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摘要:本文根據(jù)作者近年瀝青混凝土路面施工經(jīng)驗(yàn)和做法,提出瀝青混凝土路面壓實(shí)質(zhì)量控制的一些有效措施以及采用壓實(shí)度和現(xiàn)場(chǎng)空隙率雙指標(biāo)進(jìn)行施工階段的壓實(shí)質(zhì)量檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)的建議。
關(guān)鍵詞:瀝青混凝土面層;壓實(shí)工藝;壓實(shí)度;空隙率
瀝青路面是用瀝青材料作為結(jié)合料鋪筑面層的路面的總稱,具有強(qiáng)度高、行車平穩(wěn)、無(wú)揚(yáng)塵、無(wú)振動(dòng)和噪聲小等優(yōu)點(diǎn),適用于各種交通量的道路。因此,近年瀝青混凝土路面在高等級(jí)公路中得到了快速的發(fā)展,在市政工程中也有廣泛的應(yīng)用,但因市政工程所具有的特殊性(城市局限性),其施工質(zhì)量或多或少地存在一些問(wèn)題。本文結(jié)合多年的施工實(shí)踐,談?wù)剰哪雺汗に嚨倪^(guò)程控制、壓實(shí)度和現(xiàn)場(chǎng)空隙率雙指標(biāo)進(jìn)行施工階段的壓實(shí)質(zhì)量檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)等方面,來(lái)控制施工壓實(shí)質(zhì)量的措施。
1 壓實(shí)質(zhì)量控制的原則
在加強(qiáng)對(duì)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)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,在施工過(guò)程中進(jìn)行壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)價(jià)時(shí)建議采用壓實(shí)度和現(xiàn)場(chǎng)空隙率雙重指標(biāo),實(shí)現(xiàn)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。以前,對(duì)壓實(shí)度的檢測(cè)評(píng)定僅滿足于鉆孔測(cè)定密度計(jì)算壓實(shí)度,而鉆孔測(cè)試的壓實(shí)度都是事后檢查,易弄虛作假,因此,用壓實(shí)度來(lái)評(píng)定壓實(shí)質(zhì)量具有一定的局限性。鑒于此,JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱“規(guī)范”)規(guī)定:瀝青路面的壓實(shí)度采取重點(diǎn)進(jìn)行碾壓工藝的過(guò)程控制,適度鉆孔抽檢壓實(shí)度校核的方法。這一規(guī)定在觀念上實(shí)現(xiàn)了重大轉(zhuǎn)變:即壓實(shí)質(zhì)量評(píng)價(jià)以碾壓工藝控制為主,鉆孔檢測(cè)作為抽檢校核的手段,將事后檢查轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)程控制,實(shí)現(xiàn)了施工過(guò)程中的在線監(jiān)測(cè)。因此,碾壓工藝顯得尤為重要。碾壓工藝的效果與瀝青混合料的種類、厚度,壓路機(jī)的類型、噸位,機(jī)械組合方式,碾壓速度、遍數(shù)、溫度等有關(guān),合理選擇、協(xié)調(diào)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。
2.1 壓實(shí)機(jī)械的選擇
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(yīng)具備較大噸位、足夠數(shù)量的壓路機(jī)來(lái)滿足壓實(shí)要求,振動(dòng)壓路機(jī)最適用的頻率范圍為32Hz~55Hz,最適用的振幅范圍是0.3mm~1.0mm,且其振頻和振幅均應(yīng)可調(diào)。通常應(yīng)采用以下4種類型壓路機(jī),即靜質(zhì)量≥12t的雙鋼筒雙驅(qū)動(dòng)雙振動(dòng)式壓路機(jī)、靜質(zhì)量≥12t的雙鋼筒式壓路機(jī)、靜質(zhì)量≥25t的輪胎壓路機(jī)和靜質(zhì)量≥2t的小型振動(dòng)壓路機(jī)。鋪筑雙車道瀝青混凝土路面時(shí),每工作面壓路機(jī)配置數(shù)量的一般要求是:普通瀝青混凝土路面不宜少于6臺(tái),其中至少有3臺(tái)輪胎、3臺(tái)雙驅(qū)雙振壓路機(jī)(或2臺(tái)雙驅(qū)雙振壓路機(jī)、1臺(tái)雙鋼筒壓路機(jī));SMA路面不宜少于5臺(tái);各種路面均應(yīng)另配備至少1臺(tái)小型振動(dòng)壓路機(jī)。
2.2 碾壓溫度
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(guī)定溫度范圍內(nèi)瀝青混合料的溫度愈高,愈容易達(dá)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(zhǎng)可用于壓實(shí)的時(shí)間就越長(zhǎng),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。前述壓實(shí)機(jī)械的要求也是為了保證在有效時(shí)間內(nèi)完成碾壓。瀝青混合料的碾壓溫度除應(yīng)符合規(guī)范要求外,還應(yīng)根據(jù)混合料種類、壓路機(jī)、施工時(shí)的氣溫、層厚等情況經(jīng)試壓確定。初壓、復(fù)壓、終壓都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行,禁止在低溫狀況下作反復(fù)碾壓,使石料棱角磨損、壓碎,破壞集料嵌擠。一般混合料在正常施工情況下初壓的起始溫度要控制在135℃以上,并應(yīng)迅速完成初壓工作。碾壓終了的表面溫度一般要求:普通瀝青混合料≥85℃;改性瀝青混合料≥90℃;SMA路面≥100℃。
2.3 其它因素
2.3.1 瀝青混合料的種類
不同類型瀝青混合料應(yīng)采用與其相適應(yīng)的壓路機(jī)。密級(jí)配瀝青混合料復(fù)壓優(yōu)先采用重型輪胎壓路機(jī),粗集料為主的較大粒徑混合料復(fù)壓優(yōu)先采用振動(dòng)壓路機(jī),SMA混合料一般情況下不宜采用輪胎壓路機(jī),初壓宜采用振動(dòng)壓路機(jī)或鋼筒式壓路機(jī)。
2.3.2 碾壓速度、碾壓區(qū)長(zhǎng)度及碾壓遍數(shù)
壓路機(jī)應(yīng)以慢而均勻的速度碾壓,壓路機(jī)的碾壓速度通過(guò)試驗(yàn)確定。碾壓段長(zhǎng)度通常不超過(guò)60m~80m,改性瀝青、SMA路面最好控制在30m左右。碾壓遍數(shù)一般要求初壓不少于1~2遍,復(fù)壓不少于4~6遍,終壓不少于2遍。初壓、復(fù)壓、終壓各道碾壓工序必須緊跟,不得隨意停頓、調(diào)頭。
2.3.3 碾壓輪的清潔
壓路機(jī)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。對(duì)鋼輪可涂刷隔離劑或防粘結(jié)劑,但嚴(yán)禁刷柴油。采用向碾壓輪噴水的方式時(shí),必須嚴(yán)格控制噴水量且成霧狀,不得漫流,以防混合料降溫過(guò)快,影響碾壓質(zhì)量。
3. 施工過(guò)程壓實(shí)質(zhì)量采用壓實(shí)度和現(xiàn)場(chǎng)空隙率雙指標(biāo)控制
瀝青混凝土路面壓實(shí)質(zhì)量在施工自檢、監(jiān)理抽檢和項(xiàng)目法人組織的交工驗(yàn)收檢驗(yàn)時(shí)建議采用壓實(shí)度和現(xiàn)場(chǎng)空隙率雙指標(biāo)進(jìn)行控制,并合理提高瀝青混凝土路面的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn),適當(dāng)減少空隙率。
3.1壓實(shí)度
瀝青混凝土路面壓實(shí)不足、空隙率偏大,就會(huì)出現(xiàn)車轍、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(qiáng)度、穩(wěn)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(zhǎng)瀝青混凝土路面使用壽命。
一般對(duì)密級(jí)配瀝青混合料的壓實(shí)度應(yīng)采用試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)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,并以合格率最低的為評(píng)定結(jié)果,通常不建議采用試驗(yàn)段密度進(jìn)行控制。按照《規(guī)范》,對(duì)普通瀝青混合料路面規(guī)定:試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)密度壓實(shí)度≥97%;最大理論密度壓實(shí)度≥93%;對(duì)SMA路面規(guī)定:試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)密度壓實(shí)度≥98%,最大理論密度壓實(shí)度≥94%。檢測(cè)方法、檢測(cè)頻率及評(píng)價(jià)方法執(zhí)行《規(guī)范》的規(guī)定。
3.2 現(xiàn)場(chǎng)空隙率
瀝青混凝土路面的現(xiàn)場(chǎng)空隙率主要是施工過(guò)程中質(zhì)量控制指標(biāo),其大小直接反應(yīng)路面的壓實(shí)質(zhì)量。
3.2.1 檢測(cè)方法:測(cè)定當(dāng)天瀝青混合料最大理論密度(P′)和鉆孔試件密度(P),現(xiàn)場(chǎng)空隙率(VV′)計(jì)算式為:VV′=(1-P/P′)×100%。
3.2.2 檢測(cè)頻率:同壓實(shí)度檢測(cè)頻率。
3.2.3 評(píng)價(jià)方法:以符合上述規(guī)定范圍內(nèi)的單點(diǎn)測(cè)值數(shù)除以總測(cè)點(diǎn)數(shù)計(jì)算合格率,當(dāng)合格率<90%或有單點(diǎn)測(cè)值超出極值規(guī)定時(shí),應(yīng)結(jié)合壓實(shí)度檢查結(jié)果及時(shí)分析其原因,予以糾正后方可繼續(xù)施工,并對(duì)已施工的相應(yīng)段落進(jìn)行修整乃至返工。
3.3雖然現(xiàn)場(chǎng)空隙率是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔試件密度與最大理論密度計(jì)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(qū)別,但提出現(xiàn)場(chǎng)空隙率的具體控制數(shù)值和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),與試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)密度壓實(shí)度相匹配,能用兩個(gè)指標(biāo)從不同角度比較容易地、直觀地反映出瀝青混凝土路面的一些路用性能和施工要求。
4.結(jié)論
經(jīng)過(guò)上述分析,提出以下建議:
(1).采用先進(jìn)施工設(shè)備如混合料再拌轉(zhuǎn)運(yùn)車、HIPAC壓路機(jī)等改進(jìn)施工工藝,重點(diǎn)進(jìn)行碾壓工藝的過(guò)程控制,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。
(2).提高壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn),上面層壓實(shí)度不小于98%,中面層和底面層壓實(shí)度不小于97%,以減小路面空隙率。
(3).增設(shè)現(xiàn)場(chǎng)空隙率作為施工的控制指標(biāo),并統(tǒng)一計(jì)算‘空隙率’標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)場(chǎng)空隙率標(biāo)準(zhǔn)建議采用:表面層小于或等于6%,中面層或底面層小于或等于7%,并盡量保持面層空隙率一致。
參考文獻(xiàn)
[1]JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].
[2]沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防[M].北京:人民交通出版社,2001.net