公路瀝青混凝土面層厚度質量評定與管控方法

【摘" " 要】：瀝青混凝土面層厚度是評定瀝青路面質量的重要指標之一。為了科學、合理、準確的評定面層厚度施工質量，對瀝青面層厚度評定方法的變遷進行了梳理，指出了當前評定體系存在的不足，結合實際工程分析了瀝青面層厚度不合格的原因，提出了施工過程中質量控制的方法建議。

【關鍵詞】：公路；瀝青混凝土；面層厚度；質量評定；短脈沖雷達

Quality Evaluation and Control Methods of Highway Asphalt Concrete

Pavement Thickness

LAN Yunsong，HU Chao

（Tianjin Transportation Research Institute，Tianjin 300300，China）

【Abstract】：The thickness of asphalt concrete pavement is one of the most important indicators of asphalt pavement quality evaluation. In order to evaluate the construction quality of pavement thickness scientifically， reasonably， and accurately， the evolution of asphalt pavement thickness evaluation methods is reviewed. This paper points out the shortcomings of the current evaluation system， analyzes the causes of unqualified asphalt pavement thickness based on actual engineering， and proposes methods and suggestions for quality control during construction.

【Key words】：highway; asphalt concrete; pavementThickness; quality evaluation; ground penetrating radar

瀝青混凝土面層施工均勻性直接影響瀝青路面的長期使用性能，面層厚度不足瀝青路面易發生早期損壞。在瀝青路面的各項指標中，瀝青混凝土面層厚度是最難符合要求的；因此，無論新建工程還是養護工程，瀝青面層厚度都是質量驗收檢測關鍵項目之一。隨著技術的進步，瀝青面層厚度檢測手段也由取芯法逐步變為短脈沖雷達法，并逐步在工程中推廣應用。目前，瀝青混凝土面層厚度質量檢測評定體系不完善，導致檢測結果不統一；因此，需對瀝青面層厚度評定方法相關要求進行細化，同時加強瀝青面層厚度不合格的原因分析，制定施工過程中的管控措施。

1 瀝青面層厚度檢測方法

傳統的路面厚度施工質量檢測方法主要為鉆孔取芯法，屬于破壞性檢測，而且測點數量少于20個時，結果只能是100%合格或者不合格，檢測結果受人為因素影響較大，存在隨意舍棄和增加芯樣數量的情況，評定結果復現性較差。

短脈沖雷達法具有樣本容量大、工作效率高且無損、精度高、抗干擾能力強等優點，可對全線進行連續掃描，避免了選點誤差，并將檢測結果電子化存儲，結果可追溯，瀝青面層厚度檢測評定整個環節，受人為因素干擾小。

在新建公路工程質量檢測中，短脈沖雷達法的推廣應用極大的提升了瀝青面層的施工質量。在養護工程中，出于對養護工程特點及雷達使用條件的考慮，瀝青面層厚度檢測標準方法仍為鉆孔取芯法，短脈沖雷達法僅用于施工自檢。為了加強養護工程的質量、提高施工管理控制水平，天津市公路管理部門對養護工程驗收檢測做了細致規定：要求在等級公路的養護工程中，連續＞1 km的面層整體重鋪維修段，瀝青面層厚度的檢測應采用短脈沖雷達檢測方法。

2 瀝青面層厚度質量評定

2.1 評定依據

公路工程新建項目的自檢、交竣工驗收工作主要依據《公路工程質量檢驗評定標準》。隨著工程質量管理要求的變化，經歷了1985年版、1994年版、1998年版、2004年版、2017年版共5個版本的修訂，逐步實現合格工程到精品工程再到品質工程的變遷。1985版、1994年版和1998年版建立了逐級檢驗、打分評定的框架體系，規定采用數理統計法對瀝青面層厚度進行評定；2004年版取消優良等級，采用權值計分，增加了關鍵項目和一般項目，瀝青面層厚度作為關鍵項目計算合格率不應低于90%。2017年版取消評分法，改為合格率法，將關鍵項目計算合格率由不應低于90%提升到不應低于95%[1]。

養護工程同樣采用合格率法，關鍵項目計算合格率不應低于95%；質量檢驗評定按養護單元、養護工程逐級評定，不允許出現不合格的養護單元[2]。

2.2 評定方法探討

2.2.1 規定值及允許偏差分析

《公路工程質量檢驗評定標準》1985年版、1994年版、1998年版對瀝青總厚度代表值允許偏差為-8 mm，上面層厚度允許偏差為-4 mm；在2004年版中，考慮到路面結構層有不同的厚度，認為固定一個數值不如百分率更恰當，將允許偏差修改成了-5%和

-10%，明確將“極值”改為“單點合格值”僅用于計算合格率。

在瀝青面層厚度評定方面，《公路養護工程質量檢驗評定標準》與《公路工程質量檢驗評定標準》最大區別在于采用平均值控制總體厚度，而非采用平均值的置信下限，同時放寬了其他公路總厚度單點合格值允許偏差，由-15%調整為-20%。見表1。

為延長瀝青路面的使用壽命，高等級公路瀝青路面的設計厚度在逐步增加。按照現行的標準，允許偏差采用相對值，瀝青面層設計越厚，允許偏差越大。假設以15 cm作為低等級公路與高等級公路的瀝青面層設計厚度分界線，低等級公路設計面層厚度為10 cm以內時，總厚度允許偏差為10～15 mm，設計面層厚度為10～15 cm時，總厚度允許偏差為15～22.5 mm；高等級公路設計面層厚度為15～25 cm時，總厚度允許偏差為15～25 mm；高等級公路的合格標準反而低于低等級公路，顯然不合理[3]；而且瀝青面層一般采用分層施工方法，鋪筑過程中通過有效控制措施，可以實現厚度的逐層補償修正，使總體偏差限定在一個固定范圍內；因此，有必要對總厚度允許偏差上限做相應要求。綜合考慮施工的變異性，建議將18 mm作為瀝青面層總厚度允許偏差上限。見圖1。

2.2.2 評定方法

瀝青混凝土面層厚度樣本均值服從T分布。質量檢測評定采用代表值及合格率雙控的數理統計方法，代表值反映整體水平，合格率反映施工均勻性。

（1）

式中：[XL]為厚度代表值（平均值的下置信界限）；[x]為厚度平均值；S為標準差；n為檢查數量；[ta]為與保證率有關的系數。

（2）

式中：n為合格的點（組）數；N為該項目全部測點（組）。

《公路工程質量檢驗評定標準》規定：當代表值不滿足設計值減允許偏差時，評定為不合格；代表值滿足設計值減允許偏差時，計算單點合格率，合格率≥95%評定為合格，否則評定為不合格。公路養護工程質量檢驗評定標準》規定：養護單元測點平均值小于設計值，評定為不合格；平均值大于設計值時，計算單點合格率，合格率≥95%評定為合格，否則評定為不合格。

對于新建工程，施工單位可以通過控制施工的均勻性，到達節約成本的目的。養護工程增加了對平均值的要求，放松了對低等級公路單點合格值的要求，意味著施工單位的投入量必須大于設計量且對施工均勻性控制也不會帶來很大的效益，不利于工程質量和管理水平的提升；因此，養護工程中瀝青面層的整體重鋪的維修路段，其面層施工和新建工程面層施工是一致的，建議這種養護單元面層厚度質量評定參照新建工程。

2.2.3 采樣數量及結果處理

采用雷達法進行瀝青混凝土面層總厚度檢測時，距離觸發模式的測點間距可以設置得很小，每公里可采集上萬個測點。《公路工程質量檢驗評定標準》中只對鉆芯法的檢測頻率做了規定，未規定雷達法采樣間隔[4]。在實際檢測過程中，測點間距及測點數量不盡相同，數據的統計對評定結果影響較大：

1）在代表值計算過程中，測點數量太少，平均值置信區間變寬，導致出現不合格情況；但隨著測點數量的增加，標準差的作用越來越小，代表值會無限趨向于平均值，導致代表值失去意義[5]；

2）在合格率計算過程中，有時為了簡化計算、便于報告打印，人為縮減數據規模，采用10 m平均值作為單個測點值計算合格率，這種處理方式雖然不會影響整體平均值，但會對數據產生平滑效應，減少數據的波動性，導致不合格點被掩蓋，出現合格率偏大的情況。

《公路工程質量檢驗評定標準》中合格率公式是以單個（組）檢測點的數量為計數基準而非測點的統計值，這種方法也與合格率的計算公式相違背。根據相關統計研究結果，雷達測點間距宜為8 m以內且每個評定單元測點數宜為400～1 000個，同時嚴格按照公式采用單點實測值計算合格率，保證評定結果統一。

3 瀝青混凝土面層厚度質量管控

當前工程中普遍采用雷達連續采集整個車道的瀝青面層厚度，一旦出現不合格，返工、整改代價較大，基本杜絕了偷工減料的情況。從大量實際工程檢測結果來看，絕大多數工程的代表值是合格的，少數不合格項目主要來源于施工穩定性差導致的合格率不滿足要求。

以某工程為例，施工單位通過瀝青混凝土的方量及攤鋪面積估算出的平均厚度滿足設計要求；但采用短脈沖雷達法進行驗收檢測，結果不滿足規范要求。見圖2。

這種情況是因為施工過程中基層頂面平整度及縱斷高程控制較差，尤其是基層縱斷高程明顯偏離了設計高程；為保證路面達到設計標高，往往采用“基層不平面層調”的傳統方法進行處理，使得瀝青下面層成為了主要的調平層，導致下面層厚度不符合設計或規范規定的要求。因此，面層鋪筑前應加強基層頂面的平整度及高程質量的控制。分多層施工的瀝青混凝土面層，在攤鋪完成下面層后，應立即安排短脈沖雷達進行厚度檢測，通過試算的方式預估要攤鋪表面層的厚度，對總厚度進行實時動態修正，指導后續層位施工，抵消基層施工穩定性不足對瀝青面層總厚度的影響。

4 結語

在新建工程及面層整體重鋪的養護工程中，短脈沖雷達法比取芯法能更有效地提升工程施工質量。對于多層施工的瀝青混凝土面層，不應出現總體偏差逐層累加的效應，應對總厚度允許偏差的絕對值加以限定，建議將18 mm作為瀝青面層總厚度允許偏差上限。短脈沖雷達法測點數間距應在8 m以內且每個評定單元測點數宜為400～1 000個，同時嚴格按照公式采用單點實測值計算合格率?；鶎拥钠秸燃翱v斷高程是導致瀝青面層厚度不合格的重要因素，面層鋪筑前應加強基層頂面的平整度及高程測量，過程中采用雷達進行瀝青面層厚度的動態控制，更好地保證工程質量。

參考文獻：

[1]JTGF 80/1—2017，公路工程質量檢驗評定標準[S]．

[2]JTG 5220—2020，公路養護工程質量檢驗評定標準[S]．

[3]關長祿，陶志政，呂得保，等.公路工程路面結構層厚度評定標準及方法的探討［J］.中外公路，2010，30（2）：88-93．

[4]閆福山.探地雷達檢測瀝青混凝土面層厚度質量評定方法的研究［J］.北方交通，2011，（6）：13-15．

[5]劉" 峰，萬保安，梅志華，等.探地雷達檢測路面厚度的質量評價方法探討［J］.華東交通大學學報，2005，（4）：42-45．

收稿日期：2023-04-13

作者簡介：蘭云松（1987 - ）， 男， 碩士， 高級工程師， 從事道路與橋梁工程試驗檢測工作。