一種瀝青路面施工質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)的應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種瀝青路面施工質(zhì)量 檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓實(shí)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(shí)環(huán)節(jié)，瀝青路面混合料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及疲勞特性逐漸形成，壓實(shí)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(chē)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(shí)"成型的瀝青混合料本身的性能，可以認(rèn)為 車(chē)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(guó)瀝青路面工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)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(shí)度、滲水系數(shù)等，而缺 乏與瀝青路面高溫抗車(chē)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(shí)度（實(shí)測(cè)密度/標(biāo)準(zhǔn)密度）和滲水系數(shù)指標(biāo)。實(shí)踐中，完全滿(mǎn)足壓實(shí)度和空隙率指標(biāo) 要求的瀝青路面出現(xiàn)嚴(yán)重車(chē)轍病害的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。壓實(shí)度和空隙率等體積狀態(tài)指標(biāo)無(wú)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(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)路面的實(shí)際使用性能。因 此，亟需建立基于車(chē)轍性能的瀝青路面檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法，這對(duì)于瀝青路面施工質(zhì)量評(píng)價(jià)環(huán) 節(jié)尤為重要。
[0004] 目前，建立基于車(chē)轍性能的瀝青路面檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法，主要存在以下兩個(gè)方面的 困難：
[0005] (1)合理檢測(cè)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(guò)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(cè)通常在路面上隨機(jī)選取一些點(diǎn)位鉆取芯樣 進(jìn)行試驗(yàn)和評(píng)價(jià)，鉆取的有限個(gè)數(shù)的芯樣有可能全是壓實(shí)質(zhì)量較好或較差的路面區(qū)域，這 種"以點(diǎn)代面"的質(zhì)量檢測(cè)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(jìn)行檢測(cè)對(duì)于合理評(píng)價(jià)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(cè)方法的確定
[0008]《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ 052-2011)中規(guī)定，可以采用瀝青路 面現(xiàn)場(chǎng)切割的板式試件進(jìn)行車(chē)轍試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)瀝青路面的高溫抗車(chē)轍性能。路面切割試件的 平面尺寸為30cmX 300cm，在路面現(xiàn)場(chǎng)切割板式試件會(huì)對(duì)瀝青路面會(huì)造成較大的破壞，難以 大規(guī)模開(kāi)展取樣試驗(yàn)。同時(shí)，較大尺寸的板式試件取樣難度較大，通常需要鏟車(chē)等大型機(jī)械 才能獲得，會(huì)對(duì)所取試樣帶來(lái)較大的擾動(dòng)，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不能真正反映路面的抗車(chē)轍性能。 圓柱形芯樣具有對(duì)瀝青路面的破壞小、鉆取芯樣方便的優(yōu)勢(shì)，但目前僅有漢堡車(chē)轍試驗(yàn)儀 (HWTD)、瀝青路面分析儀（APA)和旋轉(zhuǎn)加載車(chē)轍儀（RLWT)能夠進(jìn)行圓柱形試件車(chē)轍試驗(yàn)。 而且這些試驗(yàn)設(shè)備價(jià)格昂貴，難以在基層單位推廣。我國(guó)目前僅有板狀試件的車(chē)轍試驗(yàn)方 法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，缺乏基于圓柱形芯樣的高溫性能檢測(cè)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。因此，從瀝青路面上 切割合適形狀的試樣進(jìn)行車(chē)轍試驗(yàn)，并根據(jù)板式車(chē)轍試驗(yàn)建立合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)科學(xué)、準(zhǔn) 確地評(píng)價(jià)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(wèn)題，提供一種合理確定檢測(cè)位置并基 于抗車(chē)轍性能的瀝青路面施工質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法。
[0010] 為了實(shí)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(guò)在檢測(cè)路段的瀝青路面上有序抽樣并測(cè)定樣本點(diǎn)的密度，計(jì)算樣本 點(diǎn)的壓實(shí)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(gè)數(shù)，并對(duì)應(yīng)在各密 度區(qū)內(nèi)隨機(jī)選擇相應(yīng)數(shù)量的點(diǎn)位作為瀝青路面的檢測(cè)位置；其中壓實(shí)度為實(shí)測(cè)密度和標(biāo)準(zhǔn) 密度的比值；
[0013] 步驟二：在選定的點(diǎn)位處鉆取圓柱形芯樣，并在距每個(gè)點(diǎn)位20~30cm的環(huán)形區(qū)域 內(nèi)鉆取第二個(gè)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(chē)轍試模中進(jìn)行 拼接；
[0014] 步驟三：將拼接后的芯樣和車(chē)轍試模一起在69~71°C保溫5h以上，然后進(jìn)行車(chē) 轍試驗(yàn)，測(cè)得動(dòng)穩(wěn)定度；
[0015] 步驟四：采用動(dòng)穩(wěn)定度代表值DS來(lái)表征檢測(cè)路段的瀝青路面高溫抗車(chē)轍性能，并 通過(guò)判斷DS與動(dòng)穩(wěn)定度標(biāo)準(zhǔn)D&的大小進(jìn)行施工質(zhì)量評(píng)價(jià)。
[0016] 所述的步驟一中，相鄰的樣本點(diǎn)之間按1. 5~2m的橫向間距和50~100m的縱向 間距進(jìn)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(gè)數(shù)的確定包括以下具體步驟：
[0018] 步驟101 :首先在檢測(cè)路段的瀝青路面上均勻有序地抽取樣本點(diǎn)，測(cè)定各樣本點(diǎn) 處的密度P 1，查詢(xún)檢測(cè)路段瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)密度P，并統(tǒng)計(jì)分別位于高密度區(qū)、中密度 區(qū)和低密度區(qū)的樣本點(diǎn)數(shù)，得到樣本點(diǎn)的壓實(shí)度分布；其中，高密度區(qū)包括P 1 > P X97% 的樣本點(diǎn)，中密度區(qū)包括P 1 = P X (92~97) %的樣本點(diǎn)，低密度區(qū)包括P 1 < P X92% 的樣本點(diǎn)；
[0019] 步驟102:分別計(jì)算高密度區(qū)、中密度區(qū)和低密度區(qū)的樣本點(diǎn)數(shù)占總樣本點(diǎn)數(shù)的 比例；
[0020] 步驟103:將所需芯樣的總數(shù)與步驟102所計(jì)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(gè)數(shù)。
[0021] 所述的各樣本點(diǎn)處的密度P 1是通過(guò)無(wú)核密度儀測(cè)定的。
[0022] 所述的標(biāo)準(zhǔn)密度為檢測(cè)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(gè)圓弦垂直地 切去弧高為15mm的部分，形成一個(gè)長(zhǎng)方形截面，再將同一組芯樣置于基于圓柱形芯樣的車(chē) 轍試模中，使兩個(gè)芯樣的長(zhǎng)方形截面相對(duì)拼接在一起。
[0025] 所述的步驟三中，車(chē)轍試驗(yàn)采用輪轍試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)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(cè)路段內(nèi)各測(cè)點(diǎn)動(dòng)穩(wěn)定度平均 ^jn 值；S是檢測(cè)路段內(nèi)路面芯樣動(dòng)穩(wěn)定度測(cè)定值的標(biāo)準(zhǔn)差；^是t分布表中隨測(cè)點(diǎn)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(jì)的方法，通過(guò)有序抽樣并采集樣本點(diǎn)的密度，快速確定瀝青 路面合理的檢測(cè)點(diǎn)位，從而鉆取圓柱形的路面芯樣，然后開(kāi)展車(chē)轍試驗(yàn)，通過(guò)動(dòng)穩(wěn)定度來(lái)評(píng) 價(jià)瀝青路面的抗車(chē)轍性能，能反映瀝青路面的現(xiàn)場(chǎng)抗車(chē)轍性能，解決了目前瀝青路面施工 驗(yàn)收時(shí)缺乏直接反應(yīng)路用性能指標(biāo)的問(wèn)題，可以有效評(píng)價(jià)瀝青路面的施工質(zhì)量，其優(yōu)勢(shì)主 要體現(xiàn)以下幾點(diǎn)：
[0030] (1)可以合理選擇路面檢測(cè)位置，根據(jù)路面密度的變化選擇具有代表性的點(diǎn)位能 夠避免完全依靠隨機(jī)選點(diǎn)帶來(lái)的片面性，可以更加全面地評(píng)價(jià)瀝青路面整體的施工質(zhì)量情 況；
[0031] (2)在路面現(xiàn)場(chǎng)鉆取圓柱形芯樣對(duì)路面造成的破壞比板狀試件小，修補(bǔ)方便，且采 用的芯樣還可以用于檢測(cè)路面的壓實(shí)度，進(jìn)一步減小了對(duì)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(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性， 又能減輕在同一位置連續(xù)鉆取兩個(gè)芯樣對(duì)路面造成的損壞；
[0033] (4)建立了基于路面芯樣的現(xiàn)場(chǎng)抗車(chē)轍性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可以對(duì)瀝青路面的施工質(zhì) 量進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，完善了瀝青路面施工質(zhì)量的檢測(cè)及評(píng)價(jià)體系。
[0034] 進(jìn)一步，本發(fā)明通過(guò)采用無(wú)核密度儀測(cè)定密度，測(cè)量方便，且對(duì)路面無(wú)損傷。
[0035] 進(jìn)一步，本發(fā)明通過(guò)采用輪轍試驗(yàn)機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青路面芯樣抗車(chē)轍性能的檢 測(cè)，而無(wú)需使用漢堡車(chē)轍儀、瀝青路面分析儀等價(jià)格昂貴的設(shè)備，有良好的推廣應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0036] 圖1為車(chē)轍試驗(yàn)過(guò)程中圓柱形試件和板式試件內(nèi)部應(yīng)力的變化趨勢(shì)，其中，圖 1(a)為橫向應(yīng)力的變化趨勢(shì)，圖1(b)為橫向剪應(yīng)力的變化趨勢(shì)。
[0037] 圖2為本發(fā)明基于圓柱形芯樣的車(chē)轍試驗(yàn)?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(chē)轍試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果的關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0041] 本發(fā)明以《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20-2011)中規(guī)定的 "T0719-2011瀝青混合料車(chē)轍試驗(yàn)"為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)了基于路面芯樣的車(chē)轍試驗(yàn)?zāi)＞?，分析?于芯樣的車(chē)轍試驗(yàn)的可行性及合理試驗(yàn)條件；在此基礎(chǔ)上，提出基于路面芯樣的抗車(chē)轍性 能檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法，以完善我國(guó)現(xiàn)有的瀝青路面施工質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)價(jià)方法。本發(fā)明利用無(wú) 核密度儀快速合理地確定瀝青路面的檢測(cè)點(diǎn)位，鉆取圓柱形的芯樣，然后利用基于圓柱形 芯樣的車(chē)轍試驗(yàn)?zāi)＞哌M(jìn)行車(chē)轍試驗(yàn)評(píng)價(jià)瀝青路面的抗車(chē)轍性能，具體按如下步驟進(jìn)行：