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摘要：在公路工程建设中，沥青路面由于具有坚实、无接逢、噪音小并且施工通车的快速性和行车的舒适性等优点而得到了广泛的应用。沥青混合料质量的好坏直接关系到公路使用性能。因此，必须加强沥青混合料的试验检测工作，掌握好施工技术要点，确保施工质量。
关键词：沥青混合料；试验；检测
随着沥青混合料以其造价便宜，就地取材，施工难度低、性能稳定等优势，在国内外公路建设中得到广泛的应用。为了保证高等级公路功能要求，沥青混合料除了要具备一定的力学强度，还要具备高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性、抗渗性等各项技术要求。道路工程建设过程中，对沥青混合料的各项性能进行准确的检测，以确保沥青路面工程质量。本文主要通过阐述公路沥青混合料的基本概念，介绍沥青混合料主要试验检测技术及控制，以资同行借鉴。
1.公路沥青混合料概述
沥青混合料是矿料与结合料拌合而成的混合料的总称，它以沥青为结合料，通过仔细合理地选择和级配，在一定的温度下进行拌合而组成由碎石、石屑、砂、矿粉等共同混合而成的矿质混合料。汽车行驶在沥青混合料路面，不仅晴天无尘，而且下雨天也不会变得泥泞，这是因为沥青混合料以其独特的材质而具有良好的力学性能、耐久性和抗滑性，在此基础上，沥青混合料还有助于分期修筑路面以及再生利用。
1.1沥青混合料组成材料的选择要求
沥青混合料主要是由沥青、粗集料、细集料和填料所组成，因此混合料的技术性质主要决定于组成材料的性质、配合比例等因素。为保证沥青混合料的技术性质，首先应选择符合质量要求的组成材料，然后设计完成合理的混合料配合比。
（1）沥青材料
在选择离青材料的时候，要考虑到不同型号的沥青材料，具有不同的技术性质，适用于不同等级、不同类型的路面，同时还要考虑交通量、气候条件、施工方法、沥青面层类型、材料来源等各方面的影响，这样才能保证拌制的沥青混合料具有较高的力学强度和较好的耐久性。通常较热的气候区、较繁重的交通，细粒式或砂粒式的混合料则应采用稠度较高的沥青；反之，则采用稠度较低的沥青。
（2）粗集料
沥青混合料中所用粗集料一般为碎石，由岩石经过轧制而成。沥青混合料用粗集料要求洁净、干燥、无风化、无杂质，并且具有足够的强度和耐磨性，其各项指标应符合沥青混合料用粗集料技术要求。对路面抗滑表层的粗集料应选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石，不可使用筛选砾石、矿渣及软质集料。用于高速公路、一级公路、城市快速道路、主干路沥青路面表面层及各类道路抗滑层用的粗集料，应符合磨光值、道瑞磨耗值和冲击值的要求，对于坚硬石料来源缺乏的情况下，允许掺加一定比例普通集料作为中等或小颗粒的粗集料，但掺加比例不应超过粗集料总质量的40%。
（3）细集料
热拌沥青混合料的细集料一般采用天然砂或人工砂，在缺少砂的地区，也可以用石屑代替。但对于高等级公路的面层及抗滑表层，石屑的用量不宜超过砂的用量。
细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并且与沥青具有良好的粘结力，应满足沥青混合料用细集料的技术要求。
细集料应与沥青有良好的粘结能力。对于高等级公路，使用与沥青粘结性能差的天然砂和用酸性岩石破碎的人工砂或石屑时，应采用相应抗剥落措施。
（4）填料
沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性（憎水性）岩石磨制而成的矿粉，矿粉要求洁净、干燥，并且与沥青具有较好的粘结性。
填料可以由石灰、水泥、粉煤灰代替，但用这些物质作填料时，其用量不宜超过矿料总量的2%。在工程中，还可以利用拌和机中的粉尘回收来做矿粉使用，其量不得超过填料总量的50%，并且要求粉尘干燥，掺有粉尘的填料的塑性指数不得大于4%。
1.2公路沥青混合料的拌合
为了有效地确保沥青混合料的质量，公路沥青路面采用的沥青混合料应采用厂拌方式，首先，在进行混合料拌制前应进行试拌，同时还应该控制好沥青的适宜用量、拌和的时间以及加热和出厂的温度。其次，以防出现粗细料分离和结团成块的现象，在沥青混合料拌和后，应该保持混和料均匀一致。最后，必须对沥青混合料、矿料级配组成的沥青用量进行试验，如果发现不符合要求的应该及时调整。
2.沥青混合料主要试验检测技术
混合料的密度、最大相对密度、试件的制作方法、马歇尔稳定度、沥青含量、车辙试验、黏附性试验、配合比设计是沥青混合料主要的几项试验检测技术。
2.1沥青混合料的密度试验
不同类型的沥青混合料，其空隙率大小不同，在检测混合料密度时采用不同的试验方法，常用的方法有：表干法、水中重法、蜡封法、体积法。表干法适用于测定吸水率不大于2%的各种沥青混合料试件；水中重法适用于测定几乎不吸水的密实的Ⅰ型沥青混合料试件的表观密度；蜡封法适用于测定吸水率大于2%的沥青混凝土或沥青碎石混合料试件的毛体积密度。这里以表干法为例介绍沥青混合料密度的测定方法。
①备试件。用钻芯法，把试件保存在不高于35度的地方，不要使试件产生变形。
②选择适宜的浸水天平，满足称量试件的要求。
③除去试件表面的浮粒，称干燥试件的质量。
④挂上网篮，浸入溢流水箱中，调节水位，在3-5分种后称取水中的质量。
⑤从水中快速取出，擦去试件表面水，称取试件的质量。
⑥计算。试件的相对密度=干燥试件的空中质量/（试件的表干质量-试件的水中质量）
试件的毛体积密谋=（干燥试件的质量*常温水的密度）/（试件的表干密度-试件水中的质量）
2.2沥青混合料马歇尔稳定度试验
马歇尔试验主要用来检测沥青混合料的高温性能，所测定的指标有马歇尔稳定度、流值和马歇尔模数，并以这些指标来表征其高温时的稳定性和抗变形能力。稳定度是指在规定的温度和加荷速率下，标准试件的破坏荷载；流值是最大破坏荷载时，试件的垂直变形；马歇尔模数为稳定度除以流值得商。马歇尔试验主要步骤有：
①将试件放在恒温水槽中45-60分种。
②将试件放在马歇尔试验仪上，启动加载设备，当荷载达最大瞬间，取下流值计，读百分表及流值计的数。
③计算
试件的马歇尔模数：T=MS/FL
T―试件的马歇尔模数，Kn/mm
MS―试件的稳定度，KN
FL―试件的流值，mm
④马歇尔试验的注意事项
如标准马歇尔试件高度不符合63.5mm±1.3mm的要求或两侧高度差大于2mm时，此试件应作废。
从恒温水槽中取出试件至测出最大荷载值的时间，不得超过30s。
当一组测定值中某个测定值与平均值之差大于标准差的k倍时，该测定值应予舍弃，并以其余测定值的平均值作为试验结果。当试件数目n为3、4、5、6个时，k值分别为1.15、1.46、1.67、1.82。
2.3沥青混合料车辙试验
车辙试验方法最初是由英国道路研究所开发的，由于试验方法比较简单直观，而且与实际路面车辙的相关性好，因此在日本、欧洲、北美等地得到广泛的应用。目前我国也将车辙试验用于测定沥青混合料的高温抗车辙能力。沥青混合料车辙试验方法简要介绍如下：
①测定试验轮压强在0.7±0.05MPa，将试件装于试模中。
②试件成型后，连同试模一起在常温下放置不少于12小时。
③将试件连同试模一起，置于试验机的试件台上，试验轮在试件的中央行走，时间1个小时。
④计算结果：DS=（t2-t1）*N*C1*C2/(d2-d1)；
DS―沥青混合料的动稳定度，次/mm；
d1―时间t1（一般为45分钟）的变形量，mm；
d2―时间t2（一般为60分钟）的变形量，mm；
N―试验轮每分钟行走次数，通常为42次/min；
C1―试验机类型修正系数，曲柄连杆驱动试件的变速行走方式为1.0，链驱动试验轮的等速方式为1.5；
C2―试件系数，试验制备的宽300mm的试件为1.0，从路面切割的宽150mm的试件为0.8。
2.4沥青混合料黏附性试验
沥青混合料黏附性试验是根据沥青粘附在粗集料表面的薄膜在一定温度下，受水的作用产生剥离的程度，以判断沥青与集料表面的黏附性能。其试验方法大致有以下步骤：①取粒径9.5-13.2mm，形状规则的集料200克，洗净并在105℃的烘箱中烘干备用。②以标准方法取沥青试样放入烧杯中，加热至要求的温度。③按四分法称取备用颗粒100克。④从烘箱中取出，使集料完全被沥青膜裹覆，并在室温下冷却1小时。⑤将放有集料试样的玻璃板浸入水温80℃±2℃的恒温水槽中，保持30min，并将剥离及浮于水面的沥青用纸片捞出。⑥由水中小心取出玻璃板，浸入水槽的冷水中，仔细观察裹覆集料的沥青薄膜剥落情况。由两名以上经验丰富的试验人员分别目测，评定剥离面积的百分率，评定后取平均值表示，并按下表评价沥青与集料的黏附等级。
沥青混合料黏附性等级表
3.沥青混合料的试验检测控制
3.1沥青混合料的取样
设计好的沥青混合料在抓好原材料选材的同时，控制矿质材料备料质量尤为重要。（1）能够真实的反映原材料的质量主要是靠原材料取样的正确与否。来料取样时，应从均匀分布的几个不同部位，取大致相等的若干份组成一组试样。（2）原材料选取还应注意试样的缩分。由于在实际的操作中，试验人员任意在料堆上铲取试样或随意称取不等数量的试样进行试验，导致试验误差的增大，从而使试验采集的数据没有代表性。（3）在实际操作中，沥青试样经加热处理后会引起沥青老化。这就要求冷却后的试样反复加热不能超过2次，避免沥青老化使沥青混合料性能发生变化。
3.2沥青混合料的试验条件
试验操作中，马歇尔试验是极其重要的一方面，包括马歇尔试件的拌制、成型，各种物理力学指标的测试及数据的处理。
（1）实际操作时，针对沥青局部过热老化，沥青混合料拌和不均匀等情况，试验人员应遵照试验规程，用小型沥青混合料拌和机。（2）在沥青混合料温度或模具预热温度还达不到规定温度的情况下，将会影响试件的密度和空隙率，此时，试件尚未冷却就脱模，容易使试件受到损伤。（3）马歇尔试件成型高度对沥青混合料马歇尔性能测定有较大的影响，因此，如测定高度不符合的试件应予以废弃，以减小试验数据的变异性。
4.结束语
在公路工程施工中，沥青混合料内部包含多种材料，对于其性能指标的试验检测工作就显得尤为重要，需要对各种材料混合在一起后发生的反应，分析其对沥青本身会造成哪些影响和变化。基于此，本文主要从密度试验、马歇尔稳定度试验车辙试验、黏附性试验等方面对沥青混合料试验检测技术在公路工程中的应用进行分析，以保障公路工程的安全性和稳定性。认真做好工程施工中沥青混合料的试验检测工作对于整个工程来说就显得至关重要。
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