瀝青路面離析檢測技術(shù)及應用

·論瀝青路面離析檢測技術(shù)及應用摘要：本文對高速公路瀝青路面離析的檢測方法及評定標準做了簡要分析，以確保高速公路瀝青路面施工的質(zhì)量控制。關(guān)鍵詞：瀝青路面；離析檢測；應用引言隨著經(jīng)濟的發(fā)展，瀝青路面的結(jié)構(gòu)形式被廣泛應用于高速公路建設(shè)。高速公路瀝青路面的一些早期損壞，都與瀝青混合料的離析密切相關(guān)。瀝青混合料離析可大致分為兩種類型：級配離析和溫度離析。級配離析出現(xiàn)時，瀝青路面上一些區(qū)域粗料集中，另一些區(qū)域細料集中，使得混合料變得不均勻，級配及瀝青用量與設(shè)計不一致，導致路面呈現(xiàn)出較差的結(jié)構(gòu)和紋理特性。溫度離析是指青混合料在儲存、運輸及攤鋪中受天氣、施工機械影響，由于量損失而出現(xiàn)溫度差異的狀況。瀝青路面離析的危害分析使顆粒狀混合料達到最大密實度，是路面獲得最佳力學性能的保證，因此，要求路面材料嚴格按照級配原理組成，而離析必然會改變混合料的級配組成。破壞了最合理最優(yōu)良的級配組成設(shè)計，也相對局部改變了瀝青的設(shè)計用量。離析處所聚集的大集料，是從多方面聚合而來的。在缺少細和施工碾壓時難以壓實的雙重作用下，空隙率增大，成為地面下滲的通道，導致瀝青層飽水浸泡，引起瀝青剝離、基層泡、唧漿、凍脹等一系列水損害，最后導致網(wǎng)裂、坑槽。另外，由于缺少細料的填Word文檔·充，不能形成對粗骨料的粘結(jié)面，骨料之問近似于點接觸的狀態(tài)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，容易發(fā)生顆粒間的相對移位，在輪胎水平力的作用下，產(chǎn)生松散、剝落、脫粒，甚至坑槽。在寒冬季節(jié)，也易出現(xiàn)溫縮裂縫及冷脆型荷載裂縫。因此，離析料聚集處無論是抗壓強度，還是抗彎拉強度，都被大削弱了，在行車荷載、溫度應力等的作用下提早損壞。離析出部分大集料后，余下的混合料雖然由于骨架結(jié)構(gòu)被削弱會影響到強度，但由于大集料缺失的數(shù)量不是很多，對級配組成的改變也不太大，所以，無論從空隙率還是從強度來看，一般情況下影響還不太大，但這部分材料相對來說細料多了，瀝青也多了，原設(shè)計的嵌擠結(jié)構(gòu)有可能變成懸浮結(jié)構(gòu)，影響高溫穩(wěn)定性，降低抗車轍、抗滑性能。離析檢測的方法分析雖然在攤鋪過程中各種離析無法避免，但可以通過一些措施進行有效的控制，減少離析現(xiàn)象的產(chǎn)生。瀝青混凝土路面必須從混合料拌和、運輸、攤鋪機選型等各環(huán)節(jié)抓起，嚴格按照技術(shù)標準和規(guī)進行施工。2.1鋪砂法路面離析區(qū)域與非離析區(qū)域瀝青路面表面紋理深度會有明顯的變化，可以通過鋪砂法測路面構(gòu)造深度，評定路面離析的程度，但這種方法比較費時。加拿大采用離析處路面的構(gòu)造深度與非離析處的構(gòu)造深度比值 (td 離析處／td非離析處)來評定離析的程度，并Word文檔·已列入其規(guī)opss313。但由于集料材質(zhì)、混合料級配以及施工工藝均影響路面的構(gòu)造深度，即使相同級配類型，不同段落問的構(gòu)造深度也會有所不同，很難確定某種級配的標準構(gòu)造深度。因此我們采用國的研究成果：td離析處／td平均為離析的評定指標，其中 td平均為檢測路段構(gòu)造深度的平均值，其標準見表 1。2.2視覺觀察法視覺觀察法即根據(jù)路面的表觀狀況和調(diào)查者的經(jīng)驗進行離析檢測的方法。這是一種主觀的判別方法，有一定的局限性，只適用于大粒徑及較粗的瀝青混合料，對于小粒徑和細級配的瀝青混合料并不適用。視覺觀察法沒有明確的離析程度評定標準且不同的調(diào)查者之間有時會產(chǎn)生分歧。采用視覺觀察法對我省已建的高速公路進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)路面離析現(xiàn)象普遍存在，只是程度不同而已。典型的離析類型有：卡車末端離析是最常見的離析形式，主要是由于攤鋪機收斗引起的，在路面上形成規(guī)則的、間隔一致的翼狀離析。離析處攤鋪機中央?yún)^(qū)域細料多，比較密實；攤鋪機兩側(cè)粗料集中，細集料、瀝青含量少，空隙率較大，表面紋理很深。帶狀離析也是比較常見的一種形式，通常出現(xiàn)于攤鋪機的中央，也有位于邊緣或其他地方。上、中、下面層均有這種情況出現(xiàn)，一些標段一直存在帶狀離析。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是攤鋪設(shè)備或攤鋪機操作的問題。Word文檔·接縫離析在中、上面層施工較為常見，由于采用兩臺攤鋪機施工，路中央的縱向熱接縫往往是最薄弱的環(huán)節(jié)。接縫處攤鋪的混合料過多或過少，都會在接縫處產(chǎn)生離析現(xiàn)象，多了會形成橋的效應，影響接縫兩側(cè)的壓實，少了接縫處壓實不足。隨機性離析在施工中也時有發(fā)生。因設(shè)備故障、攤鋪機停機、拌和樓生產(chǎn)的混合料波動過大、碾壓不及時等都可能造成隨機性離析。低氣溫施工隨意停機或保溫措施不夠往往會形成這種離析形態(tài)。由于集料材質(zhì)、混合料級配以及施工工藝均影響路面的構(gòu)造深度，即使相同級配類型，不同標段間的構(gòu)造深度也會有所不同，因此很難確定某種級配的標準構(gòu)造深度值td非離析處。因此本文建議采用td離析處／td平均為離析的評定指標。2.3取樣法鉆芯取樣，分析芯樣的材料組成及芯樣密度，以評定離析的程度。由于路面離析處級配、瀝青用量、芯樣密度都可能發(fā)生變化，因此都可作為評定指標。我們結(jié)合實際的施工水平和國的研究成果建議的離析判定標準見表 2。另一種方法是在攤鋪機后面取樣，分析混合料級配、瀝青用量的變化來評定離析的程度。2.4紅外線攝像法紅外攝像儀是觀察和控制溫度離析的有效方法。紅外攝像儀通過拍攝瀝青混合料表面的紅外輻射波，繪制出整個區(qū)域的熱瀝青量Word文檔·分布圖，根據(jù)路面瀝青混合料的溫度值來判定是否離析。我們采用的是美國國家瀝青試驗中心(ncat)推薦的溫度離析判定標準。溫度離析主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①裝料車裝料后覆蓋不及時或運輸中時間過長，瀝青混合料表面溫度較低；②兩臺攤鋪機梯隊作業(yè)碾壓不及時，先后攤鋪的混合料在接縫兩側(cè)形成溫度差異，從而產(chǎn)生接縫碾壓不實現(xiàn)象；③運料車卸料時不連續(xù)形成冷料聚集在攤鋪機螺旋送料器中央，形成明顯的溫度離析帶。溫度離析可通過良好的覆蓋及緊跟碾壓的措施來解決。紅外線攝像法的優(yōu)點：可繪制整個區(qū)域的熱量分布圖；可用于施工控制，減少及解決施工中出現(xiàn)的溫度離析現(xiàn)象；有現(xiàn)成的軟件分析熱量分布圖，評價路面施工質(zhì)量。缺點是：只能探測到表面及表層的溫度分布情況，不能分清是溫度離析還是級配離析造成溫度差異；施工完成后，紅外攝像儀對路面的評價精確度不夠，不同紅外攝像儀經(jīng)過標定后測定結(jié)果才可用于分析比較。紅外線攝像法在低氣溫施工時，可用于溫度離析的檢測，可以檢測出瀝青路面提前失效而且出現(xiàn)骨刺樣的坑洼、破損和破裂，以督促施工單位改進設(shè)備與工藝。2.5核子密度儀法核子密度儀可以檢測路面的密度，根據(jù)檢測路段路面密度的變化圍，確定該路段離析程度的等級。核子密度儀是路面無損檢測的重要手段，采用核子密度儀檢測具有快速、簡便，且對路面無損壞的優(yōu)點。但由于路面離析處粗料集中的地方，級配偏粗、瀝青用量Word文檔·也偏少，該點的密度值未必會小，因此核予密度測定儀有可能檢測不出這種離析。美國一些州制定了核予密度儀檢測離析的方法和標準，不同地區(qū)標準各異。本文在對施工資料統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，建議采用的評定指標為檢測路段路面的平均密度與離析處密度之差的絕對值。采用核子密度儀對某高速公路某標段的上面層 kl3路面進行檢測，繪制檢測路段的密度分布圖中路面中央的縱向接縫處有 3處路面的密度偏低。調(diào)查表明兩臺攤鋪機接縫處的路面壓實度要比兩側(cè)路面的壓實度低，屬于輕度離析。結(jié)語離析區(qū)域與非離析區(qū)域瀝青路面表面紋理深度會明顯變化，可通過鋪砂法確定路面離析的程度，但這種方法比較費時，鋪砂法、核