道路沥青混凝土面层质量检测分析

河南省交通科学技术研究院有限公司 / 余雷雷

引言

研究表明，道路工程在投入运营后受到外界因素的影响，都会出现不同程度的病害，使得道路结构产生各种各样的损坏，降低工程整体的使用寿命，甚至危害交通运输安全。在这样的行业背景下，技术人员就应当加强对道路路面的结构检测，借助各种检测技术明确结构存在的缺陷，指导后续加固、治理方案的制定，保障道路工程的质量。随着检测技术的不断成熟以及工程建设的复杂化发展，道路面层质量检测已然成为了道路工程的重要内容。本文以传统检测与雷达检测两种方法为例展开探讨其各自的检测方法。

一、影响道路沥青混凝土质量的主要因素

（一）沥青原材料选择

为了提升道路工程的质量，就需要从根本上控制好材料的选择。就沥青原材料质量的基本要素来说，技术人员需要特别关注软化点、针入度以及延度三个指标，并在选定材料时综合考虑这三个因素的影响，借助检测技术来实现科学化的质量管理。同时，在施工过程中也应当特别关注原材料的供应情况，保证材料能够持续、稳定地投入到施工中去，避免由于材料供应不足导致的工期受阻问题。此外，沥青的加热温度直接影响着材料拌和的质量，若温度较低则其粘性就难以满足要求；而在温度过高的环境下，沥青老化问题又会比较突出，进而引发路面松动等问题，对道路的运营带来不利影响。因此，目前在道路材料的选择上大多倾向于SMA沥青混合料，其凭借自身优异的耐久性与抗变形能力显示出了突出的竞争优势。

（二）沥青用量

将沥青的用量控制在一个相对合理的范围内不仅能够保证结构的稳定，提升其粘结性，改善路面结构性能，同时还有助于控制工程造价。但值得注意的是，若沥青用量过高，则粘性还会有所下降，流动性也会更突出，在道路面层铺设过程中就难以达到平整，有的还会产生光面；而在过低的用量下，沥青搅拌的效果会受到一定的不利影响，也会更难凝结。因此，设计人员需要结合工程预期开展配合比设计，并在材料制备过程中严格落实。实际的配合比需要严格遵照设计方案开展，并设置多个对照组进行比对，测定并反复调整其技术指标，将油石比控制在一个适当的范围内，避免发生泛油的问题。

二、道路沥青混凝土的质量检测方法

（一）传统检测方式

目前，我国在道路路面的密实度检测中，仍然沿用了传统的检测方法，其主要可分为两大类型。（1）核子密度仪。这一设备能够大致测得材料的含水量，并可由此计算得到样本的干密度以及压实度。从其工作原理来看，设备可以向样本发射出特定的射线，射线在与材料样本原子外的电子相接触碰撞后就会发生散射。同时，射线的能量也会有所削弱，其运动方向也会产生一定的改变。一般来说，样本的密实度指标与散射系数之间存在正相关关系，根据散射系数就能够计算得到样本的密实度。（2）钻芯法。通过钻芯取样在结构原位获取样本，一般要求样本的直径不宜小于10cm。若在取样过程中涉及到了多个不同层次，那么还需要根据工程实际情况将不同层分开计算，并借助毛体积密度以及最大密度来分析样本的密实度。

（二）雷达检测方式

1.现场标定

在正式开始检测之前，首先需要对检测一起进行标定，来保证测量结果的准确性。譬如，时间比例、DMI以及介电常数等都需要在测量前完成标定，尤其是DMI与介电常数的标定应当特别注意，这两个参数对于检测结果的精度影响十分突出，具体如下：

（1）DMI有着比较好的一体化性质，可以分析得到时间脉冲，并确定移动的速度与距离，直接影响检测结果的准度，对后续信息分析产生显著影响。DMI具体的操作过程大致为：选择地势平坦、走向平直的道路路段，通过测距设备选定起始点位（一般以1km为宜），并在实地进行标注；在点位上设置天线并开启采集系统，在系统内选择好预定的目录位置；进入DMI指令截面，设定好测量距离以及单位；核查设备及人员状态，就绪后即可开始检测，安排车辆从起点以匀速状态向终点行驶，实际行驶距离以汽车仪表为准；车辆抵达终点后即中止检测，设备形成检测数据；为了确保检测数据的真实性，应当反复多次开展检测并取平均值为使用值。这一值在不同项目中都需要重新测定，需要根据实际情况予以调整。

（2）介电常数标定值的高低主要影响着厚度等指标的准确性，同时也会对间接高度的检测产生一定的干扰。介电常数的标定虽然不需要在测量实地进行，但其流程一般比较繁杂。此外，由于室内环境与工程实况之间存在一定的差异，因此很容易出现与实际情况偏差较大的问题，为了降低这一因素的影响，技术人员可以采取钻芯法来辅助进行标定。在标定正式开始之前，首先需要技术人员充分明确工程设计方案以及材料配比设计，在此基础上再检查相同位置的材料、工艺使用是否与设计一致。特别的是，在道路工程的建设过程中常常会出现材料供应不足的问题，同时工期又比较受限制，所以在实际工程中可以考虑采用其他材料进行替代，但应注意在材料替换后应当再次试验确定介电常数。介电常数的确定过程可归纳为：当实际材料确定符合方案后，可在待测路段的起点按照钻芯法取用样本，为了避免由于操作不当导致最终值误差，检测过程应当尽可能地保持连贯。将检测出的值与终点数据进行比对，若两者之间存在不可忽视的误差，则应当重复试验核查数据的真实性；当实际材料与设计不符时，在钻取实地样本后，还应当在材料变更处另外取一个样本。为便于理解，表1展示了我国中部地区某道路工程检测中部分介电常数。

表1 介电常数表

表1 所展示的为该路段试验中介电常数的一部分数据，从表中数据可以看出，介电常数整体处于一个比较高的水平，这主要是由于待测路段上不同位置的密实度存在差异导致的。为了提升介电常数的适用性，还应当在数据变化比较大的位置再测定一次。

2.密实度检测

目前我国常用的雷达检测主要可归为以下两类：

（1）定时定点。通过计算机终端分析波形，以此得到与之相对应的介电常数水平，这一方法主要应用于参数不一致的道路工程中。设备通过识别天线来完成点位的确定，释放出的波形会被设备直接捕捉接收，技术人员只要在设备的操作端关注数据的显示情况与变化趋势，即可得到具体的使用通道与单位，并锁定测量线的大致位置。若测量波在传播时间点上出现波动现象，那么也可在设备操作端发现，在给定钻芯样本的厚度后即可计算导出相应的介电常数，并在联合考虑密实度指标后测算出待测路段的密实度水平。

（2）实时连续。雷达设备的主要组成包括了计算机终端以及配套的数字化仪器，在适当的组合下能够准确、灵活、快速地测定出密实度指标，符合现代化道路检测的实际需求。设备的采样速度直接影响着检测点的设置数量，在较高的采样速度下就可以得到更多的采样数据，但同时也会提升对储存空间、传输速度的要求。因此在实际工程中不能盲目追求更高的采样速度，一般而言检测所用的最高频率不宜大于50KHz，在这一频率下也能够基本满足“实时连续”的要求。

在具体的工程中可以综合这两种方式开展检测，使其能够最大化发挥各自的优势。其中实时定点大多用来完成参数的标定，通过现场车辆试验来得到波形分布，为随后的检测提供数据支持。当全部的波形采集并分析完成后，即可在道路沿线上设置天线并实地钻芯取样，以波形分析得到的数据选定试验时间。

考虑到在部分道路工程项目中，不同路段由不同的施工单位承担，往往会导致其在技术水平、现场管理等方面存在偏差，因此检测样本也会存在一定差异。在这样的情况下，就可以以标段为界限将检测工作划分若干个部分，采用相同材料、技术的可归为一组开展试验，但应注意控制其样本厚度相近。

三、结语

目前在道路路面的检测中可以采用的技术比较多，除了传统检测手段外，也涌现出了雷达检测等许多新型技术。在工程中需要技术人员能够根据实际需求对不同的技术进行组合与搭接，改善检测工作整体的准度与效率，以此来为施工过程的质量管理与验收提供参考依据，并指导运营期内的道路工程养护开展。