公路沥青材料检测技术与质量控制措施分析

引言

沥青材料作为公路路面的核心组成部分，其性能直接影响道路的使用寿命、行车安全性及舒适性。随着我国公路建设事业的快速发展，对沥青材料的质量要求日益提高。近年来，新型改性沥青材料（如 SBS 改性沥青）的广泛应用，以及智能化施工技术的推广，使得传统检测方法与质量控制模式面临新的挑战。

1 公路沥青材料检测技术体系

1.1 基础物理性能检测

基础物理性能检测是评估沥青材料适用性的首要环节，主要包括针入度、软化点和延度三项指标测试。针入度试验（ASTMD5/GB/T4509）通过标准针体在 25℃恒温下 5 秒内的贯入深度，表征沥青的软硬程度，SBS 改性沥青通常要求针入度值在 40-60 范围。软化点检测（ASTMD36/GB/T4507）采用环球法测定材料开始软化流动的温度，SBS 改性沥青此指标应 ⩾70% ，该指标直接反映沥青在高温环境下的稳定性。延度测试（ASTMD113/GB/T4508）在 5^qC±0.5^qC 条件下以 5cm/min 速度拉伸至断裂，主要评价材料的低温变形能力，是寒冷地区沥青选型的关键依据。

1.2 老化性能测试

薄膜烘箱试验（TFOT）：模拟沥青在施工加热过程中的老化情况，通过测定加热后沥青的质量损失，并根据需要测定残留物的针入度、延度等指标的变化，评价沥青的耐老化性能。旋转薄膜烘箱试验（RTFOT）：与TFOT 类似，也是用于评估沥青的短期热老化影响。RTFOT 法中沥青膜更薄，更接近沥青混合料的实际情况，且试验时间相对较短，但对于黏度较高的改性沥青，可能存在沥青流出瓶口的问题。压力老化试验（PAV）：主要用于预测沥青在长期使用过程中的性能衰减，通过在高温高压条件下对沥青进行老化处理，然后测试其相关性能指标，为沥青的长期性能评估提供依据。

1.3 延度检测

将沥青试样加热至流动状态，充分搅拌均匀后，将其倒入预先准备好的“8”字形试模中。在浇注过程中，要避免试样中混入气泡，如有气泡应及时用热刮刀除去。试模应清洁、干燥，并且在浇注前可在其内部表面涂上一层隔离剂，如甘油与滑石粉的混合物，方便试件脱模。待试样在室温下自然冷却后，将试模放入规定温度的恒温水浴中进行养护。对于低温延度测试（如 5^c ），养护时间一般不少于 1.5h ；对于较高温度测试（如 25°C ），养护时间可适当缩短，但也要保证试件达到规定的测试温度。将延度仪放置在水平位置，检查拉伸装置是否能够正常工作，拉伸速度是否能够准确控制。一般延度试验的拉伸速度有规定的标准，如 5cm/min±0.25cm/min, 。调节延度仪的水槽温度，使其与试件养护温度一致，并且要保证水槽中的水温均匀稳定。从恒温水浴中取出带有试件的试模，用热刮刀将试件两端多余的沥青刮平，使试件与试模边缘齐平。然后将试件放入延度仪的水槽中，将试件的两端分别夹在延度仪的拉伸夹具上，注意要保证试件在拉伸过程中处于水槽的中央位置，并且拉伸方向与试件的轴线方向一致。启动延度仪，按照规定的拉伸速度对试件进行拉伸操作。在拉伸过程中，要观察试件的变化情况。当试件被拉伸至断裂时，延度仪会自动停止拉伸，此时读取延度仪上显示的拉伸长度数值，精确到 0.1cm 。对于同一沥青试样，至少应进行三次平行试验，每次试验的结果与平均值的偏差不应超过 10% ，否则应重新进行试验。延度越大，表明沥青在低温环境下能够承受更大的拉伸变形而不发生断裂，即沥青的低温抗裂性越好。

1.4 先进无损检测技术

随着检测技术的发展，红外光谱分析与超声波检测等无损技术逐渐应用于沥青材料评价。红外光谱仪通过分析沥青的分子结构，可快速识别改性剂类型及含量，为材料质量追溯提供依据。超声波检测法则用于探测沥青混合料内部缺陷，如空隙率分布、层间粘结状况等，该技术具有操作便捷、不破坏结构的优势，已在路面竣工验收中得到推广应用。红外热成像技术在施工过程质量监控中表现突出，通过检测沥青混合料摊铺和压实过程中的温度分布，可直观反映温度离析程度。实际应用中，颜色较深区域代表温度较低，浅色区域代表温度较高，该方法为实时调整碾压工艺提供了数据支持。

2 公路沥青材料质量控制措施

2.1 严格取样管理

（1）合理选择取样时间和地点：沥青取样应在拌合站或运输车上进行，这样能及时反映沥青的实际质量情况，对供应商起到监控作用。例如，在沥青运输到施工现场时取样，可避免因储存时间过长等因素导致沥青性能发生变化，从源头上控制沥青质量。（2）确保取样数量和代表性：从加热的储存罐中取样时，应按不同深度取三个样品混合进行检验；在运输车卸车时取样，应按时间间隔取三个样品混合检验。每次取样数量要满足检测和留样所需，保证所取样品能代表整批沥青的质量。

2.2 原材料质量管控

原材料质量是确保沥青路面性能的基础，需建立严格的进场检验制度。对SBS 改性沥青防水卷材，应按照 GB18242-2008 标准进行全面检测，包括外观质量（气泡、裂纹检查）、尺寸测量（长度、宽度、厚度）及物理性能测试（拉伸强度 ⩾500N/5cm 、延伸率 ⩾30% 等）。沥青混合料所用集料应控制最大公称粒径及其邻近区间的通过率，通过精细化调整配合比设计，可有效防止集料离析。拌和楼冷料仓应增设足够高度的隔板，防止相邻料仓物料干扰，并采用矩形开口设计辅以振动器技术，保证冷料均匀出料。

2.3 强化施工现场质量控制

（1）储存管理：沥青应储存在专用的储存罐中，保持储存环境温度稳定，避免阳光直射和雨水侵入。定期对储存的沥青进行检测，查看其性能是否发生变化，对于长时间储存的沥青，在使用前需重新进行检测，合格后方可使用。（2）施工过程控制：在沥青路面施工过程中，要严格控制施工温度、拌和时间、摊铺厚度和压实度等参数。例如，控制好沥青混合料的拌和温度，确保沥青与集料充分均匀拌和；合理控制摊铺速度和厚度，保证路面平整度；按照规定的压实工艺进行压实，提高路面的密实度，增强路面的强度和耐久性。

2.4 质量验收标准体系

建立多层次验收标准体系，包括：原材料进场检验（如SBS 改性沥青的27项检测指标）、施工过程抽检（每 500 米钻芯取样 1 次）及竣工验收评估。采用铺砂法测定路面构造深度，当粗集料离析区域构造深度明显偏大时，需进行针对性处理。引入质量评分系统，对各施工环节进行量化评价，为后续工程改进提供依据。

公路沥青材料检测技术已从传统物理性能测试向化学组分分析、无损检测方向发展，质量控制模式正迈向智能化、全过程管控。实践表明，通过基础指标严格检测、施工过程动态监控及智能化技术应用，可显著提升沥青路面质量。未来应进一步完善改性沥青检测标准，开发更高效的物联网监控设备，建立基于大数据的质量预测模型，为智慧交通建设提供技术支撑。

参考文献

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