王強
摘 要:熱拌瀝青混合料的應用,大幅度改善了傳統(tǒng)公路工程路面施工質量無法保證,以及材料性能整體水平較差的問題。針對采用不同瀝青種類形成的熱拌瀝青混合料,以及其在生產(chǎn)和運輸過程中所發(fā)生的性能變化與質量改變問題,需要進行必要的試驗檢測和質量管理才能保證其使用安全。本文重點就熱拌瀝青混合料的類型、特性以及試驗檢測的要點進行了探討。
關鍵詞:公路工程;熱拌瀝青混合料;試驗檢測;質量管理
中圖分類號:U414;U415.12 文獻標識碼:A
0 引言
目前我國大部分地區(qū)的公路工程建設施工項目以及道路地基施工項目中,都已經(jīng)廣泛應用了以瀝青材料為原材料,通過有別于傳統(tǒng)工藝的新型高溫工藝制備而成的高性能全新熱拌瀝青混合料。然而熱拌瀝青混合料的應用并非一帆風順和毫無缺陷,仍然存在著很多由于材料改性導致工程質量無法控制的問題。因此,要針對熱拌瀝青混合料性能進行深度的挖掘和形成規(guī)范的參考標準。
1 熱拌瀝青混合料的分類及特性分析
熱拌瀝青混合料與傳統(tǒng)瀝青材料之間具有不可分割的重要關系,而最大的不同之處便是構成混合料的原材料種類,以及在制備混合料的過程中所采用的特殊工藝。熱拌瀝青混合料的成分列表中包含各類常見的廉價工程材料,同時在制備混合料的過程中普遍需要借助攪拌設備和高溫加壓設備,在特定的工藝條件下來實現(xiàn)瀝青混合料穩(wěn)定性能的綜合轉變。因此,也正是由于這種混合材料,生產(chǎn)工藝水平較高,對于工藝條件的特殊化和標準化要求較為嚴格,使得這種材料在不良的環(huán)境影響下更容易發(fā)生性能變化和質量轉變。這就要求為了避免在運輸環(huán)節(jié)出現(xiàn)大面積的材料改性和質量損失現(xiàn)象,需要嚴格控制運輸車內(nèi)部的溫度、濕度以及其他環(huán)境參數(shù),以免由于管理不當而造成瀝青混合料發(fā)生改性問題產(chǎn)生經(jīng)濟損失。
1.1 普通瀝青混合料
這種瀝青混合料在大部分建筑工程和路橋工程施工項目中,都是作為基礎原材料和未經(jīng)加工的普通低性能材料而存在,同時也是構成在日常生活中最容易看到的城市道路的基礎材料。普通的瀝青混合料又稱為AC型瀝青混合料,密實度較高和粘聚力較強是這種材料的鮮明特點之一。并且為了適應更多的施工可能性與條件要求,可以通過向其中加入不同種類的集料以及帶有各種功能的添加劑,來制備出符合路面施工質量要求和路基建設力學性能指標的新型材料。但是,高溫穩(wěn)定性較差的缺陷也進一步限制了這種瀝青材料在一些高標準領域中的充分發(fā)揮,因此對于長期處于高溫環(huán)境或者使用頻率較高的高速公路,或者其他質量要求較高的路面工程,普通瀝青混合料則很難在未經(jīng)加工的條件下進行直接使用。
1.2 改性瀝青混合料
以瀝青混合料作為合成的基礎原材料,通過向其中添加適量的高分子聚合物和橡膠粉,進而便能夠形成綜合性能更好、高溫穩(wěn)定性較高以及粘聚力更強的改性瀝青材料。改性瀝青混合料中所添加的高分子聚合物,使得這種瀝青材料能夠具備更高的高溫抗變形能力。因此,將這種混合料應用到質量要求較高的公路路面施工項目中,便能夠有效避免由于重型車輛在高溫環(huán)境下通行,而造成的路面表面開裂等問題。目前,國內(nèi)很多大型城市的快速路和主體交通路線路面,大多采用的都是這種改性瀝青混合料作為性價比最高的路面施工原材料。
1.3 瀝青馬蹄脂碎石混合料
瀝青混合料中除了能夠添加高分子聚合物和橡膠等,用于提高其粘聚力和熱穩(wěn)定性的材料外,通常根據(jù)其具體的使用情況和施工要求,還可以按照一定的設計比例向其中添加纖維和礦粉。礦粉與纖維在和瀝青混合后便形成了一種高穩(wěn)定性和超強抗形變能力的瀝青混合料,通常將其稱為SMA。瀝青馬蹄脂碎石混合料相較于基礎材料成分相似的其他種類的瀝青混合料,最大的特點便在于由于添加了纖維材料而形成的、混合料內(nèi)部較為平整和密實的骨架結構。在內(nèi)部骨架的支撐作用下,混合料受外部壓力時產(chǎn)生的形變量會更小,這就全方位的提升了瀝青混合料的綜合性能并擴展了其應用空間和適用條件。
1.4 改性瀝青馬蹄脂碎石混合料
礦粉和纖維的添加改變了瀝青混合料結構的特征和空間特點,再通過特殊的工藝手段,還可以進一步創(chuàng)造出具備更加均衡性能的材料,這樣便形成了結構與性能全面升級的改性瀝青馬蹄脂碎石混合料。這種新型混合料對于高溫、高壓和環(huán)境變化都具備了更高的抵抗能力,已經(jīng)能夠達到較高的使用水平,并使得其在社會生產(chǎn)的更多領域中都具有了一定的應用價值和研究潛力。由這種改性瀝青骨骼結構混合料建設而成的道路路面,即便在高溫環(huán)境下和大型車輛的碾壓情況下,通常也能夠保持較為平整的道路表面。另外,在較大的溫差作用下和梯度溫度變化的影響下,改性瀝青馬蹄脂碎石混合料構成的路面結構,也能夠保持較好的結構完整性和防滑性能,因此可以具備更長的使用壽命以實現(xiàn)更高的經(jīng)濟價值。
2 熱拌瀝青混合料的試驗檢測要點
2.1 檢測材料的準備工作
用于制備瀝青混合料的原材料的性能以及質量,是影響最終形成和投入使用的混合料綜合性能與應用價值的直接因素,因此需要圍繞材料性能的平衡性與穩(wěn)定性問題開展試驗檢測準備工作??茖W選料的基本原則便是嚴格按照設計方案,進行原材料種類的選擇和添加。熱拌瀝青混合料中絕大部分原材料都具有其特定的特性和作用,最重要的四種成分分別是瀝青、粗骨料、細骨料和填充料。因此,在材料采購前首先要對施工所需要的瀝青等級以及各項參數(shù)指標進行全面的掌握和深入了解,通常應優(yōu)先選用A級瀝青并嚴格限制其中的粉煤灰摻入量。優(yōu)質瀝青的熱穩(wěn)定性和可塑性普遍較好,同時良好的稠度和水穩(wěn)性也能夠使得這種瀝青原材料在用于制備各類改性材料后,依然保持較為穩(wěn)定的綜合性能和完整的結構特征;對于粗骨料的主要挑選原則,是依據(jù)這種材料表面的干燥程度以及壓碎值來決定的,通常選用的粗骨料壓碎值在26%以下便能夠適用于大部分熱拌瀝青混合料的制備;在細骨料選擇和采購過程中,重點控制的是細骨料的含泥量要始終保持在5%以下和3%以上的范圍內(nèi);對于填充料則更多的是減少其中的粉煤灰含量,而大多需要使用憎水性石料進行代替。
2.2 標準試驗
標準試驗檢測的基本形式便是圍繞熱拌瀝青混合料的級配方案和應用途徑開展全面檢測,在試驗過程中要充分考慮到瀝青混合料的實際使用條件,以及建設工程的基本質量要求。通常情況下,公路建設工程項目的材料質量管理和審核環(huán)節(jié),大多參照的便是標準實驗的檢測結果。因此應確保各項試驗操作行為符合標準規(guī)范,各步驟的檢測環(huán)節(jié)都能夠按照嚴格制定的規(guī)范流程進行,并在獲得原始數(shù)據(jù)測試結果后反復進行校對和審核,避免出現(xiàn)人工檢測失誤問題而影響到公路路面的施工質量。
2.3 驗證試驗
驗證試驗通常都是以標準試驗的結束作為開始和立項的標志,將檢測結果與生產(chǎn)廠家所提供的性能標準參數(shù)指標進行比對和驗證。驗證試驗的最終目的是在于審核實驗報告的準確性與實驗方案的可行性,因此要對混合料的各項特性與基本參數(shù)進行全面的檢測與比對。同時,還要重點對影響公路路面使用壽命與抗熱開裂能力的幾項力學性能,進行必要的反復驗證,以確保實驗結果的精確度和正確性。
2.4 抽樣試驗
抽樣檢測方法在各類材料性能檢測試驗過程中應用都非常廣泛,其核心價值更多體現(xiàn)在了完成試驗檢測和保證檢測結果可信度水平等方面。抽樣檢測的目的在于確保每一批檢測試樣的真實水平,都能夠在一定程度上保持良好的統(tǒng)一性,同時增設抽樣檢測試驗也是為了剔除樣本中所存在的不良因素,以及不具備代表性的試樣。
3 熱拌瀝青混合料試驗檢測質量的管理措施研究
3.1 提高熱拌瀝青混合料原料質量審核力度
熱拌瀝青混合料的各項性能均來自于組成其結構的各種原材料,因此只有保證原材料的質量和性能穩(wěn)定性達到標準要求,才能夠在檢測試驗過程中獲得合格的熱拌瀝青混合料參數(shù)。在籌備檢測材料的過程中,要嚴格控制材料的購入途徑和深度了解與之合作的生產(chǎn)廠家,同時定期對參與試驗檢測的材料進行分批檢測,避免其中混入劣質材料或者性能不達標的變性材料。同時在檢測過程中,對于各類外加劑的添加要嚴格遵循混合料的生產(chǎn)方案和級配比例,這樣才能避免由于外加劑添加比例不合格,而影響到瀝青等原材料的性能檢測結果準確性。最后,要在抽樣檢測過程中重點排查出缺乏代表性的檢測材料樣本,同時對抽樣檢測的合格率進行準確的記錄和全方位的分析,這樣才能充分掌握每一批瀝青混合料的出廠成品率以及相對應的經(jīng)濟效益。
3.2 創(chuàng)造良好的熱拌瀝青混合料試驗條件
試驗環(huán)境及相關配套的實驗設備條件,對于熱拌瀝青混合料試驗檢測結果的影響通常都是潛移默化的,而其中影響試驗結果可信度與合理性的關鍵因素,便是混合料的加工工藝和樣品的成型方法。通常采用熱壓成型制備技術將普通瀝青材料轉變成熱拌瀝青混合料,在這一過程中受環(huán)境和生產(chǎn)條件影響極易發(fā)生材料的特異性結構轉變,這對于后期公路路面的實際使用壽命和抗開裂能力等都具有極為關鍵的影響。因此,檢測單位要盡可能提供更為優(yōu)質的加工設備和完善的成型方案,同時配備專業(yè)的試驗檢測人員和技術人員,確保各環(huán)節(jié)檢測工作的規(guī)范操作和順利進行。
3.3 優(yōu)化試驗檢測的流程
試驗檢測結果的合理化一方面取決于試驗材料和條件準備的是否充足,另一方面則更加依賴于試驗人員對檢測流程的設計,能否與瀝青混合料的特性之間形成良好呼應。一定要將分析和掌握環(huán)境因素與生產(chǎn)條件對熱拌瀝青混合料性能影響規(guī)律作為研究目標,以此為基礎進一步優(yōu)化試驗檢測的基本流程和原理方法就顯得非常有必要了。
4 結束語
綜上所述,針對瀝青混合料檢測過程中可能存在的各類風險問題和影響檢測結果精確度的不良因素,要深層次思考其造成的各類影響,充分學習和研究試驗檢測的方法和技術,這樣才能更有效的提高試驗檢測結果權威性和代表性。
參考文獻:
[1]劉偉.高寒地區(qū)Evotherm溫拌瀝青混合料的研究及應用[D].長安大學,2019.
[2]王亞捷.提高瀝青混合料試驗檢測的措施分析[J].科技視界,2019(15):180-181.