譚忠華

根據(jù)美國土木工程師協(xié)會(ASCE)2011年的報告，截至2040年，美國每年需要花費大約350億美元維護公路與橋梁?；谶@個數(shù)值估算，假如路面耐久性能提升5%～25%，每年就可以節(jié)省17.5億～87.5億美元，這些資金可以重新投入公路系統(tǒng)，用于改善道路的整體狀況、行車安全與擁堵問題。

美國瀝青協(xié)會(AsphaltInstitute)在2007年指出，壓實度是影響瀝青路面性能最重要的因素之一，小幅提高就有可能使瀝青路面的使用壽命明顯延長。美國國家瀝青技術(shù)中心(NCAT)在2016年的一份報告中稱：空隙率每減小1%，預(yù)計可以使瀝青路面的抗疲勞性能提升8%～44%，抗車轍性能提升7%～66%；此外，基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)保守地估計，路面的使用壽命至少延長10%。

為了闡明壓實度對瀝青路面的生命周期成本分析(LCCA)的影響，將同一段瀝青路面分別壓實至瀝青混合料的理論最大密度(Theoretical Maximum Density)的93%和92%，依照使用壽命延長10%進行計算,瀝青路面的生命周期成本分析結(jié)果表明:通過使壓實度的最低要求值從92%提高到93%(譯者注:和馬歇爾設(shè)計方法不同,美國使用的Superpave混合料體積設(shè)計方法把理論最大密度作為壓實度標準,目前的要求是92%的理論最大密度.馬歇爾密度壓實度K1與理論最大密度壓實度K2之間的關(guān)系為K2=K1.(1-VV),VV為瀝青混合料的設(shè)計空隙率),一個總價為100萬美元的鋪面項目可以節(jié)約8.8萬美元(不考慮運營、維護以及道路使用者的成本).

提高壓實度,可以從改善現(xiàn)場壓實情況入手.正如ChuckHughes在1977年的瀝青攤鋪技術(shù)專家協(xié)會(AAPT)年度會議上所說:"在那些為了保證道路的長期使用性能而采取的施工控制中,最重要的就是壓實."

其他技術(shù)的進步,比如溫拌瀝青(Warm Mix Asphalt,簡稱WMA)、智能壓實(Intelligent Compaction,簡稱IC)、紅外熱成像(Infrared Thermal Imaging,簡稱IR)以及可以連續(xù)測量密度的滾動密度儀(Rolling Density Meter,簡稱RDM,由美國GSSI公司開發(fā)),或者改良的施工工藝,都可以提高瀝青路面的壓實度,從而增強瀝青混合料的耐久性、延長道路的使用壽命.

意識到壓實度對于建造有成本效益的瀝青路面的重要性之后,美國聯(lián)邦公路局(FHWA)開始了一個名為"通過提高壓實度增強瀝青路面的耐久性"的示范計劃.除了FHWA,參與該示范計劃的機構(gòu)還包括國家瀝青鋪面協(xié)會(NAPA)、各州交通局以及負責鋪筑控制段與試驗段的承包商.

目標與范圍

這個示范計劃的目標是通過提高壓實度來改善瀝青路面的性能.因此,整個研究包含兩個主要的部分:檢索文獻,找到提高瀝青路面壓實度的最佳做法;建設(shè)10個示范項目.這些示范項目的用意在于支持各州交通局對當前的壓實度驗收要求做出評價.各州交通局可以結(jié)合實際情況,與施工承包商一起嘗試最適用的技術(shù),并且允許美國聯(lián)邦公路局將他們的成功經(jīng)驗分享給別的州.借助這些示范項目的結(jié)果,FHWA可以為各州交通部門提供指導(dǎo),或者激發(fā)他們審度與提高當前的壓實度驗收標準.

雖然通過提高壓實度可以改善路面性能,但是這種做法并不適用于所有情況.對于使用嚴重離析、對水分敏感或者體積特性不合格的瀝青混合料鋪筑的路面,此舉收效甚微.

考慮到提高壓實要求對于哪些地方的影響最大,以及地理、氣候的多樣化,FHWA從申請名單中選出了10個州的交通局,為他們提供研討會和施工現(xiàn)場協(xié)助等形式的支持.

針對各州交通局、施工承包商、設(shè)備供應(yīng)商與學術(shù)界等目標聽眾,美國瀝青協(xié)會與聯(lián)邦公路局在每個入選示范計劃的州交通局都舉行了一次研討會,介紹當前認可的最佳做法以及新材料、新技術(shù).參與示范計劃的各州交通局需要鋪筑一條控制段、一條或更多試驗段,其中的控制段由施工承包商采用常規(guī)辦法壓實,第一條試驗段則會嘗試改進的攤鋪與壓實工藝.遵照聯(lián)邦公路局的要求,第一條試驗段的目標是在不使用額外的壓路機或者其他大幅度增加成本的辦法的前提下,提高瀝青路面的壓實度.至于其他試驗段,則全憑各州交通局處置,他們普遍采用了增加壓路機的做法,或者放手一試自認為最適合當?shù)氐姆椒?這對于整個示范計劃而言很重空隙率每減小1%,預(yù)計可以使瀝青路面的抗疲勞性能提升8%～44%,抗車轍性能提升7%～66%;此外,基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)保守地估計,路面的使用壽命至少延長10%.

中,通過改變?yōu)r青用量和壓路機數(shù)量,評估它們對研究結(jié)果的影響.兩種瀝青用量由旋轉(zhuǎn)壓實標準確定.

公路B只有兩條車道,項目長21.89 km,鋪筑干道主線用掉50 182 t瀝青混合料,另有5 242 t用于路肩.項目在2016年9月施工,工期為5個星期.預(yù)計公路B在設(shè)計年限內(nèi)的累計當量軸次為1X106ESAL,路面加鋪層的預(yù)期壽命為8～10年.在這個項目中,采用的施工方案是先銑刨掉5.08 cm原有面層,再加鋪8.89 cm厚的罩面(下面層和上面層分別為5.08 cm和3.81 cm).

顯而易見,兩個示范項目的最大差別在于交通量--公路A的累計當量軸次是公路B的10倍.

瀝青混合料設(shè)計

公路A所用集料的公稱最大粒徑為12.70 mm;攤鋪厚度(t)與集料的公稱最大粒徑(NMAS)的比值(t/NMAS)為3.0;使用的瀝青膠結(jié)料的等級為PG 58-28.

根據(jù)道路交通量的等級,該州交通局要求瀝青混合料的設(shè)計在旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)為90次的條件下進行.承包商根據(jù)此要求提交了瀝青混合料設(shè)計方案,并且在空隙率為4.0%的條件下選擇最佳瀝青用量.然后,該州交通局將集料級配一樣、瀝青用量不同的瀝青混合料使用Superpave旋轉(zhuǎn)壓實儀壓實60次,在空隙率為4.0%的條件下選擇最佳瀝青用量.據(jù)測定,在上述兩種旋轉(zhuǎn)壓實標準下設(shè)計瀝青混合料,最佳瀝青用量的差別達到0.3%.

公路B上的控制段與試驗段1、5所用集料的公稱最大粒徑為12.70 mm,試驗段2、3、4所用集料的公稱最大粒徑為9.53 mm.當集料的公稱最大粒徑為12.70 mm時,下面層的t/NMAS為4.0,上面層的t/NMAS則為3.0;當集料的公稱最大粒徑為9.53 mm時,上面層的t/NMAS為4.0.干道要.在施工期間,美國國家瀝青技術(shù)中心(NCAT)的工作人員會為他們提供現(xiàn)場技術(shù)咨詢.

鋪筑示范項目

被選中的10個州交通局需要在施工之前召開會議,討論如何鋪筑試驗段.各州交通局通常會和承包商聯(lián)手制定施工方案,借此評估通過提高壓實度來改善瀝青路面的耐久性.

承包商被要求先使用他們的標準碾壓方法建造一條控制段,然后改進碾壓方法,使用同樣的壓實設(shè)備再鋪筑一條試驗段.必要時,各州交通局還可以要求承包商鋪筑額外的試驗段--可以使用額外的設(shè)備,改變材料、混合料配合比或者攤鋪厚度,改良作業(yè)過程,以及嘗試其他可以提高壓實度的方法.

參與示范計劃的各州交通局需要提供一份觀察報告.受篇幅限制,本文僅介紹使用不同方法鋪筑了多條試驗段的州3的項目概況、施工方案與結(jié)果.

項目概況

綜上所述，高中政治文化生活板塊中傳統(tǒng)文化的教學滲透要利用課堂情境，滲透傳統(tǒng)文化；利用實踐活動，挖掘文化精髓；更新教師素養(yǎng)，滲透傳統(tǒng)文化，最終確保中國傳統(tǒng)文化融入工作思想政治教育的路徑更為暢通。

州3的交通局在兩條均位于農(nóng)村地區(qū)的公路上實施了兩個示范項目.公路A是一條雙向四車道公路,由中央分離帶隔開.項目長12.39 km,鋪筑干道主線用掉24 317 t瀝青混合料,另有4 072 t用于路肩.項目在2016年5月施工,工期為2.5個星期.

預(yù)計公路A在設(shè)計年限內(nèi)的累計當量軸次為1X107 ESAL,路面加鋪層的預(yù)期壽命為17年.在這個項目中,原有的路面結(jié)構(gòu)為15.24 cm碎石基層、22.86 cm混凝土路面、11.43 cm瀝青路面,采用的施工方案是先銑刨掉5.08 cm原有面層,然后加鋪兩層3.81 cm(共7.62 cm)厚的罩面.在試驗主線使用的瀝青膠結(jié)料等級為PG 64-28,路肩則使用PG 58-28.

使用Superpave旋轉(zhuǎn)壓實儀進行瀝青混合料設(shè)計,旋轉(zhuǎn)壓實60次.所有瀝青混合料均沒有進行性能試驗.

密度測量與規(guī)范

州3交通局使用最小批量平均數(shù)(Minimum Lot Average)評估壓實度.對于磨耗層,最小批量平均數(shù)為現(xiàn)場取樣試件的理論最大密度的92%;非磨耗層則為93%.通過測量直徑為10.16 cm的芯樣的密度,確定壓實度.該州沒有采取鼓勵施工承包商提高壓實度的辦法,但是對于未達標者有懲罰措施.

在示范項目中,除了鉆取芯樣測量密度之外,還使用了RDM.后者作為一種前景大好的技術(shù),得到SHRP2研究計劃的推薦.試驗員分別在公路A和公路B上鉆取了20多個和32個芯樣.

控制段與試驗段的施工及結(jié)果

州3在公路A上鋪筑了1條控制段和3條試驗段,在公路B上鋪筑了1條控制段和5條試驗段.在兩個示范項目中,混合料由自卸車運輸至施工現(xiàn)場,再轉(zhuǎn)移至寶馬格攤鋪機的料斗中(沒有使用物料轉(zhuǎn)運車).攤鋪機的行進速度為9.14 m.min-1,上面裝著一個可以實時檢測路面溫度的MOBA Pave-IR系統(tǒng),用來評估溫度離析.所用黏結(jié)層材料為CSS-1H.

除了壓路機數(shù)量、瀝青用量、NMAS的變化之外,還評估了用于幫助壓實的溫拌劑Evotherm.當溫拌劑作此用途時,瀝承包商被要求先使用他們的標準碾壓方法建造一條控制段,然后改進碾壓方法,使用同樣的壓實設(shè)備再鋪筑一條試驗段.

表1 公路A的試驗方案

表2 公路B的試驗方案青混合料的生產(chǎn)溫度沒有被降低.

圖1 同一位置的介電常數(shù)、攤鋪速度與溫度檢測結(jié)果

公路A在施工時的氣象條件和瀝青混合料溫度沒有被記錄;公路B的氣溫為10℃,大部分時間天氣晴朗,有微風,瀝青混合料溫度也沒有被記錄.

使用RDM測得所有鋪筑段落的平均壓實度大約為94.0%.然而,當使用鉆芯法對比控制段與試驗段時,其中一條試驗段的結(jié)果迥然不同:當瀝青用量增加0.3%,并且多使用一臺壓路機時,壓實度提高了1.2個百分點.

運用新技術(shù)

州3的示范項目運用了MOBA Pave-IR瀝青攤鋪紅外檢測系統(tǒng)、智能壓實、RDM、WMA添加劑等幾種新技術(shù),圖1清楚地表明了融合這些新技術(shù)的好處.

通過觀察由同一位置的RDM所測的介電常數(shù)(譯者注:明尼蘇達州交通局的Kyle Hoegh博士和Shongtao Dai博士在報告"Asphalt Compaction Evaluation using GPR:TH 52 and TH 14 Field Trial"中指出,使用探地雷達技術(shù)檢測瀝青路面時,介電常數(shù)越大,表示壓實度越高;PaveScan RDM通過這種相關(guān)關(guān)系得到檢測位置的空隙率)、攤鋪速度和MOBA Pave-IR系統(tǒng)檢測的溫度結(jié)果繪制而成的圖1,可以得到以下結(jié)論.

(1)區(qū)域1的壓實度最高,攤鋪速度為9.14 m.min-1,新鋪層的溫度為135.0℃～148.9 ℃.

(2)區(qū)域2的壓實度低于區(qū)域1,盡管以更慢的速度(3.05～6.10 m.min-1)

介電常數(shù) 攤鋪速度(ft.min-1) 檢測溫度(℉)攤鋪,新鋪層的溫度卻明顯低于區(qū)域1.

(3)區(qū)域3的壓實度最低,攤鋪速度接近15.24 m.mi-1,新鋪層的溫度為121.1 ℃ ～135.0 ℃.

實時壓實度、攤鋪速度和新鋪層的溫度數(shù)據(jù)被證明是施工承包商處理問題和分析結(jié)果時極有價值的質(zhì)量控制工具.

觀察結(jié)果

參與這次示范計劃的10個州中,有8個州至少將壓實度提高1%.對11個示范項目(州3實施了2個示范項目)的觀察結(jié)果總結(jié)如下.

綜述

每個州被要求至少鋪筑兩段瀝青路面(一條控制段、一條試驗段),整個示范計劃最終一共鋪筑了38段.各州所用的瀝青混合料類型、施工設(shè)備、施工工藝流程各異,故很難對比不同段落的壓實度結(jié)果.在示范項目中,每個州(包括交通局和施工承包商)都有權(quán)采取他們認為對自己的情況最有利的方法來提高壓實度.

瀝青混合料的參數(shù)與瀝青路面的壓實度如表3所示.根據(jù)《Superpave體積配合比設(shè)計標準規(guī)范》(AASHTO M 323)的關(guān)鍵控制篩孔,規(guī)定當公稱最大粒徑為9.5 mm的集料通過2.36 mm篩孔的百分比低于47%時,混合料為粗級配;當公稱最大粒徑為12.5 mm的集料通過2.36 mm篩孔的百分比低于39%時,混合料為粗級配.

級配類型

如前所述,瀝青路面的滲透性與壓實度有關(guān),也受到級配類型和集料的公稱最大粒徑的影響.壓實度提高1%,對于公稱最大粒徑更大的粗級配混合料而言意義更大.在示范計劃中,有4個州使用了細級配,6個州使用了粗級配.

在大多數(shù)情況下,各州的試驗段沒有試圖評估改變集料級配帶來的影響,其中的一個原因是很難量化級配的變化.雖然有少數(shù)州對混合料做了一些改變,但是無法確定級配變化對壓實度的影響.

經(jīng)驗表明,細級配混合料的施工和易性更好,也更容易壓實.從表3的數(shù)據(jù)明顯可見,無論使用粗級配還是細級配混合料,都有可能得到良好或者不理想的壓實度.基于這些數(shù)據(jù),當混合料的空隙率、集料的公稱最大粒徑和室內(nèi)擊實水平等發(fā)生變化時,也許可以通過調(diào)整壓實過程來獲得足夠的壓實度.很多其他因素--比如混合料的體積屬性,對壓實度的影響都有可能比集料級配大.

集料的公稱最大粒徑(NMAS)

由表3可知,一共有4個州使用了NMAS為9.5 mm的集料,7個州使用了NMAS為12.5 mm的集料,1個州使用了NMAS為19.0 mm的集料.

當新鋪層厚度不變時,改變NMAS會使t/NMAS的值發(fā)生變化,讓直接對比兩個不同的NMAS變得困難.通常,細級配混合料的t/NMAS的值不應(yīng)小于3.0,粗級配混合料的t/NMAS的值不應(yīng)小于4.0.在示范項目中,只有1個州的t/NMAS的值小于3.0;9個州的t/NMAS的值不小于3.0;8個州的t/NMAS的值不小于4.0.

為了檢驗t/NMAS的值對瀝青路面壓實度的影響,州3和州4均評價了在相同的攤鋪厚度下兩種NMAS的影響.兩個州分別使用NMAS為12.5 mm的混合料和NMAS為9.5 mm的混合料鋪筑了一條路段.州3的結(jié)果是:當NMAS為12.5 mm時,平均壓實度為94.1%;當NMAS為9.5 mm時,平均壓實度為93.8%.壓實度的測量結(jié)果沒有實時壓實度、攤鋪速度和新鋪層的溫度數(shù)據(jù)被證明是施工承包商處理問題和分析結(jié)果時極有價值的質(zhì)量控制工具.

表3 瀝青混合料的特性概述及壓實度

注:"C"表示控制段,"TS"表示試驗段;州3在兩條公路上實施了示范項目,故以A、B區(qū)分.太大差別.州4的結(jié)果是:當NMAS為12.5 mm時,平均壓實度為94.1%;當NMAS為9.5 mm時,平均壓實度為95.2%.兩者相差1.1%.

有的州通過往混合料里面加入更多瀝青膠結(jié)料來獲得更高的壓實度,有的則通過增加壓實次數(shù)來實現(xiàn).這兩種減小現(xiàn)場空隙率的方法對瀝青路面的性能會產(chǎn)生不同的影響.需要注意的是,增加瀝青會改變混合料的特性,因此,除非室內(nèi)試驗結(jié)果證明調(diào)整后的混合料符合要求,否則不能在工程中應(yīng)用.

為了提高最佳瀝青用量,有4個州在工程應(yīng)用中對AASHTO的Superpave混合料設(shè)計標準做了調(diào)整.這些州將瀝青用量提高了0.1%～0.3%.如前所述,調(diào)整瀝青用量主要通過改變旋轉(zhuǎn)壓實標準和空隙率來實現(xiàn).

州3的旋轉(zhuǎn)壓實標準從90次變?yōu)?0次,結(jié)果壓實度提高了1.2%.州6把旋轉(zhuǎn)壓實從100次減少至50次,與此同時,還將空隙率的設(shè)計值從4%降低至3%,對VMA的要求則從15%提高至16%,結(jié)果壓實度提高了大約2.1%.州3和州6的結(jié)果表明:降低實驗室內(nèi)的旋轉(zhuǎn)壓實標準可以提高瀝青路面的壓實度(空隙率更小).

瀝青混合料的空隙率設(shè)計值也會影響壓實度.在同樣的級配下,空隙率小的新鋪層更容易壓實.州4和州5在不顯著地改變混合料的其他特性和壓實過程的前提下調(diào)整空隙率設(shè)計值,得到以下結(jié)果:州5將空隙率設(shè)計值從4.0%降低至3.0%,壓實度大約提高2.5%;州4在不改變級配的前提下將空隙率設(shè)計值從4.0%降低至3.0%,壓實度大約提高1.9%.

以AASHTO的Superpave標準確定在實際施工中調(diào)整最佳瀝青用量的起始值,發(fā)現(xiàn)將瀝青用量提高0.3%仍然適宜.如果使用高于AASHTO的Superpave標準推薦的最佳瀝青用量,則應(yīng)該對瀝青混合料進行抗車轍、裂縫與水損害等性能測試.如果某個州交通局提高了工程應(yīng)用中的最佳瀝青用量,他們也應(yīng)該相應(yīng)地調(diào)整對壓實度的要求.

現(xiàn)場混合料的特性

評估瀝青混合料的設(shè)計特性對現(xiàn)場壓實的影響,最好基于施工現(xiàn)場所用混合料的特性,因為隨機的變化、集料離析及其他在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題,都會讓瀝青混合料的特性與設(shè)計狀態(tài)不同.各州對瀝青混合料的設(shè)計進行了充分的檢驗,并且在工程應(yīng)用中適當?shù)卣{(diào)整,確?，F(xiàn)場混合料的生產(chǎn)級配和體積特性符合規(guī)范的要求.

攤鋪與壓實

壓路機組合、碾壓模式與新技術(shù)的應(yīng)用對壓實度的影響如表4所示.已經(jīng)被證明可以提高平整度和減少離析的物料轉(zhuǎn)運車(MTV),被8個州應(yīng)用于示范項目中--州1、4、5、6、7、8、9、10至少在其中一條鋪筑路段上使用了物料轉(zhuǎn)運車.

由表4可知,在這些示范項目中,有的州僅使用了1臺壓路機,有的州則多達5臺,其間的擊實功差異極大.對壓實過程的觀察結(jié)果可以歸納為以下幾點.

(1)有2個州對鋪筑路段的壓實不足10遍;4個州壓實10～20遍;其余4個州壓實超過20遍.

(2)當項目中使用振動壓路機或者振蕩壓路機時,通常整個壓實過程都會使用振動壓實或者振蕩壓實模式;只是在某些情況下,最后一、兩遍使用了靜碾模式.但是,也有例外--州1的控制段被鋼輪壓路機壓實18遍,全部使用靜碾評估瀝青混合料的設(shè)計特性對現(xiàn)場壓實的影響,最好基于施工現(xiàn)場所用混合料的特性,因為隨機的變化、集料離析及其他在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題,都會讓瀝青混合料的特性與設(shè)計狀態(tài)不同.

表4 壓路機組合、碾壓模式與新技術(shù)的應(yīng)用對壓實度的影響

續(xù)表4

(3)在10個州里面,有6個州采用梯隊作業(yè)的方式完成初壓,1個州使用輪胎式壓路機以梯隊作業(yè)的方式完成復(fù)壓.

(4)在10個州里面,有5個州使用了輪胎式壓路機.應(yīng)該注意的是,這些使用了輪胎式壓路機的示范項目,都沒有應(yīng)用聚合物改性瀝青.

和其他州相比,州2、8、9的壓實度最低.雖然只使用了1臺壓路機,但是通過多壓實2遍的做法,州2還是成功地把壓實度提高了.使用2臺壓路機的州8追求一致性和更低的空隙率標準偏差,有效地將規(guī)范中的壓實度最低值提高了1%.州9使用了1臺振動壓路機和1臺振蕩壓路機,但是壓實遍數(shù)與其他州相比少得多.它也是惟一一個未能在試驗段上取得更高壓實度的州.實際上,該州壓實試驗段的次數(shù)比控制段更少.不出所料,壓實總量極大地影響了壓實度.

州1、3、4的結(jié)果表明,額外增加1臺壓路機對于提高壓實度也有裨益.州1在試驗段上增加了1臺輪胎式壓路機,使壓實度明顯地提高了.但是,僅使用鋼輪壓路機無法得到更高的壓實度.

除了增加1臺壓路機,還有好多其他辦法同樣可以提高壓實度,比如調(diào)整壓路機的振動與行進速度、新鋪層的溫度、振動熨平板以及攤鋪機的行駛速度等.這些做法可能比增加1臺壓路機的成本還低.

在攤鋪與壓實的過程中出現(xiàn)的設(shè)備故障或者操作不當問題多得有點出人意料--州1、4、8、9、10均遇到了設(shè)備方面的問題.在這些示范項目中,設(shè)備問題成了妨礙它們?nèi)〉酶邏簩嵍鹊囊坏勒系K.因此,各州交通局需要制定一個質(zhì)量控制方案,在開始攤鋪之前確保壓實設(shè)備可以正常運轉(zhuǎn).

縱向接縫

瀝青路面的縱向接縫是否能被很好地壓實,對于獲得良好的路面性能而言非常重要.在一些示范項目中,1臺壓路機主要集中于對接縫的壓實;有的示范項目則應(yīng)用了密封材料--在攤鋪相鄰的車道之前,打開卷狀的瀝青密封膠條,將其置于上一條鋪好的車道的自由邊上;還有的示范項目使用了接縫加熱器.本次研究沒有對上面幾種接縫處理方法的效果進行評估.

密度測量與報告

在壓實的過程中,現(xiàn)場空隙率是表征壓實效果的重要指標.以"理論最大密度的百分比"的形式表示壓實度,可以直接提供混合料被壓實之后的空隙率,其他方法只能間接地得到空隙率,在某些情況下結(jié)果具有誤導(dǎo)性.

續(xù)表

注:"C"表示控制段,"TS"表示試驗段;州3在兩條公路上實施了示范項目,故以A、B區(qū)分.

現(xiàn)場驗收標準

在一個項目上采集多少壓實度數(shù)據(jù),取決于各州交通局的規(guī)范.以下為基于這些規(guī)范對示范項目的觀察結(jié)果.

(1)施工承包商的任務(wù)是以低價競標,并且保證施工質(zhì)量符合規(guī)范的要求.州1和州2直接向施工承包商提出了希望提高壓實度的要求;有些州則提高了規(guī)范中對壓實度的最低要求,施工承包商則通過調(diào)整壓實方法,輕而易舉地讓結(jié)果符合規(guī)范的要求.

(2)PWL(譯者注:Percent Within Limits,即限定范圍內(nèi)的百分比,在1970年代,美國新澤西州交通局首次使用了這種方法.根據(jù)美國國家公路合作研究計劃的統(tǒng)計數(shù)據(jù),在2005年的一次研究涉及的45個州中,有27個使用PWL方法評估道路的施工質(zhì)量,并且據(jù)此向承包商支付費用)作為驗收標準,相對于最小批量平均數(shù)(Minimum Lot Average)的優(yōu)勢在于一致性.判定一致性的空隙率標準偏差也被包含在規(guī)范里.州7和州8的結(jié)果表明,將空隙率標準偏差降低至1.0以下是有可能的.

(3)在規(guī)范中加入獎勵措施有利于獲得更高的壓實度.在示范項目中,州1、3、5、6、7、8、10使用了獎勵措施.

(4)只有4個州(州1、5、7、9)規(guī)定了壓實度的最大值或規(guī)范上限值.

新技術(shù)

在這次示范計劃中,WMA、MOBA Pave-IR、RDM和智能壓實技術(shù)的應(yīng)用情況如下.

(1)在參與示范計劃的10個州里,有6個州使用了WMA.

(2)有3個州使用了MOBA Pave-IR瀝青攤鋪紅外檢測系統(tǒng).

(3)有3個州使用了智能壓實技術(shù).

(4)有2個州使用了RDM密度儀.

上述新技術(shù)都展示了它們的前景.雖然這些新技術(shù)被應(yīng)用于某些示范項目中,數(shù)據(jù)也被成功地收集,但是在絕大部分情況下,各州都沒有進行數(shù)據(jù)分析--尤其是實時的.大部分新技術(shù)具有改善大型項目施工質(zhì)量的潛力,不過在示范項目的小規(guī)模應(yīng)用就不怎么有效了.

雖然應(yīng)用新技術(shù)沒能給示范項目的攤鋪與壓實帶來太大的改觀,但是施工承包商可以得到更多的檢測結(jié)果,也能更好地對現(xiàn)場的材料進行量化.總而言之,這些新技術(shù)是非常好的質(zhì)量控制工具,但是用于驗收則要小心.

結(jié)語

示范項目表明了可以獲得更高的瀝青路面壓實度.在參與示范計劃的10個州里,有8個州將壓實度提高了至少1%,所用方法歸納如下.

(1)改進州交通局的規(guī)范,加入激勵機制,審查對壓實度的最低要求.各州使用的壓路機數(shù)量有明顯的區(qū)別--有的州只使用1臺壓路機,有的州則多達4或5臺;每臺壓路機的碾壓遍數(shù)也相去甚遠.這與各州交通局的要求有很大的關(guān)系.一些州取得的理論最大密度壓實度高達95.0%～96.0%,有的州卻低至90.0%～91.0%.壓路機數(shù)量和振動壓實的遍數(shù)越少,通常會導(dǎo)致壓實度越低;使用的壓路機數(shù)量越多,則有更好的結(jié)果.

(2)在工程應(yīng)用中調(diào)整瀝青混合料設(shè)計,使最佳瀝青用量稍微增大,可以獲得更高的壓實度.在配合比設(shè)計中減少旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù),也能收此功效.保證設(shè)計和生產(chǎn)的瀝青混合料具有良好的性能,并且大部分新技術(shù)具有改善大型項目施工質(zhì)量的潛力,不過在示范項目的小規(guī)模應(yīng)用就不怎么有效了.

在施工現(xiàn)場得到充分的壓實,這一點很重要.不能只是出于提高壓實效果的目的而添加額外的瀝青,因為混合料的特性也會隨之發(fā)生變化.只有當室內(nèi)試驗的結(jié)果符合要求時,才可以使用經(jīng)過調(diào)整的混合料.

(3)溫度、攤鋪機速度、碾壓模式等因素的一致性,會對壓實度產(chǎn)生極大的影響.州7和州8收集的信息表明,低于1.0的空隙率標準偏差可以通過例行程序獲得.

(4)遵循最佳做法很重要.在參與示范計劃的10個州里,有多個州的控制段的結(jié)果優(yōu)于人們預(yù)期的全州范圍內(nèi)的平均值.換言之,各州的壓實度改善狀況有可能比這份報告記錄的還要好.在這次示范計劃中,許多鋪筑路段的規(guī)模都很小.受到瀝青混合料生產(chǎn)率的限制,有些州降低了攤鋪機和壓路機的速度,這種慢速鋪筑可能幫助它們?nèi)〉昧肆己玫膲簩嵭Ч?因此,當瀝青攪拌站滿負荷生產(chǎn)時,一些州的壓實度可能會降低.最后,還應(yīng)該指出的是,盡管各州做了不少嘗試,一定還有很多其他最佳做法起作用.除了額外地增加1臺壓路機,調(diào)整壓路機的振動與行駛速度、新鋪層的溫度、振動熨平板及攤鋪機的速度等也值得一試--它們可能比多使用1臺壓路機的成本還低.

(5)示范項目中使用的WMA、MOBA Pave-IR、RDM與智能壓實技術(shù)表明,使用新技術(shù)有助于提高瀝青路面的壓實度.