沥青混合料芯样检测

沥青混合料芯样检测技术解析

在道路工程建设与养护过程中，沥青混合料芯样检测是评价路面施工质量、验证设计参数以及诊断病害成因的核心技术手段。通过对现场钻取的芯样进行实验室分析，能够客观反映沥青路面的实际性能，为工程验收、养护决策提供科学依据。本文从检测的适用范围、核心检测项目、参考标准及方法仪器等方面，系统阐述沥青混合料芯样检测的技术要点。

1. 检测的适用范围

沥青混合料芯样检测主要适用于以下场景：

• 新建道路验收：验证沥青面层的厚度、压实度、材料配比是否符合设计要求；
• 养护维修效果评估：对铣刨重铺、局部补强等维修后的路面进行性能复检；
• 病害成因诊断：针对车辙、裂缝、松散等病害，通过芯样分析判断是否由材料缺陷或施工工艺不当引起；
• 科研与质量监督：为优化混合料设计、验证新材料性能提供数据支持，同时作为第三方质量监督的重要依据。

该技术尤其适用于对路面结构层隐蔽性问题的深度分析，弥补了无损检测（如探地雷达）在材料微观性能评估上的不足。

2. 检测项目及技术内涵

沥青混合料芯样检测涵盖多项关键指标，主要包括以下内容：

（1）密度与压实度 密度反映混合料的密实程度，直接影响路面的抗车辙和抗水损害能力。通过实测芯样密度与理论最大密度的比值计算压实度，可评估施工碾压工艺的合理性。压实度不足易导致空隙率偏高，加速路面老化；过高则可能引发沥青胶浆上浮，形成泛油病害。

（2）厚度 芯样厚度直接反映路面结构层的施工精度。厚度偏差过大会影响整体力学性能，例如面层过薄可能导致基层应力集中，而过厚则可能造成材料浪费。

（3）马歇尔稳定度与流值 这两项指标通过马歇尔试验测定，分别表征混合料抵抗变形的能力和塑性变形特征。稳定度过低说明材料抗剪强度不足，易产生车辙；流值异常则可能反映沥青用量不当或级配设计缺陷。

（4）空隙率与沥青饱和度 空隙率是混合料中未被沥青和集料填充的空间占比，直接影响路面的耐久性和抗渗性。沥青饱和度则反映有效沥青填充集料间隙的程度，两者需控制在合理范围内（通常空隙率3%~5%，沥青饱和度65%~75%）。

（5）沥青含量与矿料级配 通过抽提试验分离沥青与集料，可验证实际沥青用量是否与设计配比一致。同时，对回收矿料进行筛分，分析级配曲线是否偏离设计要求，判断是否存在离析或拌和不均问题。

（6）抗滑性能 对芯样表面进行构造深度或摩擦系数测试，评估路面的行车安全性。尤其适用于急弯、坡道等事故易发路段的质量监控。

3. 参考标准与检测方法

我国现行规范对沥青混合料芯样检测制定了明确的技术要求，主要参考标准包括：

• JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》：规定了马歇尔试验、抽提筛分等核心检测项目的操作流程；
• JTG 3450-2019《公路路基路面现场测试规程》：明确了芯样钻取、厚度测量的现场操作方法；
• JTG E60-2008《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》：补充了基层材料与面层粘结性能的检测方法；
• GB/T 31439-2015《道路车辆 沥青路面抗滑性能测试方法》：规范了摆式摩擦系数仪和激光构造深度仪的使用标准。

4. 检测流程与仪器设备

（1）芯样钻取 使用液压式钻芯机（如HZ-20型）在指定位置垂直钻孔，钻头直径通常为100mm或150mm。取样时应避开接缝、裂缝等异常区域，钻取后立即标注芯样方向并密封保存，防止水分蒸发。

（2）密度测试 采用水中重法或蜡封法测定毛体积密度，配套设备包括电子天平（精度0.1g）、浸水天平及恒温水浴箱。压实度计算需结合理论最大密度（通过真空法或计算法获得）。

（3）厚度测量 使用数显游标卡尺在芯样圆周均布4个测点，取平均值作为实测厚度，误差需小于2mm。

（4）马歇尔试验 将芯样切割成标准试件（直径101.6mm，高度63.5mm），置于马歇尔试验机（如LD-139型）中，以50mm/min速率加载至破坏，记录稳定度（kN）和流值（0.1mm）。

（5）沥青抽提与级配分析 采用离心抽提仪（如LX-36型）溶解分离沥青与矿料，通过燃烧法（如NCAT型沥青含量测定仪）快速测定沥青用量。回收矿料经标准筛筛分后，绘制级配曲线并与设计范围对比。

（6）抗滑性能检测 使用摆式摩擦系数仪（如BM-III型）测定芯样表面摩擦值（BPN），或采用激光纹理仪扫描构造深度（MTD），数据需换算为国际平整度指数（IRI）进行评价。

结语

沥青混合料芯样检测通过科学的指标体系和标准化的操作流程，为路面工程质量控制提供了可靠的技术保障。随着智能检测设备（如三维激光扫描仪、CT无损检测仪）的推广应用，未来芯样分析将向更高精度、更高效的方向发展，进一步推动道路工程质量的精细化管控。