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

　　關(guān)鍵詞：瀝青路面；芯樣；馬歇爾穩定度；試驗

　　引言

　　瀝青路面是我國公路路面的主要類(lèi)型。近年來(lái)，隨著(zhù)交通量的飛速增長(cháng)和軸載的不斷提高，瀝青路面出現早期病害，經(jīng)過(guò)查找施工時(shí)的檢測資料發(fā)現，施工時(shí)的檢測資料都符合設計要求，那么瀝青路面出現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(cháng)瀝青路面的使用壽命，無(wú)疑是非常重要的。馬歇爾穩定度、流值和密度是目前瀝青路面最重要的控制指標，嚴格控制上述指標的檢測，對于提高瀝青路面高溫穩定性、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(shí)，只有真正、客觀(guān)地反映瀝青路面馬歇爾穩定度、流值和密度等指標，才能正確地評價(jià)瀝青路面的質(zhì)量品質(zhì)。

　　1、目前我國現行試驗方法的有關(guān)規定

　　我國現行的《公路瀝青路面施工技術(shù)規范》（JTGF-2004）中規定：熱拌瀝青混合料路面馬歇爾穩定度、流值、密度、空隙率采用拌和廠(chǎng)取樣成型的試驗方法。通過(guò)大量的試驗證明：在原材料和配合比一定的情況下，瀝青混合料的馬歇爾穩定度與試件的密實(shí)度成直線(xiàn)密切正相關(guān)，與空隙率成直線(xiàn)密切相關(guān)。由于空隙率是密度的不同表征形式，因此，密度對馬歇爾穩定度有著(zhù)至關(guān)重要的影響。根據試驗結果，室內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（擊實(shí)功）的多少和擊實(shí)溫度的高低，擊實(shí)次數越多，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，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(guò)這種方法得到的試驗結果不能真實(shí)體現瀝青路面的實(shí)際質(zhì)量。

　　2、利用現場(chǎng)芯樣做馬歇爾試驗的必要性

　　用室內成型的試件做馬歇爾試驗、密度試驗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，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(chǎng)取樣成型的試件代表路面真實(shí)情況進(jìn)行檢驗，必須至少具備以下兩個(gè)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，由于運輸、攤鋪過(guò)程中拌和料出現離析，會(huì )使路面材料局部產(chǎn)生配合比改變。更為嚴重的是，室內試驗的擊實(shí)功是試驗規程規定的標準擊實(shí)功，而壓實(shí)功則取決于壓路機的噸位、碾壓遍數和壓實(shí)機械的組合情況，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試驗溫度取得一致，甚至有很大出入。從以上原因不難看出，用拌和廠(chǎng)取樣成型試件所獲取的馬歇爾穩定度、流值、密度等指標，很難真實(shí)地代表現場(chǎng)瀝青路面的質(zhì)量情況。如果利用取芯機鉆取的芯樣作為檢測樣本，進(jìn)行穩定度、流值、密度等指標的檢驗，更能代表瀝青路面的真實(shí)質(zhì)量情況。

　　3、利用現場(chǎng)芯樣取代拌和廠(chǎng)成型試件做馬歇爾試驗的可行性

　　《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》JTJ052-2000中T0710-2000規定了瀝青路面鉆芯馬歇爾試驗方法，但條文說(shuō)明同時(shí)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，不能與馬歇爾試驗儀的壓頭吻合，這是矛盾的，因此，本方法的試驗結果并不能作為檢驗瀝青路面是否合格的依據。”這說(shuō)明瀝青路面芯樣馬歇爾試驗不能作為檢驗瀝青路面是否合格的依據，主要是芯樣的直徑偏小，與馬歇爾試驗儀的壓頭曲率不符，因此容易產(chǎn)生試驗誤差。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(lái)的試驗誤差。

　　3.1改造現有壓頭，提高芯樣與壓頭的吻合程度根據現行試驗規程，馬歇爾試件壓頭被做成了固定的曲率內徑，標準壓頭為101.6mm，大型馬歇爾試件壓頭為152.4mm.在此，以標準馬歇爾試件壓頭為例，如果芯樣的直徑為99.8mm，與標準試件直徑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(cháng)度為壓頭與試件接觸線(xiàn)同長(cháng)，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。試驗時(shí)，分別將兩塊墊片墊在上下壓頭內，使壓頭的曲率內徑減少1.8mm，前面提到的試驗偏差即可消除。應當指出的是，由于受鉆頭內徑的加工精度、鉆機的偏心程度及鉆機固定的牢固程度等方面的影響，芯樣直徑和壓頭內徑的偏差并不是一個(gè)常數，在選取墊片的厚度時(shí)，可對已經(jīng)鉆取的芯樣直徑進(jìn)行統計，取芯樣直徑的上限值（最大值）與馬歇爾試件的規定值之差的二分之一作為所選墊片的厚度值。如果所選鉆頭是標準鉆頭，則各個(gè)試件直徑之間的差別一般不會(huì )很大，可以忽略不計。

　　3.2加工專(zhuān)用鉆頭對于標準馬歇爾試件，我們現在普遍使用的是內徑100mm和150mm的鉆頭，在鉆機固定良好的情況下，芯樣直徑與鉆頭內徑之間的差距一般不會(huì )超過(guò)0.5mm.以1‰鉆頭為例，如果鉆頭內徑為100mm，芯樣直徑一般可以達到99.5～100mm，這對于馬歇爾試件標準直徑101.6mm而言，其吻合程度顯然不夠。由馬歇爾試驗的受力情況可知，如果試件與壓頭的吻合程度不夠，就會(huì )引起初壓階段試件受力集中，致使試件過(guò)早破壞并進(jìn)入流變狀態(tài)，從而導致馬歇爾穩定度減小，流值增大，這種情況不適宜作為評價(jià)瀝青路面質(zhì)量的依據。為瀝青路面專(zhuān)門(mén)設計、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(lái)，我們采用在馬歇爾試驗儀壓頭內墊墊片的方法，對所鉆取的瀝青混凝土芯樣做了大量的馬歇爾試驗，從試驗結果看具有較好的規律性和可行性。對室內成型的馬歇爾試件所做的目標配合比試驗結果與工程實(shí)體鉆取的芯樣所做的馬歇爾試驗，及其相關(guān)試驗項目的試驗結果進(jìn)行對比分析發(fā)現：空隙率、密度與穩定度具有密切相關(guān)性，同時(shí)還提醒我們，應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定度，提高路面的使用品質(zhì)。

　　5、結論

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

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

　　5.3實(shí)踐證明，由于馬歇爾穩定度與試件的密實(shí)程度呈增函數關(guān)系，即：試件密實(shí)度越大，其馬歇爾穩定度越大。由于瀝青路面存在一個(gè)壓實(shí)度百分率問(wèn)題，因此工程實(shí)體馬歇爾穩定度也同樣存在一個(gè)百分率問(wèn)題。建議在標準配合比馬歇爾穩定度（壓實(shí)度為100％）的基礎上規定路面鉆芯馬歇爾穩定度下置信限值。

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

　　5.5為追求更高的路面工程實(shí)體穩定度和更小的塑性變形，建議提高各級瀝青路面的壓實(shí)標準，如二級路可提高至馬歇爾試驗最大值的96％，高、一級公路可提高至97％或98％。通過(guò)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)行馬歇爾試驗與室內成型試件進(jìn)行馬歇爾試驗相比具有良好的關(guān)系，并且能夠準確、客觀(guān)地評價(jià)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。