瀝青路面壓實度檢測技術

張愛春　楊　杰

摘要：壓實度是瀝青混凝土路面施工質量控制的關鍵，它影響到路面的使用壽命。本文結合規范有關條款及實際，就瀝青路面壓實度檢測中的標準密度取值、實際密度測試方法及壓實度標準等問題進行探討，提出以理論密度作為壓實度檢測的標準密度。

關鍵詞：瀝青面層；密度；壓實度；質量控制

1前言

我國瀝青路面施工技術規范規定，瀝青混凝土路面面層壓實度的檢測方法，是從成型的面層中鉆取芯樣，按JTJO52-93(公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》規定方法測定芯樣密度。瀝青混合料的標準密度以瀝青拌和廠取樣試驗的馬歇爾試件密度為準。路面中取出芯樣密度測定方法應與馬歇爾試件標準密度測定方法相同。這樣用瀝青混合料馬歇爾試件標準密度計算的壓實度稱為馬歇爾密度的壓實度，我國規范對壓實度要求規定為96％。

對任意一種瀝青路面而言，壓實度都是施工工藝中最重要的施工質量管理項目，在路面質量評定中也是一個重要指標。《公路路基路面現場測試規程》(JTJO59-95)(以下簡稱“測試規程”)給出其定義式為：

式中 K——瀝青面層某一測定部位的壓實度，%；

P——瀝青混合料芯樣試件的實際密度，g/cm3；

PO——瀝青混合料的標準密度，g/cm3。

在《公路瀝青路面施工技術規范》附錄中明確規定了瀝青混合料的標準密度以瀝青拌和廠取樣試驗的馬歇爾密度為準。對于粗粒式瀝青混凝土及瀝青碎石，可采用試驗段鉆孔密度作為標準密度比較合理。客觀上實際密度和標準密度在一定條件下都是定值，因此，壓實度也為定值。但由于標準密度取值方法、實際密度試驗方法等不同，對檢測結果的影響是顯而易見的。

2 瀝青混合料標準密度

按照現行規范，標準密度可以有三種取值方法，即實驗室馬歇爾試驗標準制件密度或試驗路密度。結合多年的瀝青路面施工以及質量管理經驗，發現此前兩種方法都存在一定的局限性。

2．1 當天取樣的馬歇爾試驗標準制件密度

在工程實踐中，常用馬歇爾密度作為標準密度P。來計算壓實度，馬歇爾密度是從當天生產的混合料中抽樣進行馬歇爾試驗得到的，它基本反映了混合料生產的變化情況。但當天馬歇爾密度還是會受到以下幾個因素的影響：

2.1.1 取樣的偶然性

試驗室在取樣進行馬歇爾試驗時，通常是上、下午各取一組進行試驗以獲得當天的馬歇爾密度。然而，以TITAN3000型拌和樓為例，正常的生產能力是240 t／h，每天只取兩組，所以當天馬歇爾密度取樣的偶然性較大。

試驗室取樣進行馬歇爾試驗的各個環節都存在不可避免的人為因素的影響，而且這些影響對于馬歇爾密度的取值而言是較為明顯的。由于上述種種原因，在實際檢測中，很難有以馬歇爾密度為標準密度的壓實度不合格的問題出現。

2.1.2 制件溫度

根據經驗，試件成型方法不能模擬行車壓實。馬歇爾設計方法中試件成型采用擊實方法，一方面擊實方法很容易將某些顆粒擊碎，從而改變了混合料的級配；另一方面，擊實方法不能模擬壓路機和行車的搓揉碾壓作用。在室內馬歇爾試驗制件的過程中，混合料制件的密度會隨著成型溫度的增高而增大，空隙率則降低；反之，降低溫度會導致密度減小，空隙率增大。在工程實際中，室內馬歇爾試件空隙率是衡量瀝青混合料的一個重要指標。在生產過程中也是如此，在大多數情況下，馬歇爾試驗只有空隙率會超出要求。因此有不少施工單位為滿足空隙率要求。在馬歇爾試件成型時人為改變擊實溫度或忽視對溫度的控制。由于馬歇爾密度受人為影響而改變，最簡單的方法是稍稍降低一點拌和溫度和壓實溫度就可得出較低的馬歇爾密度，以這樣的密度作為標準密度，即使達到了96％ 的壓實度，實際路面的密度仍偏低，空隙率偏大。

2．2 試驗路段路面芯樣的密度

在正式攤鋪之前都要鋪筑試驗路段，其目的主要是：①確定生產采用的標準配合比；②確定松鋪系數；③確定碾壓方法和碾壓遍數。只要確定了上述參數，瀝青混合料的生產即可正常進行。在確定上述參數時，壓實度也是評價指標之一。當然，如果實際施工過程中所有的因素如油石比、級配和施工條件等都不發生變化的話，以試驗路段密度作為標準密度也是可行的。但實際上，瀝青混合料的生產是一個動態過程，實際攤鋪的瀝青混凝土面層的密度是一個不斷變化的數值，它會因當時瀝青混合料油石比以及施工條件的不同而變化。在實際生產過程中，每天的生產狀況與試驗路的生產狀況很難保持一致，在一定范圍內有著相對較大的變化。因此，以試驗路段密度作為標準密度在大多數情況下是不可取的。實際應用中也很少以此作為標準密度。

2．3 最大理論密度

最大理論密度可以通過計算法、真空法或溶劑法來取得，溶劑法和真空法對鉆孔取芯而言最能反映實際情況，但這兩種方法都不能保留芯樣，而且試驗本身也比較繁瑣。而計算法對于施工過程中的質量控制而言則更為簡單明了、易于掌握。使用最大理論密度可以直接地、相對真實地反映該路段的空隙率情況。

3 標準密度的選擇和壓實度標準的確定

現在不少公路已在使用空隙率和壓實度雙控指標，即以馬歇爾密度作為標準密度來評價壓實度的同時，要求其空隙率也要達到要求。這樣做可從兩方面對瀝青面層的質量進行控制，但實際施工中會出現壓實度滿足要求而空隙率不滿足要求的情況，這很難說服施工單位其是不合格的。當以理論密度作為標準密度時，如前所述由于空隙率和壓實度是兩個相互關聯的指標，即W =(1-0．01 K)× 100％ 。在這樣情況下控制了壓實度其實也就控制了路面的實際空隙率。

綜上所述，可以看出標準密度應直接采用最大理論密度，這樣就可以直接判斷其空隙率的大小，為了避免空隙率過小而導致泛油等病害和空隙率過大而引起水損害，壓實度指標宜控制在93％～98％。

4瀝青面層實際密度

按“測試規程”檢測瀝青面層實際密度有核子儀和鉆孔取芯兩種方法。核子儀法雖然有非破壞性的優點，但由于

各種型號瀝青砼表面的粗糙度不一，通過核子儀法測得的實際密度往往偏差較大，且缺乏相關性，因此“測試規程 明確指出不宜采用核子儀法作為仲裁試驗和驗收評定手段。鉆孔取芯的試驗方法是在路面施工結束后從面層中取出芯樣，比較有代表性，也是現在最常用的方法。由于瀝青混合料密度測試方法較多，有表干法、水中重法．蠟封法和體積法等，究竟采用何種方法作為鉆孔取芯樣的密度測定方法，有必要在此作一探討。”測試規程“還規定”壓實瀝青砼面層的施工壓實度是指按規定方法采取的混合料試樣的毛體積密度與標準體積密度之比，以百分率表示。 《公路瀝青及瀝青混合料試驗規程(JTJ052 2000)指出，當瀝青混合料為不吸水時，可采用水中重法，因此在I型瀝青混合料密度的測定中，試驗人員仍習慣采用表觀密度作為實際密度P 來計算壓實度，這樣其實是不妥的。

在瀝青面層壓實度檢測中，瀝青標準密度宜采用最大理論密度，這樣既可以有效地控制壓實度，也可以控制其空隙率等體積指標；瀝青的鉆孔取芯芯樣密度只能采用毛體積密度，以表干法測定。

結束語

建議在現行標準基礎上，用最大理論密度進行監控，積累數據以便今后逐步過渡到以最大理論密度為路面壓實度標準。

參考文獻

[l]中華人民共和國交通部．瀝青路面施工技術規范，JTJ032-94．人民交通出版社，1994．

[2]中華人民共和國交通部．公路路基路面現場測試規程，JTJ059-95．人民交通出版社，l995．