基于有效壓實(shí)時(shí)間的瀝青路面質(zhì)量控制措施研究

黃裕莊

摘要：為解決瀝青面層市政道路施工過程中施工質(zhì)量難以保證的問題，文章提出了基于瀝青面層厚度的質(zhì)量控制方法，以市政道路瀝青面層厚度與設(shè)計(jì)厚度之間的差異評(píng)價(jià)市政道路指標(biāo)，利用現(xiàn)場(chǎng)瀝青攤鋪試驗(yàn)為研究手段，研究得出：瀝青面層設(shè)計(jì)厚度為5 cm的機(jī)動(dòng)車道和4.5 cm的非機(jī)動(dòng)車道有效壓縮時(shí)間分別為25 min、35 min和45 min，機(jī)動(dòng)車道瀝青面層最終厚度分別為5.4 cm、5.08 cm和4.85 cm，波動(dòng)變化幅度分別為8%、1.6%和3%;非機(jī)動(dòng)車道最終厚度分別為4.6 cm、4.23 cm和4.18 cm，波動(dòng)變化幅度分別為2.3%、6%和7.1%;有效壓實(shí)時(shí)間越長(zhǎng)，瀝青面層最終厚度越小;瀝青面層設(shè)計(jì)厚度為5 cm的機(jī)動(dòng)車道有效壓實(shí)時(shí)間為35 min，瀝青面層設(shè)計(jì)厚度為4.5 cm的非機(jī)動(dòng)車道有效壓實(shí)時(shí)間為25 min。研究結(jié)果可為類似工程實(shí)施提供參考。

關(guān)鍵詞：瀝青路面;質(zhì)量控制方法;瀝青面層厚度;有效壓實(shí)時(shí)間

0 引言

隨著國(guó)家城市化建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn)，政府加大了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，市政道路作為城市建設(shè)過程中重要的交通樞紐工程，一直受到各級(jí)政府的廣泛關(guān)注[1]。瀝青面層相比較水泥面層有著耐磨性能好、施工周期短、養(yǎng)護(hù)方便等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各級(jí)市政道路[2]。但是，市政道路建設(shè)瀝青面層施工過程普遍存在施工條件差、施工環(huán)境受限制、過程把控不嚴(yán)格、工期短任務(wù)重等問題，導(dǎo)致瀝青面層出現(xiàn)成型質(zhì)量差、觀感不夠美觀等質(zhì)量問題，大大降低了瀝青面層使用效果[3]。針對(duì)此現(xiàn)象，本文擬從施工現(xiàn)場(chǎng)的角度出發(fā)，利用理論與實(shí)際相結(jié)合的手段，探討瀝青面層質(zhì)量控制方法，為類似工程瀝青面層施工提供參考。

1 質(zhì)量控制方法

瀝青質(zhì)量控制是指在瀝青面層施工過程中保證瀝青各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到規(guī)范要求，從而提升瀝青面層質(zhì)量，增強(qiáng)瀝青面層的耐久性，提升瀝青面層的使用年限，增加瀝青面層的經(jīng)濟(jì)效益[4]。瀝青面層厚度直接影響了瀝青施工質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)保證瀝青面層厚度盡可能等于設(shè)計(jì)厚度，以實(shí)現(xiàn)瀝青面層功能發(fā)揮最大化。其中，面層厚度主要包括三個(gè)含義[5]：（1）壓實(shí)面層的絕對(duì)厚度;（2）拌和料的最大粒徑;（3）絕對(duì)厚度的均勻性。其中面層越厚，拌和料冷卻速度越慢，因此冷卻時(shí)間越長(zhǎng)，可以利用的有效壓實(shí)時(shí)間越長(zhǎng);面層越薄，熱損耗越快，有效壓實(shí)時(shí)間越短。有效壓實(shí)時(shí)間的差異性會(huì)直接改變?yōu)r青面層最終厚度與設(shè)計(jì)值之間的大小，影響市政道路面層質(zhì)量[6]，因此，合理有效地壓縮時(shí)間可以直接提高市政道路瀝青面層質(zhì)量，改善市政道路質(zhì)量。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

以我國(guó)西部某市政道路建設(shè)過程中瀝青路面施工時(shí)技術(shù)控制方法的實(shí)施為例進(jìn)行說明。該項(xiàng)目位于我國(guó)西部某地級(jí)市內(nèi)，是市內(nèi)一條城市主干道，道路全長(zhǎng)1 884 m，為雙向六車道，道路紅線寬為50 m，機(jī)動(dòng)車道寬為21 m。道路兩側(cè)分隔欄為1.5 m，非機(jī)動(dòng)車道寬4 m，綠化帶寬為5 m。道路設(shè)計(jì)兩層瀝青面層，分為上下兩層。其中機(jī)動(dòng)車道區(qū)域下面層為7 cm中粒式瀝青混凝土AC-20，上面層為5 cm中粒式瀝青混凝土AC-20;非機(jī)動(dòng)車道區(qū)域下面層采用6 cm中粒式瀝青混凝土AC-20，上面層為4 cm中粒式瀝青混凝土AC-20。該項(xiàng)目于2010年完成下面層瀝青混凝土層鋪設(shè)，由于各種原因，一直到2018年才準(zhǔn)備開始瀝青上面層攤鋪工作。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)狀況

從2010年該道路完成至今，已經(jīng)過了接近10年的運(yùn)營(yíng)，目前路面主要存在路面開裂、缺失坑槽、整體下沉、局部凸出、檢查井下沉或塌陷等問題。

出現(xiàn)上述問題的主要原因如下：（1）該道路作為城市的主要干路，近些年來隨著城市化的建設(shè)，城市房地產(chǎn)業(yè)、基礎(chǔ)建設(shè)業(yè)等密集開工，建設(shè)工地較多，極大地增加了道路的負(fù)載，使得道路提前出現(xiàn)了損壞的狀態(tài);（2）該道路作為城市主干道路，道路面積較大，由于前期建設(shè)過程中未能及時(shí)攤鋪上層瀝青，使得路面標(biāo)高較低，雨水未能順利從雨水井及時(shí)排走，導(dǎo)致雨水對(duì)路面的沖刷較為嚴(yán)重[7];（3）下層瀝青面層的壓實(shí)度不夠，雨水通過路面下滲情況較多，特別是冬季，下滲雨水在循環(huán)凍融的情況下導(dǎo)致路面產(chǎn)生較多裂縫[8]。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

由質(zhì)量控制方法分析確定了有效壓實(shí)時(shí)間直接影響瀝青面層厚度，進(jìn)而影響市政道路質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)瀝青面層施工過程中分別對(duì)人行道和車行道不同施工段進(jìn)行不同有效時(shí)間壓實(shí)試驗(yàn)，分析現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值與理論設(shè)計(jì)值之間的差異性，以此分析有效壓實(shí)時(shí)間對(duì)面層厚度的影響。壓實(shí)機(jī)械統(tǒng)一選用KYL-880路面壓實(shí)機(jī)。

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)攤鋪進(jìn)度，對(duì)其中6 d的攤鋪情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和試驗(yàn)。其中6 d的瀝青用量見表1，不同有效壓實(shí)時(shí)間后路面實(shí)測(cè)厚度值見表2。

依據(jù)上述有效壓實(shí)時(shí)間與面層厚度之間的關(guān)系，可以分別得到不同有效壓實(shí)時(shí)間之下面層厚度與壓實(shí)時(shí)間之間的線性關(guān)系（見圖1～2）。

由圖1可知，不同測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)厚度不一致，呈現(xiàn)波動(dòng)變化特征，表面不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間存在一定的個(gè)體隨機(jī)差異，但是整體而言，其波動(dòng)范圍較小，體現(xiàn)出監(jiān)測(cè)結(jié)果的歸一性，表明數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠。分析圖中不同壓實(shí)時(shí)間下瀝青面層厚度變化關(guān)系，有效壓實(shí)時(shí)間分別為25 min、35 min和45 min時(shí)，機(jī)動(dòng)車道瀝青面層實(shí)測(cè)厚度平均值分別為5.4 cm、5.08 cm和4.85 cm。對(duì)比機(jī)動(dòng)車道瀝青面層設(shè)計(jì)厚度5 cm，波動(dòng)變化幅度分別為8%、1.6%和3%。由市政道路質(zhì)量控制方法確定結(jié)論可知，瀝青面層厚度越接近設(shè)計(jì)厚度，瀝青面層攤鋪質(zhì)量越高，對(duì)市政道路后期運(yùn)行越有利，由此確定有效壓實(shí)時(shí)間為35 min時(shí)對(duì)應(yīng)的瀝青面層攤鋪質(zhì)量最高。對(duì)比不同有效壓實(shí)時(shí)間下瀝青面層最終厚度發(fā)現(xiàn)，有效壓實(shí)時(shí)間越長(zhǎng)，瀝青最終厚度越小，這一現(xiàn)象直接體現(xiàn)了瀝青面層的可壓縮性，這一點(diǎn)與前文中瀝青厚度與其受壓時(shí)間之間的關(guān)系相對(duì)應(yīng)。因此，針對(duì)設(shè)計(jì)厚度為5 cm瀝青面層攤鋪時(shí)，使用KYL-880路面壓實(shí)機(jī)壓實(shí)機(jī)動(dòng)車道時(shí)，建議選定有效壓實(shí)時(shí)間為35 min。

同理由圖2可知，當(dāng)市政路面為人行道路面時(shí)，有效壓實(shí)時(shí)間分別為25 min、35 min和45 min時(shí)，實(shí)測(cè)路面瀝青最終厚度分別為4.6 cm、4.23 cm和4.18 cm，相比較設(shè)計(jì)值4.5 cm，波動(dòng)變化幅度分別為2.3%、6%和7.1%。由此說明市政道路為設(shè)計(jì)厚度4.5 cm瀝青面層人行道時(shí)，采用KYL-880路面壓實(shí)機(jī)壓實(shí)時(shí)，建議選定有效壓實(shí)時(shí)間為25 min。對(duì)比不同有效壓實(shí)時(shí)間作用下瀝青面層厚度，有效壓實(shí)時(shí)間越長(zhǎng)，瀝青面層最終厚度越小，這一結(jié)論與機(jī)動(dòng)車道壓實(shí)結(jié)果一致。由人行道瀝青面層最終厚度測(cè)量結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，隨著有效壓實(shí)時(shí)間增大，瀝青面層變化值逐漸減小。當(dāng)有效壓實(shí)時(shí)間由25 min增加至35 min時(shí)，瀝青面層厚度變化3.7 mm，當(dāng)有效壓實(shí)時(shí)間由35 min增加至45 min時(shí)，瀝青面層厚度變化0.5 mm，這一點(diǎn)說明瀝青的可壓實(shí)性逐漸降低，且當(dāng)有效壓實(shí)時(shí)間超過25 min時(shí)，瀝青面層厚度已經(jīng)接近設(shè)計(jì)值，當(dāng)有效壓實(shí)時(shí)間進(jìn)一步增大時(shí)，瀝青面層內(nèi)部結(jié)構(gòu)開始破壞，從而影響瀝青面層攤鋪效果，降低市政道路質(zhì)量。

由圖1、圖2分別得到了瀝青路面設(shè)計(jì)厚度為5 cm和4.5 cm時(shí)的有效壓實(shí)時(shí)間，當(dāng)類似工程也采用瀝青作為路面材料時(shí)，可以利用本文有效壓縮時(shí)間作為參考值。由機(jī)動(dòng)車道與人行道有效壓實(shí)時(shí)間差異可以看出，當(dāng)瀝青路面設(shè)計(jì)厚度較大時(shí)，其對(duì)應(yīng)的有效壓實(shí)時(shí)間較大，反之較小。因此針對(duì)其他工程采用瀝青作為市政道路材料時(shí)，如果瀝青面層設(shè)計(jì)厚度與本文試驗(yàn)值不一致，可以在本文有效壓實(shí)時(shí)間基礎(chǔ)上適當(dāng)增大或減小，以達(dá)到最優(yōu)有效壓實(shí)時(shí)間，保證瀝青攤鋪效果，確保市政道路施工質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

為解決瀝青面層市政道路施工過程中普遍存在的瀝青面層施工質(zhì)量差，導(dǎo)致市政道路整體性差等問題，提出了基于瀝青面層厚度的質(zhì)量控制方法，并基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際案例對(duì)瀝青面層厚度控制方法進(jìn)行了試驗(yàn)，得到了如下結(jié)論：

（1）市政道路中瀝青路面使用廣、用量大，但是存在較為明顯的施工質(zhì)量問題，面層厚度作為影響瀝青路面成型質(zhì)量的重要指標(biāo)可以有效評(píng)判瀝青路面質(zhì)量問題。

（2）瀝青面層攤鋪過程中，有效壓實(shí)時(shí)間越長(zhǎng)，瀝青面層最終厚度越小。對(duì)設(shè)計(jì)厚度為5 cm的瀝青面層機(jī)動(dòng)車道，有效壓實(shí)時(shí)間分別為25 min、35 min和45 min時(shí)，瀝青面層實(shí)測(cè)厚度平均值分別為5.4 cm、5.08 cm和4.85 cm;對(duì)設(shè)計(jì)厚度為4.5 cm的瀝青面層非機(jī)動(dòng)車道，有效壓實(shí)時(shí)間分別為25 min、35 min和45 min時(shí)，實(shí)測(cè)路面瀝青最終厚度分別為4.6 cm、4.23 cm和4.18 cm。

（3）當(dāng)機(jī)動(dòng)車道瀝青面層設(shè)計(jì)厚度為5 cm時(shí)，有效壓實(shí)時(shí)間為35 min時(shí)能達(dá)到最佳壓實(shí)效果，瀝青面層厚度與設(shè)計(jì)值之間的差異為1.6%;當(dāng)非機(jī)動(dòng)車道設(shè)計(jì)厚度為4.5 cm時(shí)，有效壓實(shí)時(shí)間為25 min時(shí)能取得最佳壓實(shí)效果，瀝青面層厚度與設(shè)計(jì)值之間的差異為2.3%。研究結(jié)果可為類似工程實(shí)施提供參考。

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