路面厚度是沥青路面质量的一个重要指标,因此沥青路面厚度检测尤为重要,如若对于路面厚度理解不正确,会导致选择的检测方法不正确,从而引起路面合格率降低,甚至出现代表值不合格的情况。
作为近年来道路预防性养护和矫正性养护的新技术,同步碎石封层的厚度是否应该被读取,读取后会给路面检测结果带来多大的影响,值得研究和探讨。
某高速公路项目路面设计为4 cm SMA-13沥青混凝土上面层+6 cm AC-20中面层+8 cm AC-25下面层+1 cm改性沥青同步碎石封层中国沥青网sinoasphalt.com。建设单位委托某检测单位对23.687 km长的沥青路面分左右幅钻取48个芯样进行厚度检测。检测过程中有人员认为,同步碎石封层的集料不应该算入下面层厚度;也有人认为同步碎石封层理论上应该全部嵌入下面层,故量测芯样厚度时应该读取该厚度。检测人员按2种读数要求量取芯样厚度后,平均厚度相差1.8 mm,代表值相差1.9 mm,合格率相差了4.1%。那么同步碎石封层到底对沥青路面厚度有什么影响确实值得我们思考。
沥青路面厚度的概念 路面厚度是沥青路面质量的一个重要指标,路面结构层厚度评定方法,是为确保结构层的平均厚度。当厚度代表值大于或等于设计厚度减去代表值允许偏差时,则按单个检查值的偏差不超过单点合格值来计算合格率;当厚度代表值小于设计厚度减去代表值允许偏差时,该评定路段厚度不合格,相应分项工程应评为不合格。 《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2017)中明确了路面结构层和功能层的概念,路面结构力学指标计算采用弹性层状连续体系理论,且假设各结构层间是连续的。而实际施工中是各结构层分层施工,所以我们采用的下封层同步碎石封层属于功能层,通过洒布沥青与预撒石屑尽量使下面层底面相互渗嵌,结成整体,提高路面强度。 规范中不同结构组合路面的设计指标、路面结构验算中的沥青混合料疲劳开裂验算、无机结合料稳定层疲劳开裂验算、沥青混合料层永久变形量验算、沥青面层低温开裂指数验算也都只有沥青混合料结构层的厚度指标,碎石封层的有关计算均没有涉及。同时,相应的各结构层配合比设计中也没有下面层与封层或基层与封层的相应方法和指标。 对同步碎石封层的理解 《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2017)中要求在半刚性基层上设下封层,下封层宜用沥青单层表面处治,如改性沥青稀浆封层厚度不应小于6 mm。 《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)中要求下封层宜采用层铺法表面处治或稀浆封层法施工。稀浆封层可采用乳化沥青或改性乳化沥青作结合料。下封层的厚度不宜小于6 mm,且做到完全密水。以层铺法沥青表面处治铺筑下封层时,通常采用单层式,1 000 m2矿料用量宜为5~8 m3,沥青用量可采用要求范围的中高限。 《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1—2017)中规定,透层、黏层和封层的基本要求应与沥青表面处治层相同。 根据以上规范及标准中的明确要求,可以理解下封层的主要功能为封水防水、稳定基层、解决沥青面层与基层的黏结、缓解基层反射裂缝产生等。封层应使用黏结性和温度稳定性好的材料,它在荷载应力应变作用下不仅要保持良好的水密性,还应使面层和基层之间能够形成足够的结合力,防止薄沥青面层产生滑动、推移等层间破坏。下封层是在透层之上洒布一层热沥青或改性沥青,形成较厚的沥青膜,从而起到防水作用。 沥青路面厚度检测 沥青路面厚度检测方法 《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60—2008)挖坑及钻芯法测定路面厚度试验方法(T 0912—2008)中,钻孔取芯样法厚度测试主要有如下步骤。 (1)根据现行相关规范要求,随机取样确定钻孔检查的位置。 (2)按要求用路面取芯钻孔机钻孔,芯样的直径应符合要求,钻孔深度必须达到层厚。 (3)仔细取出芯样,清除底面灰土,找出与下层的分界面。 (4)用钢板尺或卡尺沿圆周对称的十字方向四处量取表面至上下层界面的高度,取其平均值,即为该层的厚度。 分界面 检测规程中要求找出与下层的分界面,对于沥青混凝土面层来说,除去上面层和中面层的分界面,还有两种理解:一种是下面层与同步碎石封层的分界面;另一种是下面层与基层的分界面。设计文件一般要求透层上铺设SBS改性沥青同步碎石封层,厚度1 cm,用量为2.0 kg·m-2,撒布满铺60%~90%的S9碎石,1 000 m2撒布量为11~14 m3,可见碎石撒布并非满铺一整层,应保证集料颗粒之间有一定的空隙,且一粒一粒铺设在撒布的沥青上。此要求的目的就是与下面层沥青混合料相互渗嵌,更好地结合成为一个整体,已期达到设计理论的要求 。按照设计的同步碎石封层来分析这两种理解的分界面。 (1)如果是与同步碎石封层的分界面,那么根据要求同步碎石封层的沥青浇洒应均匀,无露白,不得污染其他构筑物;集料应趁热撒铺,撒布均匀,压实平整,不得有重叠现象。如果按照设计要求及施工规范,压实工艺达到要求,那么封层中的碎石应该与下面层的沥青混合料黏结在一起,且不应该有白料的存在;如果钻出的芯样底部有明显的白料,或明显的颗粒叠加、颗粒松散,那么可能是这两个原因导致的。一个是碎石封层施工的时候施工控制不到位,存在叠加或碎石满铺密度过大;或者下面层施工前,施工车辆对同步碎石封层造成了破坏,造成下面层施工时与碎石封层未有效结合成整体。另一个是下面层施工工艺控制不到位,压实工艺不足,沥青混凝土温度达不到规范要求等原因造成下面层施工时与碎石封层未有效结合成整体。 根据实际情况来看,即使是这两种情况存在,下面层与同步碎石封层的分界面也不是很明显、很清晰和很均匀的,甚至不能称为分界面。所以,有的检测工作者在沥青路面厚度检测中将同步碎石封层厚度计入沥青路面总厚度,采用现场钻取芯样量取厚度后,减去设计中的同步碎石封层厚度,或者一定比列折减厚度后,才作为沥青路面厚度的检测值。这样很容易导致实际沥青路面结构层厚度大于检测数据,从而出现代表值不合格的情况,造成一些不必要的争议。 (2)第二种理解是下面层与基层的分界面,也就是认为同步碎石封层与下面层底面相互渗嵌,结成整体。这种理解就是将钻出的芯样用钢板尺或卡尺沿圆周对称的十字方向四处量取表面至上下层界面的高度,取其平均值,即为该层的厚度。但是实际施工中,由于施工的均匀性以及压实工艺的局限性,1 cm厚同步碎石封层很难完美地与下面层结成整体,造成部分同步碎石封层未嵌入下面层的厚度被计入了路面结构层,导致实际路面结构层厚度低于检测数据。 结语 (1)同步碎石封层的主要功能为封水防水、稳定基层、缓解基层反射裂缝产生等,还能够使面层和基层之间形成足够的黏结力,防止薄沥青面层产生滑动、推移等层间破坏。故同步碎石封层属于路面结构设计中的功能层厚度,不应计入沥青路面结构层厚度。 (2)同步碎石封层应注重过程控制,如严格确定撒(洒)布温度、撒(洒)布时间及撒(洒)布量等,在厚度钻芯的同时,引入层间抗剪切指标作为检验层间处治结合效果和同步碎石封层施工质量的指标,而不应该通过沥青路面厚度指标来确保同步碎石封层的施工质量。 (3)沥青路面厚度检测方法应按照现场检测规程要求,钻至设计结构层厚度后停止钻芯,取出芯样后,应用软刷将芯样底部松散颗粒和尘土轻轻地刷掉,不能使用外力将底部颗粒剥离,同时应对芯样底部进行外观描述,即碎石是否均匀、沥青包裹是否均匀、碎石粒径是否均符合设计要求、碎石是否有叠加。在用钢尺进行量测厚度时,如发现个别部位有明显凸出芯样底部的颗粒存在,则应采用游标卡尺进行重新量测,然后根据数据原则进行分析,如果发现数据离散过大,则该芯样数据不予采用。