基于有效压实时间的沥青路面质量控制措施研究

黄裕庄

摘要：为解决沥青面层市政道路施工过程中施工质量难以保证的问题，文章提出了基于沥青面层厚度的质量控制方法，以市政道路沥青面层厚度与设计厚度之间的差异评价市政道路指标，利用现场沥青摊铺试验为研究手段，研究得出：沥青面层设计厚度为5 cm的机动车道和4.5 cm的非机动车道有效压缩时间分别为25 min、35 min和45 min，机动车道沥青面层最终厚度分别为5.4 cm、5.08 cm和4.85 cm，波动变化幅度分别为8%、1.6%和3%;非机动车道最终厚度分别为4.6 cm、4.23 cm和4.18 cm，波动变化幅度分别为2.3%、6%和7.1%;有效压实时间越长，沥青面层最终厚度越小;沥青面层设计厚度为5 cm的机动车道有效压实时间为35 min，沥青面层设计厚度为4.5 cm的非机动车道有效压实时间为25 min。研究结果可为类似工程实施提供参考。

关键词：沥青路面;质量控制方法;沥青面层厚度;有效压实时间

0 引言

随着国家城市化建设进程的推进，政府加大了对基础设施建设的投入，市政道路作为城市建设过程中重要的交通枢纽工程，一直受到各级政府的广泛关注[1]。沥青面层相比较水泥面层有着耐磨性能好、施工周期短、养护方便等特点，被广泛应用于各级市政道路[2]。但是，市政道路建设沥青面层施工过程普遍存在施工条件差、施工环境受限制、过程把控不严格、工期短任务重等问题，导致沥青面层出现成型质量差、观感不够美观等质量问题，大大降低了沥青面层使用效果[3]。针对此现象，本文拟从施工现场的角度出发，利用理论与实际相结合的手段，探讨沥青面层质量控制方法，为类似工程沥青面层施工提供参考。

1 质量控制方法

沥青质量控制是指在沥青面层施工过程中保证沥青各项指标达到规范要求，从而提升沥青面层质量，增强沥青面层的耐久性，提升沥青面层的使用年限，增加沥青面层的经济效益[4]。沥青面层厚度直接影响了沥青施工质量，现场施工应保证沥青面层厚度尽可能等于设计厚度，以实现沥青面层功能发挥最大化。其中，面层厚度主要包括三个含义[5]：（1）压实面层的绝对厚度;（2）拌和料的最大粒径;（3）绝对厚度的均匀性。其中面层越厚，拌和料冷却速度越慢，因此冷却时间越长，可以利用的有效压实时间越长;面层越薄，热损耗越快，有效压实时间越短。有效压实时间的差异性会直接改变沥青面层最终厚度与设计值之间的大小，影响市政道路面层质量[6]，因此，合理有效地压缩时间可以直接提高市政道路沥青面层质量，改善市政道路质量。

2 工程实例

2.1 工程概况

以我国西部某市政道路建设过程中沥青路面施工时技术控制方法的实施为例进行说明。该项目位于我国西部某地级市内，是市内一条城市主干道，道路全长1 884 m，为双向六车道，道路红线宽为50 m，机动车道宽为21 m。道路两侧分隔栏为1.5 m，非机动车道宽4 m，绿化带宽为5 m。道路设计两层沥青面层，分为上下两层。其中机动车道区域下面层为7 cm中粒式沥青混凝土AC-20，上面层为5 cm中粒式沥青混凝土AC-20;非机动车道区域下面层采用6 cm中粒式沥青混凝土AC-20，上面层为4 cm中粒式沥青混凝土AC-20。该项目于2010年完成下面层沥青混凝土层铺设，由于各种原因，一直到2018年才准备开始沥青上面层摊铺工作。

2.2 现场状况

从2010年该道路完成至今，已经过了接近10年的运营，目前路面主要存在路面开裂、缺失坑槽、整体下沉、局部凸出、檢查井下沉或塌陷等问题。

出现上述问题的主要原因如下：（1）该道路作为城市的主要干路，近些年来随着城市化的建设，城市房地产业、基础建设业等密集开工，建设工地较多，极大地增加了道路的负载，使得道路提前出现了损坏的状态;（2）该道路作为城市主干道路，道路面积较大，由于前期建设过程中未能及时摊铺上层沥青，使得路面标高较低，雨水未能顺利从雨水井及时排走，导致雨水对路面的冲刷较为严重[7];（3）下层沥青面层的压实度不够，雨水通过路面下渗情况较多，特别是冬季，下渗雨水在循环冻融的情况下导致路面产生较多裂缝[8]。

2.3 试验结果分析

由质量控制方法分析确定了有效压实时间直接影响沥青面层厚度，进而影响市政道路质量。现场沥青面层施工过程中分别对人行道和车行道不同施工段进行不同有效时间压实试验，分析现场实测值与理论设计值之间的差异性，以此分析有效压实时间对面层厚度的影响。压实机械统一选用KYL-880路面压实机。

依据现场摊铺进度，对其中6 d的摊铺情况进行统计和试验。其中6 d的沥青用量见表1，不同有效压实时间后路面实测厚度值见表2。

依据上述有效压实时间与面层厚度之间的关系，可以分别得到不同有效压实时间之下面层厚度与压实时间之间的线性关系（见图1～2）。

由图1可知，不同测点实测厚度不一致，呈现波动变化特征，表面不同监测点之间存在一定的个体随机差异，但是整体而言，其波动范围较小，体现出监测结果的归一性，表明数据监测结果可靠。分析图中不同压实时间下沥青面层厚度变化关系，有效压实时间分别为25 min、35 min和45 min时，机动车道沥青面层实测厚度平均值分别为5.4 cm、5.08 cm和4.85 cm。对比机动车道沥青面层设计厚度5 cm，波动变化幅度分别为8%、1.6%和3%。由市政道路质量控制方法确定结论可知，沥青面层厚度越接近设计厚度，沥青面层摊铺质量越高，对市政道路后期运行越有利，由此确定有效压实时间为35 min时对应的沥青面层摊铺质量最高。对比不同有效压实时间下沥青面层最终厚度发现，有效压实时间越长，沥青最终厚度越小，这一现象直接体现了沥青面层的可压缩性，这一点与前文中沥青厚度与其受压时间之间的关系相对应。因此，针对设计厚度为5 cm沥青面层摊铺时，使用KYL-880路面压实机压实机动车道时，建议选定有效压实时间为35 min。

同理由图2可知，当市政路面为人行道路面时，有效压实时间分别为25 min、35 min和45 min时，实测路面沥青最终厚度分别为4.6 cm、4.23 cm和4.18 cm，相比较设计值4.5 cm，波动变化幅度分别为2.3%、6%和7.1%。由此说明市政道路为设计厚度4.5 cm沥青面层人行道时，采用KYL-880路面压实机压实时，建议选定有效压实时间为25 min。对比不同有效压实时间作用下沥青面层厚度，有效压实时间越长，沥青面层最终厚度越小，这一结论与机动车道压实结果一致。由人行道沥青面层最终厚度测量结果不难发现，随着有效压实时间增大，沥青面层变化值逐渐减小。当有效压实时间由25 min增加至35 min时，沥青面层厚度变化3.7 mm，当有效压实时间由35 min增加至45 min时，沥青面层厚度变化0.5 mm，这一点说明沥青的可压实性逐渐降低，且当有效压实时间超过25 min时，沥青面层厚度已经接近设计值，当有效压实时间进一步增大时，沥青面层内部结构开始破坏，从而影响沥青面层摊铺效果，降低市政道路质量。

由图1、图2分别得到了沥青路面设计厚度为5 cm和4.5 cm时的有效压实时间，当类似工程也采用沥青作为路面材料时，可以利用本文有效压缩时间作为参考值。由机动车道与人行道有效压实时间差异可以看出，当沥青路面设计厚度较大时，其对应的有效压实时间较大，反之较小。因此针对其他工程采用沥青作为市政道路材料时，如果沥青面层设计厚度与本文试验值不一致，可以在本文有效压实时间基础上适当增大或减小，以达到最优有效压实时间，保证沥青摊铺效果，确保市政道路施工质量。

3 结语

为解决沥青面层市政道路施工过程中普遍存在的沥青面层施工质量差，导致市政道路整体性差等问题，提出了基于沥青面层厚度的质量控制方法，并基于现场实际案例对沥青面层厚度控制方法进行了试验，得到了如下结论：

（1）市政道路中沥青路面使用广、用量大，但是存在较为明显的施工质量问题，面层厚度作为影响沥青路面成型质量的重要指标可以有效评判沥青路面质量问题。

（2）沥青面层摊铺过程中，有效压实时间越长，沥青面层最终厚度越小。对设计厚度为5 cm的沥青面层机动车道，有效压实时间分别为25 min、35 min和45 min时，沥青面层实测厚度平均值分别为5.4 cm、5.08 cm和4.85 cm;对设计厚度为4.5 cm的沥青面层非机动车道，有效压实时间分别为25 min、35 min和45 min时，实测路面沥青最终厚度分别为4.6 cm、4.23 cm和4.18 cm。

（3）当机动车道沥青面层设计厚度为5 cm时，有效压实时间为35 min时能达到最佳压实效果，沥青面层厚度与设计值之间的差异为1.6%;当非机动车道设计厚度为4.5 cm时，有效压实时间为25 min时能取得最佳压实效果，沥青面层厚度与设计值之间的差异为2.3%。研究结果可为类似工程实施提供参考。

参考文献：

[1]袁 博.SMA瀝青路面质量控制技术研究[D].济南：山东大学，2013.

[2]陈家永.沥青路面施工质量控制技术研究[J].中国新技术新产品，2013（10）：95.

[3]陈石辉.沥青路面平整度施工质量控制研究[J].广西质量监督导报，2007（4）：29-30.

[4]魏 林.城市道路施工质量管理问题研究[D].西安：长安大学，2012.

[5]陈 龙.城市道路施工质量影响因素及控制[J].科技创新与应用，2012（6）：122.

[6]曹玉玲.城市道路施工中存在的问题及对策分析[J].中国科技信息，2013（6）：66.

[7]曾朋芳.城市道路施工中可能出现的问题及预防措施[J].广东建材，2015，31（2）：64-66.

[8]穆秀雯.高速公路沥青路面施工质量动态控制技术研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2012.