沥青路面现场空隙率与渗水系数的关系分析

沥青路面现场空隙率与渗水系数的关系分析 沥青路面现场空隙率与渗水系数的关系分 析 总第223期 2007年第4期 交通科技 TransportationScience&Technology SeriaINo.223 No.4Aug.2007 沥青路面现场空隙率与渗水系数的关系分析 田柏华 (孝感市市政园艺 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 总公司孝感432100) 摘要通过对沥青路面压实度,现场空隙率和渗水系数的检测结果进行分析,并针对不同沥青 路面类型的现场空隙率对渗水系数的影响,在满足路面渗水系数要求范围的前提下,提出了不同 室内设计空隙率范围时应采用的相应压实度评价 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 及路面现场空隙率控制范围. 关键词沥青路面空隙率渗水系数压实度 目前在我国沥青路面 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 过程中,要求将压 实度作为重要的质量控制指标[1],以预防公路早 期损害的发生.然而工程实践表明,大多已发生 严重早期损害的沥青路面其施工资料中压实度的 检测结果是符合验收标准的.这主要是因为: ?计算压实度的标准试件的密度易受人为因素 调小来提高压实度计算结果;?取样时缺乏随机 性,仅对外观较好的路段取样,并将不合格的心样 随意舍弃,保留合格的数据,造成施工资料中所显 示的压实度值很高;?胶轮压路机的搓揉碾压不 及时,尽管路面压实度达到施工要求,但由于路面 内部空隙连通,仍表现为渗水系数偏大.因此,仅 依靠压实度指标控制沥青路面的施工质量,在实 际应用过程中很难对路面质量做出合理的评价. 已有研究认为[2],沥青路面早期病害的发生除与 路面压实度密切相关外,还受到路面现场空隙率 收稿日期:2007—03—23 和渗水系数的影响. 鉴于此,在保证路面压实度的前提下,将沥青 路面现场空隙率控制在一定合理的范围,降低路 面的渗水系数,是提高路面抗早期损害的关键. 因此,结合压实度指标,并依据沥青路面现场空隙 率与渗水系数的关系,提出与渗水系数指标要求 相对应的现场空隙率控制范围来综合评价沥青路 面的施工质量,对提高沥青路面抗早期损害能力, 合理评价沥青路面施工质量是非常必要的. 1工程概况 深汕高速公路东段水泥混凝土路面大修工程 (K188+250,K286+556)位于广东省陆丰,惠 来,潮阳,汕头等市(县)境内,1996年建成通车. 经过近10年的营运,已出现大面积破坏,造成路 面现时服务水平严重不足.据此,对本项目提出 了采用沥青罩面来恢复路面现时服务水平的设计 思路.路面结构主要设计为:对病害进行处理或 TheCauseandPreventionofEarlyWaterBreakageof AsphaltRoadSurfaceofExpressway DengHongliang,SunLixia,ZhangZhiqing (1.Thecivilengineeringcollege.BeijingUniversityoftechnology,Beijng10 0022.China; 2.Luoyanghighwayadiminanterbureau.Luoyang47i000,China) Abstract:AsphaltintheAsphaltconcretepavementofexpresswaywilllosethebondingstressbecause oftheactionofthewaterSOthatitwillfallofffromthemineral,whichwillbring relax,Ditandemit slurryetc.Atlastitwillaffectthenormaluseofthepavement. Thispaperanalysisthecauseand mechanismoftheasphaltconcretepavementonthebaseoftheroaddiseaseinv estigationoftheZheng — zhuexpressway,andbringforwardthemethodandmeasuretOprotectthepav ementfromthewater breakage. Keywords:crack;waterpressure;compactiondegree;porosity~bindingstre ss 田柏华:沥青路面现场空隙率与渗水系数的关系分析2007年第4期 换填水泥混凝土面板后的路面作为底基层,再加 铺l8cm厚6%水泥稳定碎石作为上基层,沥青 罩面层为6CITI厚中粒式普通沥青混凝土AC-20 型中面层和4cm厚改性沥青混凝土AC一13型抗 滑表层. 2沥青面层配合比设计 根据现行规范要求,通过马歇尔试验进行 沥青混合料配合比设计,上,下沥青面层级配的马 歇尔试验及各种体积指标计算结果如表l所列. 表1马歇尔试验体积指标结果 3施工质量检测及分析 为了使渗水系数更能反映路面现场压实度和 空隙率,在路面检测时首先在选定位置测其渗水 系数,然后在对应位置进行取心,根据对心样毛体 积相对密度的试验结果,采用公式(1)和公式(2) 计算现场压实度和空隙率【5]. K一D×lO0(1) 式中:K为沥青面层某一测点压实度,%;D为压 实沥青路面心样毛体积相对密度;D.为马歇尔 试件毛体积相对密度. V=[1一K(1一V)]×100(2) 式中:为路面心样空隙率,%;V为设计空隙 率,%. 3.1下面层AC_20型沥青路面 表2是在本项目下面层AC一20型沥青混凝 土施工过程中的部分取样检测结果.由于马歇尔 试件的室内空隙率受矿料规格变化和矿料级配浮 动的影响,其大小也存在一定范围内的波动,根据 式(2)现场空隙率不仅与压实度有关,而且与室内 空隙率也存在正比关系.因此,选取了不同室内 空隙率时的施工路段进行取样检测. 以我国现行《公路沥青路面施工技术规范》 (JTGF40--2004)中对普通沥青混凝土路面的施 工质量评定标准为依据,要求以室内马歇尔试件 标准密度计算的路面压实度不小于97,路面渗 水系数不大于300mL/min. 由表2可以看到,在室内空隙率满足3, 5%要求的范围内,路面压实度小于97%的4和 l5号2个位置的渗水系数达570,800mL/min, 均远大于300mL/min的最大规范要求值,即在 室内设计空隙率为4.9,5.0%,压实度为小于 97时的路面渗水系数无法满足规范要求.而室 内设计空隙率为5.0,压实度为97%,98%的 4个位置中有1个位置的路面渗水系数大于300 mL/min,2个位置的路面渗水系数为200,300 mL/min.上述6个位置的现场空隙率范围为 7.2%,8.5.若以压实度98%作为评价标准, 路面渗水系数均满足小于300mL/min的要求, 此时现场空隙率范围为3.7,6.9. 表2AC一20型沥青混凝土路面施工质量检测结果 编号以毛体积相对密度计算渗水系数 室内空隙率/压实度/现场空隙率/%(mL?min) 因此,若以98的压实度作为评价标准,室 内空隙率为3%,5%时现场空隙率为5%,7, 均可达到路面渗水系数的控制要求;若以97%的 压实度作为评价标准,则室内空隙率宜小于 4.5,现场空隙率宜小于7.5,由表2可知,现 场空隙率大于7.5时的渗水系数均已大于300 mL/min;而以96%的压实度作为评价标准时,室 内空隙率则不宜大于3.5%. 3.2上面层AC—l3型沥青路面 表3是在本项目上面层AC—l3型沥青混凝 土施工过程中的部分取样检测结果.受上面层矿 ??? 511878 Cu56734 O42931呲 J 123456 8)一O1357OO9?一”?” 2007年第4期田柏华:沥青路面现场空隙率与渗水系数的关系分析 49 料公称最大粒径减小,矿料几何特性及设计空隙 率的影响,AC一13型沥青路面的现场空隙率较下 面层有所增大,但由于其层厚减小,施工温度提 高,胶轮压路机对路面的搓揉效果加强,有效阻断 了路面内部空隙率的连通路径,从而提高了路 面的抗渗能力.因此,如表3所列,除了5号位 置因施工离析原因造成空隙率小于8时路面 渗水系数仍较大外,现场空隙率不大于8时 即可满足路面渗水系数不大于300mL/min的 要求. 表3AC-13型改性沥青混凝土路面施工质量检测结果 编号以毛体积相对密度计算渗水系数 室内空隙率/压实度/现场空隙率/(mL?rain) 99.2 98.3 100.3 95.8 96.6 99.7 此外,由表3可知,当室内空隙率为4.69/6, 5.49/5时,压实度大于97%的路段路面渗水系数 均可达到规范要求范围.而上面层AC-13型沥 青混合料的室内设计空隙率范围为4,6,为 了使现场空隙率不大于8%,当以压实度97作 为评定标准时,室内设计空隙率宜不大于59/5;当 室内设计空隙率为50A,69/5时,路面压实度应以 98作为评定标准. 4结语 (1)以沥青路面渗水系数不大于300 mL/min作为控制标准,对于两层结构中的下面 层AC一20型的现场空隙率不宜大于7.50,4,上面 层AC-l3型的现场空隙率不宜大于8. (2)以室内马歇尔试件标准密度计算路面压 实度时,对于下面层当按96%的压实度作为评价 标准时,室内设计空隙率应不大于3.5;按97 的压实度作为评价标准时,则室内设计空隙率应 小于4.5%;而当按989/5的压实度作为评价标准, 室内设计空隙率在3,5范围内均可满足现 场空隙率和路面渗水系数的控制要求. (3)对于上面层AC一13型沥青混合料,当以 压实度97作为评价标准时,室内设计空隙率宜 为4,50,4;当其室内设计空隙率为59/5,6 时,则应以压实度98作为评价标准. 参考文献 [1]JrrJ059—95公路路基路面现场测试 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 [s].北 京:人民交通出版社.1995. [2]毛字.沥青混凝土路面压实及压实后孔隙率的影 响[J].石油沥青,2004(4):26—31. [3]JTGF40—2004公路沥青路面施工技术规范[s]. 北京:人民交通出版社.2004. E4]JTJ052—2000公路工程沥青及沥青混合料试验规 程Es].北京:人民交通出版社,2000. E53周海生.浅析沥青路面的压实控制[J].石油沥青, 2004(5):5O一53. RelationAnalysisofFieldAirVoidand WaterPenetrationCoefficientofAsphaltPavement TianBaihua (XiaoganCivicHorticultureEngineeringGeneralCompany,Xiaogan432100,China) Abstract:Byanalyzingthecheckoutresultsofthecompactness,thefieldairvoidandwaterpenetra— tioncoefficientofasphaltpavement,theinfluenceoffieldairvoidtowaterpenetrationcoefficientof differenttypesasphaltpavements,theevaluationcriterionofcompactnessandcontrolrangesoffield airvoidwereputforwardtodifferentdesignrangesofairvoidinlab,whichmustmeetthedemand rangeofthewaterpenetrationcoefficientfortheasphaltpavement. Keywords:asphaltpavement;airvoid;waterpenetrationcoefficient;compactness