1.前言
隨著公路建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展，公路里程與日俱增。截至2006年底，全國(guó)公路總里程達(dá)345.70萬(wàn)公里，其中高速公路4.53萬(wàn)公里，，一級(jí)公路4.53萬(wàn)公里，二級(jí)公路26.27萬(wàn)公里，三級(jí)公路35.47萬(wàn)公里，四級(jí)公路157.48萬(wàn)公里，等外公路117.41萬(wàn)公里。數(shù)量是目標(biāo)，質(zhì)量是根本。而公路質(zhì)量又依賴(lài)于施工質(zhì)量，施工質(zhì)量取決于質(zhì)量監(jiān)控與檢測(cè)方法。施工現(xiàn)場(chǎng)的取樣，對(duì)檢測(cè)結(jié)果具有重要的影響，甚至高于試驗(yàn)操作及儀器誤差的影響，取樣的科學(xué)性、公正性、代表性，直接決定了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，影響到判定的公正性，進(jìn)而影響到整改措施的制定、最終影響工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。高速公路造價(jià)高，一次返工即可造成巨大的損失，因此，取樣方法，尤其是現(xiàn)場(chǎng)取樣方法在高速公路建設(shè)中具有舉足輕重的地位。監(jiān)理和中心試驗(yàn)室等質(zhì)量監(jiān)控單位，應(yīng)當(dāng)選擇最佳的取樣方法，保證試驗(yàn)檢測(cè)的科學(xué)合理。筆者將在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究的基礎(chǔ)上，依托福建龍長(zhǎng)高速公路瀝青路面工程，就瀝青路面基面層常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的取樣方法進(jìn)行分析，探究最佳的取樣方法。
2.瀝青路面結(jié)構(gòu)層次
瀝青路面一般包括無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料、稀漿封層、級(jí)配碎石、瀝青混凝土等結(jié)構(gòu)。各種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，拌和、攤鋪、碾壓等施工工藝不盡相同，因而相應(yīng)的取樣方法均有各自的特點(diǎn)，針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)選擇適宜的取樣方法是做好檢測(cè)工作的前提條件。目前，我國(guó)的高速公路現(xiàn)場(chǎng)取樣法一般在規(guī)范的基礎(chǔ)上，依據(jù)每條公路的具體實(shí)際制定[1]。采用隨機(jī)取樣方法，取樣地點(diǎn)主要有拌和樓、傳送帶、運(yùn)料車(chē)、道路現(xiàn)場(chǎng)[2]。實(shí)際抽檢時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合比較各種取樣方法的利弊進(jìn)行優(yōu)選。
3.無(wú)機(jī)材料基層
無(wú)論是水泥穩(wěn)定碎石還是級(jí)配碎石，均采用無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土拌和樓拌和，都屬冷拌和，共通點(diǎn)較多，而且材料特點(diǎn)、施工工藝相近，只是級(jí)配碎石少了水泥。因此，其取樣方法可合并討論。以級(jí)配碎石為例，在一次抽檢中，按照三種方式取樣，即分別從拌和摟的傳送帶、攤鋪機(jī)后面和攤鋪未壓實(shí)現(xiàn)場(chǎng)取樣，進(jìn)行對(duì)比。出于取料的安全性與方便性，未將運(yùn)料車(chē)上取樣列入比較范圍。在傳送帶上取樣，應(yīng)等拌和連續(xù)生產(chǎn)一段時(shí)間并穩(wěn)定后，關(guān)停機(jī)器，在傳送帶上選取約50cm長(zhǎng)度的范圍，以滿(mǎn)足試驗(yàn)需求用量，將混合料一并取凈。同時(shí)，將該次裝料的料車(chē)做上記號(hào)，待該車(chē)料攤鋪時(shí)，在攤鋪機(jī)后面的螺旋布料器下邊取料，取料時(shí)應(yīng)在整個(gè)橫斷面內(nèi)均勻間隔選點(diǎn)，將鐵鍬放置于每個(gè)點(diǎn)的布料器下，隨攤鋪機(jī)前進(jìn)，混合料自然裝滿(mǎn)鐵鍬，然后將各點(diǎn)處的混合料混合作為試驗(yàn)用，該法可以一定程度上減輕粒料離析帶來(lái)的問(wèn)題。此外，在該車(chē)料攤鋪后的區(qū)域，選定有代表性、均勻的方形區(qū)域，將其內(nèi)的粒料鏟凈，但不可取到下層的粒料。
將取好的級(jí)配碎石混合料，用四分法[3]或分料器縮分至試驗(yàn)水洗篩分所需的質(zhì)量。各種方法取料的篩分結(jié)果如表1所示。
采用相關(guān)系數(shù)和通過(guò)率差值平方和對(duì)不同取樣方法的結(jié)果進(jìn)行分析。通過(guò)率差值平方和均值計(jì)算公式如下。
?。?，2……篩孔個(gè)數(shù)， 為對(duì)應(yīng)篩孔通過(guò)率， 為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配對(duì)應(yīng)篩孔通過(guò)率。
相關(guān)系數(shù)越大，差值平方和均值越小，混合料試樣的篩分結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配越接近。
三種取樣方式對(duì)應(yīng)各篩孔通過(guò)率與標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配的相關(guān)系數(shù)及差值的平方和均值見(jiàn)表3。
4.稀漿封層
稀漿封層作為防水層與粘結(jié)層，厚度較薄，約1cm，不可能像粒料基層一樣在現(xiàn)場(chǎng)挖坑取樣。采用稀漿封層攤鋪車(chē)整體式拌和、攤鋪。稀漿封層采用0~4.75mm單檔集料，級(jí)配控制又比較嚴(yán)格，與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配的偏差要求值較小，因此，稀漿封層混合料取樣的代表性更加重要。攤鋪穩(wěn)定后，攤鋪車(chē)內(nèi)集料形成一個(gè)倒錐形時(shí)，環(huán)錐形的四周上中下位置各取幾鏟集料，后用分料器縮分至所需份量。同時(shí)，在拌和料出料口用盆盛接稀漿封層混合料。將稀漿黑料抽提、燃燒，篩分結(jié)果與白料篩分進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)黑料的篩分結(jié)果波動(dòng)性較大，穩(wěn)定性差，而按照該法取樣的白料篩分結(jié)果較穩(wěn)定。究其原因，在于黑料不便取多，影響烘干效果效率，又不便用分樣器分樣，而白料不存在這個(gè)問(wèn)題。因此，對(duì)于稀漿封層的乳化瀝青含量取黑料檢測(cè)，而級(jí)配取白料檢測(cè)。
5.瀝青混凝土
瀝青混凝土采用大型拌和設(shè)備進(jìn)行熱拌和，不同于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料，不存在瀝青混合料的傳送帶。按英國(guó)的做法，若在卸料斗下取料又必須專(zhuān)門(mén)制作適宜的取料容器，且比較麻煩，又降低出料效率。若在料車(chē)上面取樣，由于車(chē)頂較高以及混合料的高溫，取料較危險(xiǎn)，且僅能取到料車(chē)表面的料，代表性差。對(duì)于瀝青混凝土有兩種取樣方法可取，一是在攤鋪機(jī)后多點(diǎn)多車(chē)取樣，另一是在攤鋪未壓實(shí)現(xiàn)場(chǎng)取樣。攤鋪機(jī)后取樣類(lèi)似前述無(wú)機(jī)材料基層，在一橫斷面內(nèi)多點(diǎn)取樣，因?yàn)r青混凝土級(jí)配控制較嚴(yán)格，允許偏差較小，須取連續(xù)三車(chē)混合料的三個(gè)橫斷面，并將所取全部混合料混合，用分樣器縮分至試驗(yàn)所需用量。攤鋪后取樣亦應(yīng)選取三車(chē)混合料各自的代表點(diǎn)，然后用分樣器縮分，采用燃燒爐燃燒法確定瀝青含量，燃燒后水洗篩分。特別是大粒徑瀝青混合料，易產(chǎn)生離析，更應(yīng)采取多點(diǎn)多車(chē)取樣縮分法。
6.結(jié)論
瀝青路面混合料的取樣方法選擇，應(yīng)遵守代表性、科學(xué)性、公正性、安全性、方便性、經(jīng)濟(jì)性、低弊性的原則。不同層次路面結(jié)構(gòu)取樣采取以下方法：
1) 路面無(wú)機(jī)材料基層采取從拌和樓傳送帶取樣的方法；
2) 稀漿封層采取從攤鋪車(chē)內(nèi)取白料測(cè)定級(jí)配，黑料測(cè)定乳化瀝青含量的方法；
3) 瀝青混凝土采取從攤鋪機(jī)后多點(diǎn)多車(chē)取樣縮分的方法。
