基于碾壓遍數的瀝青路面壓實度檢測技術研究

田建軍

（中交一公司第三工程有限公司，北京 100000）

瀝青混凝土面層壓實度是保證路面結構強度和使用壽命極其重要的一個指標，壓實質量的好壞直接影響到材料整體的強度、穩定性及耐疲勞特性，尤其在路面大面積攤鋪時，易受到人員、機械等因素影響[1-2]。傳統的方法主要是在施工現場鉆芯取樣，在實驗室里利用表干法、水重法和蠟封法等進行密度測定，無法模擬現場施工過程，對現場實時檢測壓實度沒有實際的指導意義。而無核檢測技術（PQI）彌補了以往檢測技術的缺陷，能夠較好地應用于現場施工動態檢測，在路面碾壓過程中可以實時監控路面密度，隨時了解碾壓效果，及時指導施工。因此，本研究對某高速公路瀝青路面中面層AC—20進行測試，選用PaveTrackerTMPlus2701—B（以下簡稱“2701—B”）測試值反映瀝青面層施工過程中現場壓實的情況，結合這些實測的密度數據換算壓實度，并繪制碾壓遍數與密度值和碾壓遍數與溫度的關系圖進行綜合分析。

1 試驗方案

利用無核密度儀2701—B開展瀝青路面壓實度無核檢測技術研究，目的是針對目前國內瀝青路面在道路建設中應用得到越來越多的情況，評價在大面積同時施工時混合料壓實度與壓實溫度不均勻性對路面性能的影響，具體試驗方案如下。

首先，根據攤鋪機攤鋪的實際情況，每隔60m選取一橫斷面，在橫斷面上每隔2.5m選取測試點。為不影響施工，每個橫斷面上取6點。在碾壓前用噴漆的方式在每個測試位置做好記號，使用油漆時注意繪制直徑大約為150mm的圓弧形（因為2701—B磁盤直徑是150mm），以確保下次測試與上次測試方向基本保持一致。

然后，對標記位置采用2701—B現場測試方法迅速讀取數據并記錄，其中壓路機靜壓一遍前測試數據記錄并注明為“碾壓前”，之后進入初壓階段，每來回碾壓一遍記錄一次數據，直至終壓結束，這樣一個點的數據才算記錄完成。但并不是每碾壓一個來回就測試一次密度。為取得大量數據，在膠輪碾壓之后每兩遍測試一次密度，測試密度的同時也要測試每次碾壓后的溫度。7遍碾壓結束后整理對應橫斷面每隔2.5m的密度測試數據，分析整個斷面的壓實均勻情況及溫度隨壓實遍數增加而下降的情況。為使研究數據具有代表性，本文隨機選取4個橫斷面的測試數據進行分析，試驗數據見圖1。

圖1 密度與碾壓遍數之間的關系

2 碾壓遍數與壓實度的關系

根據測試數據分析，隨著碾壓遍數增加，測試密度隨之增大，測試溫度逐漸減小，最終密度控制在2.37～2.45g／cm3范圍內，溫度控制在80℃左右，但不同碾壓遍數下密度與溫度的變異性存在較大變化。

2.1 測試密度與碾壓遍數的關系

膠輪碾壓后測試密度減小，在1～4遍內密度呈直線型增加，其后變化不明顯（見圖1）。斷面1～4在攤鋪過程中通過攤鋪機的熨平板自重使混合料達到一定的嵌擠壓實狀態，測試密度平均值約在2.0g／cm3以上，但經過膠輪壓路機的揉搓碾壓之后，混合料表面不規整，甚至有明顯的輪跡，造成測試密度大幅度降低至1.9g／cm3左右，呈直線型下降，說明膠輪壓路機在對瀝青混合料揉搓碾壓的過程中，一方面使得粗細集料更好、更均勻地分布，另一方面也使得混合料互相擠壓，出現明顯的輪跡分布規律，造成混合料表面不平整，影響2701—B測試。因此，建議在對瀝青混合料進行膠輪碾壓時，一方面要控制碾壓速度，因為膠輪壓路機噸位比較大，速度過快可能造成混合料推擠，使得路面出現質量隱患；另一方面要根據所采用的瀝青混合料類型及施工情況選擇適合的膠輪壓路機。

隨著碾壓遍數的增加，密度明顯隨之增大。其中膠輪碾壓1～4遍時密度明顯呈直線型增加，平均密度變化值約在0.15g／cm3以上，碾壓5～7遍時，密度漸漸趨于穩定，變化幅度較小，平均密度變化值約在0.1g／cm3以下。已知AC—20混合料的最大理論密度為2.545g／cm3，根據施工現場實測數據計算得出，初壓時壓實度達到85%以上，復壓時達到95%左右，尤其在碾壓2～4遍時壓實度增加明顯，最終趨于平衡時能達到最大理論密度98%以上，滿足規范要求。

對AC—20混合料施工時，碾壓溫度及碾壓有效時間對保證壓實度至關重要，應在保證碾壓溫度且不出現推移的前提下實施碾壓，遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。初壓以穩定為主；復壓以形成壓實度為主，碾壓遍數以5～7遍為宜，不宜過多，避免出現過壓而對路用性能產生影響，保證AC—20路面的密實度和平整度；終壓以消除路面輪跡為目的，保證路面平整度。

2.2 成型后測試密度在橫斷面的分布狀態

測試斷面的兩端密度比中間小，中間密度分布不均勻（見圖2）。通過對碾壓7遍后測試密度在橫斷面內分布狀態的分析可知，斷面1～4有著共同的分布規律，即先增加后減小的趨勢，其中位置1和位置6的測試密度與位置2～5的測試密度相比較小，最小為2.25g／cm3，壓實度明顯不合格。該區域處于壓路機碾壓的薄弱地帶，說明在橫斷面范圍內密度分布呈現一定的變化規律，可能與施工工藝、施工機械等有關。但目前，這種現象具有一定的代表性，是大多數施工項目普遍存在的問題。因此，建議在路邊緣、熨平板加長連接處及攤鋪機搭接碾壓區域著重調節壓路機碾壓工藝或有針對性地在高溫條件下適當增加碾壓遍數以補償特殊區域不易壓實的現象。

圖2 密度測試斷面分布狀態

3 結論

3.1 利用PQI進行瀝青路面動態施工檢測可及時掌握路面壓實狀況，查找容易忽視的碾壓區域，進一步優化施工工藝。壓實遍數對路面內部壓實度的形成具有主要作用，隨著壓實遍數的增加，密度也隨之增大，且密度變化幅度受到壓路機類型、碾壓遍數和溫度等因素影響。

3.2 膠輪碾壓在對瀝青混合料進行揉搓并重新均勻分布的同時，也對PQI產生了較大影響。膠輪碾壓應用不當會造成路面出現明顯輪跡，不利于后期壓實度質量控制。因此，應當結合現場實際狀況對膠輪碾壓做適當的調整和控制。

3.3 施工溫度控制對路面壓實質量起到關鍵性作用。溫度與測試密度之間不存在顯著的相關性，碾壓過程中溫度分布不均勻，整體變異性隨碾壓遍數增加呈先增加后減小趨勢。建議采用合理的碾壓工藝，加強碾壓，進一步消除由于溫度差異帶來的離析現象。

[1]JTG E60—2008，公路路基路面現場測試規程[S].

[2]戴文斌.瀝青混合料配合比設計與壓實度標準[J].公路，2001，46（10）：52-56.

[3]陳少幸，張肖寧.應用PQI評價瀝青路面離析的研究[J].公路交通科技，2006，23（5）：11-15.