关于沥青路面施工质量压实度的检测

陈永松;张瑜;瞿阳

【摘 要】施工质量就是\"达到规定的质量标准 ,确保施工质量的稳定性\" ,一般来说 ,在沥青路面压实度检测时使用的是马歇尔标准密度进行计算的 ,而沥青混合料最大理论相对密度是将沥青混合料试样装入 25±0.5 ℃ 的负压容器水中 ,使负压容器内负压在2 min内达到3 .7 ± 0 .3 kPa时的情况下持续15 ± 2 min ,在解除负压后对其最大理论相对密度进行测定 ,这一过程就称之为沥青路面的最大理论相对密度的真空法测定 ,称为实测法 ,或对于改性沥青等难以分散的混合料采用计算法确定最大理论相对密度 ,用这两种方法情况下计算出来的压实度就是最大理论相对密度的压实度.该文结合了现行的各类规定条款 ,就沥青路面压实度检测中的标准密度取值 ,以及实际工作中的密度测定所使用的方法以及压实度的标准等相关问题进行了探讨和研究.

【期刊名称】《工程与建设》 【年(卷),期】2015(029)006 【总页数】3页(P809-811)

【关键词】沥青路面;施工质量;压实度检测 【作 者】陈永松;张瑜;瞿阳

【作者单位】安徽省公路工程检测中心,安徽合肥 230051;安徽省公路工程检测中心,安徽合肥 230051;安徽省高速公路试验检测科研中心,安徽合肥 230601 【正文语种】中 文

【中图分类】U416.217

在沥青路面施工质量过程控制中，为了检测路面的密实程度，需测定沥青路面的压实度，由于每天进行马歇尔试验是必须做的，马歇尔标准密度每天都有，故多数项目沥青路面压实度的检测主要在马歇尔标准密度下进行的，该标准密度为当天拌和场取样进行标准马歇尔击实试验后实测25±0.5 ℃毛体积密度为该路段施工下标准密度ρs或者试验路段路面取芯样实测25±0.5 ℃毛体积密度ρo，在客观上来说，这两个密度都是定值，所以，压实度在理论上来说也是定值[1]，但是由于测试过程中的各种变量都会对测试的结果产生影响，如降低沥青混合料成型温度(比施工温度低)，试件高度偏高，油石比偏低都有可能使标准密度偏低，而钻孔试件没有彻底干燥则使实测密度偏大，从而导致压实度偏大，所以测试结果的不同也是很明显的[2]。

按照现行的相关规范要求，沥青路面施工及验收过程中的压实度检测不得采用配合比设计时的标准密度，应按如下3种方法逐日检测确定,即马歇尔标准密度、试验段密度以及最大理论相对密度[3]。结合多年的沥青路面施工以及质量管理经验,前两种方法在使用过程中存在一定的局限性以及使用其他方法需要注意的事项，下面进行分析。 1.1 马歇尔标准密度

在确定沥青混合料油石比的试验就是马歇尔试验。马歇尔试验过程是对标准击实的试件在规定的温度、标准的击实锤提升到规定的高度进行规定的击实次数等条件下击实，对沥青混合料的稳定度和流值等力学指标进行测定，然后再经一系列的计算后，分别对不同的油石比与稳定度、密度、空隙率、流值、饱和度、矿料间隙率的关系曲线进行绘制，最终确定出沥青混合料的最佳油石比。在大多数的实际工程中，最常使用的是用当天取样成型试件后实测的马歇尔标准密度作为标准密度ρo来计算压实度,当天马歇尔标准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,基本反映了混合料生产的变化情况。但当天马歇尔标准密度还是会受到以下几个因素的影响:首先是制件的温度，根据经验，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规定温度范围的增高而增大,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。在做马歇尔试验时,尽管上下变化了5个不同的沥青用量,变化范围达到了2%,稳定度都能满足要求,流值也大都满足要求, 稳定度、密度有时连峰值都不出现, 最后决定沥青用量的往往只剩下空隙率、饱和度指标。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。另外还有取样的偶然性，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,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。 1.2 试验段路面芯样的密度

一般而言，在正式摊铺之前往往要进行试验路段的铺筑，这样做的主要目的就是，首先确定生产采用的标准配合比，其次就是对松铺系数进行确定，最后是为了对碾压遍数以及碾压方法进行确定。上述的3种参数一旦确定，这个时候沥青混合料的生产就能正常进行。而在测定上述的3种参数时，压实度的测定也是评价的具体标准之一。但是，假如在施工的过程中，原材料料源、配合比比例、油石比等因素均不发生变化的话，那么用试验路段密度标准作为标准密度也是可行的[4-6]。 1.3 最大理论相对密度

沥青混合料最大理论相对密度可以采用实测法或计算法确定，前者又包括真空法和

溶剂法，其中美国主要采用真空法，欧洲主要采用溶剂法。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最为简单明了、易于掌握。最大理论相对密度计算法依据是不同粒径集料和沥青的密度及各自在沥青混合料中所占的比例关系，因此计算结果依赖于集料密度的取值。目前，各个国家对集料密度取值的规定不尽相同，由此造成各国沥青混合料最大理论相对密度计算结果的不同。归纳为以下几种：

(1)集料的表观密度(视密度)。 (2)集料的毛体积密度。

(3)集料的表观密度和表干密度的平均值(表观、表干密度平均值)。 (4)集料的毛体积密度和表观密度的平均值(毛体积、表观密度平均值)。 (5)集料的合成有效密度等。

表1为按照不同的密度取值方法所确定的AC-20型沥青混合料最大理论相对密度的结果。由表1可以看出，采用文献[1]附录B中计算公式所得到的最大理论相对密度值与真空实测法所得到的结果最为相近。对于AC-20F，最大差值为0.004，最小差值为0.002；对于AC-20C，差值仅为0.001。而当最大理论相对密度的差值在0.004时，空隙率误差仅为0.16%。

由此可见，文献[1]附录的计算公式虽然是针对改性沥青混合料和SMA提出的，但计算和比对试验结果证明，该计算方法同样适用于中粒式的普通沥青混合料。工程实践证明，采用实测法也可以保证AC-20型改性沥青混合料最大理论相对密度的可靠性。

然而，采用实测法得到的AC-13型改性沥青混合料最大理论相对密度小于其计算值。在沥青最大理论相对密度的测试中，为保证试验测试精度，要求混合料颗粒能被最大限度地分散细粒化，而细粒式改性沥青混合料由于小颗粒多、结合料粘性大，

细粒间容易成团粘结，不宜分散，导致试验准确性下降。因此，多采用计算法求取最大理论相对密度。

鉴于室内试验研究和工程实践结果，在确定沥青混合料最大理论相对密度时应遵循以下原则：

细粒式普通沥青混合料、中粒式和粗粒式沥青混合料的最大理论相对密度应采用真空法实测确定；细粒式改性沥青混合料和SMA混合料的最大理论相对密度宜采用计算法确定，真空实测法校对，取两者的平均值；对吸水率较大的集料组成的混合料，应同时采用真空法和计算法，取较大值[7]。

在SMA生产实践中,尝试利用最大理论相对密度作为标准密度的做法。空隙率的计算公式为

压实度的计算公式为

当ρS=ρ实，ρO=ρ理时，能得出

一般来说，使用最大理论相对密度可以直接地、相对真实地反映该路段的空隙率情况[8]。

沥青路面的成败与否，压实是最重要的工序，许多沥青路面发生早期损坏，大多数与压实不足有关，因此压实度的检测评定至关重要。沥青路面的基本要求是沥青层能够基本上封闭雨水的下渗，即路面必须有良好的密水性，渗水严重的路面肯定是耐久差的，路面的压实度反映混合料的残余空隙率，是施工质量的重要指标。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。当以最大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，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相对密度,这

样就可以直接判断其空隙率的大小,当选择多个标准时应以合格率低的作为评定结果。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%[9]。

按文献[10]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混凝土表面的粗糙度不一,测定结果受表面纹理，测定层温度及多种环境因素的影响，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[10]。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,对普通沥青路面通常在第二天取样，对改性沥青及SMA路面宜在第三天以后取样，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“压实沥青混凝土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”。文献[11]指出,当沥青混合料为基本不吸水时,即吸水率小于0.5%，可采用水中重法,因此在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ρS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,沥青混合料标准密度宜采用最大理论相对密度,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相对密度。 综上所述，马歇尔标准密度下的沥青路面压实度的检测是结合我国现行的相关标准进行的，所用的试验方法为马歇尔试验法，但是由于在测定的过程中可能会出现各种变量，所以在一定程度上会对压实度的测量结果产生影响。本文结合实际的工作经验与操作过程，对沥青路面压实度检测中出现的各种问题进行了总结，提出以每天实测的最大理论相对密度作为标准密度，并且对影响测定结果的各种因素进行了

探讨，希望为同行的从业人员提供参考。

【相关文献】

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