究，通過落錘式彎沉儀的動態(tài)彎沉數(shù)據(jù)以及彈性層狀體系相關(guān)理論，可以反算出瀝青路面各結(jié)構(gòu)層的回彈模量，這在對公路路面改造項目中的舊路評價有著重要意義。落錘式彎沉儀有一整套設(shè)備，包括測試車、計算機(jī)、落錘液壓系統(tǒng)等，進(jìn)行檢測時，到達(dá)指定測試點時，通過計算機(jī)控制液壓系統(tǒng)啟動落錘，自由落下的重錘以一定沖擊力（50kN）作用于直徑30cm的承載板上，在通過承載板傳遞到路面，使得達(dá)到路面的壓力為0.7MPa，與標(biāo)準(zhǔn)軸載輪壓保持一致，此時路面產(chǎn)生豎向變形即動態(tài)彎沉[5]。

4.2 路面雷達(dá)測試技術(shù)

長期以來我國對施工后瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度、層間粘結(jié)狀況以及脫空等病害的檢測大多采用鉆孔取芯的辦法，這種技術(shù)對路面會造成一定的損傷，當(dāng)有雨水進(jìn)入時容易引發(fā)其他病害。路面雷達(dá)測試系統(tǒng)無需要對路面取樣，檢測速度快、自動化程度高、精度也較高，是一種新型非破損路面檢測技術(shù)，其測試原理是由于路面各層材料的電介質(zhì)不同，電介質(zhì)常數(shù)的突變處可以看成不同結(jié)構(gòu)層的分界面，因此雷達(dá)發(fā)出的電磁脈沖波在不同層位返回的時間存在不同，利用這種時間差異判斷不同材料的厚度。路面雷達(dá)測試系統(tǒng)的檢測速度可以達(dá)到80km/h以上，最大探測深度可達(dá)到60cm，滿足常規(guī)路面結(jié)構(gòu)層全厚度范圍。整個雷達(dá)檢測系統(tǒng)智能化很高，可以實時進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、儲存、計算分析，自動分析出路面各層厚度、空隙部位、破損程度等，其精度呈現(xiàn)出隨深度的增加逐漸變小的特點，但一般不會大于深度的5%。路面雷達(dá)測試系統(tǒng)還可以將檢測的數(shù)據(jù)可視化，生成路面彩色三維圖、雷達(dá)波形圖等，大大方便了其應(yīng)用[6]。

5 結(jié)語

公路瀝青路面施工現(xiàn)場的試驗檢測是保障工程質(zhì)量的重要組成部分，通過嚴(yán)格高效的檢測能夠充分發(fā)現(xiàn)施工以及設(shè)計中存在的問題，可以推動新材料、新技術(shù)的應(yīng)用。研究為進(jìn)一步理解公路瀝青路面試驗檢測數(shù)據(jù)處理特點，熟悉代表路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度的彎沉檢測技術(shù)、代表路表抗滑性能的各項指標(biāo)以及路面雷達(dá)等新檢測技術(shù)提供了分析依據(jù)。