摘要：沥青路面现场压实度对路面使用性能影响显著，车辙、水损害、疲劳开裂等沥青路面早期损害均与路面现场压实度过大或过小有关。本文着重论述了3 种不同的标准密度计算沥青路面的压实度的情况。
关键词：沥青路面；压实度；标准密度
在《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1－2004）中规定，沥青混合料的标准密度为拌和厂当天取样的马歇尔试验标准制件密度ρs或试验路段路面芯样密度ρo或最大理论密度ρt，客观上实际密度和标准密度在一定条件下都是定值，因此，压实度也为定值。但由于标准密度取值方法、实际密度试验方法等不同，对检测结果的影响是显而易见的。
1沥青混合料标准密度
按现行规范，标准密度可以有3种取值方法，结合多个检测项目就试验路段路面芯样密度或当天取样的马歇尔试验标准制件密度法进行分析。
1.1试验路段路面芯样的密度
正式摊铺之前需要铺筑试验路段，其目的主要是：①确定生产采用的标准配合比；②确定松铺系数；③确定碾压方法和碾压遍数。只要确定了上述参数，沥青混合料的生产即可正常进行。在确定上述参数时，压实度也是评价指标之一。当然，如果实际施工过程中所有的因素如油石比、级配和施工条件等都不发生变化的时，以试验路段密度作为标准密度也是可行的。但沥青混合料的生产实际上是一个动态过程，实际摊铺的沥青混凝土面层的密度是一个不断变化的数值，它会因当时沥青混合料油石比以及施工条件的不同而变化。以某路段的实际生产为例，所用沥青混合料型为AC－25I，最佳油石比为4.03%，而在实际生产过程中，每天的生产状况与试验路的生产状况很难保持一致，因此其变化值相对较大。
1.2马歇尔试验标准制件密度
在工程实践中，常用当天取样的马歇尔密度作为标准密度ρo来计算压实度，当天马歇尔密度是从当天生产的混合料中抽样进行马歇尔试验得到的，它基本反映了混合料生产的变化情况。但当天马歇尔密度还是会受到以下几个因素的影响。
（1）制件温度
室内马歇尔试验制件的过程中，混合料制件的密度会随着成型温度的增高而增大，空隙率则降低；反之，降低温度会导致密度减小，空隙率增大。在工程实际中，室内马歇尔试件空隙率是衡量沥青混合料的一个重要指标。在做马歇尔试验时，尽管上下变化了5个不同的沥青用量，变化范围达到了2%，稳定度都能满足要求，流值也大都满足要求，稳定度、密度有时连峰值都不出现，最后决定沥青用量的往往只剩下空隙率一个指标。在生产过程中也是如此。多数情况下，马歇尔试验只有空隙率会超出要求。因此，有不少施工单位为满足空隙率要求在马歇尔试件成型时人为改变击实温度或忽视对温度的控制。鉴于诸如此类原因，认为马歇尔密度的可取性需进一步研究。
（2）取样的偶然性
试验室在取样进行马歇尔试验时，通常是上下午各取一组进行试验以获得当天的马歇尔密度。由于搅拌站每天生产量较大，如每天只取两组，其取样的偶然性会随之增大。试验室取样进行马歇尔试验的各个环节都掺杂了人为因素，且这些人为影响对于马歇尔密度的取值而言是较为明显的。受上述多种原因影响，实际检测中的采用马歇尔密度为标准密度的压实度不合格情况就容易发生。
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1.3最大理论密度
最大理论密度主要依靠计算、真空及溶剂等方法获取，溶剂法和真空法对钻孔取芯而言最能反映实际情况，但这两种方法都不能保留芯样，而且试验本身也比较繁琐。而计算法对于施工过程中的质量控制而言则最为简单明了、易于掌握。使用最大理论密度可以直接地、相对真实地反映该路段的空隙率状况。
2马歇尔密度与理论密度的对比
2.1理论密度的变化相对稳定
结合实际工程来看理论密度的标准偏差及变异系数只有室内马歇尔密度的50%。因此，理论密度的变化相对稳定。由此，我们人为最大理论密度作为标准密度是比较合理的方式，计算出来的压实度能够反映现场的实际情况。
2.2以马歇尔密度和理论密度作为标准密度的物理性能分析
当所有的试验都在规范操作下完成，且试验结果都满足规范要求，其结果能基本真实地反映了路面的实际情况。实际工作中采用马歇尔密度为标准密度，压实度满足要求而空隙率则过大的情况会时有发生。路面上空隙率过大的问题不容忽视。研究表明，当沥青混凝土空隙率＞7%时，沥青路面就处于渗水状态，其水损害即不可避免。室内马歇尔密度因偶然或人为因素变小时，还以此标准检验实际碾压的效果，容易产生判断性错误。
3确定标准密度的选择和压实度的标准
目前，我国很多公路采用空隙率和压实度双控指标，即以马歇尔密度作为标准密度来评价压实度的同时，要求其空隙率也要达到要求。这样做可从两方面控制沥青面层质量，但实际施工中会出现压实度满足要求而空隙率不达标的情况，这很难说服施工单位其是不合格的。当以理论密度作为标准密度时，如前所述由于空隙率和压实度是两个相互关联的指标。在这样情况下控制了压实度其实也就控制了路面的实际空隙率。当我们以为标准密度应直接采用最大理论密度，这样就可以直接判断其空隙率的大小。
4沥青面层实际密度
依照“测试规程”检测沥青面层实际密度有核子仪和钻孔取芯两种方法。核子仪法虽然有非破坏性的优点，但由于各种型号沥青混凝土表面的粗糙度不一，通过核子仪法测得的实际密度往往偏差较大，且缺乏相关性，因此“测试规程”明确指出不宜采用核子仪法作为仲裁试验和验收评定手段。钻孔取芯的试验方法是在路面施工结束后从面层中取出芯样，比较有代表性，也是现在最常用的方法。由于沥青混合料密度测试方法较多，有表干法、水中重法、蜡封法和体积法等，究竟采用何种方法作为钻孔取芯样的密度测定方法，有必要在此作一探讨。“测试规程”还规定“压实沥青混凝土面层的施工压实度是指按规定方法采取的混合料试样的毛体积密度与标准体积密度之比，以百分率表示。”《公路沥青及沥青混合料试验规程（JTG E20－2011）》指出，当沥青混合料为不吸水时，可采用水中重法，因此在I型沥青混合料密度的测定中，试验人员仍习惯采用表观密度作为实际密度Ps来计算压实度，这样其实是不妥的。
就室内马歇尔击实试件而言，对I型混合料采用表观密度与采用毛体积密度并没有太大的区别；而对于钻孔取芯的芯样而言，沥青混合料内部的部分孔隙集料的闭口孔隙均会因切割而变成了与外界连通的开口孔隙，此时如果仍然采用水中重法测试则不能反映实际情况。显然，以毛体积密度作为实际密度计算压实度更客观地反映了路面实际情况。
结论
综上所述，在沥青面层压实度检测中，沥青标准密度宜采用马歇尔密度及最大理论密度，这样既可以有效地控制压实度，也可以控制其空隙率等体积指标，不宜采用试验路段密度。
参考文献：
[1]尤建新.质量成本管理[M].北京：石油工业出版社，2003，（05）.
[2]JTGE20－2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].
论文作者:徐宇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/11
标签：密度论文; 马歇尔论文; 沥青论文; 标准论文; 空隙论文; 压实论文; 面层论文; 《基层建设》2017年第11期论文;