瀝青混凝土路面離析評(píng)價(jià)方法新構(gòu)想

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瀝青混合料的組成成分包括瀝青、集料、添加劑和空隙4部分。瀝青混凝土路面的離析是其混合料中組成成分分布不均勻性的綜合反映,其中, 集料的分布不均勻性又是最主要的因素, 因?yàn)槠渌?個(gè)組成成分的分布狀態(tài)是由集料的分布狀態(tài)所決定的。
    在瀝青混合料的生產(chǎn)和攤鋪過程中, 離析一直是主要的問題。概括起來, 瀝青混凝土路面離析的評(píng)價(jià)方法有無損類與破損類之分。前者主要有視覺識(shí)別、鋪砂試驗(yàn)、核子密度儀、熱成像、拖地雷達(dá)、激光斷面儀和地震波路面結(jié)構(gòu)分析等;而后者主要有抽提篩分和截面分析等。
    1、離析評(píng)價(jià)方法回顧
    基于已有的文獻(xiàn)資料, 本文主要評(píng)述幾種目前常用的無損類和最新破損類瀝青混凝土路面離析的評(píng)價(jià)方法。
    1.1　無損類
    無損類都是在現(xiàn)場評(píng)價(jià)離析。
    1.1.1　核子密度儀
    核子密度儀是通過描繪路面沿縱向的密度來識(shí)別離析區(qū)域的。此法的基本前提假設(shè)是離析區(qū)域的密度小。然而有文獻(xiàn)指出此法取得成功是有限的。
    因?yàn)? (1) 使用這些儀器的一般前提假設(shè)是混合料的密度隨著粗集料離析的加重而降低,這一假設(shè)沒有考慮到級(jí)配和最大密實(shí)曲線的關(guān)系, 若現(xiàn)場配合比公式(JMF) 始于最大密實(shí)曲線之上, 當(dāng)級(jí)配曲線向最大密實(shí)曲線移動(dòng)時(shí), 同類瀝青混合料中粗集料的分散可以產(chǎn)生更高的密實(shí)度;(2) 不同類的離析對(duì)測(cè)量的變異性有著不一樣的影響, 常用的石灰石顯著增加試驗(yàn)的變異性, 而碎石對(duì)此卻沒有多大的影響, 如果混合料是由粗石灰石和細(xì)碎石組成, 在粗集料或細(xì)集料聚集地方,試驗(yàn)變異性結(jié)果的變化使充分識(shí)別或度量離析非常困難。
    1.1.2　熱成像
    任何物體都散發(fā)具有能量的紅外線, 且能被紅外掃描器所接收。熱成像就是把這些紅外線轉(zhuǎn)換為電子脈沖,然后經(jīng)過處理生成物體熱能量視圖。熱圖像的色彩可由用戶選擇, 代表路面溫度的不同變化,如: 藍(lán)色代表溫度較低區(qū)域, 紅色代表溫度較高區(qū)域。熱成像技術(shù)顯示高空隙率區(qū)域,因?yàn)榕c集料和瀝青相比, 空氣的熱容量最小。假如重離析造成高空隙率, 則熱成像技術(shù)能夠很容易識(shí)別。
    該技術(shù)可用于瀝青混凝土路面的質(zhì)量控制,因?yàn)槠淇梢栽跒r青混凝土路面鋪筑的過程中使用。
    2000年, NCHRPReport441中, 奧本大學(xué)國家瀝青技術(shù)研究中心在總結(jié)現(xiàn)有瀝青混凝土路面離析評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上,提出使用紅外熱像儀和ROSAN激光斷面儀去識(shí)別評(píng)價(jià)路面離析的嚴(yán)重程度。報(bào)告根據(jù)紅外照相機(jī)的記錄, 劃分了不同離析程度時(shí)的溫度范圍。
    運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn): 能夠繪出整個(gè)攤鋪路面的熱量分布特征; 該技術(shù)能夠在施工過程中被應(yīng)用,其利于承包商對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救;有成熟的軟件提供進(jìn)程控制圖, 業(yè)主利用其去接受或識(shí)別那些需要進(jìn)一步試驗(yàn)來判定離析類型和程度的區(qū)域。
    而不足之處: 此技術(shù)僅在路表面和接近路表面處有效; 溫度和級(jí)配離析都會(huì)顯示“冷”域,這就需要進(jìn)一步的試驗(yàn)去更加準(zhǔn)確地定義離析的類型; 試驗(yàn)數(shù)據(jù)要在混合料第一次壓實(shí)前取得, 因?yàn)槊鎸拥膲簩?shí)改變了表面熱量的特征; 此技術(shù)運(yùn)用到施工后的路面評(píng)價(jià)是值得懷疑的,因?yàn)閬碜耘f路面的紅外線依賴路面吸收的太陽能; 需要一個(gè)標(biāo)定過程, 確保不同相機(jī)以同等量級(jí)和敏感度記錄微差的溫度。
    1.1.3　激光斷面儀
    激光斷面儀用于測(cè)量表面宏觀構(gòu)造已經(jīng)有好幾年了。該技術(shù)可用于瀝青混凝土路面的質(zhì)量保證。
    該法用于評(píng)價(jià)離析就是通過激光斷面儀所測(cè)得的表面構(gòu)造深度, 與事先假定的非離析區(qū)域里表面構(gòu)造深度之間的比較來劃分離析程度。NCHRPReport441 中, 根據(jù)構(gòu)造比劃分離析區(qū)域的結(jié)果。
    該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之處: 因?yàn)樵摷夹g(shù)能夠以正常的行車速度操作, 所以能快速取得連續(xù)的縱表面構(gòu)造剖面圖;能提供量化數(shù)據(jù), 可與非均勻表面構(gòu)造的視覺識(shí)別相對(duì)應(yīng); 設(shè)備便利可攜, 價(jià)格適宜, 且能被安裝在任何車輛上; 設(shè)備和分析軟件容易使用, 能提供所得數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。
    缺點(diǎn)之處: 該技術(shù)只能測(cè)量瀝青混凝土路面的表面缺陷, 在深度方向上有關(guān)非均勻性的信息則無法獲取,這就意味著需要第二種試驗(yàn)方法去進(jìn)一步定義非均勻區(qū)域里離析的類型與程度; 為得到較好的分辨率, 需要較慢的速度; 路面要干燥, 潮濕的路表面會(huì)改變激光束的反射;可能統(tǒng)計(jì)是依賴混合料的類型, 這需要在使用該設(shè)備的試驗(yàn)中得到評(píng)估。