摘要:交通运输关系着国家经济的命脉,并直接影响着人们的日常生活活动,公路是我国当前交通运输的重要形式之一,建设技术在不断发展提高,本文结合实际经验,详细介绍沥青混合料试验检测技术在公路建设工程中的应用。
关键词:沥青混合料;检测技术;公路建设;应用
“要想富,先修路”这句话充分彰显了交通运输的重要性,交通运输关系着工农业原材料和产品的运输工作,并直接影响着人们的日常出行,是国民生产生活和经济发展的重要基础建设。相比于水路、铁路和航空运输,公路运输的灵活性较强,建设工期短,投入较小,并且对地质环境的要求相对较低,成为当前人们使用的主要交通运输方式之一。
要想建设合格公路,充分发挥公路建设的作用,公路建设各环节中的把关不容忽视,公路建设涉及到地质监测、村镇布局、施工技术的选择等多个方面,本文结合实际情况,着重分析沥青混合料实验检测技术如何应用于公路建设工程,希望能够为相关专业人士提供一定的参考和借鉴,推动公路建设质量的提高。
本文论述脉络为,首先简单介绍一下沥青混合料的特点及其试验检测技术应用的重要性,其次分析当前沥青检测技术的应用和存在的问题,然后明确公路建设对沥青混合料的质量标准要求,并结合质量标准明确相关的试验检测技术方法和注意事项。
1、沥青混合料
1.1成分
沥青混合料是公路建设常用的一种复合型材料,其组成成分主要有沥青、矿粉、粗骨料、细骨料等等[1],根据建设要求的不同,有的沥青混合料中还会加入聚合物和木纤维素等材料,总之是各种矿料与沥青结合料搅和的混合物的总称。由于混合原材料的质量和使用比例不同,沥青混合料最终形成的结构也不尽相同,其展现的力学性质也存在不同程度差异。
1.2分类
由于分类标准的不同,沥青混合物可以划分为不同的类型,常见的划分方法如下:
根据沥青混合物原材料的组成和结构的不同可以将其划分为连续级配和间断级配;
根据矿料空隙的不同可以将其划分为密级配、开级配和半开级配三种;
根据混合物中颗粒最大的粒径差异可以将其划分为特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式和砂粒式;
根据制造工艺的不同可以划分为热拌、冷拌和再生沥青混合物三种。
1.3优势与不足
沥青混合料的突出优势就是其原材料来源广,施工建设人员可以就地取材,造价便宜并且施工难度低、维护难度小,既有利于降低建设成本,也可以缩短周期,促使公路尽快投入使用;此外使用沥青混合物作为原材料的公路建成后不容易扬尘,耐磨性好,对公路噪音的吸收性较强,车辆振动小,人们行车舒适性较高。
但同时沥青混合料也存在缺点,其对温度的反应性较强、敏感度较高,夏天高温受热容易软化,冬天受冷容易僵硬脆裂,如果缺乏有效的后期维护,严重时会导致路面大幅度开裂,给交通运输造成极大的安全隐患。此外沥青混合物的抗震性能差,因此在施工建设时需要覆盖多层,并且由于不同地区的抗震烈度存在较大差异,沥青混合物覆盖的高度受到了极大限制
上述沥青混合料缺点的弥补需要施工工人在建设过程中把控建设环节,提供公路建设质量,其中,试验检测技术就是其把控公路质量的重要手段。
2、应用沥青混合物试验检测技术必要性
公路建设的质量关系着地区经济的发展和当地居民的出行,沥青混合物试验检测技术是保障公路建设质量的必要举措。
沥青混合料试验检测技术可以通过对公路数据的收集检测,分析公路建设工程的各项指标是否符合国家法律规定和委托方要求,例如公路表面是否平整、是否存在凹凸不平的问题,公路材料防滑程度如何、是否存在安全隐患等等,通过沥青混合物试验检测技术可以有效排除上述可能存在的问题,从而为施工建设提供数据支持和意见参考,督促施工方根据要求进行调整和改进,最大程度保障公路建设施工的质量。
3、当前沥青混合物试验检测技术应用过程中存在的问题
当前沥青混合物试验检测技术应用的突出问题是市场供需矛盾的问题,伴随着技术发展,公路建设材料在不断更新升级,市面上使用的沥青混合物原材料越来越复杂多样、要求也越来越高,多变的市场本身就增加了试验检测的难度,加上与沥青混合物更新的速度相比,当前试验检测所需的相关技术和设备的开发、更新周期较长,这也为相关试验检测技术、检测设备和专业人员带来了较大压力。
4、公路建设对沥青混合料的要求标准
沥青混合物应用广泛,无论是建设过程、技术检测还是后期维护,都必须严格遵循公路建设对沥青混合物材料的要求标准,具体可以划分为材料的耐久性、承载力、温度稳定性、防滑性和材料配比五个方面,具体要求如下:
4.1承载力
公路路面承载力是指路面强度对交通运输工具负重的能力,为满足大型交通运输工具的运输要求,公路路面的建设要求具有较高的强度和稳定性。因为材料的不同会导致公路的承载能力出现较大差异,载重量较大的重型交通工具会对路面造成极大的压力,如果路面结构不稳定、强度不足就会造成大面积结构性塌陷事故,给大中型交通运输带来极大的安全隐患,从而缩短公路的使用寿命,增加了后期检修维护的成本。
4.2耐久性方面
公路作为重要的公共基础建设一旦建成就要投入使用为人们的生产生活服务,并且公路使用是具有一定生命周期的,气候的影响、轮胎的摩擦以及车辆自身的重量都会使路面产生不同程度的磨损,耐久性不高的沥青公路容易软化、开裂,造成交通事故隐患,而且增加了后期公路维护的成本,大面积的封路维修为居民的生产生活造成了极大的不便,因此必须重视公路的耐久性指标,延长公路的使用寿命,减少公路故障出现的频率。
4.3温度稳定性
温度稳定性是用来衡量沥青混合物公路在面对温度变化时其路面硬度、平整度、防滑度和材料结构是否能够保持相对稳定的指标。
公路的温度稳定性包括两方面,一方面是面对低温环境时的抗裂性能,施工建设过程中要提高沥青混合料在寒冷环境下的抗裂性能,防止其结构和性能在低温情况下变性,造成路面开裂;另一方面是高温稳定性,温度过高容易造成公路地面软化,因此具备较高抗压缩性能的沥青混合物材料才能有效避免这一问题,要注意保障公路材料在炎热高温的夏季也能保持较高的稳固性。
4.4防滑性
由沥青混合物路面建设的公路颗粒空隙相对较大,在通常情况下其摩擦力较大,防滑性能相对较高。但是由于天气的印象,例如雨天、雪天,雪水和雨水填充路面缝隙,从而造成路面与车辆轮胎的摩擦力下降,容易造成车辆打滑造成安全事故隐患,因此无论是沥青路面还是其他类型的公路来说,保障路面一定的摩擦力,提高其防滑性能,是公路建设和试验检测工作的重中之重。
4.5材料配比
作为多种原料混合的产物,每一种原材料质量和配比的不同都会对沥青最终的质量造成不同程度影响,因此为了保障公路整体性能的稳定性,在同一条公路建设时,原材料配比工作必须通过精确的核算与操作,最大程度保障同一条公路的整体性能指标保持一致,提高公路建设的整体质量。
5、沥青混合物试验检测技术的具体应用
在第四部分笔者明确了当前公路建设对沥青材料各项性能指标的要求,为试验检测技术提供了方向参考和规范支持,下面将详细介绍根据对沥青公路不同性能的要求如何对沥青混合物进行试验检测。
5.1温度性能检测
沥青混合物对温度的变化尤其是极端温度的反应较大,在温度较高时路面容易受热软化,温度过低材料的脆性加大,容易造成开裂等问题,温度性能检测主要是考察沥青混合物路面能否在不同温度下保持较高的结构稳定性,可以划分为两方面即低温性能检测和高温性能检测。
首先介绍高温性能检测方法。最常用的高温性能检测法是车辙试验法,车辙试验法可以通过路面车辙的深度来判断路面的安全性,从而为决策者提供数据支持和参考意见,对路面建设和维修提出优化方案。具体操作为第一,通过对沥青混合物的筛选划分,明确其原料毛体积的密度和表观密度相关的数据[2],这里主要是指粗骨料和细骨料两种材料;第二参考以往的试验数据,明确油、石的最佳比例搭配并按照要求切割试验的车辙试件,在这一过程中可以得到材料的孔隙率;第三由检测人员操作,对试验的路面样本进行反复多次的碾压,并对空隙率进行实时监测,直至空隙率数据达到百分之七,碾压多次之后,较好的车辙试件形成,可以进行车辙试验;最后对试验数据进行分析,在温度保持不变的情况下,如果试件的蠕变率变化小于相对变形的差异,就说明路面的抗车辙能力低,反之,则说明路面的抗车辙性能相对较高。
低温性能检测方法主要是检测在低温环境下沥青混合物的弯曲和强度是否发生较大变化,即其抗弯曲能力如何,该性能检测注意要在零下十摄氏度的温度下进行,只有在该温度下才能充分检测其低温抗裂性。
5.2体积检测
当前检测人员主要使用马歇尔检测方法对沥青混合物结构进行体积检测,马歇尔检测方法起源于二战时期,是由美国工程兵创新完善的一种方法,该项检测方法最开始主要应用于机场沥青路面的设计,在当前被广泛应用于普通公路路面沥青混合料结构体积的检测,在二十世纪九十年代左右,马歇尔检测法被广泛应用于海内外的公路建设,并在实际操作过程中不同国家和地区形成了各自的标准体系。其具体的操作要求为首先对沥青混合料进行击实,击实的次数根据交通运输的繁重程度通常在35——75次之间,在击实过程中分析试件的密度,即试件的孔隙率应该控制为4%,然后将试件放置在60摄氏度的温度下测定其马歇尔稳定度,即实验中所观察到的最大荷载和流值,并将实验数据绘制成曲线图,根据曲线图确定其所对应的空隙率,从而检测马歇尔稳定度是否在规定范围内。
在检测过程中要注意一方面要适当选用卡尺等专业的测量工具,提高测量的准确性,另一方面为了最大程度提高实验的准确性,降低实验误差,必须放弃实验中出现的不合格的试件。
5.3水稳定性检测
水稳定性检测主要是探究沥青混合料受水影响的程度,主要通过浸水稳定性试验来检测,又可以称为浸水马歇尔稳定度试验,具体操作是将车辙试件放在60摄氏度的环境下,注意放置时间不能超过十个小时,然后再将试件转移到温度60摄氏度的水中,在这一过程中获得试件的车辙深度和动稳定度数据,并与相关规定标准做对比,判断是否符合规定要求。
5.4密度检测
沥青混合料检测的密度试验可以划分为六个步骤,第一步把选取的芯样放在温度为35摄氏度以下的环境中;第二步根据芯样的质量选择合适的浸水天平;第三步测量芯样在干燥状态下的质量,在测量前要注意去除其表面的浮粒,避免对实验数据产生误差;第四步将芯样放置溢流水箱里;第五步拿出芯样再次称重,并且要注意擦干其表面的水分;第六步根据所得数据计算出芯样的相对密度,比较试验所得数据是否符合规定标准。
结语
综上,本文进一步明确了沥青混合料的特点、标准要求和相关检测方法的技术要点,希望能够为业内人士提供帮助。
公路建设质量至关重要,一旦出现问题,不仅直接影响着人们的出行生活和工农业原料产品的运输,对经济发展产生不利影响,严重者容易产生交通事故,对人们的生命财产安全造成极大的威胁,因此无论是施工人员、检测人员还是后期的维护检修人员,都必须抱有十二分的谨慎和责任心,把控材料使用,规范施工流程,完善检测技术,共同推动公路建设质量的提高。
参考文献
[1]王彧.沥青混合料试验检测技术在公路工程中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2019(12):147.
[2]邱文永.沥青混合料试验检测技术在公路工程中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2018(34):29.