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                道路瀝青混凝土面層質量檢測分析

                發布時間:2021-02-22 22:07人氣:
                    要:

                文中概述引發瀝青混凝土質量波動的原因,并分析檢測方式,分別從傳統檢測手段與雷達檢測入手,重點探討后者,即現場標定、密實度檢測分析,其中標定分成DMI與介電常數兩部分。

                作者簡介: 楊康(1987-),男,江蘇宿遷人,本科,工程師,研究方向:市政工程。;

                Inspection and Analysis of Asphalt Concrete Surface Quality

                Yang Kang

                Fujian Institute of Science and Technology Inspection and Testing Co.Ltd.

                Abstract:

                This paper summarizes the reasons for the quality fluctuation of asphalt concrete, and analyzes the detection methods, starting from the traditional detection methods and radar detection, focusing on the latter, namely field calibration, compactness detection and analysis, calibration is divided into DMI and dielectric constant.

                0 引言

                國內道路投入運營幾年后,均會發生不同類型及程度的病害,導致路面主體遭受損害,提高發生交通事故的風險。為此,需要通過實地檢測掌握路面內部結構缺陷,制定相應的病害處理方案,以強化道路建設工程質量。本文以壓實度為例,分析路面的質量測量方式。

                1 引起道路瀝青混凝土質量波動的因素

                1.1 瀝青原材料

                為保證道路工程建設質量,需充分把控制作材料的高標準。衡量瀝青原材料質量的基本要素有軟化點、針入度以及延度,因此,采購材料時應綜合來看該三要素,滿足相應的技術要求[1]?;诖?,通過科學檢測,以更為細致地把控質量。另外,施工期間還需確保原料供應,消除阻礙平穩施工的因素。加熱溫度決定材料粘稠度即瀝青混合料拌和的質量,若溫度偏低,相應的粘稠系數不易達到設計指標,相反,若溫度過高,會造成瀝青老化,導致道路松動問題嚴重,影響運營周期。所以,目前SMA瀝青混合料更受施工方的青睞,有較強的抗變形能力及耐久性較好。

                1.2 瀝青使用量

                瀝青的合理用量可以保證材料結構穩定,提高粘合指數,路面應用質量與應用周期均有所優化,并控制造價成本[2]。若使用量偏多,粘性反而偏低,流動性過大,道路表面不易平整,極易出現光面等問題。若使用量偏少,則會影響瀝青攪拌的效果,不容易凝結。所以,應當通過目標配合比設計、施工配合比調整兩個步驟進行把控。應當嚴格按照配合比設計的參配比例進行拌料,適當添加瀝青,加以試驗,檢驗瀝青混合料的各項技術指標,控制油石比,以免道路泛油,提高瀝青路面的使用性能。

                2 道路瀝青混凝土的質量檢測分析

                2.1 傳統檢測方式

                現如今,道路項目中檢測密實度,依舊以傳統檢測方式為主,大致分成兩類,其一,核子密度儀。該儀器能檢測出材料的濕密度以及含水量,通過計算得到樣本干密度,繼而得到壓實度。工作原理為,發射出僅和密實度有聯系的射線,其和樣本原子外圍電子接觸,并發生碰撞,由此散射而出。此時,射線的能量有所減弱,且移動方向也發生變化。樣本密實度和散射系數成正比,進而分析出樣本密實度。其二,鉆芯法。根據道路鉆芯和切割取樣操作方式,獲取檢測樣本,要求樣本直徑超過10 cm。若一次鉆取樣本有多個層次組合,需結合實際結構把各層分隔開,而后采用毛體積密度以及最大密度方式加以分析,得出樣本的空隙率,以此了解壓實度[1]。

                2.2 雷達檢測方式

                (1)現場標定

                檢測儀器使用前均需實施標定,以此確保測量點位正確。例如,自由空間、時間比例、DMI、介電常數等,其中DMI與介電常數相對較為關鍵,由于二者通??梢詻Q定數據最終的準確度。接下來重點介紹該兩項標定。

                其一,DMI,其具有一體化的特點,借此能得到時間脈沖,確定動作移動速度及移動距離,決定檢測波形的精確度,并會干擾后續的信息分析處理問題。具體實施流程為:選定相對平坦筆直的路段,借助測距設備確定起始點,兩點之間通常在1 km左右,而后實地標記;安設天線,啟動數據采集系統,進入操作界面后,確認目錄位置;點擊進入DMI對話框,在特定位置錄入測量距離,確定單位;一切準備就緒后,點擊開始鍵,標定該數值,而后安排車輛由起點出發,保持常規車速,實際行駛的里程直接在顯示器上動態變化,程序會修正所有數據;車輛到終點的同時,停止檢測,并將形成的數據完整記錄;最后得到新數據;為保證最終得到的數據更符合實際,會多次試驗,以平均數作為使用值。該數值不是動態不變的,因此,還應定期進行試驗標定。

                其二,介電常數,此項數據可標定項目包括厚度及其他指標,其也會影響到檢測間接高度。介電常數無需到道路實地進行檢測,整個操作流程相對復雜,此是由于室內和道路實地的客觀條件色不一,導致標定結果和現場有一定差值,所以會借助上文提到的鉆芯法協助完成此數值測標定。在正式開始前,技術人員需先掌握工程的設計與建設現場的材料配比,基于此分析在相同位置,材料配比固定,使用材料是否一致。簡言之,道路項目建設期間可能遇到石灰巖短缺的情況,再加上工期有限,可能選擇其他替代品。在更換原料后通常需再次進行試驗。介電常數的具體操作過程為:一方面,確定材料一致后,在檢測路段的起點位置取樣品,為避免最終值有過大波動,應當盡量保持檢測過程的連貫性,基于檢測出的起點樣本數值,用終點數據與之對比,若數值差距偏大,則應再次核查數據準確度,通常每個兩千米取樣一次;另一方面,材料不一致時,正常取得實地樣本后,在出現材料變更的位置額外鉆取樣本。通常會選用定點標定,以維護波形準確,并提高取樣位置的準確性。下表為某路段的部分介電常數值。

                表1 某路段部分介電常數表     下載原表

                表1 某路段部分介電常數表

                表1中的數據僅為測量試驗中的一部分,整體來看,介電常數差值偏大,通常是因為檢測路面上的密實度不一致。而為避免出現紕漏,需要在變化明顯的位置再次進行檢測[2]。

                (2)密實度檢測

                雷達檢測一般有兩種方式:

                一是實時定點,借助計算機程序,自動根據波形得出相應的介電常數,由于其該種特定,在參數不一致的道路檢測應用較多。借助天線確定點位,產生的測量波形會直接被采集儀器獲取,操作人員僅需在操作界面,觀察測量中的數據變化,并確定具體使用通道及單位,確定測量線的位置,如果波在傳播時間點上有所波動,會直接顯示在操作界面中,錄入鉆取樣本厚度值,相應的介電常數會直接計算得出,最終通過該數值和密實度間的運算關系得出檢測路面的密實度。

                二是實時連續。道路雷達包括計算機程序與數字化儀器,整個系統具備檢測范圍靈活確定、高精度、采樣率等應用功能,并基本滿足現代道路檢測的應用標準。采樣速度與時長關乎到檢測的點位數量,若兩項數值均偏大,最終得到的信息量也會隨之增多,但勢必需要更多的存儲空間。所以不能片面地追求二者的大數值,容易起到反效果,在道路檢測中,通常采用的最值頻率是50 KHz,此時檢測到的數據也趨近于實時連續狀態。道路現場檢測一般會綜合使用兩種方式,分別發揮其各自的優勢。實時定點可用于標定部分參數,借助專門的試驗車輛獲取現場波形,以便后續計算分析。完成全部的波形采集后,把檢測路段上安設天線,而后進行實地取樣,借助上一步采集到的波形設定試驗時間。

                道路檢測試驗中,因為未能采用同一家施工方,使得各路段的建設技術、實地配比、現場管控等方面均有不同,所以,樣本也容易出現差異[3]。對此,可將標段作為測量節點,并將同一種材料的路段歸為一組進行試驗,但樣本厚度需大致相同。同時,為維護整個檢測過程的連續性,會把所有檢測道路采用首尾重合的方式加以處理,以方便處理分析信息期間進行校正,保證準確率。

                3 結束語

                總之,現今可用的質量測量方式較多,既有傳統的核子密度儀器以及鉆孔取芯,又有借助計算機程序的雷達檢測。根據現場實際情況,合理綜合運用,可降低道路質量檢測的任務強度,提升檢測速率與精確度,具備應用價值。為道路工程施工過程控制及工程驗收提供準確的數據,同時可以為道路工程的后期養護及維修提供理論依據。


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