浅析沥青路面压实度的控制

[摘要] 路面的压实指标是路面使用性能的一个重要指标。施工对于路面的压实起着非常关键的作用。因此在检验路面的压实性能时，单就一个简单的压实度指标是不全面的，应当结合沥青混合料的设计孔隙率．并以路面的现场孔隙率为指导。

[关键词] 路面允许孔隙率；试验室实测孔隙率；现场孔隙率；压实度

这几年我国沥青路面有了很大发展，施工质量不断提高。但也出现了一些问题，比如施工过于追求路面的平整度，而忽视了路面的压实效果。路面压实度不足，孔隙率较大，高速公路的水损害、车辙比较严重。特别在南方高温多雨地区，由于沥青路面压实度不足而造成的高速公路早期损坏越来越受到各界的重视。需要阐明的是，压实度的控制不仅仅是一个施工问题，还涉及到设计中的一些问题。笔者长期从事高速公路养护工作，对于如何控制沥青路面压实度也形成了一些粗浅的认识，如下：

1 路面允许孔隙率

对于密实型沥青混合料，路面孔隙率成为影响其使用性能的重要指标。反过来，可以根据路面的使用性能要求确定路面孔隙率。路面的使用性能主要考虑路面的水稳性、高温稳定性和耐久性。根据相关工程的试验数据表明，当空隙率超过7%以上时，路面渗水率明显加快。另一方面，随着路面孔隙率的增加，路面车辙随之增大，耐久性、耐疲劳性能降低，因此路面允许空隙率也不宜太高。但路面空隙率并不是越小越好，在不同空隙率的路段产生车辙的情况是：在1~7%的路面空隙率分布中，车辙量主要集中于空隙率小于3%的路段上。当路面孔隙率低于3%时，在夏季，由于沥青与石料的热胀系数不同，路面很容易产生泛油，在行车荷载的作用下，产生侧向流动变形。路面开放交通后，在初期路面有一个逐渐压密的过程，然后趋于稳定。因此路面成型后的现场空隙率应较3%稍大些。美国Westrack环道试验结果认为，4%是最小孔隙率的临界界限。因此路面现场允许隙率较合理的范围是4~7%。

2 试验室设计空隙率

(1)设计孔隙率的确定

现场允许孔隙率、现场孔隙率与试验室设计孔隙率是密切相关的。现场允许孔隙率是确定试验室设计孔隙率的重要依据。设计孔隙率影响生产配合比、施工配合比混合料的孔隙率，进而影响路面的现场孔隙率。试验室孔隙率一般要略小于现场孔隙率。试验室孔隙率、压实度与路面现场孔隙率存在如下关系：Vi=[1-k(1-Va)]×100%或k=(1-Vi)/(1-Va)×100% 。式中，Vi为路面芯样的孔隙率，代表路面现场孔隙率；Va为试验室成型试件的孔隙率；k为路面某处压实度。对于密实型沥青混合料，规范要求混合料的设计孔隙率控制在3%~6%之间。路面施工现场通常采用压实度指标控制路面施工的压实效果,规范要求路面的压实度不小于96%。但如果仅通过压实度一项指标来控制是不科学的，因为不同的设计孔隙率，在相同的压实度条件下，有不同的现场孔隙率。这说明现场孔隙率不仅与设计孔隙率有关，还与路面的压实度有关。因此应当结合目标配合比、生产配合比、施工配合比试件的孔隙率，并依据现场孔隙率的实测结果综合确定路面压实度。因此要达到预期的压实效果，不同的设计孔隙率应对应不同的压实标准，而不能一概而论，所以规范96%的压实度要求过于笼统。从压实功的角度分析，当设计孔隙率较小时，例如3%，达到7%的现场孔隙率标准所需的压实度标准也低，为96％。若试验室设计孔隙率大，按照6%设计，要达到相同的路面压实效果，需要较大的压实功，即需要99%甚至更高的压实度，因此必须调整设计孔隙率。另外，曾经发现有的沥青路面的实度甚至超过100%的现象，经过调查发现主要原因是沥青混合料的目标配合比设计不当造成。这说明路面压实效果的控制与沥青混合料的设计密不可分的，也印证了将试验室设计孔隙率控制在3~5%的范围内是合理的。

(2)影响孔隙率的因素

如果沥青混合料目标配合比的空隙率不满足3~5%的要求，就需要对沥青混合料进行调整。影响沥青混合料的因素主要有混合料的级配、沥青用量、成型温度以及击实次数。通常使用体积指标Va、VMA、VFA来反映其特性。若VMA偏小，混合料极易压密。在这种情况下，混合料对沥青用量非常敏感，即使沥青用量不多，也能达到孔隙率标准的下限和饱和度标准的上限，因此确定出的沥青用量偏少；若VMA偏大，混合料不易压密。在这种情况下，混合料对沥青用量不敏感，即使增加沥青用量，孔隙率仍然很大，而饱和度不足。规范对沥青混合料的目标配合比设计的VMA值只定了下限，而没有对其上限作限制。根据国外资料研究，混合料体积参数VMA应当有个上限，其值为在VMA下限的基础上增加2%。

3 现场压实控制

沥青混合料温度离析和骨料离析是影响现场压实度的重要因素。因此碾压温度和混合料级配的变化将改变沥青混合料局部的压实度。碾压温度高，沥青粘度减小，沥青混合料很容易形成过碾，路面易产生泛油车辙等病害；温度过低，沥青粘度增大，混合料不易碾压，空隙率大，水侵蚀的可能性增大。骨料离析则造成路面局部混合料级配的改变。根据金丽温高速公路路面大中修部分路段施工调查结果。当混合料的设计孔隙率为4% 时，压实度控制在97%以上，其现场孔隙率均满足小于7%的要求。当孔隙率为3%时，压实度控制在96%以上。在实际生产过程中，通过测定现场空隙率方法控制路面的压实更加方便。将现场测得的路面空隙率与路面允许空隙率作比较，如果现场空隙率偏大，则需增加压实效果。

4施工中应当注意的问题

沥青路面的压实效果与路面的压实温度、压实遍数、压实速度、压实方式的组合、料的离析状况等因素有密切联系。在施工中要确保拌和有足够的时间，使其充分、均匀，不产生花白料、不离析；在混合料的运输过程中要确保温度损失最少，可采用适当提高拌合温度及运输过程中加盖帆布等措施；特别要注意摊铺过程中的离析现象，对于已经出现离析的地方，组织现场工人进行撒铺调节，协调摊铺机速度与送料车的速度，尽量保证摊铺的连续性。混合料的碾压温度、碾压和摊铺速度要严格按照规范要求执行。

5 结论

通过甬台温高速公路台州段一期路面大中修工程试验，现场允许孔隙率控制在4~7%是合理的；试验室设计空隙率控制于3~5％比3~6％更合理；检测路面的压实效果，应当结合路面现场孔隙率、试验室孔隙率，选择合理的压实度标准；要保证路面有良好的压实度，设计、施工、检测三方面是密不可分的。