沥青砼路面压实度的施工控制应用

沥青砼路面压实度的施工控制应用

发表时间：2016-09-07T15:09:01.037Z 来源：《低碳地产》2016年9期作者：陈瑞朱子剑[导读] 随着我国公路事业的不断发展，高速公路沥青路面里程不断增长。

浙江省交通工程建设集团有限公司浙江杭州 310051

【摘要】随着我国公路事业的不断发展，高速公路沥青路面里程不断增长，伴随着交通量及重载车比例的增大，给沥青路面使用带来了较大的早期损伤与破坏作用。鉴于以上原因导致对沥青路面施工质量提出了更高要求。而沥青砼路面压实度是施工质量管理的最为重要的指标之一，沥青路面的成败与否，压实是最重要的工序，因此探讨沥青砼路面压实度施工控制技术应用具有很强的现实意义，基于BP 神经网络建立公路沥青混凝土路面施工工序评价控制预测模型应用。

【关键词】沥青高速公路；路面压实；施工控制；应用

1、沥青砼路面压实度的概念简述

沥青混合料面层施工压实度通常是指按施工规范规定的方法测定的混合料试件的毛体积密度与标准密度之比值，以百分率表示，K用来表示压实度，

其计算公式如下

芯样实际密度一般有四种方法测定分适用于不同情况，分别是水中重法、表干法、蜡封法与体积法。 A）水中重法：该方法适用于测定吸水率小于0.5%的密实沥青混合料试件的表观相对密度或表观密度。水中重法是属于传统方法，操作简单、应用广泛。

B）表干法：常用于测定吸水率不超过2%的各种沥青混合料试件，其测定的是毛体积相对密度和毛体积密度。该方法最核心的操作就是用拧干的湿毛巾擦干表面，使得表面不仅不能有过多的水分，而且还不能把吸进孔隙的水分擦掉。通过制造一种真正的饱和面干状态，以便得到真正的毛体积。

C）蜡封法与体积法：常用于吸水率超过2%的各种沥青混合料试件测定。除了不能用蜡封法测定的大孔隙沥青混合料之外就只能用体积法。

2、现场施工控制压实度的意义

路面应具有一定的压实度，通过对压实度的控制对提高沥青路面质量具有非常重要作用。所以对压实度的施工控制就显得相重要。

2.1 提高路面抗水损害能力

由于公路是露天的，气候因素对路面的影响较大，特别下雨时，雨水是对沥青路面影响最直接的因素之一。雨水渗透到沥青路面中，在温度与车载的共同作用下，容易使沥青膜从集料上剥落，导致混合料没有粘结力，使沥青路面不密实而显得松散，久而久之就会使路面出现坑洼等破坏形式。

据国外有关研究结论：沥青路的空隙率在8%-13%，雨水对沥青路面损害力最大，空隙率超过13%雨水会直接从空隙中流出，空隙率低于8%，雨水难以渗透进沥青路面之中，而8%-13%刚好是雨水容易渗透其中而又不易流出对路面产生潜在危害。鉴于以上空隙率标准因此在沥青混凝土配合比设计及施工控制时，倘若目标配合比空隙率为4.5%.则压实度必须达到96.5%以上，否则空隙率会高于8%，不利于公路抗水损害能力。只有达到上标准才能保证沥青公路的空隙率不在水损害范围之。

2.2提高沥青路面抗车辙能力

在结构与材料确定的情况下，路面压实度对沥青路面抗车辙能力影响最为明显。笔者通过对玄武岩碎石、I-D级SBS改性沥青进行实验，发现稳定度变化幅度较大的压实度均在96%-106%之间。压实度96.2%时的稳定度却相当于100%的稳定度的35.7左右 2.3使沥青路面的使用寿命变长

由于压实度对沥青路面的耐久性有着非常重要影响，因此压实度能提高沥青路面的使用寿命。通常表现在以下几方面：A）使空隙率降低，减轻沥青老化的速度。B）可以提高沥青路面层弯拉强度，从而间接地提高了沥青路面的使用寿命。C）可以使渗入基层的水分减少。由于我国沥青路面大部分不设立排水层，并且基层通常是半刚性结构，水分通过沥青面层渗入到基层之后，在车辆碾压的作用下，就逐渐软化路基与基层，从而引起路面翻浆。

3、压实度施工控制应用

3.1压实度施工工艺控制

沥青路面碾压最核心的地方就是在一定的温度区间内，能够快速地把混合料进行压实，倘若不快速压实，一旦温度降低，再碾压也无法提高压实度反而由于过压造成骨料破碎，尤其对于改性沥青混合料。提高压实度重点在摊铺机的初始压实度、压路机碾压时的混合料温度及碾压工艺组合。其原因是两方面的，一方面是在温度降低之后，混合料粘结力就会增加很快，再压实就非常困难。另一方面是随着压实度的提升，路面的抗力也会增大。笔者经过实验发现，首次碾压方式对沥青路面的压实度非常重要。对于平整度好的下承层，就可以在首次碾压时就会起振，不但可以提高压实度，还可以起到保温作用。

图1 碾压次数与压实度和温度的关系

从图1可知，碾压方式1在碾压次数一样的情况下，倘若沥青混合料的温度高，则压实度也相对来说高，分析其原因就是在于碾压方式1的首次碾压是振压，而方式2的首次是静压，振压后静压压实度低于振压度2个百分点。沥青面层碾压过程中要喷洒一定的水，其目的是为了防止沥青混合料粘住碾压轮。振压后的压实后压实度空隙率小，水分渗透进沥青混合料中比较难。而静压由于空隙大，水分容易渗透其中，导致温度下降。在这里要进一步说明的是在松铺压实度超过85%时，才适合首次振压，否则在振压过程中会使沥青混合料位置发生移

动，对路面的平整度会产生影响。

（1）对工艺参数的合理选择，沥青路面压实工艺参数构成有A）压路机的碾压次数。B）初压、复压与终压时的碾压温度。C）压路机的碾压速度。在工程建设过程中，依据工程的实际情况制订符合实际的工艺参数，从而来满足施工要求，笔者在长期沥青路面工程建设过程中总结了实际参数数据。

（2）碾压的规范，压路机碾压时应把驱动轮面对着摊铺机，碾压路线与碾压方向不能忽然改变而使得混合料位置发生改变。压路机的停止务必减速放慢进行，碾压作业的开始点与终止点应做好标志。在实际碾压过程中为了不使混合料温度下降得太快，下一个碾压带就向摊铺机靠近，使得折回处不在同一断面上，而是出现楼梯形地随摊铺机向前进。边部通常是使用振动夯板进行夯实，振动夯板应紧随摊铺机趁高温进行夯实。等待压路机复压结速之后，还需要振动夯板对压路机所留下的痕迹进行清除。

3.2压实度的控制措施分析

图2 压实度与击实温度关系

从图2可知，135摄氏度的击实试件压实度为100%，就可以清楚看出随着击温度不断降低其压实度也将不断降低。当温度降到10摄氏度时，压实度会降低到4%左右。而沥青路面完工压实度通常在92%-98%之间。一旦路压实度比规范规定的95%的标准低到2%-4%，就很容易利用降低击实温度，使压实度达到规范要求。

4、BP神经网络施工工艺评价控制预测

4.1评价预测系统模型

BP神经网络是根据误差反向传播来调节神经元之间的连接权值和阈值的，这种方法有效解决了多层神经网络训练的问题，基本可以理解为“正向传播输入信号，反向传播误差调节信号”，一个三层BP神经网络可以在满足精度要求的前提下逼近任意函数。本文建立的神经网络一共有几个输入箱梁，分别为沥青混凝土的沥青控制系统、压实控制分析，输出层以控制评价效果为神经元，隐含层设置15个神经元。

4.2输入输出样本处理

样本数据归一化，在练习前，要求数据实行归一化处置，样本全面展现研究对象的工作范畴以及参数特征，因此样本练习好的网络都是要具备优好的内插与外推功能，尽可能在样本数量少，或减少测验频率与缩减练习网络以所用的资源。样本输写为施工把控系统的各子