本文摘要：摘 要：文章基于間斷半開級(jí)配瀝青混合料的特點(diǎn)，介紹了一些半開級(jí)配瀝青混合料密度檢測(cè)方法，用體積法檢測(cè)半開級(jí)配試件密度誤差分析并進(jìn)行鉆芯修正，以滿足該級(jí)配瀝青混合料大規(guī)模施工檢測(cè)需要。 關(guān)鍵詞：半開級(jí)配 瀝青混合料 毛體積密度 1.間斷半開級(jí)配瀝青
摘 要：文章基于間斷半開級(jí)配瀝青混合料的特點(diǎn)，介紹了一些半開級(jí)配瀝青混合料密度檢測(cè)方法，用體積法檢測(cè)半開級(jí)配試件密度誤差分析并進(jìn)行鉆芯修正，以滿足該級(jí)配瀝青混合料大規(guī)模施工檢測(cè)需要。
關(guān)鍵詞：半開級(jí)配 瀝青混合料 毛體積密度
1.間斷半開級(jí)配瀝青混合料特點(diǎn)
我國目前大部分新建高等級(jí)重載道路，尤其是南方氣候特點(diǎn)為高溫多雨地區(qū)，路基頂面需具備一定的排水功能�；鶎幼鳛橹饕某休d結(jié)構(gòu)層，考慮到強(qiáng)度因素，現(xiàn)今多采用水泥穩(wěn)定碎石材料。在不采用柔性基層的情況下，同時(shí)兼顧抗裂、排水功能的間斷半開級(jí)配瀝青砼下面層在工程上已有成功應(yīng)用實(shí)例。
目前廣東地區(qū)部分高速公路在瀝青下面層施工過程中，采用以ATB為基礎(chǔ)經(jīng)改良后的GAC-25C級(jí)配，其具有顯著的間斷半開級(jí)配特性[1]，空隙率設(shè)計(jì)在采用體積法檢測(cè)時(shí)一般控制在8～12%。在該級(jí)配基礎(chǔ)上采用橡膠改性瀝青膠結(jié)料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，同時(shí)具有較強(qiáng)的高溫性能、吸收反射裂縫能力以及排水功能。間斷半開級(jí)配GAC-25C級(jí)配范圍見表1。間斷半開級(jí)配GAC-25C級(jí)配曲線見圖1。
2.半開級(jí)配瀝青混合料密度檢測(cè)方法
在施工過程中，工地試驗(yàn)室需要對(duì)每日的拌合樓熱料取樣成型試件獲得馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)密度，施工后還需對(duì)路面按規(guī)范頻率鉆芯取樣檢測(cè)壓實(shí)度。這些工作都需要涉及到瀝青混合料試件的密度試驗(yàn)方法。根據(jù)現(xiàn)行試驗(yàn)規(guī)范，空隙率>2%的瀝青混合料一般采用以下方法檢測(cè)：
2.1蠟封法
該方法是將試件置于石蠟之中進(jìn)行浸泡處理，由此在試樣外形成一個(gè)蠟外殼，確保試樣的形狀，以此為基礎(chǔ)將試件分別置于空氣以及水體兩大環(huán)境中，由此得出各自所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量，綜合考慮浮力原理，從而得出試樣體積以及對(duì)應(yīng)的試件密度值。該方法的問題在于當(dāng)蠟的溫度較高時(shí)，在試件浸泡過程中，蠟可能會(huì)較多的滲入試件的開口孔隙當(dāng)中，導(dǎo)致試件的密度檢測(cè)值偏高。并且該方法所需時(shí)間較長，試驗(yàn)過程中人為因素影響也較大。由此可見該方法不利于工地試驗(yàn)室日常的大批量檢測(cè)。
2.2真空塑封法
美國Superpave研究成果中提出，可采用真空塑封法檢測(cè)大孔隙瀝青混合料試件密度，真空塑封儀和塑封試件見圖2。就原理層面而言，真空塑封法與蠟封法具有很多共通之處，不同之處在于塑封法是通過真空塑封設(shè)備通過負(fù)壓將塑封薄膜吸入瀝青砼試件表面的構(gòu)造深度(表面凹陷)中，形成毛體積界面�？傮w來說，該方法相比蠟封法，影響密度檢測(cè)準(zhǔn)確性的因素更少，試件毛體積密度結(jié)果更為精確。但該方法的設(shè)備及塑封薄膜耗材價(jià)格較貴，出于經(jīng)濟(jì)性因素考慮，亦不利于工地試驗(yàn)室的普及推廣。
2.3體積法
當(dāng)采用體積法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，并未將存在于試件表面的凹陷等問題考慮在內(nèi)，最終所帶來的體積結(jié)果顯然偏大，而所得到的毛體積密度便會(huì)減小，受此影響空隙率也會(huì)表現(xiàn)出偏大的趨勢(shì)。體積法固然存在上述缺點(diǎn)，但是優(yōu)勢(shì)在于僅需要游標(biāo)卡尺等便攜設(shè)備即可，且檢測(cè)速度快，對(duì)于半開級(jí)配混合料來說適用于日常施工過程大批量檢測(cè)。
3.體積法檢測(cè)半開級(jí)配試件密度誤差分析及鉆芯修正
3.1鉆芯試件壓實(shí)度超100%原因分析
從廣東省某新建高速公路工程實(shí)施的間斷半開級(jí)配下面層試驗(yàn)段情況看，路面芯樣與室內(nèi)馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)密度試件分別采用體積法測(cè)量密度后計(jì)算壓實(shí)度，發(fā)現(xiàn)結(jié)果普遍超過100%的現(xiàn)象，最大的達(dá)到106%(GAC-25C下面層芯樣毛體積密度2.268～2.330g/cm3，當(dāng)日室內(nèi)馬歇爾試件標(biāo)準(zhǔn)密度2.181 g/cm3。壓實(shí)度最低104.6%，最高106.1%，平均壓實(shí)度105.5%。路面芯樣試件空隙率5.2～7.6%，馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)密度試件空隙率11.5%)。
GAC-25C型級(jí)配為間斷半開級(jí)配，為控制芯樣數(shù)據(jù)離散性采用Φ152.4mm的大型馬歇爾擊實(shí)進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制，相比于Φ101.6mm的標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾擊實(shí)試件，組間體積參數(shù)的變異性有顯著的減小。施工過程中，壓路機(jī)僅按照常規(guī)次數(shù)碾壓，根據(jù)圖3現(xiàn)場(chǎng)取芯試件剖面來看，集料間骨架嵌擠狀態(tài)良好，因此并非超壓因素導(dǎo)致空隙率過小。
在此基礎(chǔ)上，分析施工路面芯樣空隙率小于標(biāo)準(zhǔn)密度試件，壓實(shí)度“超100%”的原因出在體積法測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件和現(xiàn)場(chǎng)取芯試件的差異上。從混合料毛體積密度概念出發(fā)，密度測(cè)試的關(guān)鍵在于如何有效區(qū)分混合料試件內(nèi)部和表面的各種“孔隙”，其中包括閉口孔隙、開口孔隙及試件表面的構(gòu)造深度。其中開口孔隙與構(gòu)造深度的區(qū)別在密級(jí)配瀝青混凝土密度檢測(cè)中一般容易被忽視。兩者差異在于開口孔隙屬于瀝青砼物理孔隙的一部分，影響的是力學(xué)及路用性能。而構(gòu)造深度則為瀝青砼路用性能中的抗滑性能，起到行車安全作用。圖4為瀝青混合料表面孔隙示意圖，其中I區(qū)為表面構(gòu)造深度，(Ⅱ+Ⅲ)區(qū)為開口孔隙。能否分清兩者區(qū)別是準(zhǔn)確測(cè)量混合料毛體積密度的關(guān)鍵。
在GAC-25C半開級(jí)配混合料密度檢測(cè)時(shí)，采用Φ100mm鉆芯試件測(cè)試毛體積密度。以往經(jīng)驗(yàn)一般是將室內(nèi)擊實(shí)馬歇爾試件密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度，這種做法用在連續(xù)密級(jí)配問題不大，因?yàn)檫B續(xù)密級(jí)配馬歇爾擊實(shí)試件的底部和側(cè)面的外表通常比較密實(shí)，與切割后的鉆芯試件情況接近。采用表干法檢測(cè)時(shí)雖未將試件表面的構(gòu)造深度與開口孔隙分開，但對(duì)最終結(jié)果影響不大。
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