[发明专利]一种施工压实过程中沥青混合料压实剪切特性检测方法

说明书

本发明公开了一种施工压实过程中沥青混合料压实剪切特性检测方法，其步骤主要包括，利用沥青混合料压实剪切特性检测装置，将测试爪压入施工过程中的沥青混合料，通过缓慢匀速旋转测定摊铺及后续碾压过程中混合料的内部温度及剪切特性，并根据其剪切特性计算出相应的压实检测指数，根据实时的检测指数对施工质量和施工过程进行相应的监控和指导。本发明能够简单、快速、准确地测得压实过程中沥青混合料的压实检测指数，与沥青路面压实度一起组成压实过程双指标质量控制，可用于准确评价沥青混合料压实效果的优劣，确定沥青混合料在施工过程中的压实状态。

技术领域

本发明属于沥青混合料压实检测技术领域，涉及一种施工压实过程中沥青混合料压实剪切特性检测方法，用于评价沥青混合料压实质量的优劣，并根据实时检测结果对施工质量和施工过程进行相应的监控和指导。

背景技术

压实是沥青路面成型的最后一道工序，进行施工压实控制是保证沥青混合料质量、物理力学性质和路用性能满足要求的必要手段。我国沥青路面施工技术规范中对沥青路面的压实控制指标和方法作了规定，并对检测的部位、频次、允许偏差等作了详细的规定，传统的压实检测指标为路面压实度。

2010年，何建新，邱铭等[1]指出单就一个简单的压实度指标是不全面的，应当结合沥青混合料的其它特性，并以路面的特性进行指导。2017年，孙博[2]在对高速公路路面的压实度控制发展现状进行分析时，同样指出，沥青路面在不同层位具有不同的油石比，且沥青混合料的调配具有较大的变异性，采用压实度这单一指标进行控制时稳定性相对不足，质量隐患较大。

传统的压实检测方法包括：灌砂法、水袋法、环刀法、蜡封法及核子密度仪等。就检测方法而言，这些施工控制方法主要是施工验收阶段的检测，属于施工后检测，检测结果滞后于压实过程，过压与欠压区段不能及时发现。并且施工现场压实机具组合和压实遍数一般由经验确定，无法根据检测结果对施工过程和施工质量进行相应的调整和控制，缺乏相应的压实过程中沥青混合料压实状况检测装置与检测方法，在质量监督和施工过程控制方面存在一定的困难。

2002年，Stephen N.Goodman和Yasser Hassan等[3]提出来剪切性能是表征沥青混凝土混合料永久变形的可行措施，通过卡尔顿大学研发的现场剪切刚度测试设备(insisst)，分析了与剪切性能相关的混合料特性，包括：结合料性能、结合料用量和集料特性(类型、级配等)，但是该研究仅适用于路面开放交通后的施工后检测，难以用于施工在线检测。

2004年，Jagan M.Gudimettla和L.Allen cooley,Jr等[4]测试了混合料和易性试验设备，通过插入摊铺前沥青混合料中的十字测头扭矩来评估沥青混合料的和易性。试验的结果说明：不同因素对沥青混合料可压实性的影响效果存在较大差异，影响效果从大到小排列为：沥青结合料特性、混合料温度、集料类型、集料的最大公称粒径。局限在于该设备仅可测量拌和沥青混合料的扭矩，且现有研究并未说明和易性与沥青混合料压实状况存在直接相关性，不适用于施工阶段的压实检测。

2005年，国内张争奇教授[5]采用多组沥青混合料进行了室内旋转压实分析，提出采用初始压实状态到设计压实次数阶段的压实曲线的密实能量指数评价沥青路面的可压实性，但由于边界问题难以测定现场施工的压实能量，无法直接指导施工。

2012年，汤文、孙立军等[6]研究了不同温度下沥青混合料抗剪性能的变化，通过进行不同的剪切性能试验，分析了不同抗剪评价指标之间具有良好的相关性，研究表明温度对沥青混合料的抗剪性能影响很大，对沥青混合料进行抗剪性能评价时应充分考虑其温度特性。

2017年，北京建筑大学师航祺、徐世法等[7]通过室内剪切压实仪成型混合料，对沥青混合料压实剪切特性进一步探究，得到了使用剪切压实仪下相应的和易压实温度，提出以压实剪应力为指标来评价混合料压实性能的优劣，分析了以剪切性能评价混合料压实状况的可行性，不过由于设备复杂，难以用于现场混合料压实检测。