瀝青路面壓實(shí)度檢測的相關(guān)問題研究

李　紅

摘要：檢驗(yàn)瀝青路面面層壓實(shí)度是用瀝青混合料最大理論密度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，最大理論密度是職松散瀝青混合料用真空法測定，將混合料試樣浸入水中，在真空度為97.3kpa下持續(xù)15±2min，解除負(fù)壓后測定其最大理論密度。這樣用最大理論密度計(jì)算的壓實(shí)度稱為最大理論密度的壓實(shí)度。

關(guān)鍵詞：瀝青路面壓實(shí)度檢測

0引言

國瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定，瀝青混凝土路面面層壓實(shí)度的檢測方法，是從成型的面層中鉆取芯樣，按JTJ052-93《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定方法測定芯樣密度。瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)密度以瀝青拌和廠取樣試驗(yàn)的馬歇爾試件密度為準(zhǔn)。路面中取出芯樣密度測定方法應(yīng)與馬歇爾試件標(biāo)準(zhǔn)密度測定方法相同。這樣用瀝青混合料馬歇爾試件標(biāo)準(zhǔn)密度計(jì)算的壓實(shí)度稱為馬歇爾密度的壓實(shí)度，我國規(guī)范對壓實(shí)度要求規(guī)定為96％。

對任意一種瀝青路面而言，壓實(shí)度都是施工工藝中最重要的施工質(zhì)量管理項(xiàng)目，在路面質(zhì)量評定中也是一個重要指標(biāo)?！豆仿坊访娆F(xiàn)場測試規(guī)程》(JTJ059－95)(以下簡稱“測試規(guī)程”)給出其定義式為：K=ρs／ρo×100(％)

式中：K－瀝青面層某一測定部位的壓實(shí)度(％)，ρs－瀝青混合料芯樣試件的實(shí)際密度(g／cm³)，ρo－瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)密度(g／cm³)。

在《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ071-98)(以下簡稱“評定標(biāo)準(zhǔn)”)中規(guī)定，瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)密度為拌和廠當(dāng)天取樣的馬歇爾試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)制件密度ρs或試驗(yàn)路段路面芯樣密度ρo，客觀上實(shí)際密度和標(biāo)準(zhǔn)密度在一定條件下都是定值，因此，壓實(shí)度也為定值。但由于標(biāo)準(zhǔn)密度取值方法、實(shí)際密度試驗(yàn)方法等不同，對檢測結(jié)果的影響是顯而易見的。

1瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)密度檢測

1.1試驗(yàn)路段路面芯樣的密度我們知道，在正式攤鋪之前都要鋪筑試驗(yàn)路段，其目的主要是：①確定生產(chǎn)采用的標(biāo)準(zhǔn)配合比；②確定松鋪系數(shù)；③確定碾壓方法和碾壓遍數(shù)。只要確定了上述參數(shù)，瀝青混合料的生產(chǎn)即可正常進(jìn)行。在確定上述參數(shù)時(shí)，壓實(shí)度也是評價(jià)指標(biāo)之一。當(dāng)然，如果實(shí)際施工過程中所有的因素如油石比、級配和施工條件等都不發(fā)生變化的話，以試驗(yàn)路段密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度也是可行的。但實(shí)際上，瀝青混合料的生產(chǎn)是一個動態(tài)過程，實(shí)際攤鋪的瀝青混凝土面層的密度是一個不斷變化的數(shù)值，它會因當(dāng)時(shí)瀝青混合料油石比以及施工條件的不同而變化。以某路段的實(shí)際生產(chǎn)為例，所使用的瀝青混合料型為AC－251，最佳油石比為4.1％。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，每天的生產(chǎn)狀況與試驗(yàn)路的生產(chǎn)狀況很難保持一致，在一定范圍內(nèi)有著相對較大的變化。因此，以試驗(yàn)路段密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度在大多數(shù)情況下是不可取的。實(shí)際應(yīng)用中也很少以此作為標(biāo)準(zhǔn)密度。

1.2當(dāng)天取樣的馬歇爾試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)制件密度在很多工程實(shí)踐中，常用當(dāng)天取樣的馬歇爾密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度ρo來計(jì)算壓實(shí)度，當(dāng)天馬歇爾密度是從當(dāng)天生產(chǎn)的混合料中抽樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)得到的，它基本反映了混合料生產(chǎn)的變化情況。但當(dāng)天馬歇爾密度還是會受到以下幾個因素的影響：

1.2.1制件溫度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在室內(nèi)馬歇爾試驗(yàn)制件的過程中，混合料制件的密度會隨著成型溫度的增高而增大，空隙率則降低；反之，降低溫度會導(dǎo)致密度減小，空隙率增大。在工程實(shí)際中，室內(nèi)馬歇爾試件空隙率是衡量瀝青混合料的一個重要指標(biāo)。在做馬歇爾試驗(yàn)時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，盡管上下變化了5個不同的瀝青用量，變化范圍達(dá)到了2％，穩(wěn)定度都能滿足要求，流值也大都滿足要求，穩(wěn)定度、密度有時(shí)連峰值都不出現(xiàn)，最后決定瀝青用量的往往只剩下空隙率一個指標(biāo)。在生產(chǎn)過程中也是如此，在大多數(shù)情況下，馬歇爾試驗(yàn)只有空隙率會超出要求。因此有不少施工單位為滿足空隙率要求在馬歇爾試件成型時(shí)人為改變擊實(shí)溫度或忽視對溫度的控制。

1.2.2取樣的偶然性試驗(yàn)室在取樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)時(shí)，通常是上下午各取一組進(jìn)行試驗(yàn)以獲得當(dāng)天的馬歇爾密度。然而，正常的生產(chǎn)能力是240噸／小時(shí)，每天只取兩組，所以當(dāng)天馬歇爾密度取樣的偶然性較大。試驗(yàn)室取樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)的各個環(huán)節(jié)都存在不可避免的人為因素的影響，而且這些影響對于馬歇爾密度的取值而言是較為明顯的。由于上述種種原因，在實(shí)際檢測中，很難有以馬歇爾密度為標(biāo)準(zhǔn)密度的壓實(shí)度不合格的問題出現(xiàn)。

1.2.3最大理論密度最大理論密度可以通過計(jì)算法、真空法或溶劑法來取得，溶劑法和真空法對鉆孔取芯而言最能反映實(shí)際情況，但這兩種方法都不能保留芯樣，而且試驗(yàn)本身也比較繁瑣。而計(jì)算法對于施工過程中的質(zhì)量控制而言則最為簡單明了、易于掌握。

在SMA生產(chǎn)實(shí)踐中，我們已經(jīng)嘗試?yán)米畲罄碚撁芏茸鳛闃?biāo)準(zhǔn)密度的做法?？障堵实挠?jì)算式W=(1－ρ實(shí)／ρ理)×100％

壓實(shí)度K=ρs／ρo×100％，以理論密度為標(biāo)準(zhǔn)密度時(shí)，ρs=ρ實(shí)，ρo=ρ理

可以推出：VV=(1－0.01K)×100％使用最大理論密度可以直接地、相對真實(shí)地反映該路段的空隙率情況。

2標(biāo)準(zhǔn)密度的選擇和壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)的確定

現(xiàn)在不少公路已在使用空隙率和壓實(shí)度雙控指標(biāo)，即以馬歇爾密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度來評價(jià)壓實(shí)度的同時(shí)，要求其空隙率也要達(dá)到要求。這樣做可從兩方面對瀝青面層的質(zhì)量進(jìn)行控制，但實(shí)際施工中會出現(xiàn)壓實(shí)度滿足要求而空隙率不滿足要求的情況，這很難說服施工單位其是不合格的。當(dāng)以理論密度作為標(biāo)準(zhǔn)密度時(shí)，如前所述由于空隙率和壓實(shí)度是兩個相互關(guān)聯(lián)的指標(biāo)，即W=(1－0.01K)×100％。在這樣情況下控制了壓實(shí)度其實(shí)也就控制了路面的實(shí)際空隙率。

綜上所述，可以看出標(biāo)準(zhǔn)密度應(yīng)直接采用最大理論密度，這樣就可以直接判斷其空隙率的大小，為了避免空隙率過小而導(dǎo)致泛油等病害和空隙率過大而引起水損害，壓實(shí)度指標(biāo)宜控制在93％～98％。

3瀝青面層實(shí)際密度

按“測試規(guī)程”檢測瀝青面層實(shí)際密度有核子儀和鉆孔取芯兩種方法。核子儀法雖然有非破壞性的優(yōu)點(diǎn)，但由于各種型號瀝青砼表面的粗糙度不一，通過核子儀法測得的實(shí)際密度往往偏差較大，且缺乏相關(guān)性，因此“測試規(guī)程”明確指出不宜采用核子儀法作為仲裁試驗(yàn)和驗(yàn)收評定手段。鉆孔取芯的試驗(yàn)方法是在路面施工結(jié)束后從面層中取出芯樣，比較有代表性，也是現(xiàn)在最常用的方法。由于瀝青混合料密度測試方法較多，有表千法、水中重法、蠟封法和體積法等，究竟采用何種方法作為鉆孔取芯樣的密度測定方法，有『必要在此作一探討?！皽y試規(guī)程”還規(guī)定“壓實(shí)瀝青砼面層的施工壓實(shí)度是指按規(guī)定方法采取的混合料試樣的毛體積密度與標(biāo)準(zhǔn)體積密度之比，以百分率表示?！薄豆窞r青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ052－2000)》指出，當(dāng)瀝青混合料為不吸水時(shí)，可采用水中重法，因此在Ⅰ型瀝青混合料密度的測定中，試驗(yàn)人員仍習(xí)慣采用表觀密度作為實(shí)際密度ρs來計(jì)算壓實(shí)度，這樣其實(shí)是不妥的。

在瀝青面層壓實(shí)度檢測中，瀝青標(biāo)準(zhǔn)密度宜采用最大理論密度，這樣既可以有效地控制壓實(shí)度，也可以控制其空隙率等體積指標(biāo)；瀝青的鉆孔取芯芯樣密度只能采用毛體積密度，以表干法測定。