沥青路面压实度检测技术

张爱春　杨　杰

摘要：压实度是沥青混凝土路面施工质量控制的关键，它影响到路面的使用寿命。本文结合规范有关条款及实际，就沥青路面压实度检测中的标准密度取值、实际密度测试方法及压实度标准等问题进行探讨，提出以理论密度作为压实度检测的标准密度。

关键词：沥青面层；密度；压实度；质量控制

1前言

我国沥青路面施工技术规范规定，沥青混凝土路面面层压实度的检测方法，是从成型的面层中钻取芯样，按JTJO52-93(公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定方法测定芯样密度。沥青混合料的标准密度以沥青拌和厂取样试验的马歇尔试件密度为准。路面中取出芯样密度测定方法应与马歇尔试件标准密度测定方法相同。这样用沥青混合料马歇尔试件标准密度计算的压实度称为马歇尔密度的压实度，我国规范对压实度要求规定为96％。

对任意一种沥青路面而言，压实度都是施工工艺中最重要的施工质量管理项目，在路面质量评定中也是一个重要指标。《公路路基路面现场测试规程》(JTJO59-95)(以下简称“测试规程”)给出其定义式为：

式中 K——沥青面层某一测定部位的压实度，%；

P——沥青混合料芯样试件的实际密度，g/cm3；

PO——沥青混合料的标准密度，g/cm3。

在《公路沥青路面施工技术规范》附录中明确规定了沥青混合料的标准密度以沥青拌和厂取样试验的马歇尔密度为准。对于粗粒式沥青混凝土及沥青碎石，可采用试验段钻孔密度作为标准密度比较合理。客观上实际密度和标准密度在一定条件下都是定值，因此，压实度也为定值。但由于标准密度取值方法、实际密度试验方法等不同，对检测结果的影响是显而易见的。

2 沥青混合料标准密度

按照现行规范，标准密度可以有三种取值方法，即实验室马歇尔试验标准制件密度或试验路密度。结合多年的沥青路面施工以及质量管理经验，发现此前两种方法都存在一定的局限性。

2．1 当天取样的马歇尔试验标准制件密度

在工程实践中，常用马歇尔密度作为标准密度P。来计算压实度，马歇尔密度是从当天生产的混合料中抽样进行马歇尔试验得到的，它基本反映了混合料生产的变化情况。但当天马歇尔密度还是会受到以下几个因素的影响：

2.1.1 取样的偶然性

试验室在取样进行马歇尔试验时，通常是上、下午各取一组进行试验以获得当天的马歇尔密度。然而，以TITAN3000型拌和楼为例，正常的生产能力是240 t／h，每天只取两组，所以当天马歇尔密度取样的偶然性较大。

试验室取样进行马歇尔试验的各个环节都存在不可避免的人为因素的影响，而且这些影响对于马歇尔密度的取值而言是较为明显的。由于上述种种原因，在实际检测中，很难有以马歇尔密度为标准密度的压实度不合格的问题出现。

2.1.2 制件温度

根据经验，试件成型方法不能模拟行车压实。马歇尔设计方法中试件成型采用击实方法，一方面击实方法很容易将某些颗粒击碎，从而改变了混合料的级配；另一方面，击实方法不能模拟压路机和行车的搓揉碾压作用。在室内马歇尔试验制件的过程中，混合料制件的密度会随着成型温度的增高而增大，空隙率则降低；反之，降低温度会导致密度减小，空隙率增大。在工程实际中，室内马歇尔试件空隙率是衡量沥青混合料的一个重要指标。在生产过程中也是如此，在大多数情况下，马歇尔试验只有空隙率会超出要求。因此有不少施工单位为满足空隙率要求。在马歇尔试件成型时人为改变击实温度或忽视对温度的控制。由于马歇尔密度受人为影响而改变，最简单的方法是稍稍降低一点拌和温度和压实温度就可得出较低的马歇尔密度，以这样的密度作为标准密度，即使达到了96％ 的压实度，实际路面的密度仍偏低，空隙率偏大。

2．2 试验路段路面芯样的密度

在正式摊铺之前都要铺筑试验路段，其目的主要是：①确定生产采用的标准配合比；②确定松铺系数；③确定碾压方法和碾压遍数。只要确定了上述参数，沥青混合料的生产即可正常进行。在确定上述参数时，压实度也是评价指标之一。当然，如果实际施工过程中所有的因素如油石比、级配和施工条件等都不发生变化的话，以试验路段密度作为标准密度也是可行的。但实际上，沥青混合料的生产是一个动态过程，实际摊铺的沥青混凝土面层的密度是一个不断变化的数值，它会因当时沥青混合料油石比以及施工条件的不同而变化。在实际生产过程中，每天的生产状况与试验路的生产状况很难保持一致，在一定范围内有着相对较大的变化。因此，以试验路段密度作为标准密度在大多数情况下是不可取的。实际应用中也很少以此作为标准密度。

2．3 最大理论密度

最大理论密度可以通过计算法、真空法或溶剂法来取得，溶剂法和真空法对钻孔取芯而言最能反映实际情况，但这两种方法都不能保留芯样，而且试验本身也比较繁琐。而计算法对于施工过程中的质量控制而言则更为简单明了、易于掌握。使用最大理论密度可以直接地、相对真实地反映该路段的空隙率情况。

3 标准密度的选择和压实度标准的确定

现在不少公路已在使用空隙率和压实度双控指标，即以马歇尔密度作为标准密度来评价压实度的同时，要求其空隙率也要达到要求。这样做可从两方面对沥青面层的质量进行控制，但实际施工中会出现压实度满足要求而空隙率不满足要求的情况，这很难说服施工单位其是不合格的。当以理论密度作为标准密度时，如前所述由于空隙率和压实度是两个相互关联的指标，即W =(1-0．01 K)× 100％ 。在这样情况下控制了压实度其实也就控制了路面的实际空隙率。

综上所述，可以看出标准密度应直接采用最大理论密度，这样就可以直接判断其空隙率的大小，为了避免空隙率过小而导致泛油等病害和空隙率过大而引起水损害，压实度指标宜控制在93％～98％。

4沥青面层实际密度

按“测试规程”检测沥青面层实际密度有核子仪和钻孔取芯两种方法。核子仪法虽然有非破坏性的优点，但由于

各种型号沥青砼表面的粗糙度不一，通过核子仪法测得的实际密度往往偏差较大，且缺乏相关性，因此“测试规程 明确指出不宜采用核子仪法作为仲裁试验和验收评定手段。钻孔取芯的试验方法是在路面施工结束后从面层中取出芯样，比较有代表性，也是现在最常用的方法。由于沥青混合料密度测试方法较多，有表干法、水中重法．蜡封法和体积法等，究竟采用何种方法作为钻孔取芯样的密度测定方法，有必要在此作一探讨。”测试规程“还规定”压实沥青砼面层的施工压实度是指按规定方法采取的混合料试样的毛体积密度与标准体积密度之比，以百分率表示。 《公路沥青及沥青混合料试验规程(JTJ052 2000)指出，当沥青混合料为不吸水时，可采用水中重法，因此在I型沥青混合料密度的测定中，试验人员仍习惯采用表观密度作为实际密度P 来计算压实度，这样其实是不妥的。

在沥青面层压实度检测中，沥青标准密度宜采用最大理论密度，这样既可以有效地控制压实度，也可以控制其空隙率等体积指标；沥青的钻孔取芯芯样密度只能采用毛体积密度，以表干法测定。

结束语

建议在现行标准基础上，用最大理论密度进行监控，积累数据以便今后逐步过渡到以最大理论密度为路面压实度标准。

参考文献

[l]中华人民共和国交通部．沥青路面施工技术规范，JTJ032-94．人民交通出版社，1994．

[2]中华人民共和国交通部．公路路基路面现场测试规程，JTJ059-95．人民交通出版社，l995．