沥青路面压实度变异性分析

吕 晶

(沧州市水务局,河北 沧州 061001)

由于施工方法、施工工艺水平、施工管理水平的不同,修筑的道路其结构参数都会有明显的变异性,即使是同一工艺水平修筑的道路,也会不同程度地存在施工参数的变异性。

压实度是沥青混凝土路面施工中的重要指标,充分压实可以发挥路面材料的强度,减少路面在行车荷载作用下的永久变形,增强路面强度稳定性,延长路面使用寿命。不过在现行的规范的要求中,只要把压实度控制在规定的范围内即可,所以造成同一条道路的不同路段、不同地点压实度虽然满足规范要求,但也存在差异,就使得路面实际结构与设计结构存在差异。而实践证明,压实度变异性小的道路发生路面早期破坏的概率要小的多[1],文中根据实际工程对沥青路面压实度变异性进行分析。

1 变异性与变异系数

道路工程中,由于施工条件、试验条件与试验误差的影响,使每次测定值有所不同,测定值的此种性质,称为变异性。当分析这些测定值的分散程度时,须用到这些变量的变异系数。变异系数反映了测定值的不稳定性,反映了变异性的大小,可表示为[2]

式中,Cv为变异系数,e为标准差,为各测定值的平均值。

2 压实度变异系数比较

本市南京路商业街行车道整体罩面工程,道路全长1450 m,共分成 3段分别施工,A段全长 478 m,B段全长463 m,C段全长509 m。采用 AC-13改性沥青混凝土罩面,厚度 6 cm。 A,B,C三段沥青面层压实度检测结果及分布情况见表1(所选路段施工日期均在近似时段)。由此说明,沥青混凝土路面压实度变异性是客观存在的,文中将针对实际工程,从施工角度对压实度变异性展开分析。

表1 各施工段检测结果

3 压实度变异性工程分析

3.1 变异系数与压实方式的关系

本工程采用了两种压实方式(见表2),A段和B段采用压实方式一,C段采用压实方式二。两种压实方式成型的沥青混凝土面层压实度检测结果比较见表3。

表2 两种压实方式机械组合

表3 不同压实方式压实度检测结果

由此可见两种压实方式的压实效果有明显差异,根据检测结果总结如下规律：

1)复压阶段以轮胎压路机为主时,压实度检测数据变异性较小,碾压的路面外观颗粒分布均匀。

2)复压阶段宜采用以轮胎压路机为主的压实方式,钢轮振动1～2遍为宜,不宜过多。

3.2 变异系数与沥青混合料温度的关系

沥青混合料的温度对施工现场的压实起决定作用,从沥青混合料的拌和、出场、摊铺、碾压等的温度都要严格控制[3],本研究选取 A段连续 4天施工温度,分析沥青混合料出场温度与压实度之间关系,见表 4。

表4 沥青混合料与空隙率关系

从分析结果来看,沥青混合料出场温度对压实度影响明显,沥青混合料出场温度越高,压实度越高,但压实度检测数据更加不均匀,即变异性越大。

3.3 变异系数与压实厚度的关系

在 3个施工路段现场选取试验点,检测摊铺温度,在温度相同点取芯检测压实度(空隙率)及厚度,检测数据见表5。

通过对数据统计分析,可知在一定厚度范围内,厚度越大,空隙率越小,说明压实效果好[3],但设计厚度为 6 cm时,压实厚度不宜超过 7 cm,否则空隙率增大,压实度会下降,见图1。

表5 厚度与空隙率关系 %

图1 厚度空隙率关系曲线

4 结论

通过检测分析,说明压实度变异性真实客观存在,为保证施工质量,提高压实效果,就要尽量减小压实度变异性,降低压实度变异系数。

1)选择合适的碾压工艺,即合理的机械组合。复压阶段采用胶轮和钢轮相结合,以胶轮为主的压实方式。

2)沥青混合料出场温度越高,压实度越高,但压实度检测数据更加不均匀,即变异性越大,所以应在保证压实温度的前提下,使混合料出场温度不要过高。

3)在一定范围内厚度越大,空隙率越小,压实效果好,所以施工时应保证压实厚度不要低于设计厚度,同时又要保证压实厚度的均匀一致,不出现薄厚不均的现象。

除此之外,施工单位还应注意提高施工的技术水平和管理水平,减小施工质量的变异性,以修筑高质量的道路。

[1]沙庆林.公路压实与压实标准 [M].北京：人民交通出版社,1999.

[2]汪浩,黄晓明.沥青路面施工压实度变异性分析及控制 [J].公路,2003,(6)：139-142.

[3]JTGF 40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].