无核密度仪在沥青混凝土路面施工过程中的应用研究 4页

Vo1．54NO．3工程与试验ENGINEERING&TESTSep．2014无核密度仪在沥青混凝土路面施工过程中的应用研究梁富强，谢添，朱永霞(1．安徽省交通规划设计研究院工程测试中心，安徽合肥230088；2．安徽交通职业技术学院，安徽合肥230051)摘要：由于具有无损、快速、安全等优点，无核密度仪广泛应用于高速公路施工控制中。在沥青路面施工过程中，使用无核密度仪检测每遍碾压后的压实度，了解初压、复压、终压过程中压实度的实时变化情况，并分析其变化原因，进而优化碾压遍数，得出最佳碾压方案，以指导施工。合理的沥青混凝土路面压实方案，可以提高劳动效率、降低施工成本。关键词：沥青路面施工；无核密度仪；过程控制；压实度变化中图分类号：U415．5文献标识码：Bdoi：10．3969／j．issn．1674—3407．2014．03．006ResearchontheApplicationofPavementQualityIndicator(PQI)totheConstructionProcessofAsphaltConcretePavementsLiangFuqiang，XieTian，ZhuYongxia。(1．AnhuiTransportConsulting&DesignInstituteEngineeringtestCo．，Ltd．Hefei230088，Anhui，China；2．AnhuicommunicationVocational&Technicalcollege，Hefei，230051，China)Abstract：PavementQuality．Indicatoriswidelyusedinhighwayconstructioncontrol，duetoitsadvantagesofnondestructive，fast，safe，etc．IntheprocessofasphaltPavementconstruction，theuseofPQIcantestthepavementcompactnessaftereverycompaction．ThroughtheuseofPQI，thereal—timechangesofpavementcompactnesscanbemeasured，andthereasonsforsuchchangescanbeanalyzed，whichcandeterminethebestcompactionschemetoguidethepavementconstruction．Thebestcompactionschemeofasphaltconcretepavementcanimprovelaboreffi—ciencyandreducetheconstructioncost．Keywords：asphaltpavementconstruction；pavementqualityindicator；processcontrol；changeofcompactness短，测取一个样本点只需2s左右，可以实现重复测引量和施工过程中的实时测量，且不使用放射物，更加安全。无核密度仪(PavementQualityIndicator，PQI)沥青路面的密度与其介电常数有着直接的相关是一种不使用放射性物质的新型压实度检测工具，关系。无核密度仪(PQI)的工作原理就是利用仪器在最新版的《公路路基路面现场试验规程》(JTG自带的感应盘发射环形电波，电磁波在被测路面材E60—2008中，已对其使用进行收录和介绍。无核料内传播时，不同介电常数的材料对其吸收和损耗密度仪和核子密度仪一样，属于无损检测，不破坏路不同。利用PQI接收器接收到的电磁波衰减值可面的完整性。同时，其测量更简洁快速，读数周期更以测量出沥青混合料路面的介电常数，仪器主机经[收稿日期]2014—06～23[作者简介]梁富强(1985一)，男，河南卫辉人，硕士，主要研究方向：道路工程检测技术及路面材料。·19·n工程与试验过计算，可以转换出密度读数，其原理图如图1所示。2数据的采集隔离环北沿江高速马巢段的路面施工采用1台陕西中大DT1600摊铺机进行全幅摊铺，碾压分初压、复压接收器_发射器I接收器／和终压3步，其中，初压采用2台13t双钢轮压路机碾压2遍；复压采用4台30t胶轮压路机各碾压1遍；终压采用1台13t双钢轮压路机碾压，静压2遍。测试前，首先根据测量的路面厚度、集料粒径等，设置PQI的相关参数，并通过和钻芯取样法得缺陷、空隙缺陷或密度改环形电感测量材料或密度变化变处感应区域应区域到的密度和压实度对比来确定PQI的修正值L4]。在碾压过程中，每遍碾压完毕后使用PQI测试一次图1PQI的工作原理图密度值，如图2所示，本处共采集了15个断面。测取的密度经过原确定的密度修正值修正后计算压实无核密度仪由于其无损、快速等优点，可用于检度，如表1所示。测铺筑完工的沥青路面、现场沥青混合料铺筑层的密度以及快速检测混合料的离析等[3。即可以在施工过程中，随时快速地测量路段的压实度，为路面的施工提供实时数据。为了验证沥青混凝土路面的压实方案，具体了解每遍压实过程中，压实度的实时增长情况，以优化压实机械的选用和组合，在满足压实度要求的前提下，减少不必要的压实步骤，提高劳动效率、降低施工成本，安徽省交通规划设计院工程测试中心在北沿江高速马巢段沥青混凝土路面施工过程中，进行了沥青混合料压实度和碾压遍数等因素的关系探究。图2PQI在施工过程中的检测表1压实度随碾压遍数的变化记录表(注：“／”表示漏压造成的数据缺失)·20·n梁富强，等：无核密度仪在沥青混凝土路面施工过程中的应用研究度，降低了PQI测量底盘和路面的吻合度，从而3压实度与碾压遍数的关系研究影响了PQI测值的准确性。(3)在整个复压过程中，压实度是呈不规则波动根据采集的数据，分析压实度随碾压遍数的变的。这种波动是由于路面表面的平整度不断变化，34化，计算出各位置点每遍压实的平均值和标准差，如影响了PQI的测值。但从标准差看，胶轮碾压过程表2所示。中的压实度的标准差总体在减小，证明胶轮在碾压表2各点每遍压实的平均值和标准差过程中，通过揉搓作用，使路面更深范围内的沥青混昙8合料的压实度更加均匀。70(4)在复压过程中，压实度虽有波动，但是总体还是呈上升趋势的。(5)终压采用光面的钢轮压路机收尾后，PQI测耄83O得的压实度进一步变大，但是这个压实度的增值是92．52．oo通过光轮改善路面平整度而影响的PQI测值，其实92．91．43这个增长主要是在复压阶段通过胶轮压路机碾压实复压(胶轮)92．71．71现的。9O93．11。3495．1O．954标准碾压遍数下压实度的分析终压(钢轮)94．11．O828在现场控制过程中发现，由于现场调度等原因，由表2可得以下几点结论：可能造成某些采集点的碾压遍数没有严格按照设计(1)初压对压实度贡献非常大，路面密度明显随遍数进行。为了探究设计压实遍数是否取得目标压压实遍数增加而增加。实度，本处选取了现场完全按照标准碾压遍数进行O5(2)复压时，第一遍胶轮碾压后压实度对比初压的位置点8、位置点9、位置点1O、位置点1l、位置点结束时的压实度一般有明显的下降，但这并不是路15共5个点，这5处是按照标准的碾压遍数进行面压实度的降低，而是胶轮改变了路面表面的平整的，在施工过程中，得到的数据如表3所示。叭09表3标准碾压遍数下的压实度测定值20初压93．094．193．O93．593．893．5O．51踮弱(钢轮)93．393．393．693．O94．993．6O．74复压(胶轮)690．792．591．993．592．392．21．O0根据表3，画出压实度随碾压遍数的变化趋势内的压实度进一步均匀化，最后再用钢轮压路机收图，如图3所示。为了明显地看出两者的关系，现画面后，PQI压实度的平均值在94．2，满足设计要出压实度的平均值与碾压遍数的关系图(如图4所求值，也和前面15个点求出的平均压实度94．1示)。基本没有偏差，证明设计的碾压方案中关于碾压机由图3和图4可以看出：在标准碾压遍数下，初械和遍数的选定足以满足设计压实度的要求，不用压阶段基本可以使压实度达到标准要求的94，然再增加压实遍数。后再进行4遍的胶轮压路机复压，使路面设计深度·21·n工程与试验O％OOOOO0OO罟O8盯OO路O面内O部的压O实度O在逐O步增O长的前提下，变异系数0减小，证明压实度的均匀性在逐步变好。⋯厂＼图翩／一一(3)终压后的压实度测值l变大，4是由于PQI和一／＼／／II～-路面的表面吻合度提高，这表明终压阶段钢轮压路、、～／l‘／潞，／7—：～机对路面表面平整度提高有很大作用，所以建议终压必须认真、严格按照《作业指导书》上要求完成。＼一／此处不能参考《公路沥青路面施工技术规范》(JTG＼『厂＼F40—2004)条款5．7．8“⋯⋯如经复压后已无明显l＼∥轮迹时可免去终压⋯⋯”的建议L6而免去终压，或者不重视终压。012345678(4)在检测过程中发现，部分段落压路机的压实—◆一位置8+位置9⋯套一位置lO__卜位置l1鼹，位置15遍数并没有按照标准碾压方案进行，可能有漏压或图3压实度随碾压遍数的变化图者碾压过多等情况。由标准碾压遍数下压实度的分析可知，标准的“两钢四胶”加钢轮两遍收尾，足以满足设计压实度的要求。过多的碾压不仅容易造成施◆—工成本的增加和路面集料的破损，而且延误了后续广7施工的及时进行。例如有部分点的初压，由钢轮压路机碾压了4—5遍，过多的碾压并不能更好地提高|＼压实度，反而延误了复压的开始。有的点在复压阶|＼段，胶轮碾压过多，此时沥青混凝土材料的温度已逐渐散失，在低温状况下过多地反复碾压，并不能对压实度的提高有很大作用，反而容易造成石料棱角磨．{lL、损、压碎，破坏集料嵌挤效果，同时增加施工的成本，影响工程的进度。建议进一步规范对碾压遍数和速2345678度的控制。—卜平均压实度平均值随碾压遍数的变化图参考文献[1]张俊标，徐科．无核密度仪在沥青路面检测中的应用5总结及建议[J]．广东交通职业技术学院学报，2007．E2]周志刚，刘振兴，李强，等．无核密度仪在现场热再生沥通过PQI在沥青混凝土路面碾压过程中的应青路面压实度质量控制中的应用[J]．中外公路，2009，用，得出以下几点结论及建议：29(5)．(1)初压是沥青混凝土路面压实度形成最明显[3]JTGE60—2008公路路基路面现场测试规程[s]．的阶段，同时，这个阶段的温度也是最高的，这都有1-4]梁富强，谢添，王鹏狲，等．基于无核密度仪的一种组合式压实度测量方法[J]．北方交通，2013，(11)．利于压实度的快速增长。所以，要切实做好初压工Es]栗威，朱梦良，魏建国，等．表明构造对沥青道面无核密作。度仪测试结果的影响EJ]．中外公路，2013，(2)．(2)复压阶段，胶轮压路机通过“揉搓作用”，使I-6]JTGF40—2004公路沥青路面施工技术规范Is]．·22·