王　強(qiáng)

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng)　550001)

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淺談瀝青路面施工壓實(shí)度變異性分析及控制內(nèi)容

王強(qiáng)

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng)550001)

摘要：針對(duì)瀝青路面壓實(shí)度切實(shí)存在的變異性特點(diǎn)，在表明其參數(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)變異性造成的穩(wěn)定度、平整度以及空隙率變化和影響進(jìn)行深入分析，并以此為根據(jù)，從溫度控制、碾壓速度控制以機(jī)具組合三方面提出變異性控制措施，為瀝青路面施工提供可靠的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；施工壓實(shí)度；壓實(shí)度變異性；變異性控制

1路面壓實(shí)度變異性參數(shù)

由于測(cè)試對(duì)象的質(zhì)量會(huì)存在一定差異，所以數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)，為更好的了解被測(cè)對(duì)象的具體變化情況，需運(yùn)用以下方法進(jìn)行表述。

標(biāo)準(zhǔn)差σ：

(1)

(2)

變異系數(shù)Cv：

(3)

對(duì)于工程統(tǒng)計(jì)而言，經(jīng)常會(huì)使用方差或者是標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)取值的均勻度進(jìn)行判斷與衡量。若兩個(gè)隨機(jī)變量方差完全一致，則僅僅可以證明這兩個(gè)變量以其均值進(jìn)行取值的過(guò)程中，分散程度是一致的。所以，想要進(jìn)一步比對(duì)它們的取值均勻性，還需借助變異系數(shù)，也就是標(biāo)準(zhǔn)差與數(shù)學(xué)平均值的比值百分?jǐn)?shù)。它可以很好的反映出變量所具有的不穩(wěn)定程度。

就瀝青路面施工而言，壓實(shí)度存在一定變異性，而且通過(guò)數(shù)據(jù)分析得知，這一變異性體現(xiàn)在上層、中層與下層等許多方面。

2壓實(shí)度變異性對(duì)路面造成的實(shí)際影響

2.1壓實(shí)度和空隙率之間的關(guān)系

通常情況下，壓實(shí)度與密實(shí)度成正比關(guān)系，隨著壓實(shí)度的不斷增大，密實(shí)度也會(huì)相應(yīng)的提高，空隙率隨即降低。以某瀝青混凝土為例，其毛體積密度經(jīng)試驗(yàn)得知為2.50 g/cm3，空虛率在4%左右，通過(guò)進(jìn)一步推算得出，其密度的最大理論值為2.60 g/cm3。不同壓實(shí)度條件下的空隙率數(shù)值見(jiàn)表1。

表1　瀝青混凝土壓實(shí)度與空隙率之間的關(guān)系

瀝青混凝土壓實(shí)度與空隙率的計(jì)算公式為：

(4)

公式(4)中，ρf代表試樣毛體積密度(單位：g/cm3)；ρ0代表試樣標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)毛體積密度(單位：g/cm3)；ρt代表試樣密度的最大理論值(單位：g/cm3)。

由二者的關(guān)系可以明顯的看出，瀝青混凝土的空隙率與壓實(shí)度保持相對(duì)顯著的反比關(guān)系，壓實(shí)度每降低1%，空隙率平均增加約1%。

控制空隙率是路面施工的重要環(huán)節(jié)，如果路面的空隙率較小，在路面正常運(yùn)行的過(guò)程中經(jīng)過(guò)行車荷載的不斷壓實(shí)，在高溫天氣中極易出現(xiàn)泛油等現(xiàn)象，對(duì)路面的穩(wěn)定性及抗滑性造成較為嚴(yán)重的影響；如果路面的空隙率較大，其透水性隨即變大，地表積水與地下水會(huì)十分容易的進(jìn)入到內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，最后透過(guò)各個(gè)面層，到達(dá)半剛性層面的頂端。在行車荷載的作用下，存留在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的自由水，會(huì)產(chǎn)生一定動(dòng)水壓力。動(dòng)水壓力的產(chǎn)生會(huì)使瀝青混凝土材料出現(xiàn)剝落等現(xiàn)象，進(jìn)而造成坑洞、松散等問(wèn)題。在實(shí)際情況中，由于瀝青混凝土空隙率過(guò)大，而出現(xiàn)的路面水損害問(wèn)題并不少見(jiàn)，已成為當(dāng)前路面早期損害的常見(jiàn)形式之一。

2.2壓實(shí)度和穩(wěn)定度之間的關(guān)系

壓實(shí)度和瀝青混凝土的穩(wěn)定度與勁度息息相關(guān)，具體影響程度如圖1所示。

圖1　瀝青混凝土壓實(shí)度和穩(wěn)定度之間的關(guān)系

由圖1可以明顯看出，二者成正比關(guān)系，且高壓實(shí)度處的穩(wěn)定度升高程度遠(yuǎn)大于低壓實(shí)度。如果路面的實(shí)際壓實(shí)度較低，則穩(wěn)定度隨之變小，進(jìn)而對(duì)其抗車轍性能造成直接的影響，隨時(shí)有可能引發(fā)早期損害。

2.3壓實(shí)度和平整度之間的關(guān)系

公路通車后，路面受到行車荷載的持續(xù)作用，會(huì)被再次壓實(shí)，產(chǎn)生不同程度的壓密形變。以某瀝青混凝土為例，其毛體積密度經(jīng)試驗(yàn)得知為2.50 g/cm3，實(shí)際壓實(shí)度96%，在此情況下，瀝青混凝土的實(shí)際密度是2.4 g/cm3，由此可推算出，壓密形變占面層總厚度的4%左右。不同壓實(shí)度與壓密形變間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示。

表2　不同壓實(shí)度與壓密形變間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

通過(guò)表2能看出，不同壓實(shí)度路面在運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的壓密形變也會(huì)有所不同，如果壓密形變較大，將會(huì)對(duì)路面的平整度造成直接的影響。路面平整度如果一開(kāi)始就較為惡化，在后續(xù)的行車作用下，惡化加重，此時(shí)已經(jīng)不是單純的局部壓密形變，在沖擊力的影響下，混合料會(huì)不斷向兩側(cè)移動(dòng)，進(jìn)而形成較大程度的不平整度，不僅損害公路，還有可能引發(fā)各類安全事故。

3有效控制壓實(shí)度自身表異性的合理措施

3.1控制碾壓溫度

經(jīng)過(guò)實(shí)踐足以證明，碾壓溫度對(duì)于瀝青混凝土自身的密實(shí)度具有較大的影響，也是影響其密實(shí)度的主要因素。作為一種粘彈性體，所有瀝青混合料自身的溫度越好，存在的塑性就會(huì)越大，由于外力的較強(qiáng)作用，直接會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料不斷縮小空隙同時(shí)增加自身的密實(shí)度，最終獲得較為平整的效果。一般情況下，在瀝青混合料實(shí)際規(guī)定的具體溫度范圍區(qū)間，混合料自身具有的溫度越高，就會(huì)越容易得到較高的密實(shí)度。例如，表3代表不同擊實(shí)溫度條件下的標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)密度對(duì)比情況。從下表中不難看出，擊實(shí)溫度越高，瀝青混合料自身的密實(shí)度也大。

3.2控制碾壓速度

假設(shè)使用一輛重量為6t的壓路機(jī)對(duì)厚度為5 cm的路面進(jìn)行碾壓，則壓實(shí)度與實(shí)際碾壓速度與次數(shù)的關(guān)系如圖2所示。

表3　不同擊實(shí)溫度條件下的標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾

圖2　壓實(shí)度與實(shí)際碾壓速度與次數(shù)的關(guān)系

由圖2可知：

(1) 碾壓次數(shù)一致時(shí)，隨碾壓速度的增加壓實(shí)度越??；

(2) 想要達(dá)到相同水平的壓實(shí)度，隨碾壓速度的變大，碾壓次數(shù)必須增多；

(3) 在達(dá)到一定限度以后，即使增加碾壓次數(shù)也無(wú)法起到提高壓實(shí)度的作用，反而還有一定幾率出現(xiàn)相反的效果，因此，在實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)碾壓的速度進(jìn)行有效的控制。

3.3合理配置碾壓組合

鋼輪與輪胎壓路機(jī)較為常用，相比之下，鋼輪壓實(shí)效果較好，但其會(huì)對(duì)路面中的一些骨料造成損壞，所以不適宜多次碾壓使用。然而，輪胎壓路機(jī)則不會(huì)損壞骨料，但壓實(shí)效果并不十分顯著，需通過(guò)加大碾壓次數(shù)予以彌補(bǔ)。實(shí)踐證明，配合使用鋼輪與輪胎壓路機(jī)進(jìn)行碾壓(先用鋼輪壓路機(jī)預(yù)壓，再使用輪胎壓路機(jī)復(fù)壓)可起到最好的壓實(shí)效果。

4總結(jié)

(1) 路面壓實(shí)度切實(shí)存在一定變異性；

(2) 壓實(shí)度變異性會(huì)對(duì)路面的空隙率、穩(wěn)定度以及平整度造成一定影響；

(3) 為有效消除壓實(shí)度變異性對(duì)路面性能的影響，應(yīng)從溫度、碾壓速度以及碾壓機(jī)具組合三方面入手。

參考文獻(xiàn)：

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收稿日期：2016-02-11

作者簡(jiǎn)介：王強(qiáng)(1976-)，男，貴州貴陽(yáng)人，工程師，研究方向：公路路面施工。

中圖分類號(hào)：U416.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)05-0069-02