市政道路瀝青面層施工溫度及壓實質量控制研究

摘""要：為探究瀝青路面最佳施工溫度、提升路面壓實質量，以某市政道路上面層SMA-13混合料為研究對象，設計變溫試驗，深入分析面層壓實溫度與壓實特性關系，提出瀝青面層關鍵施工控制溫度為100"℃。同時，基于現場試驗結果，構建壓實有效時間與外界環境、攤鋪層厚度的量化關系模型，并依托實體工程進行應用。研究結果表明：通過關系模型計算得出壓實有效時間為50.6"min；瀝青上面層碾壓施工過程中未發生溫度離析現象，所有測點壓實度均＞98%，工程應用效果良好。

關鍵詞：市政道路""SMA-13""施工溫度""壓實質量

中圖分類號：TU753

Construction"Temperature"and"Compaction"Quality"Control"of"Asphalt"Surface"Layer"on"Municipal"Roads

WU"Xiaoming

Runsheng"Construction"Group"Co.，"Ltd.，"Nanjing，"Jiangsu"Province，"210000"China

Abstract："In"order"to"explore"the"optimal"construction"temperature"of"asphalt"pavement"and"improve"the"compaction"quality"of"pavement，"this"article"takes"the"SMA-13"mixture"on"the"surface"of"a"municipal"road"as"the"research"object，"designs"a"temperature"change"test，"deeply"analyzes"the"relationship"between"the"compaction"temperature"and"compaction"characteristics"of"the"surface，"and"proposes"that"the"key"construction"control"temperature"for"asphalt"surface"is"100"℃."At"the"same"time，"based"on"the"results"of"on-site"tests，"a"quantitative"relationship"model"between"the"effective"compaction"time"and"the"external"environment，"as"well"as"thenbsp;thickness"of"the"pavement，"is"constructed"and"applied"through"physical"engineering."The"results"show"that"the"effective"compaction"time"is"50.6"min"calculated"by"the"relationship"model;"No"temperature"segregation"phenomenon"occur"during"the"compaction"process"of"the"asphalt"surface，"and"the"compaction"degree"of"all"measurement"points"is"gt;"98%，"and"the"engineering"application"effect"is"good.

Key"Words："Municipal"roads;"SMA-13;"Construction"temperature;"Compaction"quality

近年來，交通量增加和車輛軸載加重對市政道路瀝青面層的承載能力和耐久性提出更高要求。然而，在實際施工過程中，由于施工溫度控制不當和壓實工藝不合理，往往導致瀝青面層出現早期損壞現象，如車轍、裂縫、推移等，嚴重影響道路使用壽命，增加后期養護維修成本，給城市交通造成諸多不便。嚴格控制面層壓實溫度，首要任務在于深入探究并界定壓實作業最低溫度閾值，通過細致分析溫度與瀝青混合料壓實特性之間關系，確定變化拐點。在壓實性能指標滿足規范要求的前提下，確定最低面層壓實施工溫度。在瀝青混合料從出廠至攤鋪、壓實過程中，其溫度狀態并非靜態，而是受到外部環境條件（如氣溫、風速）及施工作業流程等多重因素的動態影響，呈現出逐漸下降趨勢。該溫度變化特性要求，必須精確計算混合料溫度降至壓實控制溫度時的有效壓實時間。

基于此，本文對面層壓實溫度與壓實特性關系進行探究，深入分析瀝青面層關鍵施工控制溫度，構建壓實有效時間與外界環境、攤鋪層厚度的量化關系模型，以期提升瀝青路面壓實施工質量。

1"""面層壓實溫度與壓實特性關系研究

1.1"""變溫試驗設計

本文以某市政道路工程上面層SMA-13瀝青混合料作為研究對象，將壓實溫度作為變量，通過對其進行各項性能試驗，以探究瀝青面層壓實施工溫度與壓實質量之間的關系。

1.1.1"""試驗常量設計

為準確評估溫度變量對試驗結果的獨立影響，本文將SMA-13混合料試件尺寸參數與拌和參數設為恒定常量，具體如表1所示。

本文依據相關試驗規程制備4份試件作為平行樣本，以規避單一試件造成的偶然誤差。在后續擊實試驗中，各試件均承受80次標準擊實次數。

1.1.2"""試驗變量設計

以試件壓實溫度作為變量，用成型溫度代表試件壓實溫度。由于SMA-13混合料采用SBS改性瀝青，參考相關施工技術規范，應將壓實溫度控制在170"℃[1]。通過對SMA-13混合料試件進行控溫處理，使試件達到不同成型溫度，本項目設定80"℃、100"℃、120"℃、140"℃、150"℃、160"℃、170"℃共7組不同SMA-13混合料成型溫度。

1.2"""試驗結果分析

采用控溫方式保證各SMA-13混合料試件成型溫度達到試驗預設標準，隨后對各試件進行各項馬歇爾性能試驗，將穩定度、流值、礦料間隙率等作為壓實特性評價指標，每組試驗進行4次平行試驗，取其均值作為最終試驗結果。

1.2.1"""穩定度

穩定度測試結果變化圖如圖1所示。

圖1表明，混合料穩定度隨成型溫度上升而增大，其中100"℃為拐點，成型溫度達到100"℃后，穩定度變化逐漸趨于平緩，仍呈上升趨勢。

1.2.2"""流值

流值測試結果變化圖如圖2所示。

分析圖2變化趨勢圖可知，隨著成型溫度不斷升高，流值呈現出先減后增再減的非線性變化趨勢。溫度達到140"℃時，流值達到最低值。在140～160"℃溫度區間內，流值再次上升，隨后又呈下降趨勢，表明流值并非與成型溫度呈現顯著單調遞增或遞減關系。

1.2.3""礦料間隙率

礦料間隙率測試結果變化圖如圖3所示。

圖3結果顯示，礦料間隙率隨成型溫度升高呈顯著下降趨勢，當溫度達到140"℃后，下降趨勢有所減緩，在160"℃時逐漸趨于穩定。由此可見，礦料間隙率與成型溫度呈負相關。

1.2.4"""空隙率

空隙率測試結果顯示，SMA-13混合料空隙率與成型溫度呈現高度負相關性。且在溫度達到100"℃以后，空隙率下降速率變快，可見100"℃為明顯拐點。由此可得，成型溫度對混合料內部微觀結構致密化過程有重要影響。

1.2.5"""毛體積密度

毛體積密度測試結果顯示，在成型溫度由80"℃逐漸提升至100"℃過程中，混合料毛體積密度經歷顯著波動，增長幅度較大。隨后，在120～150"℃溫度區間內，毛體積密度增長趨勢趨于平穩，未發生顯著波動，表明該溫度區間內混合料內部已形成相對穩定的結構狀態。當溫度超過150℃后，盡管毛體積密度仍有所上升，但其增長速率明顯放緩，最終趨于一個穩定值2.42"g/cm3。

2"""瀝青面層壓實有效時間研究

2.1"""試驗方案設計

壓實有效時間范疇界定為自混合料拌和完成至最終碾壓成型的連續時段，該時段內，混合料溫度成為影響壓實質量的關鍵因素，其動態變化受大氣溫度波動、太陽輻射強度以及風速變化等自然因素影響[3]。為確保壓實作業達到規定質量標準，須在保證混合料最低壓實溫度閾值的前提下，探明外界環境因素對壓實有效時間的影響程度。

本文依托工程K2+000—K2+200作為試驗路段開展分析，以施工氣溫為關鍵變量，設定不同外界環境溫度梯度，模擬實際施工中多樣化氣候條件。在此次設計試驗中，定義壓實有效時間標準為：從出廠至碾壓完成過程中混合料溫度高于100"℃的時間段。

為避免單一出廠溫度造成試驗偏差，試驗中特設兩組不同的混合料出廠溫度。同時，嚴格控制其他可能影響壓實效果的變量，包括運輸車輛行駛速度以及攤鋪、碾壓施工作業速率等，保證在各施工氣溫條件下，上述非研究變量保持恒定。本文共進行6組獨立試驗，各組試驗混合料出廠溫度及對應施工氣溫參數如表2所示。

2.2"""試驗結果分析

不同混合料出廠溫度條件下，試驗測得瀝青上面層SMA-13混合料壓實有效時間如表3所示。

表3結果顯示，隨著施工環境溫度上升，不同出廠溫度的混合料壓實有效時間均有所延長。此外，混合料出廠溫度越高，其壓實有效時間越長。由此可見，壓實有效時間與施工環境溫度存在相關關系，而施工環境溫度受大氣溫度波動、近地表風速變化以及太陽輻射強度等多重氣象因素影響[4]?；诖?，本文利用太陽輻射儀、風速測量儀等儀器采集多組環境數據，構建壓實有效時間與外界環境、攤鋪層厚度的量化關系模型，如式（1）所示：

（1）

式（1）中：t表示壓實有效時間，單位為min；x表示大氣溫度，單位為℃；y表示風速，單位為m/s；z表示太陽輻射，單位為W/m2；m表示初壓溫度，單位為℃；n表示攤鋪層厚度，單位為cm。

通過上述公式，施工單位能夠根據施工當天環境狀況精準計算壓實有效時間，從而制訂適宜施工方案，保證在有效時間內、高于最低壓實溫度100"℃前提下，高效完成瀝青面層施工作業。

3""施工溫度控制效果分析

為評估本文所提溫度調控措施對于改善SMA-13混合料壓實質量的具體效果，本文對上面層施工過程中溫度離析現象進行深入分析。

通過測量施工當天氣溫、風速、太陽輻射等數據，并將其代入公式（1）后計算得出壓實有效時間為50.6"min?；谟嬎憬Y果，制訂攤鋪機與壓路機協同作業方案。選取依托工程中合適路段作為試驗段進行上面層施工，利用紅外熱像儀進行溫度監測。監測結果顯示：初壓、復壓階段施工區域內最大溫差分別為7.9"℃、8.7"℃，均低于10"℃，未發生溫度離析現象；終壓階段各區域溫差較大，但仍滿足高于最低壓實溫度100"℃的要求。施工結束后，按照規范規定檢測頻率對瀝青上面層進行壓實度檢測，檢測結果顯示，所有測點壓實度均gt;98%，施工效果良好。

4"""結語

• 根據各項馬歇爾性能試驗結果，本文提出將100"℃作為瀝青面層關鍵施工控制溫度，即面層最低壓實溫度不得低于100"℃。
• 通過將依托工程上面層施工當天氣溫、風速、太陽輻射等數據代入本文所構建的量化關系模型，計算得出壓實有效時間為50.6"min。
• 采用紅外熱像儀對碾壓施工全過程進行溫度監測，監測結果顯示并未發生溫度離析現象。

參考文獻

[1]"柴嘉占.公路瀝青路面施工壓實溫度控制研究[J].黑龍江交通科技，2024，47（4）：14-19.

[2]"任娜.公路瀝青路面壓實度變異分析與質量控制技術研究[J].工程機械與維修，20245）：166-168.

[3]"王小波.瀝青面層施工溫度及壓實質量連續檢測技術研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2021.

[4]"常勇杰.市政道路路面病害檢測評價與維修處治研究[D].西安：長安大學，2021.

[5]"魏佳鈺.市政道路瀝青路面面層裂縫產生原因及防治對策[J].大眾標準化，202212）：49-51.