摘要：通過瀝青路面芯樣做馬歇爾穩(wěn)定度、流值及密度的試驗(yàn)，可以真實(shí)地體現(xiàn)路面的質(zhì)量狀況，正確地評價瀝青路面的質(zhì)量品質(zhì)。

　　關(guān)鍵詞：瀝青路面；芯樣；馬歇爾穩(wěn)定度；試驗(yàn)

　　引言

　　瀝青路面是我國公路路面的主要類型。近年來，隨著交通量的飛速增長和軸載的不斷提高，瀝青路面出現(xiàn)早期病害，經(jīng)過查找施工時的檢測資料發(fā)現(xiàn)，施工時的檢測資料都符合設(shè)計要求，那么瀝青路面出現(xiàn)損壞的原因究竟是什么呢？分析路面產(chǎn)生損壞的原因有很多，產(chǎn)生的方式也不盡相同，但是正確判斷和識別原因，對消除瀝青路面質(zhì)量事故隱患，改善和提高瀝青路面質(zhì)量，延長瀝青路面的使用壽命，無疑是非常重要的。馬歇爾穩(wěn)定度、流值和密度是目前瀝青路面最重要的控制指標(biāo)，嚴(yán)格控制上述指標(biāo)的檢測，對于提高瀝青路面高溫穩(wěn)定性、抗塑性變形及密實(shí)度、空隙率等具有非常重要的意義。同時，只有真正、客觀地反映瀝青路面馬歇爾穩(wěn)定度、流值和密度等指標(biāo)，才能正確地評價瀝青路面的質(zhì)量品質(zhì)。

　　1、目前我國現(xiàn)行試驗(yàn)方法的有關(guān)規(guī)定

　　我國現(xiàn)行的《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF-2004）中規(guī)定：熱拌瀝青混合料路面馬歇爾穩(wěn)定度、流值、密度、空隙率采用拌和廠取樣成型的試驗(yàn)方法。通過大量的試驗(yàn)證明：在原材料和配合比一定的情況下，瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度與試件的密實(shí)度成直線密切正相關(guān)，與空隙率成直線密切相關(guān)。由于空隙率是密度的不同表征形式，因此，密度對馬歇爾穩(wěn)定度有著至關(guān)重要的影響。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，室內(nèi)成型試件密度的大小，除與材料的配合比有關(guān)外，很大程度上取決于擊實(shí)次數(shù)（擊實(shí)功）的多少和擊實(shí)溫度的高低，擊實(shí)次數(shù)越多，瀝青混合料單位體積得到的擊實(shí)功越大，試件越容易被壓密。同樣，由于瀝青材料自身的特點(diǎn)，在一定范圍內(nèi)，溫度越高，其粘滯力越低，抗塑性變形的能力越差，在外力的作用下，試件越容易被壓密。因此，通過這種方法得到的試驗(yàn)結(jié)果不能真實(shí)體現(xiàn)瀝青路面的實(shí)際質(zhì)量。

　　2、利用現(xiàn)場芯樣做馬歇爾試驗(yàn)的必要性

　　用室內(nèi)成型的試件做馬歇爾試驗(yàn)、密度試驗(yàn)及計算得到的空隙率、瀝青飽和度、瀝青體積百分率、礦料間隙率等指標(biāo)，并不能代表路面的真實(shí)質(zhì)量情況。不難分析，影響瀝青路面質(zhì)量的因素主要有原材料質(zhì)量、材料的配合比（含礦料的級配情況）和瀝青混合料的壓實(shí)密度等。如果采用拌和廠取樣成型的試件代表路面真實(shí)情況進(jìn)行檢驗(yàn)，必須至少具備以下兩個必要條件：

　　2.1原材料質(zhì)量及配合比與路面實(shí)際使用的材料和配合比一致；

　　2.2試件的密實(shí)度與路面的密實(shí)度一致。

　　但是在實(shí)際施工中，由于運(yùn)輸、攤鋪過程中拌和料出現(xiàn)離析，會使路面材料局部產(chǎn)生配合比改變。更為嚴(yán)重的是，室內(nèi)試驗(yàn)的擊實(shí)功是試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)功，而壓實(shí)功則取決于壓路機(jī)的噸位、碾壓遍數(shù)和壓實(shí)機(jī)械的組合情況，因此擊實(shí)功并不一定等同于路面壓實(shí)功，且施工碾壓溫度也很難和室內(nèi)試驗(yàn)溫度取得一致，甚至有很大出入。從以上原因不難看出，用拌和廠取樣成型試件所獲取的馬歇爾穩(wěn)定度、流值、密度等指標(biāo)，很難真實(shí)地代表現(xiàn)場瀝青路面的質(zhì)量情況。如果利用取芯機(jī)鉆取的芯樣作為檢測樣本，進(jìn)行穩(wěn)定度、流值、密度等指標(biāo)的檢驗(yàn)，更能代表瀝青路面的真實(shí)質(zhì)量情況。

　　3、利用現(xiàn)場芯樣取代拌和廠成型試件做馬歇爾試驗(yàn)的可行性

　　《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTJ052-2000中T0710-2000規(guī)定了瀝青路面鉆芯馬歇爾試驗(yàn)方法，但條文說明同時指出：“由于鉆頭直徑往往是100mm及150mm的，所以試件直徑必然小101.6mm或152mm的要求，可直徑太小，不能與馬歇爾試驗(yàn)儀的壓頭吻合，這是矛盾的，因此，本方法的試驗(yàn)結(jié)果并不能作為檢驗(yàn)瀝青路面是否合格的依據(jù)。”這說明瀝青路面芯樣馬歇爾試驗(yàn)不能作為檢驗(yàn)瀝青路面是否合格的依據(jù)，主要是芯樣的直徑偏小，與馬歇爾試驗(yàn)儀的壓頭曲率不符，因此容易產(chǎn)生試驗(yàn)誤差。如僅限于此，我們完全有可能改變芯樣與馬歇爾試件壓頭的吻合程度，從而消除由此帶來的試驗(yàn)誤差。

　　3.1改造現(xiàn)有壓頭，提高芯樣與壓頭的吻合程度根據(jù)現(xiàn)行試驗(yàn)規(guī)程，馬歇爾試件壓頭被做成了固定的曲率內(nèi)徑，標(biāo)準(zhǔn)壓頭為101.6mm，大型馬歇爾試件壓頭為152.4mm.在此，以標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件壓頭為例，如果芯樣的直徑為99.8mm，與標(biāo)準(zhǔn)試件直徑101.6mm的差值為1.8mm.我們在實(shí)際操作中為了消除1.8mm的偏差，利用0.9mm厚的金屬板材，裁制成長度為壓頭與試件接觸線同長，與壓頭同寬的兩塊墊片，并將墊片彎曲成與壓頭一致的曲率。試驗(yàn)時，分別將兩塊墊片墊在上下壓頭內(nèi)，使壓頭的曲率內(nèi)徑減少1.8mm，前面提到的試驗(yàn)偏差即可消除。應(yīng)當(dāng)指出的是，由于受鉆頭內(nèi)徑的加工精度、鉆機(jī)的偏心程度及鉆機(jī)固定的牢固程度等方面的影響，芯樣直徑和壓頭內(nèi)徑的偏差并不是一個常數(shù)，在選取墊片的厚度時，可對已經(jīng)鉆取的芯樣直徑進(jìn)行統(tǒng)計，取芯樣直徑的上限值（最大值）與馬歇爾試件的規(guī)定值之差的二分之一作為所選墊片的厚度值。如果所選鉆頭是標(biāo)準(zhǔn)鉆頭，則各個試件直徑之間的差別一般不會很大，可以忽略不計。

　　3.2加工專用鉆頭對于標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，我們現(xiàn)在普遍使用的是內(nèi)徑100mm和150mm的鉆頭，在鉆機(jī)固定良好的情況下，芯樣直徑與鉆頭內(nèi)徑之間的差距一般不會超過0.5mm.以1‰鉆頭為例，如果鉆頭內(nèi)徑為100mm，芯樣直徑一般可以達(dá)到99.5～100mm，這對于馬歇爾試件標(biāo)準(zhǔn)直徑101.6mm而言，其吻合程度顯然不夠。由馬歇爾試驗(yàn)的受力情況可知，如果試件與壓頭的吻合程度不夠，就會引起初壓階段試件受力集中，致使試件過早破壞并進(jìn)入流變狀態(tài)，從而導(dǎo)致馬歇爾穩(wěn)定度減小，流值增大，這種情況不適宜作為評價瀝青路面質(zhì)量的依據(jù)。為瀝青路面專門設(shè)計、制造101.6mm和152.4mm的鉆頭也是非常必要的。

　　4、實(shí)例

　　分析幾年來，我們采用在馬歇爾試驗(yàn)儀壓頭內(nèi)墊墊片的方法，對所鉆取的瀝青混凝土芯樣做了大量的馬歇爾試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果看具有較好的規(guī)律性和可行性。對室內(nèi)成型的馬歇爾試件所做的目標(biāo)配合比試驗(yàn)結(jié)果與工程實(shí)體鉆取的芯樣所做的馬歇爾試驗(yàn)，及其相關(guān)試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析發(fā)現(xiàn)：空隙率、密度與穩(wěn)定度具有密切相關(guān)性，同時還提醒我們，應(yīng)爭取盡可能小的空隙率和盡可能大的密實(shí)度，以取得較大的路面穩(wěn)定度，提高路面的使用品質(zhì)。

　　5、結(jié)論

　　5.1為了使鉆取的芯樣直徑和標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件相一致，建議生產(chǎn)101.6±0.2mm和152.4±0.2mm的瀝青混凝土專用鉆頭，并納入專用試驗(yàn)儀器管理中。

　　5.2建議對路面實(shí)體鉆芯馬歇爾試驗(yàn)按照每一分項(xiàng)工程為一單元，用數(shù)理統(tǒng)計的方法進(jìn)行評價。

　　5.3實(shí)踐證明，由于馬歇爾穩(wěn)定度與試件的密實(shí)程度呈增函數(shù)關(guān)系，即：試件密實(shí)度越大，其馬歇爾穩(wěn)定度越大。由于瀝青路面存在一個壓實(shí)度百分率問題，因此工程實(shí)體馬歇爾穩(wěn)定度也同樣存在一個百分率問題。建議在標(biāo)準(zhǔn)配合比馬歇爾穩(wěn)定度（壓實(shí)度為100％）的基礎(chǔ)上規(guī)定路面鉆芯馬歇爾穩(wěn)定度下置信限值。

　　5.4由于施工階段工程實(shí)體密度一般達(dá)不到目標(biāo)配合比密度，相應(yīng)的空隙率會產(chǎn)生同樣的差別，為與設(shè)計空隙率相區(qū)別，建議對路面實(shí)體鉆芯試件制定施工容許空隙率指標(biāo)。

　　5.5為追求更高的路面工程實(shí)體穩(wěn)定度和更小的塑性變形，建議提高各級瀝青路面的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，如二級路可提高至馬歇爾試驗(yàn)最大值的96％，高、一級公路可提高至97％或98％。通過工程實(shí)例證明，在材料和配合比相同的條件下，用鉆芯取樣的方法對工程實(shí)體進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)與室內(nèi)成型試件進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)相比具有良好的關(guān)系，并且能夠準(zhǔn)確、客觀地評價路面質(zhì)量的實(shí)質(zhì)信息，為參建各方真正掌握和了解瀝青路面質(zhì)量品質(zhì)提供了一種切實(shí)可行的檢測方法。