基于有效壓實時間的瀝青路面質量控制措施研究

黃裕莊

摘要：為解決瀝青面層市政道路施工過程中施工質量難以保證的問題，文章提出了基于瀝青面層厚度的質量控制方法，以市政道路瀝青面層厚度與設計厚度之間的差異評價市政道路指標，利用現場瀝青攤鋪試驗為研究手段，研究得出：瀝青面層設計厚度為5 cm的機動車道和4.5 cm的非機動車道有效壓縮時間分別為25 min、35 min和45 min，機動車道瀝青面層最終厚度分別為5.4 cm、5.08 cm和4.85 cm，波動變化幅度分別為8%、1.6%和3%;非機動車道最終厚度分別為4.6 cm、4.23 cm和4.18 cm，波動變化幅度分別為2.3%、6%和7.1%;有效壓實時間越長，瀝青面層最終厚度越小;瀝青面層設計厚度為5 cm的機動車道有效壓實時間為35 min，瀝青面層設計厚度為4.5 cm的非機動車道有效壓實時間為25 min。研究結果可為類似工程實施提供參考。

關鍵詞：瀝青路面;質量控制方法;瀝青面層厚度;有效壓實時間

0 引言

隨著國家城市化建設進程的推進，政府加大了對基礎設施建設的投入，市政道路作為城市建設過程中重要的交通樞紐工程，一直受到各級政府的廣泛關注[1]。瀝青面層相比較水泥面層有著耐磨性能好、施工周期短、養護方便等特點，被廣泛應用于各級市政道路[2]。但是，市政道路建設瀝青面層施工過程普遍存在施工條件差、施工環境受限制、過程把控不嚴格、工期短任務重等問題，導致瀝青面層出現成型質量差、觀感不夠美觀等質量問題，大大降低了瀝青面層使用效果[3]。針對此現象，本文擬從施工現場的角度出發，利用理論與實際相結合的手段，探討瀝青面層質量控制方法，為類似工程瀝青面層施工提供參考。

1 質量控制方法

瀝青質量控制是指在瀝青面層施工過程中保證瀝青各項指標達到規范要求，從而提升瀝青面層質量，增強瀝青面層的耐久性，提升瀝青面層的使用年限，增加瀝青面層的經濟效益[4]。瀝青面層厚度直接影響了瀝青施工質量，現場施工應保證瀝青面層厚度盡可能等于設計厚度，以實現瀝青面層功能發揮最大化。其中，面層厚度主要包括三個含義[5]：（1）壓實面層的絕對厚度;（2）拌和料的最大粒徑;（3）絕對厚度的均勻性。其中面層越厚，拌和料冷卻速度越慢，因此冷卻時間越長，可以利用的有效壓實時間越長;面層越薄，熱損耗越快，有效壓實時間越短。有效壓實時間的差異性會直接改變瀝青面層最終厚度與設計值之間的大小，影響市政道路面層質量[6]，因此，合理有效地壓縮時間可以直接提高市政道路瀝青面層質量，改善市政道路質量。

2 工程實例

2.1 工程概況

以我國西部某市政道路建設過程中瀝青路面施工時技術控制方法的實施為例進行說明。該項目位于我國西部某地級市內，是市內一條城市主干道，道路全長1 884 m，為雙向六車道，道路紅線寬為50 m，機動車道寬為21 m。道路兩側分隔欄為1.5 m，非機動車道寬4 m，綠化帶寬為5 m。道路設計兩層瀝青面層，分為上下兩層。其中機動車道區域下面層為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;非機動車道區域下面層采用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。該項目于2010年完成下面層瀝青混凝土層鋪設，由于各種原因，一直到2018年才準備開始瀝青上面層攤鋪工作。

2.2 現場狀況

從2010年該道路完成至今，已經過了接近10年的運營，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，城市房地產業、基礎建設業等密集開工，建設工地較多，極大地增加了道路的負載，使得道路提前出現了損壞的狀態;（2）該道路作為城市主干道路，道路面積較大，由于前期建設過程中未能及時攤鋪上層瀝青，使得路面標高較低，雨水未能順利從雨水井及時排走，導致雨水對路面的沖刷較為嚴重[7];（3）下層瀝青面層的壓實度不夠，雨水通過路面下滲情況較多，特別是冬季，下滲雨水在循環凍融的情況下導致路面產生較多裂縫[8]。

2.3 試驗結果分析

由質量控制方法分析確定了有效壓實時間直接影響瀝青面層厚度，進而影響市政道路質量。現場瀝青面層施工過程中分別對人行道和車行道不同施工段進行不同有效時間壓實試驗，分析現場實測值與理論設計值之間的差異性，以此分析有效壓實時間對面層厚度的影響。壓實機械統一選用KYL-880路面壓實機。

依據現場攤鋪進度，對其中6 d的攤鋪情況進行統計和試驗。其中6 d的瀝青用量見表1，不同有效壓實時間后路面實測厚度值見表2。

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

由圖1可知，不同測點實測厚度不一致，呈現波動變化特征，表面不同監測點之間存在一定的個體隨機差異，但是整體而言，其波動范圍較小，體現出監測結果的歸一性，表明數據監測結果可靠。分析圖中不同壓實時間下瀝青面層厚度變化關系，有效壓實時間分別為25 min、35 min和45 min時，機動車道瀝青面層實測厚度平均值分別為5.4 cm、5.08 cm和4.85 cm。對比機動車道瀝青面層設計厚度5 cm，波動變化幅度分別為8%、1.6%和3%。由市政道路質量控制方法確定結論可知，瀝青面層厚度越接近設計厚度，瀝青面層攤鋪質量越高，對市政道路后期運行越有利，由此確定有效壓實時間為35 min時對應的瀝青面層攤鋪質量最高。對比不同有效壓實時間下瀝青面層最終厚度發現，有效壓實時間越長，瀝青最終厚度越小，這一現象直接體現了瀝青面層的可壓縮性，這一點與前文中瀝青厚度與其受壓時間之間的關系相對應。因此，針對設計厚度為5 cm瀝青面層攤鋪時，使用KYL-880路面壓實機壓實機動車道時，建議選定有效壓實時間為35 min。

同理由圖2可知，當市政路面為人行道路面時，有效壓實時間分別為25 min、35 min和45 min時，實測路面瀝青最終厚度分別為4.6 cm、4.23 cm和4.18 cm，相比較設計值4.5 cm，波動變化幅度分別為2.3%、6%和7.1%。由此說明市政道路為設計厚度4.5 cm瀝青面層人行道時，采用KYL-880路面壓實機壓實時，建議選定有效壓實時間為25 min。對比不同有效壓實時間作用下瀝青面層厚度，有效壓實時間越長，瀝青面層最終厚度越小，這一結論與機動車道壓實結果一致。由人行道瀝青面層最終厚度測量結果不難發現，隨著有效壓實時間增大，瀝青面層變化值逐漸減小。當有效壓實時間由25 min增加至35 min時，瀝青面層厚度變化3.7 mm，當有效壓實時間由35 min增加至45 min時，瀝青面層厚度變化0.5 mm，這一點說明瀝青的可壓實性逐漸降低，且當有效壓實時間超過25 min時，瀝青面層厚度已經接近設計值，當有效壓實時間進一步增大時，瀝青面層內部結構開始破壞，從而影響瀝青面層攤鋪效果，降低市政道路質量。

由圖1、圖2分別得到了瀝青路面設計厚度為5 cm和4.5 cm時的有效壓實時間，當類似工程也采用瀝青作為路面材料時，可以利用本文有效壓縮時間作為參考值。由機動車道與人行道有效壓實時間差異可以看出，當瀝青路面設計厚度較大時，其對應的有效壓實時間較大，反之較小。因此針對其他工程采用瀝青作為市政道路材料時，如果瀝青面層設計厚度與本文試驗值不一致，可以在本文有效壓實時間基礎上適當增大或減小，以達到最優有效壓實時間，保證瀝青攤鋪效果，確保市政道路施工質量。

3 結語

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量差，導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量控制方法，并基于現場實際案例對瀝青面層厚度控制方法進行了試驗，得到了如下結論：

（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量問題，面層厚度作為影響瀝青路面成型質量的重要指標可以有效評判瀝青路面質量問題。

（2）瀝青面層攤鋪過程中，有效壓實時間越長，瀝青面層最終厚度越小。對設計厚度為5 cm的瀝青面層機動車道，有效壓實時間分別為25 min、35 min和45 min時，瀝青面層實測厚度平均值分別為5.4 cm、5.08 cm和4.85 cm;對設計厚度為4.5 cm的瀝青面層非機動車道，有效壓實時間分別為25 min、35 min和45 min時，實測路面瀝青最終厚度分別為4.6 cm、4.23 cm和4.18 cm。

（3）當機動車道瀝青面層設計厚度為5 cm時，有效壓實時間為35 min時能達到最佳壓實效果，瀝青面層厚度與設計值之間的差異為1.6%;當非機動車道設計厚度為4.5 cm時，有效壓實時間為25 min時能取得最佳壓實效果，瀝青面層厚度與設計值之間的差異為2.3%。研究結果可為類似工程實施提供參考。

參考文獻：

[1]袁 博.SMA瀝青路面質量控制技術研究[D].濟南：山東大學，2013.

[2]陳家永.瀝青路面施工質量控制技術研究[J].中國新技術新產品，2013（10）：95.

[3]陳石輝.瀝青路面平整度施工質量控制研究[J].廣西質量監督導報，2007（4）：29-30.

[4]魏 林.城市道路施工質量管理問題研究[D].西安：長安大學，2012.

[5]陳 龍.城市道路施工質量影響因素及控制[J].科技創新與應用，2012（6）：122.

[6]曹玉玲.城市道路施工中存在的問題及對策分析[J].中國科技信息，2013（6）：66.

[7]曾朋芳.城市道路施工中可能出現的問題及預防措施[J].廣東建材，2015，31（2）：64-66.

[8]穆秀雯.高速公路瀝青路面施工質量動態控制技術研究[D].哈爾濱：東北林業大學，2012.