本文摘要：摘 要：文章基于間斷半開級配瀝青混合料的特點，介紹了一些半開級配瀝青混合料密度檢測方法，用體積法檢測半開級配試件密度誤差分析并進行鉆芯修正，以滿足該級配瀝青混合料大規模施工檢測需要。 關鍵詞：半開級配 瀝青混合料 毛體積密度 1.間斷半開級配瀝青
摘 要：文章基于間斷半開級配瀝青混合料的特點，介紹了一些半開級配瀝青混合料密度檢測方法，用體積法檢測半開級配試件密度誤差分析并進行鉆芯修正，以滿足該級配瀝青混合料大規模施工檢測需要。
關鍵詞：半開級配 瀝青混合料 毛體積密度
1.間斷半開級配瀝青混合料特點
我國目前大部分新建高等級重載道路，尤其是南方氣候特點為高溫多雨地區，路基頂面需具備一定的排水功能。基層作為主要的承載結構層，考慮到強度因素，現今多采用水泥穩定碎石材料。在不采用柔性基層的情況下，同時兼顧抗裂、排水功能的間斷半開級配瀝青砼下面層在工程上已有成功應用實例。
目前廣東地區部分高速公路在瀝青下面層施工過程中，采用以ATB為基礎經改良后的GAC-25C級配，其具有顯著的間斷半開級配特性[1]，空隙率設計在采用體積法檢測時一般控制在8～12%。在該級配基礎上采用橡膠改性瀝青膠結料進行配合比設計，同時具有較強的高溫性能、吸收反射裂縫能力以及排水功能。間斷半開級配GAC-25C級配范圍見表1。間斷半開級配GAC-25C級配曲線見圖1。
2.半開級配瀝青混合料密度檢測方法
在施工過程中，工地試驗室需要對每日的拌合樓熱料取樣成型試件獲得馬歇爾標準密度，施工后還需對路面按規范頻率鉆芯取樣檢測壓實度。這些工作都需要涉及到瀝青混合料試件的密度試驗方法。根據現行試驗規范，空隙率>2%的瀝青混合料一般采用以下方法檢測：
2.1蠟封法
該方法是將試件置于石蠟之中進行浸泡處理，由此在試樣外形成一個蠟外殼，確保試樣的形狀，以此為基礎將試件分別置于空氣以及水體兩大環境中，由此得出各自所對應的質量，綜合考慮浮力原理，從而得出試樣體積以及對應的試件密度值。該方法的問題在于當蠟的溫度較高時，在試件浸泡過程中，蠟可能會較多的滲入試件的開口孔隙當中，導致試件的密度檢測值偏高。并且該方法所需時間較長，試驗過程中人為因素影響也較大。由此可見該方法不利于工地試驗室日常的大批量檢測。
2.2真空塑封法
美國Superpave研究成果中提出，可采用真空塑封法檢測大孔隙瀝青混合料試件密度，真空塑封儀和塑封試件見圖2。就原理層面而言，真空塑封法與蠟封法具有很多共通之處，不同之處在于塑封法是通過真空塑封設備通過負壓將塑封薄膜吸入瀝青砼試件表面的構造深度(表面凹陷)中，形成毛體積界面。總體來說，該方法相比蠟封法，影響密度檢測準確性的因素更少，試件毛體積密度結果更為精確。但該方法的設備及塑封薄膜耗材價格較貴，出于經濟性因素考慮，亦不利于工地試驗室的普及推廣。
2.3體積法
當采用體積法進行測量時，并未將存在于試件表面的凹陷等問題考慮在內，最終所帶來的體積結果顯然偏大，而所得到的毛體積密度便會減小，受此影響空隙率也會表現出偏大的趨勢。體積法固然存在上述缺點，但是優勢在于僅需要游標卡尺等便攜設備即可，且檢測速度快，對于半開級配混合料來說適用于日常施工過程大批量檢測。
3.體積法檢測半開級配試件密度誤差分析及鉆芯修正
3.1鉆芯試件壓實度超100%原因分析
從廣東省某新建高速公路工程實施的間斷半開級配下面層試驗段情況看，路面芯樣與室內馬歇爾標準密度試件分別采用體積法測量密度后計算壓實度，發現結果普遍超過100%的現象，最大的達到106%(GAC-25C下面層芯樣毛體積密度2.268～2.330g/cm3，當日室內馬歇爾試件標準密度2.181 g/cm3。壓實度最低104.6%，最高106.1%，平均壓實度105.5%。路面芯樣試件空隙率5.2～7.6%，馬歇爾標準密度試件空隙率11.5%)。
GAC-25C型級配為間斷半開級配，為控制芯樣數據離散性采用Φ152.4mm的大型馬歇爾擊實進行混合料設計和質量控制，相比于Φ101.6mm的標準馬歇爾擊實試件，組間體積參數的變異性有顯著的減小。施工過程中，壓路機僅按照常規次數碾壓，根據圖3現場取芯試件剖面來看，集料間骨架嵌擠狀態良好，因此并非超壓因素導致空隙率過小。
在此基礎上，分析施工路面芯樣空隙率小于標準密度試件，壓實度“超100%”的原因出在體積法測試標準馬歇爾試件和現場取芯試件的差異上。從混合料毛體積密度概念出發，密度測試的關鍵在于如何有效區分混合料試件內部和表面的各種“孔隙”，其中包括閉口孔隙、開口孔隙及試件表面的構造深度。其中開口孔隙與構造深度的區別在密級配瀝青混凝土密度檢測中一般容易被忽視。兩者差異在于開口孔隙屬于瀝青砼物理孔隙的一部分，影響的是力學及路用性能。而構造深度則為瀝青砼路用性能中的抗滑性能，起到行車安全作用。圖4為瀝青混合料表面孔隙示意圖，其中I區為表面構造深度，(Ⅱ+Ⅲ)區為開口孔隙。能否分清兩者區別是準確測量混合料毛體積密度的關鍵。
在GAC-25C半開級配混合料密度檢測時，采用Φ100mm鉆芯試件測試毛體積密度。以往經驗一般是將室內擊實馬歇爾試件密度作為標準密度，這種做法用在連續密級配問題不大，因為連續密級配馬歇爾擊實試件的底部和側面的外表通常比較密實，與切割后的鉆芯試件情況接近。采用表干法檢測時雖未將試件表面的構造深度與開口孔隙分開，但對最終結果影響不大。
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