高等級公路瀝青混凝土路面壓實(shí)質(zhì)量的控制措施論文
【摘要】瀝青混凝土路面的早期損壞很大程度與施工壓實(shí)質(zhì)量有關(guān)�？偨Y近年瀝青混凝土路面施工經(jīng)驗和做法，提出控制高等級公路瀝青混凝土路面壓實(shí)質(zhì)量的一些有效措施，在實(shí)際應用過(guò)程中取得了良好效果，對減少和消除公路瀝青混凝土路面早期損壞有積極的作用。
【關(guān)鍵詞】 壓實(shí)工藝；壓實(shí)度；空隙率；控制標準
在近年來(lái)，在我省公路建設迅速發(fā)展的同時(shí)，一些高等級公路瀝青混凝土路面出現了早期損壞現象，不僅造成經(jīng)濟損失，而且影響到交通行業(yè)的社會(huì )形象和可持續發(fā)展。為使高等級公路在加快建設速度的形勢下確保路面施工質(zhì)量，預防瀝青混凝土路面早期損壞，延長(cháng)使用壽命，結合近幾年瀝青混凝土路面施工經(jīng)驗和其他省市的做法，我公司在新的建設項目中不斷地采取一系列質(zhì)量控制措施，取得了良好的效果�？紤]到瀝青混凝土路面的早期損壞很大程度與其施工壓實(shí)質(zhì)量有關(guān)，本文總結了近年瀝青混凝土路面壓實(shí)施工的經(jīng)驗和做法，歸納了優(yōu)化的施工工藝，提出控制瀝青混凝土路面壓實(shí)質(zhì)量的一些有效措施，同時(shí)提出采用壓實(shí)度和空隙率雙指標量化評價(jià)壓實(shí)質(zhì)量的建議。
1. 壓實(shí)質(zhì)量控制的原則
在加強對瀝青混凝土路面原材料質(zhì)量控制和科學(xué)合理地進(jìn)行瀝青混合料配合比設計的基礎上，瀝青混凝土路面鋪筑過(guò)程中要搞好壓實(shí)工藝控制，即搞好壓實(shí)的過(guò)程控制，在進(jìn)行壓實(shí)質(zhì)量檢測和評價(jià)時(shí)采用壓實(shí)度和空隙率雙重指標，實(shí)現整體提高瀝青混凝土路面壓實(shí)質(zhì)量的目的。
2. 碾壓工藝控制
瀝青混凝土路面施工的成敗與否，壓實(shí)是最重要的工序。許多公路瀝青混凝土路面發(fā)生早期損壞，大多數與壓實(shí)質(zhì)量控制至關(guān)重要。過(guò)去，對壓實(shí)度的檢測評定僅滿(mǎn)足于鉆孔測定密度計算壓實(shí)度，而鉆孔測試的壓實(shí)度都是事后檢查，易弄虛作假，即只要把標準密度減小一些，壓實(shí)度就可以滿(mǎn)足要求，如果再把不合格的數據隨意舍棄，那么鉆孔試件的壓實(shí)度數據將失去價(jià)值。因此，不少工程名義上壓實(shí)度值很高，實(shí)際上含有較多虛假成分。
鑒于此，新規范在觀(guān)念上做了重大轉變，即壓實(shí)質(zhì)量評價(jià)以碾壓工藝控制為主，鉆孔檢測作為抽檢校核的手段。這樣即將事后檢查轉變?yōu)檫^(guò)程控制，實(shí)現了施工過(guò)程中的在線(xiàn)監測。此時(shí)，碾壓工藝顯得尤為重要。碾壓工藝的效果與瀝青混合料的類(lèi)型、厚度，壓路機的類(lèi)型、噸位，機械組合方式，碾壓速度、遍數、溫度等有關(guān)，合理選擇、協(xié)調這些因素，保證混合料充分壓實(shí)是提高瀝青混凝土路面質(zhì)量的關(guān)鍵。
影響壓實(shí)效果的一個(gè)主要因素是壓實(shí)功。瀝青混凝土路面施工應具備較大噸位、足夠數量的壓路機來(lái)滿(mǎn)足壓實(shí)要求，通常應采用以下4種類(lèi)型壓路機，即靜質(zhì)量≥11t的雙鋼筒雙驅動(dòng)雙振動(dòng)式壓路機（雙驅雙振壓路機）、靜質(zhì)量≥11t的雙鋼筒式壓路機、靜質(zhì)量≥25t的輪胎壓路機和靜質(zhì)量≥2t的小型振動(dòng)壓路機。鋪筑雙車(chē)道瀝青混凝土路面時(shí)，每工作面壓路機配置數量的一般要求是：普通瀝青（改性瀝青）混凝土路面不宜少于6臺，其中至少有3臺輪胎、3臺雙驅雙振壓路機（或2臺雙驅雙振壓路機、1臺雙鋼筒壓路機）；SMA路面不宜少于5臺；各種路面均應另配備至少1臺小型振動(dòng)壓路機。當然，不同類(lèi)型瀝青混合料也應采用與其相適應的壓路機，密級配瀝青混合料復壓優(yōu)先采用重型輪胎壓路機，粗集料為主的較大粒徑混合料復壓優(yōu)先采用振動(dòng)壓路機，SMA混合料復壓時(shí)可采用輪胎壓路機，初壓宜采用振動(dòng)壓路機。壓路機應以慢而均勻的速度碾壓，壓路機的碾壓速度通過(guò)試驗確定。經(jīng)大量調查與總結。
應通過(guò)試驗確定碾壓區長(cháng)度、合理碾壓遍數及有效碾壓時(shí)間。碾壓段長(cháng)度通常不超過(guò)60m，改性瀝青、SMA路面最好控制在30m左右。碾壓遍數一般要求初壓不少于1~2遍，復壓不少于4~6遍，終壓不少于2遍。初壓、復壓、終壓各道碾壓工序必須緊跟，不得隨意停頓、調頭。
碾壓溫度是影響瀝青混凝土密實(shí)度的又一主要因素，在規定溫度范圍內瀝青混合料的溫度愈高，愈容易達到高密實(shí)度。所謂的有效壓實(shí)時(shí)間是指混合料攤鋪后，溫度降至最低允許碾壓溫度所需的時(shí)間，該時(shí)間越長(cháng)可用于壓實(shí)的時(shí)間就越長(cháng)，時(shí)間過(guò)短則可能無(wú)法完成碾壓流程，以致低溫碾壓難以保證壓實(shí)質(zhì)量。前述各種因素的要求也是為了保證在有效時(shí)間內完成碾壓。瀝青混合料的碾壓溫度除應符合規范要求外，還應根據混合料種類(lèi)、壓路機、施工時(shí)的氣溫、層厚等情況經(jīng)試壓確定。初壓、復壓、終壓都應在盡可能高的溫度下進(jìn)行，嚴禁低溫碾壓。碾壓終了的表面溫度一般要求：普通瀝青混合料≥90℃；改性瀝青混合料≥110℃；SMA路面≥120℃。
另外，壓路機在碾壓過(guò)程中必須采取有效措施，保證混合料不粘碾壓輪，保持碾壓輪清潔，并認真處理好瀝青混凝土的接縫和邊角碾壓。
3. 壓實(shí)度和空隙率控制標準
根據美國“公路聯(lián)合攻關(guān)項目NCHRP174瀝青路面水損害的研究”結論，瀝青混凝土路面空隙率在8％~13％之間時(shí)，出現水損害的可能性最大�？障堵市∮�8％，水不易滲透到瀝青混凝土路面中；空隙率大于13％，水就會(huì )從連通的空隙中流走。當空隙率在8％~13％時(shí)，滲入瀝青混凝土路面中的部分水不能流出成為自由水，積存于路面混合料中，在交通車(chē)輛的作用下，水的存在易引起并加速路面損壞。過(guò)去我們嚴格按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規范》（JTJ032-94）規定的壓實(shí)度標準（96％）控制，實(shí)踐表明，按這一標準控制的瀝青混凝土路面，通車(chē)后再壓密的現象比較明顯，說(shuō)明瀝青混凝土路面壓實(shí)度偏低，現場(chǎng)空隙率在3％~8％之間，相當于最大理論密度的92％~97％。在調查研究過(guò)程中發(fā)現，施工現場(chǎng)鏟除廢棄壓實(shí)度不足的混合料時(shí)，空隙率超過(guò)7％的路段，即使是在陽(yáng)光下暴曬多日，鏟除后，其下臥層仍是潮濕的，這表明空隙率超過(guò)7％仍然有可能滲水。相反，如果現場(chǎng)確實(shí)發(fā)現壓實(shí)度經(jīng)�；蚴冀K達到100％（試驗室標準密度），這并不表明是過(guò)碾壓。如果現場(chǎng)空隙率適合，則這種“過(guò)碾壓”是正常的；如果現場(chǎng)空隙率小于3％，則只能說(shuō)明配合比設計還存在著(zhù)問(wèn)題，有可能導致早期車(chē)轍出現。
瀝青混凝土路面壓實(shí)不足、空隙率偏大，就會(huì )出現車(chē)轍、水損害、瀝青的加速老化等早期病害，影響瀝青混凝土路面的使用性能。足夠的壓實(shí)度可有效提高瀝青混合料的強度、穩定性以及抗疲勞特性，保證瀝青混凝土路面的路用性能，延長(cháng)瀝青混凝土路面使用壽命。雖然現場(chǎng)空隙率是根據現場(chǎng)鉆孔試件密度與最大理論密度計算出來(lái)的，本質(zhì)上與最大理論密度壓實(shí)度沒(méi)有任何區別，但提出現場(chǎng)空隙率的具體控制數值和評價(jià)標準，與試驗室標準密度壓實(shí)度相匹配，能用兩個(gè)指標從不同角度比較容易地、直觀(guān)地反映出瀝青混凝土路面的一些路用性能和施工要求。本文根據我公司經(jīng)驗，提出壓實(shí)度和空隙率控制要求和評價(jià)標準。
瀝青混凝土路面施工壓實(shí)質(zhì)量檢驗采用壓實(shí)度和空隙率雙指標，并合理提高瀝青混凝土路面的壓實(shí)度標準，適當減少空隙率。施工過(guò)程中當天瀝青混合料最大理論密度以真空法試驗儀測定值為準，提倡采用先進(jìn)的、便攜的、無(wú)破損設備進(jìn)行路面現場(chǎng)檢測。
一般對密級配瀝青混合料高速公路壓實(shí)度應采用試驗室標準密度壓實(shí)度和最大理論密度壓實(shí)度進(jìn)行兩方面控制，并以合格率低的最為評定結果，不允許采用試驗段密度進(jìn)行控制。對普通瀝青（改性瀝青）混合料路面規定：試驗室標準密度壓實(shí)度上中面層≥98％，下面層≥97％；最大理論密度壓實(shí)度上中面層≥94％，下面層≥93％。對SMA路面規定：試驗室標準密度壓實(shí)度≥98％，最大理論密度壓實(shí)度≥94％。檢測方法、檢測頻率及評價(jià)方法執行《公路瀝青路面施工技術(shù)規范》（JTG F40-2004）的規定。
瀝青混凝土路面的現場(chǎng)空隙率是個(gè)十分重要的指標，現場(chǎng)空隙率的大小直接反應路面的壓實(shí)質(zhì)量�，F場(chǎng)空隙率控制標準根據瀝青混凝土路面防止水損害、防止路面車(chē)轍的需要和壓實(shí)度標準來(lái)確定。對普通密級配瀝青（改性瀝青）混合料路面現場(chǎng)空隙率規定：上中面層為4％~7％，極值最小值為3％、最大值為8％；下面層為3％~8％，極值最小值為3％、最大值為9％。對SMA路面現場(chǎng)空隙率規定為4％~6％，極值最小值為3％、最大值為7％。
現場(chǎng)空隙率主要最為施工過(guò)程中質(zhì)量控制指標，檢測方法、檢測頻率及評價(jià)方法規定如下。
�、� 檢測方法。測定當天瀝青混合料最大理論密度（D′）和鉆孔試件密度（D），現場(chǎng)空隙率（VV′）計算式為：VV′=（1-D/D′）×00，單位為％。
�、� 檢測頻率。同壓實(shí)度檢測頻率。
�、� 評價(jià)方法。以符合上述規定范圍內的單點(diǎn)測值數除以總測點(diǎn)數計算合格率，當合格率＜90％或有單點(diǎn)測值超出極值規定時(shí)，應結合壓實(shí)度檢查結果及時(shí)分析其原因，予以糾正后方可繼續施工，并對已施工的相應段落進(jìn)行修整乃至返工。
上述壓實(shí)度和空隙率控制標準主要用于施工過(guò)程中施工自檢、監理抽檢和交工驗收時(shí)項目法人組織的交工驗收，竣工驗收（包括質(zhì)量鑒定）仍依據《公路工程竣（交）工驗收辦法》和《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準（土建部分）》（JTGF80/1-2004）進(jìn)行。當然，瀝青混凝土路面在檢測壓實(shí)度和空隙率的同時(shí)，還應按《公路瀝青路面施工技術(shù)規范》（JTGF40-2004）的規定，加強厚度、平整度、滲水系數、抗滑等指標的檢測，并應保證其符合規定要求，當有嚴重缺陷時(shí)也應及時(shí)查明原因進(jìn)行修整乃至返工。
4. 其他方面措施
規范的壓實(shí)度是用每天試驗室密度或者每天實(shí)測的最大理論密度作為標準密度，那么當天鋪筑路段的混合料組成與目標配合比設計是相近的，將會(huì )對實(shí)際的評價(jià)影響較大。在材料發(fā)生較大變異時(shí)，即使是壓實(shí)度評價(jià)合格，也無(wú)法滿(mǎn)足目標配合比設計要求，可能會(huì )留下質(zhì)量隱患。因此，控制好材料質(zhì)量也是保證壓實(shí)度的一個(gè)基礎工作。材料除滿(mǎn)足現行規范外，還需增加以下要求：各瀝青混凝土面層粗集料應有一個(gè)固定料源，其規格、配級、巖性等應穩定；礦粉應在拌和廠(chǎng)現場(chǎng)加工或采用水泥廠(chǎng)的生料，嚴禁使用回收粉塵；嚴格控制瀝青質(zhì)量，瀝青質(zhì)量抽檢應隨機抽取多桶混合后試驗。改性瀝青應加強對5℃延度的抽檢，施工過(guò)程中應每天抽檢1次；乳化瀝青用作透層時(shí)其瀝青含量應控制在35％~40％之間，用作粘層時(shí)其瀝青含量應控制在50％以上。原材料必須按規定存放，不同規格集料必須嚴格分隔堆放，分隔墻頂面必須高于料堆坡腳至少50cm以上，設置的標識牌內容至少應包括粒徑、用途、產(chǎn)地、檢驗結果等情況。密級配瀝青混合料配合比設計時(shí)，目標空隙率力爭控制在4％。
影響瀝青混凝土路面壓實(shí)的因素還有很多，筆者再根據我公司成功經(jīng)驗，僅對瀝青混合料拌和、運輸、攤鋪影響壓實(shí)度均勻的幾點(diǎn)總結如下。
�、� 瀝青混合料拌和場(chǎng)地面積一般不少于12000m2.拌和機應采用自動(dòng)控制的間歇式拌和機，且生產(chǎn)能力不低于240t/h，冷料倉不少于5~6個(gè)，并必須與熱料倉數相對應；冷料倉之間應用高達0.8~1m的隔板隔離，裝載機料斗寬度應小于冷料倉寬度，防止不同規格集料互混；熱料倉溢出的集料不得再使用。
�、� 運料車(chē)標定載重量不得小于15t，車(chē)廂兩側必須設有至少2個(gè)測溫孔。每臺車(chē)必須配備2套雙層油布棉被，運料時(shí)必須覆蓋。
�、� 瀝青混合料攤鋪應采用2臺或多臺攤鋪機梯隊式同步攤鋪，每個(gè)工作面應保證有1臺備用攤鋪機。有條件時(shí)使用轉運車(chē)對瀝青混合料在攤鋪現場(chǎng)進(jìn)行二次拌和。
以上措施在我省高等級公路建設實(shí)踐中取得了良好效果，減少和消除了高等級公路建設實(shí)踐中取得了良好效果，減少和消除了高等級公路瀝青混凝土路面早期損壞。瀝青混凝土路面壓實(shí)質(zhì)量采用以碾壓工藝進(jìn)行過(guò)程控制、以壓實(shí)度和空隙率雙指標進(jìn)行量化評價(jià)的方法是科學(xué)、合理的，是實(shí)現瀝青混凝土路面整體質(zhì)量提高的有效措施。
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