【摘要】瀝青混凝土路面的早期損壞很大程度與施工壓實質量有關。總結近年瀝青混凝土路面施工經驗和做法，提出控制高等級公路瀝青混凝土路面壓實質量的一些有效措施，在實際應用過程中取得了良好效果，對減少和消除公路瀝青混凝土路面早期損壞有積極的作用。
【關鍵詞】 壓實工藝；壓實度；空隙率；控制標準
在近年來，在我省公路建設迅速發展的同時，一些高等級公路瀝青混凝土路面出現了早期損壞現象，不僅造成經濟損失，而且影響到交通行業的社會形象和可持續發展。為使高等級公路在加快建設速度的形勢下確保路面施工質量，預防瀝青混凝土路面早期損壞，延長使用壽命，結合近幾年瀝青混凝土路面施工經驗和其他省市的做法，我公司在新的建設專案中不斷地採取一系列質量控制措施，取得了良好的效果。考慮到瀝青混凝土路面的早期損壞很大程度與其施工壓實質量有關，本文總結了近年瀝青混凝土路面壓實施工的經驗和做法，歸納了優化的施工工藝，提出控制瀝青混凝土路面壓實質量的一些有效措施，同時提出採用壓實度和空隙率雙指純量化評價壓實質量的建議。
1. 壓實質量控制的原則
在加強對瀝青混凝土路面原材料質量控制和科學合理地進行瀝青混合料配合比設計的基礎上，瀝青混凝土路面鋪築過程中要搞好壓實工藝控制，即搞好壓實的過程控制，在進行壓實質量檢測和評價時採用壓實度和空隙率雙重指標，實現整體提高瀝青混凝土路面壓實質量的目的。
2. 碾壓工藝控制
瀝青混凝土路面施工的成敗與否，壓實是最重要的工序。許多公路瀝青混凝土路面發生早期損壞，大多數與壓實質量控制至關重要。過去，對壓實度的檢測評定僅滿足於鑽孔測定密度計算壓實度，而鑽孔測試的壓實度都是事後檢查，易弄虛作假，即只要把標準密度減小一些，壓實度就可以滿足要求，如果再把不合格的'資料隨意捨棄，那麼鑽孔試件的壓實度資料將失去價值。因此，不少工程名義上壓實度值很高，實際上含有較多虛假成分。
鑑於此，新規範在觀念上做了重大轉變，即壓實質量評價以碾壓工藝控制為主，鑽孔檢測作為抽檢校核的手段。這樣即將事後檢查轉變為過程控制，實現了施工過程中的線上監測。此時，碾壓工藝顯得尤為重要。碾壓工藝的效果與瀝青混合料的型別、厚度，壓路機的型別、噸位，機械組合方式，碾壓速度、遍數、溫度等有關，合理選擇、協調這些因素，保證混合料充分壓實是提高瀝青混凝土路面質量的關鍵。
影響壓實效果的一個主要因素是壓實功。瀝青混凝土路面施工應具備較大噸位、足夠數量的壓路機來滿足壓實要求，通常應採用以下4種類型壓路機，即靜質量≥11t的雙鋼筒雙驅動雙振動式壓路機（雙驅雙振壓路機）、靜質量≥11t的雙鋼筒式壓路機、靜質量≥25t的輪胎壓路機和靜質量≥2t的小型振動壓路機。鋪築雙車道瀝青混凝土路面時，每工作面壓路機配置數量的一般要求是：普通瀝青（改性瀝青）混凝土路面不宜少於6臺，其中至少有3臺輪胎、3臺雙驅雙振壓路機（或2臺雙驅雙振壓路機、1臺雙鋼筒壓路機）；SMA路面不宜少於5臺；各種路面均應另配備至少1臺小型振動壓路機。當然，不同型別瀝青混合料也應採用與其相適應的壓路機，密級配瀝青混合料復壓優先採用重型輪胎壓路機，粗集料為主的較大粒徑混合料復壓優先採用振動壓路機，SMA混合料復壓時可採用輪胎壓路機，初壓宜採用振動壓路機。壓路機應以慢而均勻的速度碾壓，壓路機的碾壓速度通過試驗確定。經大量調查與總結。
應通過試驗確定碾壓區長度、合理碾壓遍數及有效碾壓時間。碾壓段長度通常不超過60m，改性瀝青、SMA路面最好控制在30m左右。碾壓遍數一般要求初壓不少於1~2遍，復壓不少於4~6遍，終壓不少於2遍。初壓、復壓、終壓各道碾壓工序必須緊跟，不得隨意停頓、調頭。
碾壓溫度是影響瀝青混凝土密實度的又一主要因素，在規定溫度範圍內瀝青混合料的溫度愈高，愈容易達到高密實度。所謂的有效壓實時間是指混合料攤鋪後，溫度降至最低允許碾壓溫度所需的時間，該時間越長可用於壓實的時間就越長，時間過短則可能無法完成碾壓流程，以致低溫碾壓難以保證壓實質量。前述各種因素的要求也是為了保證在有效時間內完成碾壓。瀝青混合料的碾壓溫度除應符合規範要求外，還應根據混合料種類、壓路機、施工時的氣溫、層厚等情況經試壓確定。初壓、復壓、終壓都應在儘可能高的溫度下進行，嚴禁低溫碾壓。碾壓終了的表面溫度一般要求：普通瀝青混合料≥90℃；改性瀝青混合料≥110℃；SMA路面≥120℃。
另外，壓路機在碾壓過程中必須採取有效措施，保證混合料不粘碾壓輪，保持碾壓輪清潔，並認真處理好瀝青混凝土的接縫和邊角碾壓。
3. 壓實度和空隙率控制標準
根據美國“公路聯合攻關專案NCHRP174瀝青路面水損害的研究”結論，瀝青混凝土路面空隙率在8％~13％之間時，出現水損害的可能性最大。空隙率小於8％，水不易滲透到瀝青混凝土路面中；空隙率大於13％，水就會從連通的空隙中流走。當空隙率在8％~13％時，滲入瀝青混凝土路面中的部分水不能流出成為自由水，積存於路面混合料中，在交通車輛的作用下，水的存在易引起並加速路面損壞。過去我們嚴格按照《公路瀝青路面施工技術規範》（JTJ032-94）規定的壓實度標準（96％）控制，實踐表明，按這一標準控制的瀝青混凝土路面，通車後再壓密的現象比較明顯，說明瀝青混凝土路面壓實度偏低，現場空隙率在3％~8％之間，相當於最大理論密度的92％~97％。在調查研究過程中發現，施工現場剷除廢棄壓實度不足的混合料時，空隙率超過7％的路段，即使是在陽光下暴晒多日，剷除後，其下臥層仍是潮溼的，這表明空隙率超過7％仍然有可能滲水。相反，如果現場確實發現壓實度經常或始終達到100％（試驗室標準密度），這並不表明是過碾壓。如果現場空隙率適合，則這種“過碾壓”是正常的；如果現場空隙率小於3％，則只能說明配合比設計還存在著問題，有可能導致早期車轍出現。
瀝青混凝土路面壓實不足、空隙率偏大，就會出現車轍、水損害、瀝青的加速老化等早期病害，影響瀝青混凝土路面的使用效能。足夠的壓實度可有效提高瀝青混合料的強度、穩定性以及抗疲勞特性，保證瀝青混凝土路面的路用效能，延長瀝青混凝土路面使用壽命。雖然現場空隙率是根據現場鑽孔試件密度與最大理論密度計算出來的，本質上與最大理論密度壓實度沒有任何區別，但提出現場空隙率的具體控制數值和評價標準，與試驗室標準密度壓實度相匹配，能用兩個指標從不同角度比較容易地、直觀地反映出瀝青混凝土路面的一些路用效能和施工要求。本文根據我公司經驗，提出壓實度和空隙率控制要求和評價標準。
瀝青混凝土路面施工壓實質量檢驗採用壓實度和空隙率雙指標，併合理提高瀝青混凝土路面的壓實度標準，適當減少空隙率。施工過程中當天瀝青混合料最大理論密度以真空法試驗儀測定值為準，提倡採用先進的、便攜的、無破損裝置進行路面現場檢測。
一般對密級配瀝青混合料高速公路壓實度應採用試驗室標準密度壓實度和最大理論密度壓實度進行兩方面控制，並以合格率低的最為評定結果，不允許採用試驗段密度進行控制。對普通瀝青（改性瀝青）混合料路面規定：試驗室標準密度壓實度上中面層≥98％，下面層≥97％；最大理論密度壓實度上中面層≥94％，下面層≥93％。對SMA路面規定：試驗室標準密度壓實度≥98％，最大理論密度壓實度≥94％。檢測方法、檢測頻率及評價方法執行《公路瀝青路面施工技術規範》（JTG F40-2004）的規定。
瀝青混凝土路面的現場空隙率是個十分重要的指標，現場空隙率的大小直接反應路面的壓實質量。現場空隙率控制標準根據瀝青混凝土路面防止水損害、防止路面車轍的需要和壓實度標準來確定。對普通密級配瀝青（改性瀝青）混合料路面現場空隙率規定：上中面層為4％~7％，極值最小值為3％、最大值為8％；下面層為3％~8％，極值最小值為3％、最大值為9％。對SMA路面現場空隙率規定為4％~6％，極值最小值為3％、最大值為7％。
現場空隙率主要最為施工過程中質量控制指標，檢測方法、檢測頻率及評價方法規定如下。
⑴ 檢測方法。測定當天瀝青混合料最大理論密度（D′）和鑽孔試件密度（D），現場空隙率（VV′）計算式為：VV′=（1-D/D′）×00，單位為％。
⑵ 檢測頻率。同壓實度檢測頻率。
⑶ 評價方法。以符合上述規定範圍內的單點測值數除以總測點數計算合格率，當合格率＜90％或有單點測值超出極值規定時，應結合壓實度檢查結果及時分析其原因，予以糾正後方可繼續施工，並對已施工的相應段落進行修整乃至返工。
上述壓實度和空隙率控制標準主要用於施工過程中施工自檢、監理抽檢和交工驗收時專案法人組織的交工驗收，竣工驗收（包括質量鑑定）仍依據《公路工程竣（交）工驗收辦法》和《公路工程質量檢驗評定標準（土建部分）》（JTGF80/1-2004）進行。當然，瀝青混凝土路面在檢測壓實度和空隙率的同時，還應按《公路瀝青路面施工技術規範》（JTGF40-2004）的規定，加強厚度、平整度、滲水系數、抗滑等指標的檢測，並應保證其符合規定要求，當有嚴重缺陷時也應及時查明原因進行修整乃至返工。
4. 其他方面措施
規範的壓實度是用每天試驗室密度或者每天實測的最大理論密度作為標準密度，那麼當天鋪築路段的混合料組成與目標配合比設計是相近的，將會對實際的評價影響較大。在材料發生較大變異時，即使是壓實度評價合格，也無法滿足目標配合比設計要求，可能會留下質量隱患。因此，控制好材料質量也是保證壓實度的一個基礎工作。材料除滿足現行規範外，還需增加以下要求：各瀝青混凝土面層粗集料應有一個固定料源，其規格、配級、巖性等應穩定；礦粉應在拌和廠現場加工或採用水泥廠的生料，嚴禁使用回收粉塵；嚴格控制瀝青質量，瀝青質量抽檢應隨機抽取多桶混合後試驗。改性瀝青應加強對5℃延度的抽檢，施工過程中應每天抽檢1次；乳化瀝青用作透層時其瀝青含量應控制在35％~40％之間，用作粘層時其瀝青含量應控制在50％以上。原材料必須按規定存放，不同規格集料必須嚴格分隔堆放，分隔牆頂面必須高於料堆坡腳至少50cm以上，設定的標識牌內容至少應包括粒徑、用途、產地、檢驗結果等情況。密級配瀝青混合料配合比設計時，目標空隙率力爭控制在4％。
影響瀝青混凝土路面壓實的因素還有很多，筆者再根據我公司成功經驗，僅對瀝青混合料拌和、運輸、攤鋪影響壓實度均勻的幾點總結如下。
⑴ 瀝青混合料拌和場地面積一般不少於12000m2.拌和機應採用自動控制的間歇式拌和機，且生產能力不低於240t/h，冷料倉不少於5~6個，並必須與熱料倉數相對應；冷料倉之間應用高達0.8~1m的隔板隔離，裝載機料斗寬度應小於冷料倉寬度，防止不同規格集料互混；熱料倉溢位的集料不得再使用。
⑵ 運料車標定載重量不得小於15t，車廂兩側必須設有至少2個測溫孔。每臺車必須配備2套雙層油布棉被，運料時必須覆蓋。
⑶ 瀝青混合料攤鋪應採用2臺或多臺攤鋪機梯隊式同步攤鋪，每個工作面應保證有1臺備用攤鋪機。有條件時使用轉運車對瀝青混合料在攤鋪現場進行二次拌和。
以上措施在我省高等級公路建設實踐中取得了良好效果，減少和消除了高等級公路建設實踐中取得了良好效果，減少和消除了高等級公路瀝青混凝土路面早期損壞。瀝青混凝土路面壓實質量採用以碾壓工藝進行過程控制、以壓實度和空隙率雙指標進行量化評價的方法是科學、合理的，是實現瀝青混凝土路面整體質量提高的有效措施。
參考文獻
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