马歇尔密度标准下沥青路面压实度的检测(1)

作者：***来源：《建筑工程技术与设计》2014年第31期【摘要】一般来说，在检测沥青路面压实度时使用的是马歇尔密度标准进行计算的，而沥青混合料最大理论密度是将松散沥青混合料浸入水中，在真空度为97.3kPa的情况下持续15±2min，在解除负压后对其最大理论密度济宁测定，这一过程就称之为沥青路面的最大理论密度的真空法测定用这种方法在这种情况下算出来的压实度就是最大理论密度的压实度。本文结合了现行的各类规定条款，就沥青路面压实度检测中的标准密度取值、以及实际工作中的密度测定所使用的方法以及压实度的标准等相关问进行了探讨和研究。【关键词】马歇尔标准密度；沥青路面；压实度检测在确定沥青混合料油石比的试验就是马歇尔试验。马歇尔试验过程是对标准击实的试件在规定的温度和湿度等条件下受压，对沥青混合料的稳定度和流值等指标进行测定，然后再经一系列的计算后，分别对油石比与稳定度、密度、空隙率、流值、饱和度的关系曲线进行绘制，直到最后确定出沥青混合料的最佳油石比。在实际的工作中，经常压测定沥青路面的压实度，二严适度的检测就在马歇尔密度标准下进行的，我国现行的《公路沥青路面施工技术》（JTJ032-94）中所规定的方法就是马歇尔测定法。该规定中规定，沥青路面的标准密度为当天拌合厂取样的马歇尔试验标准下之间密度ρs或者试验路段路面芯样密度ρo，在客观上来说，这两个密度都是定值，所以，压实度在理论上来说也是定值，但是由于测试过程中的各种变量都会对测试的结果产生影响，所以测试结果的不同也是很明显的。一、沥青混合料标准密度检测按照现行的相关规范，标准密度可以有两种取值方法，即试验路段路面芯样密度或当天取样的马歇尔试验标准制件密度。结合多年的沥青路面施工以及质量管理经验，我们发现这两种方法在使用的过程中都存在一定的局限性，下面逐一进行。1.马歇尔密度在大多数的实际工程中，最常使用的是用当天取样的马歇尔密度作为标准密度ρo来计算压实度，当天马歇尔密度是从当天生产的混合料中抽样进行马歇尔试验得到的，它基本反映了混合料生产的变化情况。但当天马歇尔密度还是会受到以下几个因素的影响：首先是制件的温度，根据经验，在室内马歇尔试验制件的过程中，混合料制件的密度会随着成型温度的增高而增大，空隙率则降低；反之，降低温度会导致密度减小，空隙率增大。在工程实际中，室内马歇尔试件空隙率是衡量沥青混合料的一个重要指标。在做马歇尔试验时我们发现，尽管上下变化了5个不同的沥青用量，变化范围达到了2%，稳定度都能满足要求，流值也大都满足要求，稳定度、密度有时连峰值都不出现，最后决定沥青用量的往往只剩下空隙率一个指标。在生产过程中也是如此，在大多数情况下，马歇尔试验只有空隙率会超出要求。因此有不少施工单位为满足空隙率要求在马歇尔试件成型时人为改变击实温度或忽视对温度的控制。另外还有取样的偶然性，试验室在取样进行马歇尔试验时，通常是上下午各取一组进行试验以获得当天的马歇尔密度。然而，正常的生产能力是240t/h，每天只取两组，所以当天马歇尔密度取样的偶然性较大。试验室取样进行马歇尔试验的各个环节都存在不可避免的人为因素的影响，而且这些影响对于马歇尔密度的取值而言是较为明显的。由于上述种种原因，在实际检测中，很难有以马歇尔密度为标准密度的压实度不合格的问题出现。2.试验路段路面芯样的密度一般而言，在正是摊铺之前往往要进行试验路段的铺筑，这样做的主要目的就是，首先确定生产采用的标准配合比，其次就是对松铺系数进行确定，最后是为了对碾压遍数以及碾压方法进行确定。上述的三种参数一旦确定，这个时候沥青混合料的生产就能正常进行。而在测定上述的三种参数时，压实度的测定也是评价的具体标准之一。但是，假如在施工的过程中，级配、油石笔等因素均不发生变化的话，那么用试验路段密度标准作为标准密度也是可行的。3.最大理论密度最大理论密度一般可以通过计算法、真空法或溶剂法来取得，溶剂法和真空法对钻孔取芯而言最能反映实际情况，但这两种方法都不能保留芯样，而且试验本身也比较繁琐。而计算法对于施工过程中的质量控制而言则最为简单明了、易于掌握。在SMA生产实践中，我们已经尝试利用最大理论密度作为标准密度的做法。孔隙率的计算公式为：压实度的计算公式为：当，时，能得出：一般来说，使用最大理论密度可以直接地、相对真实地反映该路段的空隙率情况。二、压实度的确定现在不少公路已在使用空隙率和压实度双控指标，即以马歇尔密度作为标准密度来评价压实度的同时，要求其空隙率也要达到要求。这样做可从两方面对沥青面层的质量进行控制，但实际施工中会出现压实度满足要求而空隙率不满足要求的情况，这很难说服施工单位其是不合格的。当以理论密度作为标准密度时，如前所述由于空隙率和压实度是两个相互关联的指标，在这样情况下控制了压实度其实也就控制了路面的实际空隙率。综上所述，可以看出标准密度应直接采用最大理论密度，这样就可以直接判断其空隙率的大小，为了避免空隙率过小而导致泛油等病害和空隙率过大而引起水损害，压实度指标宜控制在93%～98%。三、沥青路面的实际密度按“测试规程”检测沥青面层实际密度有核子仪和钻孔取芯两种方法。核子仪法虽然有非破坏性的优点，但由于各种型号沥青砼面的粗糙度不一，通过核子仪法测得的实际密度往往偏差较大，且缺乏相关性，因此“测试规程”明确指出不宜采用核子仪法作为仲裁试验和验收评定手段。钻孔取芯的试验方法是在路面施工结束后从面层中取出芯样，比较有代表性，也是现在最常用的方法。由于沥青混合料密度测试方法较多，有表干法、水中重法、蜡封法和体积法等，究竟采用何种方法作为钻孔取芯样的密度测定方法，有必要在此作一探讨。“测试规程”还规定“压实沥青砼面层的施工压实度是指按规定方法采取的混合料试样的毛体积密度与标准体积密度之比，以百分率表示。”《公路沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）》指出，当沥青混合料为不吸水时，可采用水中重法，因此在I型沥青混合料密度的测定中，试验人员仍习惯采用表观密度作为实际密度来计算压实度，这样其实是不妥的。在沥青面层压实度检测中，沥青标准密度宜采用最大理论密度，这样既可以有效地控制压实度，也可以控制其空隙率等体积指标；沥青的钻孔取芯芯样密度只能采用毛体积密度，以表干法测定。结束语综上所述，马歇尔密度标准下的沥青路面压实度的检测时结合我国现行的相关标准进行的，所用的试验方法为马歇尔试验法，但是由于在测定的过程中可能会出现各种变量，所以在一定程度上会对压实度的测量结果产生影响，本文结合实际的工作经验与操作过程，对沥青路面压实度检测中出现的各种问题进行了总结，并且对影响测定结果的各种因素进行了探讨，希望为同行的从业人员提供参考。【参考文献】[1]蔡超，侯利.浅谈沥青路面压实度的检测[J].科技创新导报，2011（8）.[2]范晓鹏.论沥青路面压实度检测的方法与步骤[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（3）.[3]张军.关于沥青路面压实度检测问题的探讨[J].民营科技，2012（6）.