一種瀝青路面施工質(zhì)量檢測與評價方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于瀝青路面施工質(zhì)量評價的應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種瀝青路面施工質(zhì)量 檢測與評價方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓實成型是瀝青路面生產(chǎn)建設(shè)中的最后環(huán)節(jié)，也是瀝青路面質(zhì)量形成的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)，在壓實環(huán)節(jié)，瀝青路面混合料的強度、穩(wěn)定性以及疲勞特性逐漸形成，壓實質(zhì)量的好壞， 直接影響到瀝青路面的路用性能和耐久性。而抗車轍性能是瀝青路面使用性能中最重要也 是最直觀的表現(xiàn)形式，它直接體現(xiàn)的是所"壓實"成型的瀝青混合料本身的性能，可以認(rèn)為 車轍性能是瀝青路面施工質(zhì)量的一種客觀、綜合的表現(xiàn)形式。
[0003] 我國瀝青路面工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和驗收規(guī)范中除了路面厚度、平整度、抗滑指標(biāo) 等路面功能指標(biāo)外，與瀝青路面的使用性能直接相關(guān)的指標(biāo)只有壓實度、滲水系數(shù)等，而缺 乏與瀝青路面高溫抗車轍能力或其他路用性能直接相關(guān)的指標(biāo)。導(dǎo)致一些施工單位片面追 求壓實度（實測密度/標(biāo)準(zhǔn)密度）和滲水系數(shù)指標(biāo)。實踐中，完全滿足壓實度和空隙率指標(biāo) 要求的瀝青路面出現(xiàn)嚴(yán)重車轍病害的現(xiàn)象屢見不鮮。壓實度和空隙率等體積狀態(tài)指標(biāo)無法 與路面使用性能建立直接的關(guān)系，還不足以用于準(zhǔn)確評價與預(yù)測路面的實際使用性能。因 此，亟需建立基于車轍性能的瀝青路面檢測與評價方法，這對于瀝青路面施工質(zhì)量評價環(huán) 節(jié)尤為重要。
[0004] 目前，建立基于車轍性能的瀝青路面檢測與評價方法，主要存在以下兩個方面的 困難：
[0005] (1)合理檢測位置的確定
[0006] 瀝青路面作為連續(xù)的條狀結(jié)構(gòu)物，在路面施工過程中，由于施工變異引起的路面 非均勻性是很有可能發(fā)生的。但目前的質(zhì)量檢測通常在路面上隨機選取一些點位鉆取芯樣 進行試驗和評價，鉆取的有限個數(shù)的芯樣有可能全是壓實質(zhì)量較好或較差的路面區(qū)域，這 種"以點代面"的質(zhì)量檢測方法不能全面反映路面的施工質(zhì)量。因此，如何選擇有代表性的 位置進行檢測對于合理評價瀝青路面的施工質(zhì)量至關(guān)重要。
[0007] (2)合理試樣規(guī)格及檢測方法的確定
[0008]《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTJ 052-2011)中規(guī)定，可以采用瀝青路 面現(xiàn)場切割的板式試件進行車轍試驗來評價瀝青路面的高溫抗車轍性能。路面切割試件的 平面尺寸為30cmX 300cm，在路面現(xiàn)場切割板式試件會對瀝青路面會造成較大的破壞，難以 大規(guī)模開展取樣試驗。同時，較大尺寸的板式試件取樣難度較大，通常需要鏟車等大型機械 才能獲得，會對所取試樣帶來較大的擾動，導(dǎo)致試驗結(jié)果不能真正反映路面的抗車轍性能。 圓柱形芯樣具有對瀝青路面的破壞小、鉆取芯樣方便的優(yōu)勢，但目前僅有漢堡車轍試驗儀 (HWTD)、瀝青路面分析儀（APA)和旋轉(zhuǎn)加載車轍儀（RLWT)能夠進行圓柱形試件車轍試驗。 而且這些試驗設(shè)備價格昂貴，難以在基層單位推廣。我國目前僅有板狀試件的車轍試驗方 法及評價標(biāo)準(zhǔn)，缺乏基于圓柱形芯樣的高溫性能檢測方法及評價標(biāo)準(zhǔn)。因此，從瀝青路面上 切割合適形狀的試樣進行車轍試驗，并根據(jù)板式車轍試驗建立合理的評價標(biāo)準(zhǔn)，對科學(xué)、準(zhǔn) 確地評價瀝青路面的施工質(zhì)量非常重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種合理確定檢測位置并基 于抗車轍性能的瀝青路面施工質(zhì)量檢測與評價方法。
[0010] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：
[0011] 包括以下步驟：
[0012] 步驟一：通過在檢測路段的瀝青路面上有序抽樣并測定樣本點的密度，計算樣本 點的壓實度分布，根據(jù)所需芯樣的總數(shù)確定各密度區(qū)需要鉆取芯樣的個數(shù)，并對應(yīng)在各密 度區(qū)內(nèi)隨機選擇相應(yīng)數(shù)量的點位作為瀝青路面的檢測位置；其中壓實度為實測密度和標(biāo)準(zhǔn) 密度的比值；
[0013] 步驟二：在選定的點位處鉆取圓柱形芯樣，并在距每個點位20~30cm的環(huán)形區(qū)域 內(nèi)鉆取第二個圓柱形芯樣形成一組，將同一組芯樣切割成相同的規(guī)格并在車轍試模中進行 拼接；
[0014] 步驟三：將拼接后的芯樣和車轍試模一起在69~71°C保溫5h以上，然后進行車 轍試驗，測得動穩(wěn)定度；
[0015] 步驟四：采用動穩(wěn)定度代表值DS來表征檢測路段的瀝青路面高溫抗車轍性能，并 通過判斷DS與動穩(wěn)定度標(biāo)準(zhǔn)D&的大小進行施工質(zhì)量評價。
[0016] 所述的步驟一中，相鄰的樣本點之間按1. 5~2m的橫向間距和50~100m的縱向 間距進行均勻有序地抽樣。
[0017] 所述的步驟一中，各密度區(qū)需要鉆取芯樣的個數(shù)的確定包括以下具體步驟：
[0018] 步驟101 :首先在檢測路段的瀝青路面上均勻有序地抽取樣本點，測定各樣本點 處的密度P 1，查詢檢測路段瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)密度P，并統(tǒng)計分別位于高密度區(qū)、中密度 區(qū)和低密度區(qū)的樣本點數(shù)，得到樣本點的壓實度分布；其中，高密度區(qū)包括P 1 > P X97% 的樣本點，中密度區(qū)包括P 1 = P X (92~97) %的樣本點，低密度區(qū)包括P 1 < P X92% 的樣本點；
[0019] 步驟102:分別計算高密度區(qū)、中密度區(qū)和低密度區(qū)的樣本點數(shù)占總樣本點數(shù)的 比例；
[0020] 步驟103:將所需芯樣的總數(shù)與步驟102所計算得到的比例分別相乘，得出需要在 高密度區(qū)、中密度區(qū)和低密度區(qū)所取芯樣的個數(shù)。
[0021] 所述的各樣本點處的密度P 1是通過無核密度儀測定的。
[0022] 所述的標(biāo)準(zhǔn)密度為檢測路段的最大理論密度。
[0023] 所述的步驟二中，芯樣的直徑均為150mm。
[0024] 所述的步驟二中，芯樣先切割成高度為5cm的圓柱體，然后沿著一個圓弦垂直地 切去弧高為15mm的部分，形成一個長方形截面，再將同一組芯樣置于基于圓柱形芯樣的車 轍試模中，使兩個芯樣的長方形截面相對拼接在一起。
[0025] 所述的步驟三中，車轍試驗采用輪轍試驗機進行，試驗時間為60min。
[0026] 所述的步驟四中，DSQ= 2450次/mm。 _言x S
[0027] 所述的步驟四中，式中*7^是檢測路段內(nèi)各測點動穩(wěn)定度平均 ^jn 值；S是檢測路段內(nèi)路面芯樣動穩(wěn)定度測定值的標(biāo)準(zhǔn)差；^是t分布表中隨測點數(shù)n和保 證率或置信度a變化的系數(shù)。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：
[0029] 本發(fā)明利用數(shù)理統(tǒng)計的方法，通過有序抽樣并采集樣本點的密度，快速確定瀝青 路面合理的檢測點位，從而鉆取圓柱形的路面芯樣，然后開展車轍試驗，通過動穩(wěn)定度來評 價瀝青路面的抗車轍性能，能反映瀝青路面的現(xiàn)場抗車轍性能，解決了目前瀝青路面施工 驗收時缺乏直接反應(yīng)路用性能指標(biāo)的問題，可以有效評價瀝青路面的施工質(zhì)量，其優(yōu)勢主 要體現(xiàn)以下幾點：
[0030] (1)可以合理選擇路面檢測位置，根據(jù)路面密度的變化選擇具有代表性的點位能 夠避免完全依靠隨機選點帶來的片面性，可以更加全面地評價瀝青路面整體的施工質(zhì)量情 況；
[0031] (2)在路面現(xiàn)場鉆取圓柱形芯樣對路面造成的破壞比板狀試件小，修補方便，且采 用的芯樣還可以用于檢測路面的壓實度，進一步減小了對路面造成的損壞；
[0032] (3)同一組芯樣所取位置之間的距離為20~30cm，既保證了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性， 又能減輕在同一位置連續(xù)鉆取兩個芯樣對路面造成的損壞；
[0033] (4)建立了基于路面芯樣的現(xiàn)場抗車轍性能評價標(biāo)準(zhǔn)，可以對瀝青路面的施工質(zhì) 量進行合理評價，完善了瀝青路面施工質(zhì)量的檢測及評價體系。
[0034] 進一步，本發(fā)明通過采用無核密度儀測定密度，測量方便，且對路面無損傷。
[0035] 進一步，本發(fā)明通過采用輪轍試驗機，即可實現(xiàn)對瀝青路面芯樣抗車轍性能的檢 測，而無需使用漢堡車轍儀、瀝青路面分析儀等價格昂貴的設(shè)備，有良好的推廣應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0036] 圖1為車轍試驗過程中圓柱形試件和板式試件內(nèi)部應(yīng)力的變化趨勢，其中，圖 1(a)為橫向應(yīng)力的變化趨勢，圖1(b)為橫向剪應(yīng)力的變化趨勢。
[0037] 圖2為本發(fā)明基于圓柱形芯樣的車轍試驗?zāi)＞?，其中，圖2(a)為俯視圖，圖2(b) 為前視圖。
[0038] 圖3為70°C圓柱形試件與60°C板狀試件車轍試驗結(jié)果的關(guān)系。
[0039] 圖4為SBS改性瀝青混合料板式試件與圓柱形試件試驗結(jié)果的關(guān)系。
【具體實施方式】
[0040] 以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。
[0041] 本發(fā)明以《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20-2011)中規(guī)定的 "T0719-2011瀝青混合料車轍試驗"為基礎(chǔ)，開發(fā)了基于路面芯樣的車轍試驗?zāi)＞?，分析?于芯樣的車轍試驗的可行性及合理試驗條件；在此基礎(chǔ)上，提出基于路面芯樣的抗車轍性 能檢測與評價方法，以完善我國現(xiàn)有的瀝青路面施工質(zhì)量檢測和評價方法。本發(fā)明利用無 核密度儀快速合理地確定瀝青路面的檢測點位，鉆取圓柱形的芯樣，然后利用基于圓柱形 芯樣的車轍試驗?zāi)＞哌M行車轍試驗評價瀝青路面的抗車轍性能，具體按如下步驟進行：