沥青路面施工检测方法分析
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沥青路面施工检测方法分析
沥青路面施工检测方法分析
摘要:本文通过湖南高速公路某段为依托,提出了4种检测方
法对施工过程的各个环节进行控制。实验证明:对于路面施工过程中
引起的一些常见早期损坏问题,这几种方法是种比较合理的沥青混合
料施工质量控制方法。
关键词:沥青路面;路面施工;检测方法
中图分类号: U416.217 文献标识码: A 文章编号:
引言:
我国高速公路近年来从无到有前期无论在科研、设计、施工各方
面均缺乏经验使得已建成的高速公路使用寿命不能达到设计年限便
出现早期损坏及其他常见质量问题。而传统的质量控制检测方法,,
既耽误时间,又为路面质量埋下安全隐患。因此本文提出了施工过程
中4种检测方法,对混合料路面施工过程的各个环节进行控制,以提
高公路沥青路面的质量。
下面以AC-16型中面层沥青路面施工控制过程为例,对其进行
分析。
14种检测方法简介
1.1现场GTM控制
GTM技术已非常成熟,并在河北省广泛应用,GTM标准已被列为
河北省地方标准。
GTM方法与击实马歇尔法一样是沥青混合料配合比设计的一种,
它可以替代马歇尔法进行沥青混合料配合比设计(但它不适用于SMA
沥青混合料配合比设计)。
GTM是柔性路面在荷载作用下的机械模拟。它主要根据
GSI≤1.05(GSI指沥青混合料在压实到平衡状态时是否失去弹性,
是对沥青混合料稳定性的量度,与沥青混合料的永久变形有关。该指
标由最终旋转角除以中间最小旋转角确定)和GSF>1.3(GSF指沥青
混合料被压实到平衡状态时的抗剪强度与行车荷载作用下需承受的
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剪应力的比值)两个力学性能指标,与不同用油量下的试验结果,画
出用油量与试验结果的关系曲线,来决定沥青混合料的设计密度及最
佳沥青用量。也可通过其来验证混合料的力学性能指标。
1.2动态控制图
动态控制图(也称黑匣子)是指在沥青混合料的拌和过程中对沥
青拌和楼实施在线远程监控,从拌和设备起动到结束,拌和楼中沥青
混合料的每档料掺配比例与油石比都会通过无线电波传输到质量监
督人员的电脑中,以便对过程中控制指标发生异常波动进行分析,并
提出相应的纠错程序,为动态控制沥青路面施工提供重要依据。
黑匣子是一种监督拌和楼掺配比例的程序,它与拌和楼数据是同
步的,主要是方便业主单位和检测单位对沥青拌和场拌和情况的了解
和控制,其数据的波动主要是由原材料级配的变化和人为调整造成
的,数据的波动相当于级配或油石比的波动。
1.3现场无核密度仪控制
无核密度仪是一种快速简单无破损性的现场压实度测试设备。无
核密度仪放到碾压好的路面上,只需要几秒钟时间就可以测出该点及
该断面压实度是否合格,确保了碾压质量。与钻芯法相比,其优点是
对路面无破损,压实度控制及时,保证了路面压实质量,发现问题并
及时解决。做到跟踪碾压过程,进行动态检测。但它又与钻芯法是分
不开的,在使用前要用钻芯法对其进行标定,计算出一个标定系数后,
才能替代钻芯法进行检测,而且还要定期标定。
无核密度仪参数设置:一是根据不同路面类型(25~35mm/
16~24mm/9~15mm是指该路面层的混合料最大颗粒粒径,在进
行标定时,必须先进行路面类型选择)进行设定;二是根据沥青路面
厚度(其检测深度为25~100mm)进行设定;三是根据沥青混合料
的最大理论密度进行设定;四是设置数值单位(可以测压实度和空隙
率,根据不同的需要输入相应参数)。
1.4抽提(燃烧炉法)
抽提(燃烧炉法)是一种快速检测混合料级配及沥青用量的方法。
与工地常用的离心分离法相比,燃烧炉可以最大程度地减少操作步
骤,使整个试验过程简洁、明了,大大减轻了试验工作量。可以较快
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地看出混合料的级配情况,更方便现场级配的控制。燃烧炉法在施工
现场应用比较广泛,基本上替代了离心分离法。
2主要参数和现场检测结果
2.1主要参数
委托河北交通规划设计院进行的AC-16型GTM法生产配合比设
计,结果见表1、2。
表1AC-16型集料掺配比例
表2AC-16型矿料合成级配
GTM试验采用0.7MPA设计压强,根据规范,进行不同油石比
情况下的GTM试验,根据GSI≤1.05、GSF>1.3的要求,得出结果见
表3。
表3AC-16型GTM试验结果
2.2黑匣子采集参数
拌和过程中黑匣子采集数据的表现形式,有表4、5(大广高速
公路某拌和楼数据采集表和掺配比例控制图)两种形式。
表4施工过程中拌和楼数据采集1
表5拌和楼数据采集2
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从表4、5可以直观看出掺配比例是否满足设计要求,说明黑匣
子可以在施工过程中发挥重要作用。
2.3现场取样GTM试验结果
混合料从拌和楼或施工现场取样,进行GTM试验,观察其结果与
生产配比是否一致,整个混合料性能验证过程只需1h左右,能确保
摊铺到路面上是合格产品。而击实马歇尔进行沥青混合料性能验证的
整个过程,最短也需要10多个小时,不能及时发现混合料存在的问
题,这样就为路面整体使用性能埋下不安全隐患。
现场取样控制起来较为方便,取样进行现场GTM直观力学性能对
比。以下为通过不同取样地点进行现场GTM试验的对比分析结果(表
6)。
表6不同取样地点GTM结果
注:测点1和测点2为摊铺机摊铺后未进行碾压时,取样试验后
结果。
从表6中可以看出,测点2密度较大,GSI和GSF值下降比较明
显,同时对两个测点进行无核密度仪压实度检测和燃烧法抽提级配检
测。
GTM主要起到现场验证的作用,而通过GTM进行验证,可以在较
短时间内得出其混合料的力学性能指标。当该指标不满足设计要求
时,对混合料进行详细分析,找出问题所在,如级配发生变化时,有
必要的情况下,可以根据现场GTM试验,进行控制参数及集料掺配比
例的微调。
2.4现场无核密度仪测试结果
在进行大面积施工时,大多数人都会认为碾压比较乱,不容易分
清到底碾了几遍,压实是否均匀。经过大量试验,无核密度仪能很好
地解决这个问题。首先选定一个横断面用其对这个断面上设置的11
个点进行检测,可以很直观地看出碾压是否均匀(图1、2)。
图1碾压过程中均匀性的控制
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图2碾压遍数与压实度关系曲线
跟踪测点1和测点2,测点1通过6遍碾压,满足压实度要求,
测点2碾压4遍后压实度变化不再明显,压实度为93%,不合格。
无核密度仪是快速检测压实度的方法。通过它可以灵活、简便地
确定机械组合和建立沥青混合料密度与施工碾压遍数的关系。在进行
检测之前,必须针对不同的测试区域以及不同的测试情况进行相应的
标定,使测量误差能够控制在2%以内。它还可以快捷地对沥青面层
施工中的密度(压实度)实时、快速无损检测,可以减少破坏性钻芯
检测,对保证工程进度、确保施工质量具有重要意义。
2.5现场取样抽提(燃烧法)后试验数据
燃烧法即燃烧炉燃烧法。试验原理:把沥青混合料放入538℃燃
烧炉中30 min左右,使沥青混合料试样充分燃烧和灰化。并将所形
成的废气通过处理系统排出室外后剩余的质量即是矿料质量。再进行
筛分试验,对比矿料级配的变化情况。表7为不同取样地点矿料级配
和油石比的变化情况对比。
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