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公路施工中检测骨料离析与温度离析的方法探析

时间:2022-11-22 13:25:03 来源:网友投稿

【摘要】检测技术是公路建设中基础性、关键性的重要技术,其对控制工程的质量是非常重要的手段。工程质量的好坏是通过试验检测数据来评价的,而试验检测结果是否准确可靠,则在很大程度上取决于检测设备和检测的方法是否先进合适,先进的检测设备可以快速和准确的检测工程的质量实际情况,减少对工程施工进度的影响,减少工程施工的成本。

【关键词】公路施工;骨料离析;温度离析;铺层均匀性;早期破坏;使用寿命

0 引言

工程实践表明,在沥青路面施工时,由于各种原因导致很多新建沥青路面出现了早期破坏的现象,早期破坏在很大程度上影响了沥青混凝土路面的使用效益和寿命,使得国家花费很多资金建设的高速公路的效益不能得到充分的发挥,因此预防沥青路面的早期破坏的出现成为沥青路面设计者、施工员、管理者首要关心的问题。

1 骨料离析的检测方法

1.1 视觉观察法

视觉观察法就是通过观察者对沥青路面铺层进行观察,发现路面纹理不均匀一致的地方,依靠观察者的经验来判断是否发生了离析与发生离析的程度。这种方法是一种主观性很强的判别方法,与观察人员的经验、水平有很大的关系,而且判别的标准无法进行量化,所以视觉观察法没有明确的离析发生程度评定标准,因此在不同的观察者之间有时会存在分歧,如经常会在施工方和监理方有不同意见,对是否发生离析有不同的结论,需要作进一步的检测来判断是否发生了离析现象,在检测时有时发现沥青混合料级配和密度都发生了变化,而有时却只是密度发生了变化。且视觉观察法只适用于大粒径及较粗的沥青混合料,不适用于小粒径和级配偏细的沥青混合料,因此也就有一定的局限性。目前沥青混合料结构形式有很多样,只凭借着视觉观察法来判断是否发生离析是不够的。

视觉检查法的优点与缺点如下:

优点:操作方便、简单、且不需要使用仪器。

缺点:判断主观性很强,不同的判断者有不同的判断结果,判别的标准无法量化。

1.2 构造深度法和离析评价指标

人工铺砂法就是试验规程中所说的“沥青混合料表面构造深度试验”,采用的是用25mL的标准砂铺设在沥青路面面层上以填补表面的空隙,根据填补的面积来计算构造深度的大小。测试时试验人员首先将测点周围的面层清理干净,用圆筒、推平板组成的人工铺砂仪将定量的标准砂铺设到检测的路面上,当砂子在推平板的作用下摊铺到所要求的程度时,用构造深度尺、钢尺或卷尺测量构造深度值,将测量值与要求的值相比较来判断骨料离析发生的程度。由于沥青混合料级配、骨料材质以及施工工艺均会影响到路面的构造深度,所以就算是相同级配类型,不同施工段的构造深度也会有所不同,也就很难确定某种级配的标准构造深度值(TD非离析处)。所以采用(TD离析处/TD平均)为离析的作为评定指标,其中TD平均是整个检测路段构造深度的平均值。

优点:该试验方法的原理简单,操作也简单,成本低,所以仍是目前最常用的检测沥青路面铺层构造深度的方法,也是最直观的判别骨料离析的方法,它不但可以发现沥青路面发生骨料离析的区域,并能定量测量骨料离析的程度,因此广受大家的欢迎。

缺点:测量的数据受所用试验砂的干燥洁净程度、检测路面潮湿程度、路面表面的凹凸程度、铺砂区形状的影响,测定的结果也受测试者主观和测试方法本身的影响,明明看来已经发生严重离析的部位,可试验结果却显示没有发生离析现象。且在试验时比较费时,劳动强度大。

2 温度离析的检测方法

2.1 点温计法

虽然点温计法原理简单,检测工具简易,但由于点温计法本身和操作可行上的限制,点温计法也存在以下的缺点。

缺点:

2.1.1 延时性:由于点温计法是依靠热传递的测温原理进行测量温度的,温度计在从开始接触沥青混合料开始到温度稳定,需要等待一段时间(大约需要2分钟)才能完成测量工作。温度高达180℃的沥青混合料,由于自然散热的作用,且温度散失的速度很快,而在这个大约的2分钟时间的热交换过程中,沥青混合料的温度已经降低很多。所以测出来的沥青混合料的温度已经不再是刚摊铺出来的温度了,存在一定的延时性。且在受沥青混合料碾压温度的限制,也不可能有很长的时间来进行这种缓慢的检测工作了。

2.1.2 时效性:由于刚摊铺出来的高温沥青混合料在时间的推移下温度是不断降低的,这样在对于存在温度争议的区域,是不可能再去重新再去进行温度测量了,这是因为在时间的推移下温度已经降低,再次测量的温度不再是刚才测量的温度了,这样对结果的准确性不能判断了。

2.1.3 差异性:点温计法一次只能测量一个点的温度,但是某一测量点的局部点与点之间存在着温度差异,尤其是某些具有特异性的测点,温度不是非常高就是非常低,最高温度与最低温度之差过大,这样测量的结果也就不能准确地表现出摊铺路面温度分布的真实状况。

2.1.4 接触性:点温计是靠热传递的原理来进行温度测量的,也就是讲用点温计法测量沥青混合料的温度时需要与高温沥青混合料近距离的接触才能够进行测量工作,这样就容易被高温沥青混合料烫伤与担心会被压路机压着了,因而存在安全隐患。

2.2 红外热像仪法

2.2.1 红外热像仪的使用步骤如下

1)标定:根据本工程的实际情况,确定所测试距离以及所测的温度范围,不同型号的红外热像仪,其具体操作方法也是不同的。

2)现场拍摄:在开机15分钟左右时进入拍摄模式,在经过调整焦距、实现周围环境湿度、温度等各种补偿,以及充分的温度聚焦后才开始拍摄红外热像图片。

3)图片的处理:把红外热像仪存储卡上的红外热像图片输入到电脑,通过用配套的专门软件对红外热像图像进行浏览和分析。

2.2.2 使用红外热像仪法评价温度离析的优点

1)红外热像仪法可以分析整个沥青路面的温度特性,并可以自动测量到所测区域的最高温度、最低温度、某标点的温度和平均温度;

2)由于红外热像仪可以快速的测量出沥青混合料温度的情况,这样可以现场控制施工中的温度差异,及时解决施工中出现温度离析的问题;

3)高效性红外热像仪大约5分钟就可以拍摄一张图片,效率较高。

2.2.3 使用红外热像仪法评价温度离析的缺点

1)红外热像仪法只能探测到路表面或接近路表面的温度分布情况,不能探测到路面深层的温度情况;

2)当发生温度离析与骨料离析时都会出现低温区域,因此需要做进一步的检测才能确定离析类型;

3)由于路面的温度受路面周围温度、湿度影响较大,而且路面周围的树木、建筑等遮挡物对路面的温度影响也较大,所以红外热像仪法难以应用于已建道路,一般是在沥青混合料铺筑时采用,对完成施工后的沥青路面的温度离析评价精确度不够。

3 结束语

沥青混合料铺层骨料和温度的不均匀,即沥青混合料的骨料离析和温度离析,近十年来已经受到了道路承包商、工程管理者和设计人员的广泛关注。沥青混合料一旦发生离析,一切关于混合料设计的努力全付诸东流,其性能已经不再是预期的性能了。产生这种情况的主要原因是:实际施工情况与设计理论假设的偏离,造成实际路用性能偏离预定的设计目标。

【参考文献】

[1]韩守兵.沥青路面施工过程中的离析分析及解决对策[D].山东大学,2008.

[2]高立波.沥青路面离析的产生原因及预防措施探讨[J].辽宁交通科技,2005(1).

[责任编辑:王洪泽]

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