基于芯样的沥青路面碾压质量评价
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【摘要】沥青路面是当前使用最为广泛的路面工程，本文针对沥青路面的芯样进行研究，使用RLWT车撤仪进行相关性能的分析，对不同车撤深度沥青混凝土的抗车辙性进行分析，与相关试验结构相比较，研究路面的实际摊铺辗压效果，进而对施工中的摊铺辗压质量进行控制，提高RLWT车辙仪在施工中的指导作用。
【关键词】芯样沥青路面；辗压质量；RLWT车辙仪
进行沥青路面取芯是主要的检测路面质量措施之一，目前主要能检检测沥青厚度、沥青质量分数以及压实度等数据。同时，结合钻取芯样，使用RLWT车辙仪，进行某车辙的试验分析，对不同车辙深度的沥青混凝土的抗车辙性能进行分析评价。相关结果表明RLWT车辙仪能够有效的反映沥青混凝土路面抗车辙性能及施工质量。基于此，笔者结合自身工作实践，就此展开以下几点探究性的分析。
1.可行性分析
据相关文件指出：沥青混合料自身的一些因素将对RLWT的试验结果造成影响。特别是试件的压实度，对于RLWT的结果影响较大，在相同级配与厚度的条件下，试验结果表明：击实70次试件的辙痕明显弱于击实50次的试件；另外，沥青混合料的车撤破坏主要包括压密与流变两方面，在压力的作用下将使沥青混合料排列更加紧密。根据填充理论，在不规则几何形状的粗集料多呈长形颗粒，并存在长轴，集料颗粒在长轴取向的排列状态时，才能达到最大填充率，集料排列也能趋于稳定。在车辆荷载不断作用与沥青混凝土路面是，导致发生的流变破坏就是车辙。而集料颗粒是否根据长轴排列，对材料整体的密实度及稳定性有影响。其中，粗集料组成混合料的骨架结构，其排列取向的程度影响了沥青混合料的形变。经过长轴定义的措施，对不同车辙试验加载的模式区别进行评价，总结出不同压实次数下，RLWT试件、APA试件以及原试件的粗集颗粒长轴的取向特征。因此，辗压次数的上升，压实度上升的情况下，沥青混凝土得到有效密实，而RLWT与APA试件的长轴变化趋势消弱，这符合通常一年左右的路面芯样的粗集料长轴夹角的消弱趋势相同。本文结合RLWT车辙仪中对于芯样的抗车辙性能的评价，对新建路面的辗压情况进行分析，进一步指导新建路面的施工管理控制[1]。
2.RLWT车辙仪介绍
RLWT车辙仪又称多轮车辙仪，是在20世纪末有美国科学家发明的评价沥青混合料的抗车辙性能与高温性能的设备。结合RLWT车辙仪，我们能 有效的多各类芯样、马歇尔实验试件等进行加载试验及分析。RLWT车辙仪采取的是单向旋转加载轮，设置10个自由转动的小型橡胶轮紧靠大轮，各个小轮的轴载约125N，试验加载次数高达6万次。现今常用的评价标准是加载1.6万轮次的车辙深度，而车辙仪的实际应用时间较短，还未制定相应的标准与规范。但在多数研究中，RLWT车辙仪具有良好的体现沥青混合料抗车辙的性质[2]。
3.RLWT车辙的试验研究
3.1制定合理的试验方案
由于缺少相应的规范标准的限制，试验将钻取10个芯样样本，并采取马歇尔试验进行成型，在RLWT上进行加载并对比，充分分析芯样与试件的车辙深度的区别及其原因。试验环境处于60℃的恒温水箱内，制定RLWT车辙仪加载次数上限为1.6万次。马歇尔试验使用特定沥青混合料，以拌合花岗岩为集料，选用SBS改性沥青，油石比约为4.7士0.4，分别进行75次与50次的击实次数。
3.2RLWT车辙试验结果研究
经过对同一级配类型、不同成型措施的试件使用RLWT车撤进行对比试验，得出虽然实际的摊铺路面钻取的芯样未能达到预设的1.6万次加载，但是一些试件的累积形变程度较大，且马歇尔试验的成型试件的相关数据良好，为了满足便利及统一分析，合理的换算最终的车辙深度，转变为1毫米车辙深度相应的作用数据。
距相关实验可知，马歇尔试验试件的击实75次与50次的RN值有1.6倍的差距，且随着油石比的扩大，试件的抗车辙性较得到提升，油石比低于5.1%后将明显下降抗车辙性，达到沥青用量的临界点。在沥青用量较高的情况下，试件的制作难以进行有效的击实压密，在RLWT试验中，还可能存在一些密实变形，进而使车辙深度遭到上升，这符合路面施工的实际情况。另外，芯样钻取位置的区别，也影响了RLWT车辙仪的试验结果，根据不同位置的芯样可知，芯样车辙的深度可体现为：摊铺机偏左侧>摊铺机偏右侧>摊铺机左边缘>摊铺机右边缘。通常摊铺机两侧存在辗压不足的情况，车辙深度明显小于其他位置，其原因主要是由于施工单位对于该位置进行了重视，施工中严格根据要求进行辗压，而压路机轮迹重叠处则遭到忽视。另外，在摊铺机两侧，易出现混合料离析的情况，以致粗骨料较为集中，辗压过程中次数不足，相关操作人员进行横坡控制，降低了两侧的辗压次数，进而造成了在横断面上辗压不匀。
3.3芯样与马歇尔试件的相关试验结果分析
根据上述分析得出一些定性结论，应将马歇尔试件与取芯数据相关联，进行综合分析，使路面的实际摊铺辗压情况进行分析。结合RLWT试验结果得知，试验结果次数与车辙深度可采取对数函数进行拟合，并使用相关公式进行体现。
通常进行芯样与马歇尔试件拟合曲线参数进行对比，路面摊铺位置的参数数据与马歇尔试件的油石比存在较大差距，在RLWT车辙试验曲线中，个别拟合参数与最佳石油比较为相近，在荷载作用达4000次后，车辙的深度基本保证不变，这表示在施工辗压时，前期的辗压可严格根据制定的辗压方案进行施工，而到了工程后期，往往出现漏辗或辗压次数未达要求等情况，这时钻取的芯样，在进行RLWT车辙仪的荷载作用下，荷载次数在4000次前，车撤深度表现出快速增加的情况，这主要是由于上述原因导致，芯样在试验之前具有一定的压密形变，并非是在路上抗车辙性能差的表现。而试验中一些车辙深度从开始就表现的不稳定，并在达到设定最大次数时，其拟合曲线仍呈上升趋势，没有缓和迹象。根据拟合函数曲线图，在荷载次数达到5千次时，车辙深度出现了一定的减缓情况，但此时的车辙深度已达2毫米左右。对于这种情况，是由于在进行路面摊铺时，未能有效控制摊铺施工中温度场，辗压的温度对于路面辗压成型的施工质量有着重要影响。温度较高时，可在辗压次数不高的条件下，达到良好的压实度与较好的整体压实性，但温度过高时，也易导致沥青混合料出现施工老化，易出现混合料推移及横向裂纹，严重影响了路面的平整度，也会在道路使用后期出现坑槽；若温度过低，将导致空隙率较高，辗压不密实等。根据钻取芯样的空隙率进行分析，得知空隙率与设计值存在较大差距，进而核实了温度对于辗压过程的重要影响，相关研究中表明，热拌沥青混合料进行摊铺后和第一次辗压时，内部温度急剧降低，而在摊铺结束5分钟内，一般还会下降25℃左右，在此之后温度变化逐渐降低。因此，压实设备与摊铺机配合越紧密，辗压温度就越高，可有效的提升路面的压实度，提高施工质量。另外在进行辗压时，合理的辗压方向也对施工质量有重要影响，当摊铺方向与摊铺辗压属于同一方向，压路机将对路面产生的力的方向与颗粒排列的方向一致，使颗粒存在向下位移的情况，进而加大混合料的结构稳定性。反之则会影响整体结构的稳定性。
4.结语
综上，芯样的沥青路面碾压质量评价，对于保证沥青路面的施工质量，有着重要的意义，而沥青路面又是目前使用最为广泛的路面工程之一，因此建设单位应结合上文所述观点，使沥青路面的施工质量得到保证。
参考文献
[1]潘美萍，刘浅居.基于芯样的沥青路面碾压质量评价[J].科技信息，2013，14
[2]张国峰，徐永丽.基于芯样的沥青路面性能的评价指标体系研究[J].黑龙江交通科技，2008，08