公路橋梁過渡段瀝青路面壓實(shí)度分析及施工控制

凌水

摘要：文章以某公路橋梁過渡段瀝青路面為例，介紹了該路面施工控制措施與壓實(shí)方案，并利用核子密度儀檢測(cè)路面壓實(shí)度。結(jié)果表明：該路面壓實(shí)度指標(biāo)均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，證明了該施工控制措施是有效的。

關(guān)鍵詞：公路橋梁過渡段;瀝青路面;壓實(shí)度;施工控制措施

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：U416.217-A-02-005-3

0 引言

俗話說“要致富，先修路”，我國(guó)每年都會(huì)投入大量的資金到公路工程建設(shè)中。在公路修建過程中，常常會(huì)受到地形、山谷、河流的阻礙，為跨越這些阻礙，在不可直接修建的地區(qū)常常會(huì)通過橋梁來連接，而在橋梁和公路之間還需通過一段過渡段來連接[1]。這一路面的主要材質(zhì)為瀝青，通過瀝青可以使得橋梁和公路之間無接縫、行車舒適、振動(dòng)小、噪音低、經(jīng)久耐磨等。然而，瀝青路面施工過程中，有一個(gè)重點(diǎn)問題需要關(guān)注，即瀝青路面壓實(shí)度。一旦壓實(shí)度不足，將很容易造成公路與橋梁之間產(chǎn)生高差，以及產(chǎn)生車轍、路面開裂、坑槽等問題，縮短了瀝青路面的使用壽命，因此如何保證壓實(shí)度成為當(dāng)下公路橋梁過渡段瀝青路面施工過程中需要重視的問題[2]。

很多文獻(xiàn)針對(duì)上述問題進(jìn)行了分析，如王維敏以A高速公路與橋梁的過渡段為例，進(jìn)行了壓實(shí)度的變異性與施工控制技術(shù)研究[3]。本文在前人研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行公路橋梁過渡段瀝青路面壓實(shí)度分析及施工控制研究。包括壓實(shí)度影響分析、壓實(shí)度指標(biāo)以及壓實(shí)度檢測(cè)技術(shù)等，根據(jù)壓實(shí)度影響因素，分析施工控制措施。本文以某工程為例，在施工控制技術(shù)下，分析過渡段瀝青路面壓實(shí)度，判斷其是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

1 公路橋梁過渡段瀝青路面壓實(shí)度分析

橋梁的存在，連接了惡劣地質(zhì)條件下的公路工程，縮短了公路修建工期，降低了施工成本。為更好地連接公路與橋梁，二者之間會(huì)修建一段瀝青路面作為過渡段。這一段路面對(duì)整體道路工程質(zhì)量至關(guān)重要，因此對(duì)路面壓實(shí)度要求很高[3]。為此，本章節(jié)進(jìn)行公路橋梁過渡段瀝青路面壓實(shí)度分析，包括壓實(shí)度影響分析、壓實(shí)度指標(biāo)以及壓實(shí)度測(cè)量技術(shù)等三個(gè)方面。

1.1 壓實(shí)度影響分析

壓實(shí)度是對(duì)過渡段瀝青路面最基本的要求，是指壓實(shí)操作后，材料的密度情況。密度越大，壓實(shí)度越高，瀝青路面的鋪設(shè)質(zhì)量越高[4]。所以，一旦壓實(shí)度不足，將直接影響瀝青路面質(zhì)量，導(dǎo)致路面病害的發(fā)生。常見的瀝青路面主要有兩種，即水害和變形。

1.1.1 水害

一旦過渡段瀝青路面壓實(shí)度不足，就會(huì)導(dǎo)致地面開裂、坑槽等問題，而這些問題的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致含氣率和空隙率增大，使得水分很容易進(jìn)入基層中，破壞路面結(jié)構(gòu)，使路面承載力下降[5]。

1.1.2 變形

當(dāng)過渡段瀝青路面壓實(shí)度不足時(shí)，瀝青面層會(huì)在車輛等的重壓下，發(fā)生側(cè)向流動(dòng)和壓密下沉等問題，導(dǎo)致車轍印容易留在路面上，降低了路面平整度、舒適度以及安全性[6]。

1.2 壓實(shí)度指標(biāo)分析

對(duì)于公路橋梁過渡段瀝青路面壓實(shí)度的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)主要有三個(gè)，即平均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及變異系數(shù)[7]。

1.2.1 平均值

即測(cè)定出來的所有測(cè)點(diǎn)壓實(shí)度值的平均數(shù)，計(jì)算公式如式（1）所示：

x—=x1+x2+…+xnn （1）

式中：x———平均壓實(shí)度值;

x1，x2，…，xn——n個(gè)測(cè)點(diǎn)集合;

n——測(cè)點(diǎn)數(shù)量。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)差

標(biāo)準(zhǔn)差為每個(gè)測(cè)點(diǎn)壓實(shí)度值與平均壓實(shí)度值之間的均方根差。計(jì)算公式如式（2）所示：

e=（xi-x—）2n-1 （2）

式中：e——標(biāo)準(zhǔn)差;

xi——第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的壓實(shí)度值。

1.2.3 變異系數(shù)

變異系數(shù)是指一組測(cè)定值的標(biāo)準(zhǔn)差與其平均值之比。計(jì)算公式如式（3）所示：

k=ex—·100% （3）

式中：k——變異系數(shù)。

1.3 壓實(shí)度測(cè)量技術(shù)

壓實(shí)度測(cè)量技術(shù)主要有三種，即環(huán)刀法、灌砂法和核子密度儀法。其中，前兩種技術(shù)在測(cè)量時(shí)都會(huì)對(duì)瀝青路面造成損壞，屬于破壞性的測(cè)量方法，而核子密度儀法則不會(huì)對(duì)瀝青路面產(chǎn)生損害，是一種無損測(cè)量方法[8]。相比之下，核子密度儀法更為常用。

核子密度儀法是利用同位素放射原理實(shí)時(shí)檢測(cè)工程材料密度的一種方法。該方法基本流程如下：

（1）步驟1：首先選取一種型號(hào)的核子密度儀，并進(jìn)行初始化。

（2）步驟2：檢驗(yàn)核子密度儀運(yùn)行是否正常。

（3）步驟3：選定測(cè)點(diǎn)位置。

（4）步驟4：將核子密度儀放置在測(cè)點(diǎn)位置上。

（5）步驟5：將測(cè)試桿伸入事先鉆好的測(cè)試孔內(nèi)，放穩(wěn)儀器，并按開始鍵開始測(cè)試。

（6）步驟6：操作人員退離儀器3 m以上外，等候測(cè)量結(jié)束。

（7）步驟7：聽到測(cè)量結(jié)果提示音后，讀取測(cè)量的結(jié)果。

（8）步驟8：關(guān)機(jī)，并清潔儀器及工具。

2 公路橋梁過渡段瀝青路面壓實(shí)施工控制措施

公路橋梁過渡段瀝青路面壓實(shí)施工過程中每一環(huán)節(jié)的各種因素都有可能對(duì)壓力質(zhì)量產(chǎn)生影響。總結(jié)前人研究經(jīng)驗(yàn)，瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量的影響因素主要有溫度、壓路機(jī)選型、壓實(shí)工藝等。針對(duì)以上這些影響因素，公路橋梁過渡段瀝青路面壓實(shí)施工控制措施如下。

2.1 最佳溫度控制

為了能夠讓公路橋梁過渡段瀝青路面壓實(shí)效果達(dá)到最佳，各個(gè)施工步驟的溫度控制是最重要的。表1給出瀝青路面施工步驟溫度控制值。

2.2 壓路機(jī)選型

壓路機(jī)型號(hào)有很多種，而不同型號(hào)的壓路機(jī)，其工作參數(shù)如頻率、振幅、碾壓速度等也不同，因此要根據(jù)不同的路面壓實(shí)情況，選擇合適的壓路機(jī)型號(hào)。如在上面層初壓和復(fù)壓時(shí)，可選擇7～10 t雙輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，終壓時(shí)選擇6～8 t或8～10 t雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí);在中、下面層壓實(shí)時(shí)，則需要7～10 t雙輪振動(dòng)壓路機(jī)先進(jìn)行靜壓，8～18 t雙輪振動(dòng)壓路機(jī)和各噸位膠輪壓路機(jī)復(fù)壓，9～16 t膠輪壓路機(jī)終壓。

2.3 壓實(shí)工藝控制

壓實(shí)工藝的選擇也是影響壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。壓實(shí)工藝包括壓實(shí)速度設(shè)定、碾壓遍數(shù)、碾壓的方向和線路、碾壓的總長(zhǎng)度、碾壓順序等。這些工藝參數(shù)需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行具體設(shè)置。

3 實(shí)例分析

以某高速公路與橋梁過渡段為例，進(jìn)行實(shí)地測(cè)試。

該過渡段全長(zhǎng)100 m，寬30 m，全程由瀝青混合料AC-25C鋪設(shè)而成。

3.1 壓實(shí)方案

3.2 核子密度儀選型

高速公路與橋梁過渡段壓實(shí)檢測(cè)儀器為MT-5012C核子密度儀。該儀器基本參數(shù)如表3所示。

3.3 壓實(shí)測(cè)量結(jié)果

由表4可知，所得出的壓實(shí)度指標(biāo)均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）標(biāo)準(zhǔn)，證明施工控制方案是有效的。

4 結(jié)語

綜上所述，公路建設(shè)中，為跨越河流、山谷等困難，橋梁起到了重要的連接作用。然而，公路與橋梁建設(shè)結(jié)構(gòu)的不同，導(dǎo)致之間需要鋪設(shè)一段過渡段才能順利完成連接。公路與橋梁之間的過渡段一般為瀝青路面，這一路面對(duì)壓實(shí)度要求一般很高。本文經(jīng)實(shí)例測(cè)試，利用核子密度儀測(cè)量的壓實(shí)度指標(biāo)均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了本文研究的目的。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2021-03-18

作者簡(jiǎn)介：凌 水（1984—），工程師，研究方向：高速公路建設(shè)管理。