根據(jù)現(xiàn)行公路試驗(yàn)規(guī)程
[ 1] ,壓實(shí)瀝青混合料的密度測(cè)定方法有表干法、水中重法、蠟封法和體積法。從理論上可知。同一種壓實(shí)瀝青混合料只有一個(gè)體積、密度、空隙率和飽和度。然而 , 若采用規(guī)范規(guī)定的上述不同方法進(jìn)行試驗(yàn) , 能否得出同一結(jié)論及結(jié)果差異如何 ,哪一種密度試驗(yàn)方法對(duì)瀝青路面工程具有更為可靠和準(zhǔn)確的結(jié)果 ,是本文經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)和對(duì)比分析所要論述的問(wèn)題。
1 表干法的適用條件及影響因素
表干法適用于測(cè)定吸水率不大于 2 %的各種不同瀝青混合料試件的毛體積相對(duì)密度或毛體積密度。
表干法試驗(yàn)的過(guò)程中, 試件的吸水體積是很難準(zhǔn)確確定的。這是因?yàn)閺乃腥〕鲈嚰? 用擰干濕毛巾擦去試件表面水這一過(guò)程中 ,存在下述兩種不確定因素 :①濕毛巾的干濕狀況隨意性較大, 沒(méi)有一個(gè)量化的尺度;②在擦試過(guò)程中不知道表面水是否已完全擦去 ,并且無(wú)法確定有沒(méi)有吸走試件開(kāi)口孔隙中的水。特別是試件表面有較多、較深的凹陷時(shí)水究竟進(jìn)去多少, 更無(wú)法確定。在瀝青路面工程中,用表干法試驗(yàn)所計(jì)算的吸水率往外不是試驗(yàn)規(guī)程
[ 1] 所提到的吸水率。因此 , 表干法的適用條件在實(shí)際工程中較難準(zhǔn)確界定 , 實(shí)際操作的準(zhǔn)確度也難于把握。
2 水中重法的適用條件分析
水中重法適用于測(cè)定幾乎不吸水密度的Ⅰ型瀝青混合料試件表觀相對(duì)密度或表觀密度。
規(guī)范規(guī)定的適用條件中有以下問(wèn)題 :①“幾乎”這個(gè)概念在實(shí)際操作中主觀隨意性較大 , 究竟多少才符合規(guī)程要求? 適用條件不當(dāng)而采用水中重法測(cè)定試件的密度,會(huì)與現(xiàn)場(chǎng)的施工實(shí)際有較大的誤差,使室內(nèi)的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)路面施工失去指導(dǎo)意義。例如 ,按室內(nèi)當(dāng)天的馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度 ,路面壓實(shí)度將大于 100 %, 但是路面實(shí)際壓實(shí)度未必達(dá)到100 %壓實(shí)度, 空隙率也未必達(dá)到要求 ;② 試件的密實(shí)程度與粗集料的致密程度并非一致。根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程
[ 1] 一致性原則 :混合料采用視密度時(shí) ,粗集料也視密度。這種提法說(shuō)明規(guī)程是在沒(méi)有考慮粗集料在混合料拌和過(guò)程中有瀝青摻入的情況, 特別是粗集料有較多的開(kāi)口孔隙時(shí) , 當(dāng)瀝青摻入開(kāi)口孔隙時(shí) ,必然會(huì)給試驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)誤差 ,不能確切表示實(shí)際情況。對(duì)這一情況 ,試驗(yàn)規(guī)程
[ 1] 在條文說(shuō)明上沒(méi)有提到,建議應(yīng)寫(xiě)進(jìn)規(guī)范正文中。
3 蠟封法的適用條件分析
蠟封法適用于測(cè)定吸水率大于 2 %的瀝青混凝土或?yàn)r青碎石試件毛體積相對(duì)密度或毛體積密度。規(guī)范規(guī)定壓實(shí)瀝青混合料試件吸水率大于 2 %時(shí) , 采用蠟封法確定其密度。然而 ,在試驗(yàn)操作過(guò)程中 , 存在三種情況:①蠟封層過(guò)厚 ,石蠟本身存在氣泡 ; ②石蠟皮蓋住試件表面凹陷 ;③石蠟滲入試件的開(kāi)口孔隙中。**、二種情況所測(cè)得試件體積偏大, 密度偏小。第三種情況所測(cè)得試件體積偏小, 密度偏大。上述三種情況在試件空隙較小時(shí)較少發(fā)生。既然吸水率在大于 2 %時(shí)都未考慮石蠟滲入瀝青混凝土試件內(nèi)部的影響 ,那么就更不必考慮石蠟進(jìn)入小于2 %吸水率的壓實(shí)瀝青混合料試件的影響。所以,蠟封法同樣適用吸水率小于 2 %的壓實(shí)瀝青混合料試件密度測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明 ,采用蠟封法實(shí)驗(yàn)時(shí) ,通過(guò)精心操作 ,可以減少上述三種情況帶來(lái)的試驗(yàn)結(jié)果誤差, 可以提高試驗(yàn)測(cè)定精度。
4 體積法的適用條件及影響因素分析
體積法適用于空隙率較大的瀝青碎石混合料及大空隙透水性開(kāi)級(jí)配瀝青混合料。體積法因所測(cè)定試件體積準(zhǔn)確度不高 ,所測(cè)密度誤差較大,在目前壓實(shí)瀝青混合料試驗(yàn)中應(yīng)用甚少。只有在吸水率特別大,前面三種試驗(yàn)方法不能準(zhǔn)確測(cè)定的情況下選用。因此 ,本文對(duì)體積法不進(jìn)行分析比較。
5 表干法、水中重法和蠟封法試驗(yàn)結(jié)果分析比較
要準(zhǔn)確地測(cè)定瀝青混合料這種復(fù)雜體的密度 , 就必須準(zhǔn)確測(cè)定瀝青混合料的體積。然而, 在試驗(yàn)結(jié)果分析與比較中, 空隙率是**重要的指標(biāo)。因此 , 下面在大量試驗(yàn)資料中選擇一些數(shù)據(jù), 以空隙率指標(biāo)分析與比較三種方法測(cè)定的結(jié)果。
5 .1 吸水率小于0 .5%時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù) , 見(jiàn)表 1 。三種方法測(cè)定的壓實(shí)瀝青混合料的空隙率平均值 Va 、空隙率偏差系數(shù)Cv 和
從上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出, 水中重法測(cè)定的空隙率平均值**大, 空隙率偏差系數(shù)**小,依次是蠟封
法 、表干法 。說(shuō)明壓實(shí)瀝青混合料在吸水率小于 0 .5%時(shí) ,其密度或相對(duì)密度的測(cè)定宜采用水中重
法 ,結(jié)果較準(zhǔn)確。
5 .2 吸水率為 0 .5%～ 2 .0%時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果分析
試驗(yàn)結(jié)果,見(jiàn)表 2 。從表 2 可知 :表干法 :Va1 =
4 .45 %, Cv1 =10 .0%, Vt1 =2 .429 ;蠟封法 :Va2 =
4 .87 %, Cv2 =3 .2%, Vt2 =2 .434 ;水中重法 :Va3 =
4 .45 %, Cv3 =4 .6%, Vt3 =2 .460 ;從上述統(tǒng)計(jì)指標(biāo)
可以看出 ,同一壓實(shí)瀝青混合料試件采用不同的三種試驗(yàn)方法 ,蠟封法所得到的空隙率偏差系數(shù)**小,空隙率平均值**大。說(shuō)明吸水率在 .5%～ 2 .0%之間時(shí) ,其密度或相對(duì)密度測(cè)定試驗(yàn)方法應(yīng)**蠟封法。這樣 ,使路面工程所測(cè)定的壓實(shí)瀝青混合料空隙率偏差系數(shù)較小 ,均勻性較好 ,試驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確可靠。
5 .3 吸水率大于 2 .0%時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果分析
從表3的試驗(yàn)數(shù)據(jù)(見(jiàn)表3)可知, 三種方法測(cè)定
的壓實(shí)瀝青混合料的空隙率平均值 Va 、空隙率偏差系數(shù) Cv 和試件密度平均值 Vt 為:①表干法 :Va1 =
6 .51 %, Cv1 =10 .3%, Vt1 =2 .373 ;②蠟封法:Va2 =
6 .21 %, Cv2 =4 .9%, Vt2 =2 .395 ;③水中重法:Va3
=5 .52 %, Cv3 =11 .9%, Vt3 =2 .427 ;從上述統(tǒng)計(jì)結(jié)
果可以看出, 表干法測(cè)定的壓實(shí)瀝青混合料空隙率平均值**大, 空隙率偏差系數(shù)比較大。這種情況可以說(shuō)明 ,表干法在操作過(guò)程中,由于試件表面水未被擦干,測(cè)得的試件體積偏大, 密度偏小, 致使空隙率偏大。然而 ,蠟封法測(cè)定的空隙率偏差系數(shù)**小 ,說(shuō)明這種試驗(yàn)的差異性較均勻, 準(zhǔn)確度較高。**于水中重法 , 由于壓實(shí)瀝青混合料試件吸水率大于 2 .0%,因此具有較多的水分滲入試件內(nèi)部孔隙(粒料間開(kāi)口空隙或粗集料開(kāi)口孔隙, 或兩者兼有), 所測(cè)定的壓實(shí)瀝青混合料密度已無(wú)實(shí)際意義。所以,從水中重法測(cè)定結(jié)果也可進(jìn)一步說(shuō)明壓實(shí)瀝青混合料試件吸水率大于 2 .0%時(shí) , 應(yīng)采用蠟封法測(cè)定其密度或相對(duì)密度。
6 結(jié)語(yǔ)
綜上所述 , 壓實(shí)瀝青混合料吸水率小于 0 .5% 時(shí) ,宜選用水中重法測(cè)定其密度(相對(duì)含水量)。在壓實(shí)瀝青混合料吸水率大于 0 .5%時(shí), 宜選用蠟封法測(cè)定壓實(shí)瀝青混合料密度(相對(duì)含水量)。瀝青路面工程實(shí)踐也表明 :①蠟封法不僅適用于壓實(shí)瀝青混合料吸水率大于 2 %時(shí)的密度測(cè)定, 也適用于壓實(shí)瀝青混合料吸水率在 0 .5%～ 2 .0%時(shí)的密度測(cè)定 ;②采用蠟封法測(cè)定壓實(shí)瀝青混合料試件密度更準(zhǔn)確可靠。
