城市沥青路面施工质量控制研究

'分类号：TH1210710-20108204专业硕士学位论文城市沥青路面施工质量控制研究高建纲导师姓名职称赵利军副教授专业学位类别申请学位类别工程硕士机械工程及领域名称论文提交日期2015年5月25日论文答辩日期2015年6月13日学位授予单位长安大学 TheResearchonTheControlMethodsofConstructionQualityforUrbanAsphaltPavementADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GaoJiangangSupervisor：Prof.ZhaoLijunChang’anUniversity,Xi’an,China 摘要近年来，随着城市规模的扩大和城市基础设施的完善，作为城市主动脉的各级道路也面临着大量的新建、改建和扩建工程。由于沥青面层具有表面平整、行车舒适、耐磨、噪音低、养护简便等特点，因此我国城市道路广泛的采用沥青道路。城市沥青道路的施工环境和施工条件比高速公路苛刻，质量控制标准不严格，导致城市沥青路面施工质量较低，不能满足城市快速发展的需求，故有必要针对沥青路面施工质量提出控制措施来改善路面质量。本文在总结城市沥青路面特点基础上分析了沥青路面质量评价的主控项目，针对压实度、厚度和平整度三个指标的评价方法探究各自的影响因素，发现每个评价指标均受多种因素影响，同时每种因素又影响多个评价指标，因此根据施工情况，考虑整个施工流程，从施工前准备、施工中控制、施工后检验三个方面来探究施工质量控制方法，在理论分析结合工程施工经验基础上提出了三条对比条件控制：有效压实时间、接缝方式和保温措施。进一步地为了获得对比条件对相应的评价指标的影响程度，在项目施工现场调研基础上设计试验方案，试验结果表明：（1）有效压实时间35min条件下机动车道厚度与设计值5cm较接近，有效压实时间25min条件下非机动车道厚度与设计值4cm较接近。（2）冷接缝方式得到的平整度容易超出规范要求的1.5mm，并且不同位置平整度波动较大，热接缝方式得到的平整度均符合规范要求，且波动较小，考虑到热接缝方式工艺的复杂性，主要建议城市快速路和主干路路面采取热接缝方式。（3）运料车单层篷布中间海绵覆盖方式得到的路面压实度大小统一，路面各个位置寿命大致相同，运料车双层篷布中间海绵覆盖方式得到的路面压实度较高，不容易产生车载破坏，但由于单层篷布中间海绵覆盖方式得到的压实度部分低于要求值95%，因此综合比较认为运料车双层篷布中间海绵覆盖方式较优。关键词：城市沥青路面，主控项目，有效压实时间，接缝方式，保温措施i AbstractRecently,withtheexpansionofcitiesandtheimprovementoftheurbaninfrastructure,theroads,asacity’saorta,isfacedwithlotsofprojectsofbuilding,rebuildingandexpansion.Astheasphaltroadhasthecharacteristicsofflatsurface,comfortabledriving,wear-resisting,lownoise,simplemaintenanceandsoon,moreandmoreasphaltroadsareusedinourcities.Theconstructionenvironmentandconstructionconditionsofcity’sasphaltroadareworsethanthehighway,anditsqualitycontrolstandardisnotstrict,whichleadstotheurbanasphaltpavementconstructionqualityislow,inthiscase,theurbanasphaltpavementcan’tmeettheneedsofrapiddevelopment,therefore,itisnecessarytoproposecontrolmeasuresfortheurbanasphaltpavementconstructionqualitytoimprovethepavementquality.Basedonthesummaryofthecharacteristicsoftheurbanasphaltpavement,thearticleanalysesthemastercontrolprogramoftheasphaltpavementquality,meanwhile,itexplorestheinfluencefactorsforeachevaluationindexofcompactiondegree,thicknessandflatness.Eventually,theresearchfoundsoutthateachevaluationindexisaffectedbymanyfactorsandeachfactoraffectsseveralevaluationindexs.Inthisway,basedontheconstructionandconsideringthewholeconstructionprocess,thearticleexplorestheconstructionqualitycontrolmethodsfromthreeaspectsofconstructionpreparation,duringcontrolandlaterconstructioninspection.Aftercombiningthetheoreticalanalysiswithconstructionexperience,itputsforwardthreecontrolconditions:effectivecompactiontime,jointwayandheatpreservationmeasures.Furtherly,inordertoobtaintheinfluencedegreeofevaluationindexswhicharecorrespondingtothecontrastconditions,thearticledesignstestplanonthebasisofconstructionsiteinvestigation.Theexperimentalresultshows:(1)whentheeffectivecompactiontimeis35min,thethicknessoflanesisclosetothedesignvalueof5cm,whentheeffectivecompactiontimeis25min,thethicknessofnon-motorvehiclelanesisclosetothedesignvalueof4cm.(2)Theflatnessobtainedbycoldjointconstructionmethodiseasytoexceedthestandardof1.5mm,meanwhile,theflatnessofdifferentlocationshasbigiii fluctuation,whiletheflatnessobtainedbyhotjointwaycanmeettherequirementofthespecificationsandhassmallfluctuation.Consideringthecomplexprocessofhotjointway,thearticleproposesurbanexpresswayandarterialroadtoadoptthehotjointway.(3)Thecompactiondegreeobtainedbythemethodofalorrycoveredbysingle-layertarpaulinisuniformandthelivesofdifferentlocationsarethesame,meanwhile,thecompactiondegreeobtainedbythemethodofalorrycoveredbydoubletarpaulinishighandishardtobedamagedbycars.Whilesomecompactiondegreeobtainedbythemethodofalorrycoveredbysingle-layertarpaulinarelowerthantherequirementof95%,inthisway,itisconsideredthatthemethodofalorrycoveredbydoubletarpaulinisbetter.Keywords:urbanasphaltpavement;mastercontrolprogram;effectivecompactiontime;jointway;heatpreservationmeasuresiv 目录第一章绪论.................................................................................................11.1城市沥青路面特点.....................................................................................................11.1.1设计方面特点...................................................................................................11.1.2施工环境特点...................................................................................................21.1.3施工条件特点...................................................................................................31.2国内外城市路面质量控制方法研究进展.................................................................41.2.1城市路面质量通病..........................................................................................41.2.2国外研究现状...................................................................................................51.2.3国内研究现状...................................................................................................61.3论文研究目的和意义.................................................................................................71.3.1沥青路面施工常见问题..................................................................................71.3.2研究目的与意义..............................................................................................81.4论文研究内容和方法.................................................................................................9第二章评价指标及其影响因素分析...........................................................112.1沥青路面质量验收标准............................................................................................112.1.1沥青路面使用性能........................................................................................112.1.2沥青路面验收主控项目................................................................................122.2沥青路面质量评价指标分析...................................................................................122.2.1压实度............................................................................................................122.2.2厚度................................................................................................................142.2.3平整度............................................................................................................142.3压实原理分析...........................................................................................................152.3.1压实设备特点................................................................................................162.3.2压实参数........................................................................................................172.3.3压实机理.........................................................................................................19v 2.4评价指标影响因素分析............................................................................................212.4.1压实度影响因素.............................................................................................212.4.2平整度影响因素.............................................................................................242.4.3厚度影响因素.................................................................................................252.5本章小结....................................................................................................................26第三章城市沥青路面施工质量控制方法...................................................273.1施工前准备................................................................................................................273.1.1现场验收和准备.............................................................................................283.1.2组织准备.........................................................................................................283.1.3施工原材料准备..............................................................................................293.2施工过程控制............................................................................................................303.2.1沥青料的运输.................................................................................................303.2.2沥青料的摊铺.................................................................................................313.2.3沥青料的压实.................................................................................................333.2.4碾压工艺..........................................................................................................343.3施工后检验................................................................................................................353.3.1接缝施工质量控制.........................................................................................353.3.2检查井施工质量控制.....................................................................................353.3.3平石、路缘石与沥青路面的衔接.................................................................363.3.4十字路口摊铺质量控制..................................................................................373.4本章小结....................................................................................................................37第四章试验方案设计.................................................................................394.1项目概况....................................................................................................................394.1.1已铺设道路存在的问题分析..........................................................................394.1.2项目施工现场调研..........................................................................................404.2试验准备工作............................................................................................................414.2.1对基层缺陷的处理.........................................................................................41vi 4.2.2设备配置........................................................................................................424.2.3设备参数确定.................................................................................................434.3对比条件控制...........................................................................................................444.3.1有效压实时间................................................................................................444.3.2接缝方式........................................................................................................454.3.3保温措施........................................................................................................464.4本章小结...................................................................................................................47第五章试验结果分析.................................................................................495.1试验安排...................................................................................................................495.1.1试验计划.........................................................................................................495.1.2施工安排.........................................................................................................495.2结果分析...................................................................................................................505.2.1有效压实时间对厚度影响............................................................................505.2.2接缝方式对平整度影响................................................................................525.2.3保温措施对压实度影响................................................................................545.3指标评价体系完善...................................................................................................565.3.1指标赋权........................................................................................................565.3.2层次分析法应用............................................................................................575.4本章小结....................................................................................................................58第六章结论与建议....................................................................................596.1主要研究结论...........................................................................................................596.2建议...........................................................................................................................60参考文献.....................................................................................................61致谢.........................................................................................................65vii 第一章绪论第一章绪论近年来，随着城镇化建设的进一步加快，城市基础设施的投资和建设规模进一步加大。作为城市主动脉的各级道路也面临着大量的新建、改建和扩建工程。由于沥青面层与水泥混凝土相比，具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、噪音低、施工周期短，养护简便等特点，我国道路越来越多的采用了沥青道路。在城市道路建设施工的过程中，[1]沥青面层处于高速增长的进程中，但城市道路的施工环境和施工条件比高速公路差，施工中影响因素较多，质量的控制标准较低，检验不严格，致使城市沥青路面质量虽然有所提高，但是与沥青路面总体的发展要求相比还是远远滞后。1.1城市沥青路面特点城市道路作为城市主动脉，和居民的生活息息相关，道路的新建、改建和扩建都是为了满足日益增长的交通需要，然而，城市道路的建设，受到最大制约的恰恰就是交通[2]问题，所有城市道路的施工都必须围绕项目所处位置的交通流量来进行。1.1.1设计方面特点城市道路设计的出发点是为了满足城市交通的各种功能和需求，针对各种道路承担的功能不同，可分为快速路、主干道、次干路和支路。在设计上一般有机动车道、非机动车道和人行道，还设有公交港湾、渠化段和十字路口的平交。城市道路的特点是车流量大、重载车少、十字路口多，所以在道路的结构设计上，结构层的厚度要小于高速路。常见的结构设计见下表1.1。表1.1城市沥青道路结构设计结构层规格厚度（cm）石灰土2:820二灰砾石8：17：7530沥青下面层AC25/AC20/AC167/6沥青上面层AC135/4近年来，随着城市的发展，道路车流量和载重量不断增长，对于道路设计标准要求越来越高，很多重要路段的结构已经与高速道路的设计相同，增加原来的结构层厚度，1 长安大学硕士学位论文[3]沥青面层的设计厚度为3层。每层厚度5-7cm。沥青混合料也由普通沥青改为抗车辙的改性沥青、SMA、OGFC等。1.1.2施工环境特点（1）交通流量大交通环境对城市道路施工的影响很大，是城市道路无法回避的矛盾。由于交通流量问题，大部分施工区域只能在半封闭或者极为狭窄的条件下施工，工作面无法正常展开，此外城市交通限行政策，施工所需的原材料无法及时运到现场。有些交通要道白天不能封闭交通，只能在晚上12点交通压力小时封闭交通，往往短短几个小时要完成过街管道、灰土、二灰砾石的施工，使道路在早上具备放行条件，图1.1为夜间施工现场图。图1.1夜间施工现场（2）环保要求严随着城市的发展，市民对于环保要求越来越高，这是民生的根本。西安市在近年来冬季的雾霾越来越严重，城市管理者减污治薶压力较大。由于环保方面的要求，城市道[4]路施工面临越来越多的制约，对施工现场的要求越来越严格，西安市要求施工项目必须具备5个100%，对施工区域的围挡、场地硬化、裸露土的覆盖、进出工地的车辆冲洗等提出严格地要求，这样对于城市道路的施工造成工期越来越短，施工现场经常是白天人多车多难以展开，晚上又必须在10点前完成施工，有效施工时间短、效率低，所以施工进度常常难以保证。（3）作业工期紧[5]工期因素也是一个重要影响因素，为应对节假日保持交通顺畅等政策上的因素，施工单位需要给建设方承诺在规定的时间内开放交通。但是施工单位面对的是不可预知2 第一章绪论的施工进度，所以常常为了达到开放交通的目的加班加点完成施工任务，在基层未达到强度时进行下一道工序的作业；现铺面层后完成路缘石、平石的施工；在冬季低温时期[6]进行沥青面层施工后临时开放交通；晚上抢修不能封闭的十字口或路口等，这些都给城市沥青路面施工质量造成较大影响。1.1.3施工条件特点（1）拆迁问题制约拆迁问题是城市道路施工面临的首要问题，征地、拆迁补偿问题是利益矛盾的焦点，而该焦点又常常集中在施工单位身上，建设单位常常无法按时将施工现场交给施工单位，但是建设方为有形象进度，督促施工单位先进入现场，拆迁一有矛盾，村民肯定会[7]阻挡施工，工期受到较大的影响。经常是一边拆迁一边施工，效率低下。施工完一部分等着另一段的拆迁结果，导致有些施工工序的搭接和施工质量就会受到影响。（2）施工空间有限由于交通原因，施工一般采用半封闭施工，围挡区域尽量缩小，设备、人员的工作时间无法得到合理的利用，效率较低。曾经有个市中心道路改造项目，由于施工分段围挡，白天人多车多，交通拥挤，设备无法转场，所以在不到800米的道路，大小挖机最[8]多时有6台，每台挖机一天工作不到2小时。劳务人员的窝工现象更为很普遍，图1.2可以看出施工空间狭窄。图1.2施工空间狭窄（3）配套设施制约城市道路施工中，由于配套地下管线较多，有些年代较早，图纸不全，也有私拉乱接的情况，经常遇到给水、热力、天然气、电力、电信等管道铺设的位置不明确，在空[9]中还有行道树、电线、电杆、交通信号灯等设施，给施工进度造成很大的影响，一不3 长安大学硕士学位论文小心碰断管线就会造成重大的经济损失和严重的社会影响，施工中对于设备操作人员的水平要求较高，图1.3可以看出配套设施现场制约情况。图1.3配套设施制约1.2国内外城市路面质量控制方法研究进展城市沥青路面不仅直接接受车轮载荷和外部自然环境作用，而且在施工过程中受到的约束较多，加大了施工难度，因此较容易受到破坏，产生一些质量通病，针对这些通[10]病，国内外从业者从不同方面提出了改善措施，起到了一定的借鉴控制作用。1.2.1城市路面质量通病（1）管道检查井与路面接缝处出现塌陷市政工程中的辅助设施较多，导致部分雨水井、排水干管设置在行车道上，当空间较小时，回填夯实较为困难，压实度难以保证，如果监管不到位很容易出现质量不达标[11]的问题，导致接缝处较早破坏塌陷，图1.4为检查井出现的塌陷。（2）路面泛油、光面施工过程中沥青混合料堆积时间长，摊铺不及时，摊铺完没有很好的碾压都会导致沥青路面出现局部油层或光面，降低路面防滑能力，容易引发交通事故。（3）沥青面层平整度差城市沥青路面施工过程中摊铺机找平装置的调整；摊铺过程停车待料；运料车倒退撞击摊铺机以及基层平整度差等情况均会影响到沥青路面的平整度。（4）路面早期裂缝城市沥青路面的早期裂缝主要是横向微裂纹，其长度较短，主要出现在碾压阶段。它的出现一方面是由于沥青混合料摊铺时间过长，导致表面温度低，内部温度较高，形[12]成串皮碾压；另一方面是由于压路机速度波动较大，转向过猛导致路面横纹。4 第一章绪论（5）路面沉陷性疲劳性裂缝城市沥青路面疲劳性裂缝表现为纵向裂纹和网状裂缝，产生的原因是由于路基结构[13]强度不足；路面交通载荷量大等，图1.5为路面疲劳性裂缝。（6）路面松散掉渣主要表现为沥青骨料脱落，混合料粘聚力下降，究其原因是由于沥青混合料运输时间过长、混合料潮湿，原材料含泥量大等，图1.6为城市沥青路面松散掉渣情况。图1.4检查井塌陷图1.5沥青路面疲劳裂缝图1.6路面松散掉渣1.2.2国外研究现状沥青路面因其极大的优越性得到广泛应用，但在城市沥青路面施工过程中，国外道路也遇到过早破坏、裂纹、平整度差以及松散掉渣等问题，因此国外研究人员也一直在[14]提出改善措施。美国沥青路面协会（NAPA）针对路面施工环节中需要注意的事项专门出版了沥青路面施工技术手册，为从业者施工过程提供技术支持，规范施工方法。美国各个州的公路运输协会（AASHTO）和美国公路局（FHWA）结合业界学者成果制定出纲领性沥青路面施[15]工技术指导文件，从而保证沥青路面施工过程的合理有效性。1987年美国开展公路战略研究计划（SHRP），其中的沥青路面项目得到突破，获得的研究成果为“高性能沥青路面”技术，该技术极大的提高了沥青路面综合性能，延长了沥青路面寿命。1993年Cross等人研究了离析对沥青路面性能的影响，其研究目的是为了确定混合料离析程度对沥青路面早期破坏的影响，并且设定了一个允许的离析程度范围。试验结果表明：4#筛（4.75mm）的通过率变异幅度一旦超过8%-10%，沥青路面将产生早期松散破坏。1996年美国普渡大学Williams等人对沥青路面的泛油、光面现象进行研究，结果表明粗集料离析将显著促使沥青路面泛油,降低沥青路面的抗疲劳开裂能力，减小沥青路面的高[16]温抗车辙性能。1997年密歇根州立大学学者利用核子密度仪来评价沥青路面压实度，5 长安大学硕士学位论文核子密度仪可以测定某一深度的材料密度，通过各测量区域的数值对比可以评价路面均匀性，密度差别越大说明该区域越容易被破坏。2000年美国联邦公路局提出“热拌沥青路面离析”的合作研究项目（NCHRP9-11），该项目重点研究了城市沥青路面离析的检测方法，认为施工过程中沥青混合料的离析将严重影响道路性能，降低道路品质和质量，[17]离析严重的区域其回弹模量甚至降低50%以上。该项目提出了两种检测沥青路面离析程度的方法：激光表面构造深度仪法和红外线扫描仪评价法，同时针对沥青路面离析也给出了两种控制措施：控制沥青路面的离析施工和控制沥青拌合料的温度离析。欧洲研究人员认为压实度最能反映沥青路面质量，因此提出了压实度连续控制和检测的思想。为了实现这一想法，研究者在振动压路机上安装压实计量装置，通过智能控制和压实信息反馈来实现对压实质量的实时反馈控制。随着过程控制技术的发展，信息管理系统逐渐应用于路面施工过程中，施工质量的动态化管理得到广泛应用。目前国外先进的沥青路面质量控制均采用了完善的质量过程控制管理体系，实现沥青路面的规范化设计施工。1.2.3国内研究现状国内对于沥青道路的质量控制主要从配合比设计、原材料选择、拌合料生产、拌合料运输、摊铺、压实、基层施工、道路施工工艺等方面对各个施工环节的施工质量进行控制。通过分析各个影响因素的影响程度对各项评价指标提出控制措施，保证施工过程中各个评价指标达标。[18]2001年东南大学张望对沥青路面的级配、油石比、孔隙率、压实度、厚度以及平整度等施工参数进行对比研究，发现原材料、施工工艺、施工设备和检测方法影响施工参数变异性，因此提出针对不同油石比的沥青拌合料采用不同施工方法的措施来减小施工参数的变异性。2004年曹林涛等人结合实验室试验和现场检测的数据，分析了沥青路面在施工过程中混合料组成的变化趋势，特别是混合料级配的变化，对比两种情况下压实度和孔隙率的分布特征，发现现场检测得到的压实效果和孔隙率质量远低于实验室试验，因此对沥青拌合料的生产提出更为严格的要求。2006年侯曙光等人对不同沥青含[19]量、不同沥青温度的试样进行马歇尔试验，研究了沥青混合料力学性能和其击实温度之间的关系。试验结果表明混合料的稳定度、流值和毛体积密度受击实温度影响较大，从而影响到沥青混合料的稳定性和抗变形能力。因此提出改善沥青路面质量的措施：对6 第一章绪论不同沥青含量混合料采取不同的压实温度碾压，控制其变形程度。随着国际化发展的潮流，国内的不少研究人员也逐渐认识到沥青路面施工过程动态控制方法的有效性和高效性，因此开展了一些列相关性研究，虽然研究对象还比较单一、分散，还没有建立统一完善的沥青路面质量控制体系，但部分研究成果已经在实际施工过程中得到了应用。2012年穆秀雯采用施工过程动态管理手段，结合已有的均值控制图[20]等统计方法对沥青路面关键评价指标进行监测，保证的施工设计和施工手段的一致性，有效提高了施工过程路面质量的稳定性。施工过程动态控制技术的理念是及时找出影响施工质量的因素，针对这些因素提出控制措施，剔除干扰性因素，提高施工过程中路面质量的稳定性，降低施工参数变异性的可能性。1.3论文研究目的和意义1.3.1沥青路面施工常见问题随着城市沥青路面的快速发展，各种新技术、新方法得到广泛有效的应用，沥青路面的现场施工技术逐渐趋于成熟，但由于一些客观因素的存在，加上施工过程管理、协调等因素的干扰，目前城市沥青路面整体施工质量并不高，甚至有些路段施工过程中就存在质量隐患，因此大大降低了沥青路面寿命。城市沥青路面施工过程存在的主要问题如下：（1）原材料质量控制问题沥青混合料主要由骨料、粉料和沥青组成，骨料通常由采石场生产供应，采石场生产骨料的原石一旦含有土块、杂物或者堆放于泥土地上，生产加工出来的骨料含泥量将大大增加，这将直接降低搅拌站生产的沥青混合料质量，从而影响最终的沥青路面质量，图1.7为搅拌厂骨料生产除尘不到位。（2）配合比设计控制问题一方面设计人员为了追求片面指标如较高的抗车辙能力，在设计混合料配合比时选择级配曲线的极端情况；另一方面搅拌站监督不到位，料仓有什么料或者哪种料便宜就使用哪种料，沥青使用等级降低、减少使用量来达到降低成本的目的。甚至现场管理人员通过目测来判断配合比的合理性，这些因素都极大的降低了沥青拌合料生产质量。（3）施工机械配备问题7 长安大学硕士学位论文施工机械的性能和数量直接影响路面施工质量。摊铺机熨平板不平整、找平装置调节不到位、螺旋叶片安装方向、高度不合理等均影响混合料的摊铺质量。压路机前进后退速度波动大、洒水不均匀等均影响混合料压实质量。沥青混合料运输车数量不足将导致摊铺机停机待料，摊铺机数量不足将导致不能并机作业，压路机数量不足将导致摊铺[21]完不能及时碾压。（4）施工技术控制问题沥青路面施工过程中粘层油洒布量过大、碎石封层脱落、碎石封层洒布不均匀等情况均将降低路面施工质量；运输车与摊铺机之间的衔接不到位、摊铺机拼接宽度不够、压路机进出作业位置不合理等也均会影响路面施工质量，因此有必要提高施工环节的施工技术，图1.8为施工机械衔接不到位。（5）施工组织管理问题沥青路面施工过程中，有时为了赶工期常常安排夜间或者低温环境施工，这将导致工序安排的调整，不利于沥青拌合料的摊铺与碾压，另外沥青拌合站的管理也常常不规范，这就有必要建立一套完善的施工过程管理控制体系来规范整个施工流程，保证施工[22-24]每一环节的可靠性，图1.9为施工管理不规范。图1.7骨料生产除尘不到位图1.8施工机械衔接不到位图1.9施工管理不规范1.3.2研究目的与意义城市沥青路面的铺筑是为了解决市民的出行或完善城市的功能，但很多应急工程都是在紧急情况下开工的，往往设计图纸都不完整就开工。施工前期的资料不完整，对于地质情况不清楚，各种管线的调查摸底不详细，一边施工一边设计，遇到问题再想办法解决，造成施工中遇到的问题较多，处理问题的难度大，费用高，而且对施工工期的要[23]求十分严格，只能提前，不能推后，这样造成施工单位施工方案不周密、被动，施工后留下的隐患较多。这些情况都导致施工质量难以控制，沥青路面出现质量问题比比皆8 第一章绪论是，已经影响到城市道路的行车舒适度、降低沥青路面的寿命，使沥青路面早早进入维护期，给国家造成巨大的经济损失。本文研究城市道路沥青面层施工质量控制措施，是在满足城市施工要求的基础上，认真制定沥青面层的施工方案，精心的组织，协调好各种设备、人力、运输等资源的配备，在设备的参数设定，摊铺压实的施工工艺上按照规范的要求施行，处理好路面施工的细节，保证在施工中沥青面层质量能达到各项技术要求，从而提高城市道路的行车舒适性和各项技术、经济指标。1.4论文研究内容和方法城市道路沥青面层的施工质量影响沥青道路的各项使用性能，也决定了沥青道路的使用寿命。沥青道路的设计寿命为15年，与美国道路的设计寿命相差较大。沥青路面质量的下降，城市道路的早期损坏，有些通行时间不长的道路出现车辙、拥包、裂缝、拋沙、水损坏等情况，给社会资源造成极大的浪费，因此有必要结合试验探究改善城市沥青路面质量的措施。城市道路的施工环境和条件无法保证施工能按照规范的要求完成，但是通过对影响沥青路面施工质量因素的分析，可以从技术上提出措施来改善施工质量。本课题研究主要任务如下：（1）城市沥青路面施工质量评价体系研究，确定最能反映施工质量的评价指标；（2）不同评价指标的测试计算方法和原理；（3）沥青路面压实机理分析，探究不同压实参数对施工质量的影响；（4）不同评价指标影响因素分析；（5）沥青路面施工质量控制方法探究，确定施工前准备、施工过程控制和施工后检验所应用到的控制方法；（6）试验方案设计，主要确定试验对比控制条件；（7）通过具体试验，安排现场施工，得到不同控制条件下的评价指标数据，经过对比分析提出改善方法。9 第二章评价指标及其影响因素分析第二章评价指标及其影响因素分析沥青路面属于柔性路面，沥青路面所具备的优异性能是为了满足使用性能的要求，通过优化沥青路面施工技术完全能够达到设计标准。沥青路面施工质量是通过验收项目[24]的检测来评定的。要提高沥青路面施工质量，就必须清楚验收评价指标，以更好的满足沥青路面使用性能。材料属性探究2.1沥青路面质量验收标准沥青混合料的设计、原材料的检验，施工质量的控制，完工后各项检测结果的反馈都是为了提高沥青道路施工质量，从而满足沥青路面的各项使用性能。2.1.1沥青路面使用性能（1）承载能力：城市道路交通流量较大，近年来车辆的载重能力也在不断的提升，重载车辆对于道路的损坏也是显而易见的。城市道路的养护维修对交通的影响较大，在经[25]济性上费用较大。故要求设计的道路承载能力较大。（2）温度稳定性：包括沥青混合料高温抗车辙和低温抗开裂性能，具体是指沥青混合料在高温下抵抗流动变形和低温下抵抗低温收缩的能力。城市道路在温度较高时沥青混合料产生的变形很难恢复，在温度较低时也容易产生裂缝，因此需要提高温度稳定性。（3）水稳定性：城市道路沥青路面不仅要承受自然雨雪的冲刷，更多的会受到城市中人为因素形成的各种水质的侵害。沥青料受水侵蚀后会产生沥青膜的剥离、松散、掉粒、坑槽等。（4）行车舒适性：城市道路路面横坡、纵坡变化、井盖设施、修补路面形成的横缝、路面平整度等都会影响行车的舒适性。（5）抗滑能力：路面光滑会使车轮缺乏附着力，在转弯和刹车时车辆容易偏离方向引发事故。（6）噪声量：城市道路在使用过程中产生噪音会影响居民的生活质量。所以在设计上要尽量降低噪音。除此之外，还有抗疲劳、抗老化性能等都属于沥青路面的使用性能。以上各项使用性能中大部分都与沥青混合料自身的性能有关，行车舒适度和承载能力除与混合料有关之外，还与施工质量有很大的关系。11 长安大学硕士学位论文2.1.2沥青路面验收主控项目城市沥青路面施工质量的检测和验收项目包括：压实度、厚度、平整度、弯沉值、路面宽度、中线高程、横坡、井框与路面的高差等。主控项目为压实度、厚度、弯沉值和平整度。由于沥青道路的承载力是由基层确定的，所以弯沉值主要取决于沥青面层下[26]基层的承载力，因此沥青道路面层施工质量控制的主要是压实度、厚度和平整度。（1）压实度：作为沥青路面的主控项目，压实度测定中标准密度有三种取值，标准密度、实验室马歇尔密度和实验段钻孔取芯样的密度。由于城市道路施工拌合料供应来源较多，一般采用实验室马歇尔密度作为标准密度，城市快速路和主干路要求密实度达到95%，其他道路为90%。（2）厚度：沥青面层的厚度取决于基层平整度及施工中摊铺设备高程的控制。厚度的偏差不能超过设计值的5%。沥青面层厚度控制能力综合反映出项目部的技术水平和企业的管理水平。（3）平整度：沥青面层的平整度是行车舒适性最直接的体现。对于城市快速路、主干路的标准差要小于1.5mm，其他道路标准差要小于2.4mm.2.2沥青路面质量评价指标分析2.2.1压实度沥青路面压实度是一个重要的控制指标，快速、精确的检测路面压实度能够及时反映施工路面质量。目前测量路面压实度所用的仪器为无核密度仪（PQI），该设备具有快[27]速检测、尺寸紧凑、便于携带操作等特点，在路面检测中具有很好的应用价值。（1）工作原理沥青路面密度和材料介电常数具有一定的关系，PQI是通过新型的、环状的电容感应场来测量拌合料介电常数，该环状电容由感应板和沥青材料共同产生。PQI中的转换装置将电信号转化为路面材料的密度值，一经标定即可显示准确、可靠的沥青路面密度值。图2.1为PQI测试原理图，图2.2为PQI实物图。12 第二章评价指标及其影响因素分析图2.1PQI测试原理图图2.2PQI实物图（2）压实度定义通常用沥青路面的压实度来表示道路实际施工碾压是否达到设计标准。测定的方法为：在碾压成型的沥青路面取样，测定试样密度，将该密度与沥青混合料马歇尔试验得到的密度的比值作为压实度，其数值计算方法如式（2.1）所示：DK100%（2.1）D0式中：K—沥青路面某一区域的压实度（%）；3D—在该区域取样后测定出的沥青混合料实际密度（g/cm）；3D0—该沥青混合料标准密度（g/cm））由于沥青混合料标准密度是在实验室通过击实锤对试样两个面击实后测定的，而混[28]合料实际密度是由压路机碾压得到的，因此一般沥青道路实际密度低于标准密度，故压实度K一般小于1。（3）道路整体压实度评价由于沥青道路施工时不同区域碾压程度不同，因此实际密度也不完全一致，导致不同位置压实度不一样，用某一个点的压实度表示整体道路压实度必然不科学，这就形成平均压实度评价方法，计算公式如式（2.2）所示：KKK12nK（2.2）N式中：K0—某一路段平均压实度（%）；K1、K2、Kn—各标定点压实度（%）；N—标定点总数。考虑到沥青道路有的地方压实度很高，而有的部位压实度很低，压实度低的位置较容易被破坏，而压实度高的位置寿命相对较长，因此单独采用平均压实度不能反映实际13 长安大学硕士学位论文压实水平，利用压实度标准差则较直观的反映出压实状况离散程度，计算方法如式（2.3）所示：222（K-K）+（K-K）++（KK-）1020n0S（2.3）N12.2.2厚度沥青道路面层厚度可以用钻孔取样的方法测量。钻孔取芯是通过取芯钻机实现的，取样前根据需要在钻头上标注预计钻孔深度，将支架稳定，钻头保持垂直，开动钻机前[29]钻头需要水冷，适当对钻机施加向下作用力，待达到预计深度后停机，然后仔细取出样芯，清理样芯表面的尘土，找出上下层的交界面，测定分界面的厚度：分别沿着圆周方向选择4个点，4个点的位置选择十字交叉的方向，测量出4个点厚度后取平均值。将该平均值作为沥青混合料面层厚度，图2.3为测量沥青道路面层厚度现场，通常为了对比实测值与设计值的差异还需计算路面实测厚度Tli与设计厚度TOI之差，如式（2.4）所示。TTT=-（2.4）ilioi图2.3对观测点进行取芯试验2.2.3平整度依据JTGE60-2008公路路基路面现场测试规程，路面平整度测量距离为100m，测试路面为终压路面，即振动压路机压过后又采用轮胎压路机进行压实。依据JTGF80/1-2004，城市快速路和主干路规定的平整度指标为1.5mm，其他小于2.4mm，测试[30]仪器通常选择连续式平整度仪，测量得到的统计数据为路面不平度标准差，用σ表示。测试方法：首先确定测试路段；检查记录计和传感器线路是否连接牢固，检查传感14 第二章评价指标及其影响因素分析器是否灵敏；将平整度仪固定在牵引小车上，测量人员跟随平整度仪一同前进；牵引平整度仪的速度应保持匀速，中途不得停车，当行驶100m后记录计自动记录测试路段长度以及各部位偏差，当偏差超过某一设定数值会及时记录下来，从而自行计算平整度标准差σ大小，图2.4为平整度测试所用的平整度仪。图2.4平整度仪2.3压实原理分析在沥青拌合料路面压实过程中存在三种作用力，分别是压路机压力、拌合料内部抵抗作用力和下部稳定土基层的支撑反力。获得足够压实作用并具有理想密度的沥青混合料在之后的沥青道路使用过程中由于颗粒间具有充分的制约，因此在相当长的时间内能够保持足够的力学性能，从而具有抵抗外界环境因素破坏的能力。为了达到压实目的，压路机的压力与稳定土基层支反力的合力必须能够克服路面内部的抵抗作用力，图2.5为压实过程作用力示意图。压路机的压力取决于自重和动能之和，目前道路施工选用的压路机以振动压路机居多，因此压力主要是自重力与激振力之和。图2.6为振动压路机施工图。15 长安大学硕士学位论文图2.5压实过程作用力示意图图2.6振动压路机施工图2.3.1压实设备特点压实设备分为静力钢轮压路机，轮胎压路机，振动压路机和振荡压路机等，每种压实设备具有不同的特点，因此适合的施工场地也不一样。（1）静力钢轮压路机静力钢轮压路机是一种传统的压实设备，完全依靠钢轮本身的自重力进行碾压，具有结构简单、便于维修、价格便宜的特点，但与同样自重的振动压路机相比，其压实作用力不如振动压路机，因此逐渐被振动压路机取代，目前常用于沥青道路面层的初压或终压，适合的道路等级也比较低。（2）轮胎压路机轮胎压路机进行压实作业时应力作用时间较长，接触面积也较大，具有良好的封闭与搓揉作用，具有明显的防水效果，可以通过调节轮胎压力来适应外界作业环境，适用范围较广，压实效果较好。几乎适用所有的压实作业工况。但与振动压路机相比，其压实作业作用力较小，而且作业中需要考虑压实工艺，因此轮胎压路机在施工中所起的作用也在逐渐减少，目前多采用与振动压路机组合碾压方式作业。（3）振动压路机与静力钢轮压路机和轮胎压路机联合压实性能相比，振动压路机使用相同的压实遍数可以使较厚的沥青混合料达到较大的密度，或者使用较少的压实遍数压实相同厚度混合料。与同类型其他压路机相比，振动压路机还具有如下特点：减少压实遍数、压实时间；较少压路机需求量；可压实变形阻力大材料；可获得更均匀、坚实密实度；具有较大的使用范围和较好的适应能力。（4）振荡压路机16 第二章评价指标及其影响因素分析振荡压路机由德国HAMM公司首先推出并投入市场，这种压实机械不是促使颗粒竖向跳动，而是使材料水平振动，使材料承受交变剪切作用达到密实。振荡压路机促使材料受力连续而合理，同时克服了振动压路机压实时跳振的缺陷，因此可获得较好的压实效果。振荡压路机压实深度不如振动压路机，因为其作用力主要集中于上层，对底层[31]的影响较小，因此对沥青拌合料面层的压实比较有利，适用范围较广。2.3.2压实参数由于振动压路机适用范围较广，压实效果较好，因此本文主要分析振动压路机的压实参数和压实机理。振动压路机最主要组成是振动轮，通过振动轮对路面产生连续快速的振动冲击作用使被压材料产生压应力和剪应力来达到快速密实。（1）静重和线压力静重是指机架和振动轮总重量，试验表明，振动压路机的影响深度与振动轮质量呈正相关，一般来说，具有较大静重和静线压力的振动压路机均具有较大振动质量，振动质量越大，被压材料的允许尺寸也相应增大，具有较大振动质量的压路机适用于铺层厚的材料、粘性材料和具有较大颗粒直径的材料。（2）频率和振幅振动压路机的频率和振幅直接影响最终的压实效果。图2.7表示振动频率和振幅对压实效果影响。可以看出：振动频率对压实效果的最大作用区域在25Hz—50Hz，如果在相同频率条件下增大振幅，将会明显增强压实效果和作用深度。实验表明，对于沥青拌合料的压实，最佳的振幅为0.4—0.8mmm，对应的频率为33—50Hz。在路面不起波纹和搓板的情况下，振动频率越高，碾压速度可越快。Bomag公司推荐的频率范围为40—55Hz，最佳使用频率为45—55Hz，Dynapac公司推荐的使用频率为33—55Hz，压路机振动频率过高反而会降低压实效果，因为振动轮在过大的振动强度下会脱离地面，引起过度碾压。图2.7振动频率和振幅对压实效果影响17 长安大学硕士学位论文（3）碾压速度和碾压遍数碾压速度影响振动轮对材料的碾压时间，碾压速度低时，单位面积上的振动次数较[32]多，碾压速度高时，每次振动间隔增大，作用在被压材料上的能量减少,因此所需碾压遍数增加。图2.8为碾压速度与振动间隔的关系。可以看出碾压速度对压实质量和生产率均有明显影响，在铺层厚度一定时，传递给被压材料的能量与碾压次数呈正比，与碾压速度呈反比。沥青摊铺层碾压速度要结合频率、铺层厚度以及材料种类来确定，一般选择4—6km/h。但对于薄层路面或者容易压实的材料，最高碾压速度可达8—10km/h。对于较厚和难以压实的混合料或者混合料温度过低时，碾压速度一般为3—4km/h。图2.8碾压速度与振动间隔的关系（4）振动轮宽度和直径振动压路机的压实性能与轮宽和直径相关。对于两个相同振幅和振动质量的钢轮所引起的参加振动被压材料的质量相同，但轮宽小的钢轮其穿透效果明显优于轮宽大的钢轮，因为相同条件下，轮宽小的振动轮传播振动范围小，故穿透较深，如图2.9所示。振动轮直径受材料的限制较大，如材料的极限强度、弹性变形和剪应力等。钢轮应具有足够大的直径促使碾压角超过材料的内摩擦角，防止材料在钢轮前端产生塑性变形。当钢轮直径增大时，承载宽度相应增大，因此穿透效果相对更佳，如图2.10所示。图2.9轮宽对压实深度影响图2.10轮径对压实深度影响振动压路机压实沥青拌合料路面时，荷兰专家Nijbur通过沥青砂试验获得直径与18 第二章评价指标及其影响因素分析宽度可采用系数N，计算方法如式（2.5）所示。轴质量分配（kg）N==0.15—0.25（2.5）振动轮宽（cm）振动轮直径（cm）Bomag公司研究认为：N≤0.25时可以避免沥青混合料在钢轮前隆起和裂缝，轮宽和直径对压实质量的影响如表2.1所示。表2.1轮宽和直径对压实质量的影响振动轮压实深度表面平整度宽浅平宽度窄深差大浅平直径小深差（5）振动轮数和驱动形式双轮振动压路机所具有的压实性能是单轮的两倍，压实效果更为显著，对于串联式振动压路机而言，两轮同时振动比单轮振动达到相同密实度所需要的碾压遍数少、生产率高。Dynapac公司的试验结果表明：串联式振动压路机作业时，单轮振动比双轮振动的[33]生产率平均低80%，碾压沥青混合料则低50%左右，因此双轮振动具有如下优点：可达到较高的密实度；在一定压实度要求下所需碾压遍数少；压实效率高；可有效压实较冷沥青拌合料。目前国内外先进的振动压路机大多数采用全驱动、全振动的形式，大大提高了作业压实性能。2.3.3压实机理目前对振动压路机压实机理的研究主要集中于钢轮与土壤之间的相互作用上，土壤在压实过程中，只有当土中的剪切应力τ大于土体的抗剪强度τf时，才能够使土颗粒重新分布密实，即：（2.6）f图2.11所示为土体深度200mm处静态、动态压力测试结果，土壤承受的压力p为静态压力pj和动态压力pd之和，即：p=pj+pd（2.7）19 长安大学硕士学位论文因此土体承受的压力最大值pmax和最小值pmin分别为：p=p+pmaxjdmax（2.8）p=p-pminjdmax显然，振动压实过程中土体承受的最大压力pmax大于静碾压实过程中土体承受的压力pj，如式（2.9）所示：Pmax>pj（2.9）相应的，振动压实过程中土体承受的最大剪应力τmax大于静压时的剪应力τj（a）小振幅测试结果（b）大振幅测试结果图2.11土体深度200mm处静态、动态压力测试结果振动压实对土体剪应力的影响和压实土壤种类无关，但土体的抗剪强度与土壤种类有着密切关系，由库伦定律得：ctan（2.10）f式中：c—土壤粘聚力；σ—土壤法向应力；φ—土壤内摩擦力。对于沥青拌合料来说，由于材料中含有较大的骨料，振动压实过程中骨料之间还需[34]要克服滑动摩擦和咬合摩擦，咬合摩擦是骨料与骨料脱离咬合发生移动产生的，即：=+（2.11）ul式中：φu—滑动摩擦角；Φl—咬合摩擦角。分析认为沥青拌合料中含有较大骨料，振动可以有效减小它的滑动摩擦，但对于它的咬合摩擦影响不大，因此采取振动压实不会对沥青拌合料产生骨料破坏。20 第二章评价指标及其影响因素分析2.4评价指标影响因素分析2.4.1压实度影响因素压实度的影响因素主要有三部分。一是沥青混合料的性能，二是压实设备及碾压工艺，三是温度的影响。（1）沥青混合料的性能影响现代沥青路面使用抗车辙的改性沥青和SMA的比例在不断地增加。资料表明，沥青路面的使用性能和耐久性最关键的因素是集料级配、油石比、密度和压实。所以高质量的城市沥青路面，首先要保证沥青混合料的生产质量。市政道路拌合料的来源较多，每个石料厂原料也有变化，导致沥青料的变化较大。城市道路的等级低于高速路，多年来对原材料的检验不是很重视，随着城市道路交通条件要求严格，原材料质量问题就显[35]得尤为突出。（a）沥青当混合料温度高时，沥青在集料之间可以充分流动，混合料容易压实。温度降低到一定温度后，沥青流动性差，粘性增加，难以压实。沥青含量对于压实度的影响是最大的，有些拌合厂因为城市道路标准低，从经济因素考虑，降低沥青品质和含量，造成混合料难以压实。（b）集料集料最大的问题在于材料脏、粉尘多、针片状颗粒较多、级配不规范，达不到要求，影响沥青与集料之间的粘附力，所以每批集料进厂必须进行抽检。对于不合格的集料要坚决予以退场。市政道路沥青路面不得使用拌和机回收粉尘作为填料，而应选择经过磨细的石灰岩石粉，为改善集料与碎石的粘附效果，还可掺入2%的水泥代替矿粉。拌合厂集料的储存和加工都必须加设大棚，防止扬尘，图2.12可以看出部分拌合场集料现场混乱。21 长安大学硕士学位论文图2.12集料现场混乱（c）沥青料的配合比城市道路沥青混合料配合比设计目前仍根据体积指标设计，配合比中各项原材料参数都是波动的，配合比中的原材料波动在允许的范围内，混合料能相对稳定的生产，[36]更好的满足使用性能要求和施工质量控制，确保沥青路面不产生过早损坏。（2）压实设备及碾压条件的影响（a）压实设备配置的影响城市道路压实设备主要有双钢轮振动压路机和胶轮压路机两种。压实分三个阶段，初压阶段沥青料温度高，易于压实，压实效果较好，一般采用吨位较大的双钢轮压路机慢速稳压，使混合料不至于推移。复压采用胶轮压路机揉搓混合料，使混合料更加密实。最后在混合料温度下降后，用双钢轮压路机压实消除表面轮迹印。压实设备的配置受摊铺设备、摊铺温度、摊铺速度、摊铺层厚度、压实有效时间、压实遍数的影响。城市道路摊铺工作面一般较小，一台摊铺机配备的压实设备有2-3双钢轮压路机、1台胶轮压路机和1台1吨左右的压路机，图2.13为施工现场压实设备配置。图2.13压实设备配置22 第二章评价指标及其影响因素分析（b）压实设备参数的影响压实设备的参数有净重和线压力、振幅和频率、碾压速度和遍数等。城市沥青道路的面层一般每层不超过7cm。压路机的净重不宜过大，碾压时初压要选择低速，以利于混合料的稳定。复压时可以选择高于初压的速度完成。图2.14为压路机合适参数下得到的碾压效果。摊铺机的夯锤和振动同时使用，可以大幅提高摊铺面层的初级密实度，有效减小温度的降低速度，为沥青料在合适的温度范围内碾压争取更多时间，保证更好的压实效果。但实际操作中有时在拼装熨平板时为省事，不按要求安装振动联轴器，摊铺时仅有夯锤工作，造成摊铺面层的初级密实度较低，图2.15为摊铺机参数设置。图2.14压路机合适参数下碾压效果图2.15摊铺机参数设置（3）压实温度的影响温度越高，沥青混合料的塑性越大，混合料所起的润滑作用越有利于克服内部摩擦力而被压实，相反温度越低，混合料越难于压实，同时混合料温度也决定了摊铺层有[37]效碾压时间，沥青拌合料温度分为初压温度和终压温度。图2.16为不同压实温度得到的压实效果，图2.17为现场碾压温度测定。碾压设备在高温下紧跟摊铺机完成对混合料的压实是提高碾压效果的重要手段，低速碾压比高速更容易达到规范要求的密实度。图2.16不同压实温度压实效果图2.17碾压温度测定23 长安大学硕士学位论文2.4.2平整度影响因素平整度作为城市沥青路面质量评价的一个指标，直接影响车辆行驶舒适度，决定道路的施工水平，因此沥青路面施工过程中需要严格把控。（1）基层施工质量沥青面层是道路施工的最后一道工序，是道路施工的“脸面”工程。但是沥青面层质量的好坏，很大程度上取决于基层或是上一道工序的施工质量，而且越到最后的工序，能够调整的余地越小，所以基层的施工质量基本上就决定了沥青面层最终质量。（2）摊铺基准的选择城市道路基层施工中，由于二灰石基层平整度较差，所以沥青面层的摊铺基准很少采用二灰石基层。一般在沥青面层的下面层施工中纵坡的找平基准都以路缘石或平石为基准。如果平石或路缘石尚未铺好，就采用钢丝绳作为基准。当下面层的平整度较高时，才能采用接触式或非接触式平衡梁作为上面层的基准。摊铺基准选择是保证面层平整度的基础。（3）摊铺连续性影响城市道路沥青面层的摊铺环境影响较大，导致摊铺连续性很难保证。主要受运输能力、摊铺路段、操作人员等因素的影响。沥青料的运输能力受城市道路影响较大，同一路段每天每时都在发生变化，运输车辆若不能按计划将沥青料运到现场，摊铺设备每次停机后再起步时就会在停机处形成一条棱线，影响路面的平整度。城市道路由于宽度有限，不可能都采用双机并铺，这样造成摊铺机不断的重复起步、抬起熨平板、再重新起步。由于仰角的各项参数从起步到摊铺稳定需要一段时间的调整，这样路面断断续续的分次铺完，平整度很难保证。为保证摊铺施工连续性，需要做好摊铺施工前期的准备，[38]将影响连续性的各方面因素考虑到，统一安排，合理筹划，以摊铺连续性为最终目的。（4）施工缝的影响沥青路面施工缝处理得好，不同时间施工的两段路可以衔接的很平顺，行车舒适、安全、平稳。反之则容易产生“跳车”现象。施工缝分为横向施工缝和纵向施工缝。横向施工缝：导致纵向平整度差，影响排水，施工中，当天最后一车料摊铺完毕时，摊铺机料斗所含沥青混合料越来越少，分布到螺旋输送器周围的沥青混合料无法按自动找平装置和设计高程的要求托起熨平板质量，因此熨平板会下落，引起当日施工终止桩号到后面1—5m范围内路面纵坡呈下降趋势，第二天摊铺机在切好的施工缝上就位，开24 第二章评价指标及其影响因素分析始摊铺后，仪表工作状态从指令到正常反应有一个过程，在此过程中已经摊铺一段距离，通常为5m，路面高程不是很理想，这样就导致施工缝前后5—10m范围内纵坡不顺，引[39]起路面“小平不大平”，产生跳车现象，如图2.18所示。图2.18施工缝处理不好导致的前后纵坡不顺纵向施工缝：影响横向排水和行车安全，两台摊铺机并机作业时，纵向施工缝为热接缝，施工较容易，只需要前后两机结合处高低平顺即可。冷接缝需要控制好第二次摊铺的松铺厚度，从而保证前后两机的压实厚度相等，同时需要注意结合处沥青料的密实。2.4.3厚度影响因素目前对于城市道路的验收越来越严格，厚度误差不能超过设计厚度的5%。超过规范的要求就判定为不合格。基层平整度不好，会影响面层的厚度。有些基层实际高程大于设计高程，摊铺厚度过小，致使石料破碎，沥青面层有很多“白点”，压实遍数过多就[40]会有裂纹，难以修复，只有铲除后人工补料。检查井周围的压实也会影响厚度的变化。检查井的砌筑要符合规范要求，摊铺施工前达到足够的强度，以免运输车损坏井口。井圈以下沥青料的填料均匀密实，尽量减少人为扰动。还应注意检查井要与横坡坡度方向保持一致。在初压后，可以用3m直尺对检查井位置进行平整度检查，及时调整。对于因扰动造成的表面孔洞较多的地方，用热料扣在该位置，然后刮板进行平整，铲去多余的粗料，用大吨位的压路机进行复压，衔接处压不到的地方用手扶或小型压路机转圈压实。施工缝不仅影响沥青路面平整度，同时也会影响局部厚度的变化，城市道路沥青面层施工一般都是分层施工，基层分次分段分块完成，下面层分段完成，到上面层应该是分次施工次数最少的，但是与高速公路施工相比，次数仍然大得多。除了每天完成施工后工作缝，还有一些与旧路面衔接处的冷接缝。25 长安大学硕士学位论文2.5本章小结（1）城市沥青路面施工质量检测和验收项目包括：压实度、厚度、平整度、弯沉值、路面宽度、中线高程、横坡、井框与路面的高差等。工程施工经验表明主控项目为压实度、厚度和平整度。（2）压实设备分为静力钢轮压路机，轮胎压路机，振动压路机和振荡压路机等，每种压实设备具有不同的特点，对于沥青拌合料来说，材料中含有较大的骨料，骨料之间的运动需要克服滑动摩擦和咬合摩擦，分析认为沥青拌合料采取振动压实可以有效减小它的滑动摩擦，对于它的咬合摩擦影响不大，因此采取振动压实不会对沥青拌合料产生骨料破坏。（3）城市沥青路面不同评价指标影响因素不同，分别分析每种评价指标的影响因素可以探究相应施工条件下的改善措施。26 第三章城市沥青路面施工质量控制方法第三章城市沥青路面施工质量控制方法城市道路沥青面层的摊铺质量控制，与高速公路的沥青面层施工相比，无论从施工工艺、影响因素、施工组织等方面，都有很大的不同之处，施工中遇到的问题及施工完成后出现的缺陷数量上也要大得多。为了能有效控制最终的沥青路面质量，需要采取有效措施对影响质量的因素进行控制。表3.1为沥青路面质量评价指标的影响因素，可以看出每个评价指标均受多种因素影响，同时每种因素又影响多个评价指标，因此单独对[41]某个评价指标提出改善措施不科学。结合施工实际情况，考虑整个施工流程，采取施工前准备、施工中控制、施工后检验三个方面措施来进行沥青路面质量控制效果较好。表3.1沥青路面质量评价指标的影响因素压实度平整度厚度沥青混合料性能压实设备配置压实设备参数混合料温度基层质量摊铺基准摊铺连续性摊铺参数施工缝检查井3.1施工前准备城市道路沥青面层的施工，从沥青料的生产到压实成型必须在有限的时间内完成，沥青料的温度成为贯穿全部施工工序的主线。由于城市道路的影响因素较多，前一道工序的施工质量对后一道工序的施工质量有很大影响，所以施工前要针对项目的具体情况做好准备工作，保证沥青面层的摊铺施工顺利进行。组织和准备工作做的越细致，才能最大程度的提高沥青面层的施工质量。27 长安大学硕士学位论文3.1.1现场验收和准备（1）现场验收施工前需要对即将摊铺施工的工作面进行验收，施工现场验收包括对基层几何尺寸的验收，弯沉值等指标验收，配套管线、隐蔽工程的核对验收。基层验收包括对二灰石或水泥稳定碎石基层的验收和已经施工过的沥青下面层的验收。首先要对基层的整体标高进行复测，对于测量的结果进行分析，对于影响摊铺质量的因素必须进行处理。例如摊铺机找平的基准是否满足要求。其次，要对基层宽度、强度、平整度等各项指标进行检测，各项检测指标都必须满足设计要求。对于基层中铺设的各种管线、检查井、预留接口的数量、位置与设计图纸进行仔细的核对，并对施工中会影响到的检查井等设施、预埋底座的位置做好标识，以便于在沥青面层摊铺之后能及时准确的找到。（2）现场准备现场准备包括对基层存在缺陷的修复，根据基层验收情况，对基层存在的高程误差、裂缝、坑槽、松散、路缘石及平石的歪斜破损进行修复，清扫工作面后撒布透层和粘层油。二灰石基层有条件的采用摊铺机进行施工，能够很好的保证基层的平整度。二灰石基层实际标高大于设计标高必须进行刨除，低于设计标高不能采用薄层贴补的方法，要重做或提前摊铺一层沥青料。摊铺厚度能否进行处理取决于待摊铺面层厚度与沥青料粒径的关系。对于实际标高高于设计标高的部分基层，如果摊铺厚度达不到集料最大粒径的2.5倍，就必须进行铣刨或用洋镐刨除；实际标高低于设计标高的面积稍大的部分基层，如果实际标高与设计标高差值满足设计沥青材料集料粒径的2.5倍时，应该用沥青料摊铺一层并压实。3.1.2组织准备项目部必须对项目所处的位置、季节、天气、温度、施工进度、现场的准备工作完成情况、交通导行方案的制定和审批、施工期间运输车辆路线的拥堵情况等进行详细分析，确定沥青面层摊铺实施的可行性。在分析的基础上编制施工方案，与各参与单位或部门进行充分的沟通，对参与施工的人员进行安全技术交底。组织准备还需要考虑应急预案设计。遇到下雨、设备出故障、交通堵塞等突发问题也要有措施，保证摊铺压实在允许的温度下完成碾压。施工安全技术指标要在施工前对参与施工、影响施工质量的[42]人员进行安全技术交底，由项目部技术负责人对参与施工的技术人员、设备操作人员、28 第三章城市沥青路面施工质量控制方法辅助作业人员进行详细的交底。3.1.3施工原材料准备拌合厂应按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG-F40-2004）对原材料进行检验，按相关规定在生产中加大每一步的检测和实验，使沥青料的质量能达到要求，为下一步的摊铺压实做好准备。（1）沥青沥青标号按照公路等级、交通条件、气候条件、路面类型以及受力特点等，结合以前的使用经验经技术论证后进行确定。西安地区的沥青标号按照气候特点一般采用90号沥青。储存罐中的沥青温度不低于130℃，同时不得高于170℃。（2）沥青料配合比沥青混合料的配合比直接影响沥青路面施工质量，因此需要做好配合比设计。首先应采用水洗法确定目标配合比设计，计算矿料的合成级配，在此基础上进行生产配合比设计，通过马歇尔试验确定生产配合比最佳沥青用量。完成生产配合比的设计之后，还应对其进行验证，通常可通过试拌试验段的铺筑来验证，接着对试验数据进行整理分析，若发现不符合质量要求情况，则应对生产配合比或有关工艺进行调整，图3.1为骨料堆积现场情况。图3.1骨料现场（3）沥青料的生产按照施工方案要求，在计划的时间开机生产。沥青混合料生产要严格控制沥青混合料的加热、拌和温度和出厂温度。冒黄烟表明混合料的温度较高，装车困难说明拌合料[43]温度较低或者混合料沥青含量低。相反，如果装料后车顶塌平，则表明混合料沥青含29 长安大学硕士学位论文量高或湿度过大。沥青混合料正常生产过程下应该保证每天取样两次进行提抽和马歇尔试验，确定油石比及集料级配和各项技术指标，同时定期做残留稳定度试验。3.2施工过程控制3.2.1沥青料的运输（1）运料车数量在沥青面层的施工组织设计中应对施工场地与施工项目所在位置、施工条件、运输车辆、运输路线、运输时间，以及计划摊铺吨位等进行合理的规划，按照下面的公式计算沥青运输所需的车辆数量。N=a(t1+t2+t3)/T（3.1）式中：t1——重载运程时间（min）；t2——空载运程时间（min）；t3——在工地卸料和等待的总时间（min）；T——拌制一车混合料所需的时间（min）；a——储备系数，一般取1.1~1.2；此外还需考虑项目所在地交通限行的时间以及当天的交通情况，及时的调整拌合厂的开机时间和适当增加运输车辆。（2）运料车管理如果运输车不能在摊铺机前50cm以上距离停车，碰撞摊铺机产生的冲击力是很大的，将直接影响平整度。车辆不得在施工现场急刹车、急弯掉头等，容易使透层、封层损伤。工地现场要安排专人管理车辆，不得使车辆在工地内行驶时损害道路附属设施，比如检查井、路缘石、平石等。沥青料运输车有些不是专一拉运沥青料的，有些车辆的车厢内有土、泥、及石头等杂物，故必须在拉运沥青料前进行检查清除。运料车每次使用前后必须清扫干净，在车厢板上涂一薄层防止沥青粘结的隔离剂或防粘剂，但不得有余液积聚在车厢底部。从拌和机向运料车装料时，应多挪几次汽车位置，先前部，再后部，最后中间部位，平衡装料，以减少混合料离析，图3.2为不正确的装料方式，图3.3为正确的装料方式。30 第三章城市沥青路面施工质量控制方法图3.2不正确的装料方式图3.3正确的装料方式3.2.2沥青料的摊铺（1）设备的配置城市路面行车道一般在6-30米之间，沥青面层施工根据路面宽度来决定摊铺设备。由于城市道路的宽度变化较大，设备的转场和拆拼比较频繁，所以可伸缩的摊铺机在城市道路的沥青面层摊铺施工中使用范围较广，减少了摊铺前的准备时间，降低了操作人员的劳动强度。摊铺碾压设备一般的配置：3米以上宽度非机动车道，选择可伸缩摊铺机一台，10-13吨压路机两台（初压复压一台，终压一台），30吨轮胎压路机一台；快车道根据宽度选用两台摊铺机并铺，配置10-13吨压路机四台（初压复压两台，终压两台），30吨轮胎压路机两台。可伸缩摊铺机一般在外侧，以应对部分加宽路段。对于十字口、转弯、各种检查井、公交港湾处的非机动车道，由于路面带有弧度，并且横坡变化较大，造成双钢轮压路机碾压不到。这些地方若通过人工摊铺则平整度较差，碾压达不到要求，容易引起早期破坏，故应该用手扶压路机或2吨左右的振动压路机进行碾压密实。（2）摊铺准备工作熨平板的预热：摊铺设备需要提前1小时进行熨平板预热，使熨平板的温度达到100℃左右，这样可以有效防止起步时熨平板温度低粘料造成的已摊铺路面出现的拉缝。如果所处现场温度低或者风力大，熨平板部位要增加遮风措施，保证熨平板温度尽快达到可摊铺温度。摊铺基准的确定：城市道路沥青面层施工找平系统分为纵坡找平和横坡找平。纵坡找平基准面的选择有钢丝绳法、滑撬法、平衡梁。对于没有可靠找平基准的道路，采用钢丝绳法。对于满足要求的找平基准的道路，采用滑撬法。对于平整度较高的道路，可直接采用接触式或非接触式平衡梁。摊铺机横坡拱度调整：熨平板拱度调整在宽度确定后进行，对于大型摊铺机，通常31 长安大学硕士学位论文设有前、后两幅调拱机构，并且前拱拱度大于后拱。经验表明：前拱过大，中间部分混合料容易导致中间紧密并刮出毫痕和纵向撕裂状条纹；反之前拱过小，中间混合料偏少，会出现中间疏松，两侧紧密并被刮出亮痕和撕裂状条纹的现象。一般拼装摊铺机前后拱度之差为3-4mm，伸缩摊铺机差值为2mm。（3）摊铺参数调整摊铺机螺旋布料器参数：摊铺机螺旋布料器有三个位置根据摊铺厚度可以进行调节，高位适合的摊铺面层厚度大于15cm,低位适合的摊铺厚度小于8cm，中位适合的摊铺厚度为4-15cm。城市道路沥青面层厚度一般不超过10mm，所以一般选择在中位。施工中要安装料位感应器，感应器感应电对准熨平板最外侧的沥青料，并与之保持不低于80cm的距离。摊铺机熨平板前的料仓里，沥青料是连续供给的，要尽量减少刮板和螺旋布料器频繁的关闭启动。料仓里混合料的高度以料位在2/3螺旋布料器的高度为宜。摊铺机夯锤、振动参数：摊铺机双振捣梁及振动功能可以提高预压密实度，减少压[44]路机碾压遍数。一般情况下，薄层、矿料粒径小宜选用短行程；反之，层厚、矿料粒径大的应选长行程，合适的行程和频率按表3.2选取。表3.2摊铺机夯锤、振动参数选取参数摊铺厚度摊铺速度预夯锤行程主夯锤行程夯击频率振动频率单位cmm/minmmmmHzHz面层连接层3.5-102-5＜6515-2540-70摊铺机松铺系数：松铺系数一般可以从经验和试铺来选取。试铺可以有厚度和密度两种方法来计算得到松铺系数。城市道路沥青料的类型变化不大，所以一般根据经验确定松铺系数，然后根据压实厚度做微调即可。摊铺速度：为保证机动车道能达到连续不间断摊铺，摊铺作业速度必须提前计算好，相关操作人员在施工中配合一致。摊铺速度可由以下式计算：CCV==（3.2）60WDP140WD式中：V—摊铺机的作业速度（m/min）；C—沥青拌合设备的供料能力（t/h）；W—路面的铺筑宽度（m）；D—路面的铺筑厚度（m）；P—压实后混合料的密度，可按2.33t/m³取用。32 第三章城市沥青路面施工质量控制方法由于熨平板温度低于沥青料温度，而且要处理接缝，所以在起步时摊铺速度控制在1.5m/min以下。等摊铺压实正常后，可以将摊铺速度缓慢提高到计算得到的速度。当更换料车时要把速度降下来，在下一辆料车倒料前保持不停机，速度的变化必须缓慢的进行调整。料车司机要听从操作人员发出的信号，配合摊铺机操作人员提前停车，调整方向，控制车的移动。3.2.3沥青料的压实碾压速度是保证沥青路面质量的一个很重要的因素，根据速度和压实之间关系：碾压速度在1.5米时只需要6遍就可以达到98%，如果速度大于6米，即使10多遍也达不到95%，所以必须控制碾压在低速、匀速下完成。初压、复压和终压阶段所选用压路机不同，碾压速度相差也较大，图3.4为不同碾压阶段碾压速度不同情景图。图3.4不同碾压阶段碾压速度不同对于碾压遍数，规范中并没有规定几遍，只是注重最后的压实效果。碾压一般采用每次错轮不大于1/2轮，三个阶段按表3.3选择合适的碾压遍数。但是每阶段必须保证在合适的碾压温度完成。表3.3不同条件下碾压遍数初压复压终压压路机类型适宜最大适宜最大适宜最大双钢轮压路机2-343-553-55胶轮压路机2-343-553-55双钢压路机2-333-553-55为了获得最佳的碾压效果，在碾压时要选择合适的振幅和振频。厚度大时要采用高幅低频，厚度薄时要采用高频低幅，才能达到满意的压实效果。振频主要影响沥青面层33 长安大学硕士学位论文的表面压实质量。在压实层厚度和碾压速度确定后，就要选择压路机的振频，使冲击间距比压实层厚度要小一些，以避免表面发生短的波纹。振幅主要影响沥青面层的压实深度。厚度大时选高幅，厚度薄时选低幅。3.2.4碾压工艺碾压过程通常分为初压、复压和终压三个阶段，压路机的碾压速度应符合规定。初压目的是整平和稳定混合料，复压目的是使混合料密实、稳定、成型，混合料的密实程度将取决于该道工序。终压目的是消除轮迹，最后形成平整的压实面。所以这些都必须严格操作。一旦沥青混合料摊铺整平，应立即对其进行全面均匀的压实。初压在混合料摊铺后较高温度下进行，沥青混合料不应低于120℃，不得产生推移、发裂。碾压时驱动轮面向摊铺机，碾压路线及碾压方向不得突然改变，采用轮胎压路机或双钢轮压路机[45]关闭振动碾压2-4遍至无轮迹，路面压实成型的终了温度符合规范要求。沥青混合料路面初压温度与使用的沥青有关，初压温度过高和过低都应该避免。初压温度过高时，沥青黏性低，沥青料易错位和活动，推移现象较严重，还容易产生裂纹；初压温度过低时，沥青混合料的黏度高，难以压实，如过度碾压，就会出现发裂现象，所以实际工作中应根据使用的沥青黏度与温度的曲线关系来确定合适的初压温度。城市道路目前使用最多的沥青混合料有两种：普通沥青料和改性沥青。SMA和OGFC由于对温度的要求更严格，城市道路采用的较少。改性沥青的拌合、摊铺、压实温度都要高于普通沥青混合料，表3.4为沥青拌合料不同场合下的温度。表3.4沥青拌合料温度工序普通沥青改性沥青品种90号SBS沥青加热温度150-160160-165出料温度140-160175-185废弃温度190195摊铺温度130160碾压温度125150终压温度6590交通放行温度505034 第三章城市沥青路面施工质量控制方法3.3施工后检验3.3.1接缝施工质量控制由于城市道路与高速公路在施工环境等方面的差异，城市道路沥青面层的施工缝远多于高速公路。而这些纵缝、横缝对于道路行车舒适度和道路的经济性有着至关重要的影响。对接缝的处理水平体现企业的沥青路面施工水平。（1）纵向接缝双机并铺时两条摊铺带相接处必须有5-10㎝搭接，才能保证该处与其他部分具有相同的厚度，搭接的宽度应前后一致才能在较宽的路面摊铺及变幅段的施工中保证整个[46]路面的平整、美观。纵向接缝易于处理，且连接强度好。（2）横向接缝横向接缝在沥青路面施工中最常见，通常指每天的工作缝，也包括多种原因导致的摊铺中断，沥青混合料温度下降而设置的接缝。横向接缝的关键是混合料的温度变化。温度太高容易产生混合料推移，温度太低横缝不能压实，易造成早期路面损坏。横缝碾压温度一般比正常碾压温度低5℃一10℃。横向接缝的处理有两个要点：正确的接缝位置和接缝方式。接缝方式：横向接缝有斜接缝和平接缝两种。在城市道路的上面层应采用垂直的平接缝，其他等级公路的各层均可采用斜接缝。斜接缝的搭接长度与层厚有关，一般为0.4～0.8m。搭接处应清扫干净并洒少量沥青。当搭接处混合料中的粗集料颗粒超过压实层厚时应予以别除，并补上细料。斜接缝应充分压实并搭接平整。3.3.2检查井施工质量控制在城市道路的沥青路面施工中，遇到最多的就是各种检查井，检查井大多数设置在快车道，近年来城市道路设计进行改进，将检查井设置在绿化带里。目前大部分雨污水管道及其他管线的检查井在路中随着结构层的施工，完成一层路面结构，就升一次井，经过几次升井，最后升到与沥青面层平齐的高度。由于井座全部是砖混结构，是“硬”的，而沥青料是“软”的。新铺的沥青路面放行一段时间后就会更密实，高度会有少量下降，而砖混的井座高度不可能变化，所以车辆在检查井的位置发生“跳车”，影响行车的舒适性，也会损坏检查井。西安市从南三环路施工时，开始使用新型井圈和井盖。区别在于新型井圈的井座放35 长安大学硕士学位论文置于基层高程平齐的混凝土井圈上，将井圈固定，井圈与井座可以在竖直方向相对移动17cm，每摊铺一层就在井圈与井座之间填充沥青料，这样井座和沥青摊铺层同步压实，图3.5为检查井升井施工。施工时，在摊铺前将检查井可调式井圈放在井座上，并在井盖上喷洒少量水，防止沥青料与井盖粘接，污染井盖。并在路边对于井的位置做好标记，以便摊铺机过后能迅速准确找到井的位置。在摊铺后初压前，升井人员立即找到井的位置，铲掉井盖上的沥青料，用洋镐撬起井圈，在井圈与井座之间填进混合料，井圈要稍高于路面高程。升井人员要少，尽量不要在已摊铺过的面层过多的移动踩踏。之后用刮板对井盖周边的沥青料进行平整。都处理完之后，立即进行初压，根据压实的效果来确定检查井是否需要调整，图3.6为完成压实的检查井，图3.7为雨水井框。图3.5检查井升井施工图3.6完成压实的检查井图3.7雨水井框3.3.3平石、路缘石与沥青路面的衔接城市道路用平石和路缘石划分快车道、慢车道、人行道等功能区，雨水收水井篦也与平石相间，对沥青路面的压实影响较大。压路机如不靠近路缘石，沥青料会在路缘石根部位置有1-2cm的凸起，很难消除。如果贴近路缘石，很有可能碰到路缘石，造成路缘石的损伤。路面的横坡坡度在沥青与平石的衔接处有拐点，这样在碾压时，如果沥青料过厚，就会高过平石形成台阶，影响平整度。如果过低，沥青料无法碾压密实，影响压实度。要提高这个部位的压实质量，压路机操作人员、刮板人员需要具有较高水平，图3.8为平石、路缘石与沥青路面衔接施工现场情况。36 第三章城市沥青路面施工质量控制方法图3.8平石、路缘石与沥青路面衔接施工3.3.4十字路口摊铺质量控制城市道路中十字交叉口较多，交通压力大，沥青面层摊铺难度较大，成型后存在的问题也较多。主要有：十字口的高程受到正在摊铺路面横坡、纵坡的限制，高程控制不好会产生路面积水；十字口人工摊铺面积较多温度下降快；摊铺机需要多次停机，抬起熨平板，不断重新起步。在十字路口的压实过程中，由于沥青料的温度下降较快，压路机碾压必须及时跟进，在沥青料达到最低温度前完成碾压，保证密实度。十字路口不能全部采用摊铺机，弧度较大的地方要人工进行摊铺，人工摊铺技术的高低、作业人员的数量、整平完成的速度，都影响十字路口的平整度以及碾压的温度。3.4本章小结（1）城市沥青道路施工质量的影响因素较多，可能前一道工序的质量对后一道工序的质量产生很大影响，所以施工前要针对项目的具体情况做好准备工作，施工前的准备工作包括施工的现场验收和准备；组织准备；施工原材料的准备等方面。（2）沥青路面施工过程直接决定最终的成型质量，因此需要严格控制。施工过程主要包括沥青料的运输、沥青料的摊铺、沥青料的压实以及碾压工艺的选取，控制每个阶段的施工质量可以有效提高沥青路面质量。（3）施工后检验不仅需要检测沥青路面的成型质量，还需要保证接缝、检查井、平石路缘石与沥青路面的衔接以及十字路口摊铺等质量。37 第四章试验方案设计第四章试验方案设计针对城市沥青路面施工质量的影响因素，选择项目施工过程沥青面层作为研究对象，对各个影响因素进行分析，确定施工中采取相应的控制措施，施工中严格按照要求进行施工，检测成型沥青路面厚度、压实度和平整度质量。4.1项目概况该项目位于西安市东郊，连接南三环的一条城市主干道，道路全长1630米。道路红线宽50米，机动车道宽21米，双向六车道。两侧分隔带各宽1.5米，两侧非机动车道宽4米，两侧路侧带宽4米，两侧绿化带各宽5米，渠化段宽度为60米。道路面层[47]设计为沥青上下面层。机动车道下面层为中粒式沥青混凝土AC-20,厚度7cm.机动车道上面层为中粒式沥青混凝土AC-13,厚度5cm。非机动车道下面层为中粒式沥青混凝土AC-20，厚度6cm。非机动车道上面层为中粒式沥青混凝土AC-13，厚度4cm。该项目在2009年8月完成沥青下面层铺设。因为各种原因的影响，一直未能进行沥青上面层的铺设。2015年3月开始准备进行沥青上面层的摊铺工作。4.1.1已铺设道路存在的问题分析该道路从2009年开始放行到今天，经过6年的运行，路面已经出现了一些问题，主要有：纵横向的裂缝、坑槽、孔洞、平石下沉、有些地方上面层厚度过大或过薄，检查井下沉或塌陷，图4.1为路面裂纹图，图4.2为雨水井边缘腐蚀图，但路面上基本还没有出现沉陷等基层强度引起的质量问题。图4.1路面裂纹图4.2雨水井边缘冲刷腐蚀产生上述质量问题原因分析：（1）该道路连接南三环，,道路附近高层建筑近年来密集开工，各种超重车辆较多，车流量较大；（2）该道路纵坡较大，由于上面层未能及时铺设，雨水未能从两侧的雨水井排泄，而是沿着道路向下排到南三环的雨水管道里，39 长安大学硕士学位论文雨水对道路的冲刷作用明显；（3）下面层沥青压实度不足，雨、雪水不能及时排出，下渗到基层，冬季在温差作用下引起路面产生裂缝。4.1.2项目施工现场调研（1）施工场地较远，运输能力要求较高项目所在地位于城市的东南方向，拌合厂位于城市的西北方向，运输路线如果按照对角线穿城而过距离较近，大约30公里。三环内白天货车禁行，而且红绿灯较多，城内车流量较大容易拥堵，运输时间无法保证，所以不能采用这条运输路线。只能沿三环运输，距离大约48公里，按照平时的经验，需要120分钟。运距远就对运输车辆的数量提出更高的要求。该项目采用的沥青为改性沥青，运距远会造成沥青料温度下降较多，气温也是必须考虑的重要因素之一。西安市4月份气温虽然有所上升，但是早晚温差较大。最低温度不到10度。施工期间天气预报表4.1所示：表4.1施工期间天气情况日期天气最高温度（℃）最低温度（℃）4月6日小雨1174月7日阴1774月8号晴1774月9号多云2184月10号多云23104月11号多云219（2）道路结构影响该道路设计主车道宽度21米，双向4车道，机动车道和非机动车道之间绿化带隔开，设计有一个丁字路口和两个公交港湾。非机动车道、丁字路口、公交港湾的摊铺会影响到机动车道的施工。可根据项目实际，提前进行两幅非机动车道的摊铺，非正常宽度的摊铺在正常摊铺到达前完成摊铺，接缝形成热接缝，可以达到良好的效果。（3）摊铺基准的选择一般摊铺的基准是以平石为滑靴基准面，但是该道路的平石缺乏沥青面层的保护，[48]而且几年间受到雨水的冲刷形成非正常的损坏，平石的高程受到的影响较大。如果以平石作为基准，就必须对平石进行修复，因此基准采用路缘石，但必须确保绿化带不会影响滑靴的连续滑动。40 第四章试验方案设计（4）厚度不均、裂缝等缺陷的影响对于沥青道路下面层实际高程低于设计高程的位置，摊铺厚度会大于设计厚度，在同样的压实作用下，实际高程仍会低于设计高程，形成道路的低点；同样道理，在下面层实际高程高于设计高程的位置，摊铺厚度小于设计厚度，压实以后的实际高程也会高于设计高程。与设计高程相差不大的，基本上可以得到较好的平整度，对于与设计相差较大的地方，如果不处理，将会影响道路的整体平整度。沥青下面层的缺陷会影响上面层质量。坑槽必须在大面积摊铺前得到处理；裂缝如果得不到处理，在上面层完工后不久将会反射到上面层，形成同样的裂缝。4.2试验准备工作4.2.1对基层缺陷的处理对沥青下面层的实际高程进行测量，低于设计高程超过3cm的部位，提前加铺3cm厚度的沥青料，高于设计高程超过3cm的部位，必须用铣刨机对高点进行铣刨处理，铣刨部分与未铣刨部分的高差不能超过1cm，否则摊铺后会反射到面层。对于铣刨过的沥青料必须清理干净，对于松散的部分挖除，图4.2为沥青路面现场加铺一层。对于纵横向较多的裂缝，如果不是二灰石基础强度原因引起的，先用沥青进行热灌缝处理，另外对裂缝较大、较密集的部位铺设土工格栅，以减少和延缓裂缝在表面层的反射作用。土工格栅必须展开并用铁钉予以固定，防止摊铺机经过时产生皱褶影响面层的压实，图4.4为裂缝处铺设土工格栅。图4.3加铺一层图4.4裂缝处铺设土工格栅对于破碎的部分平石进行更换，对于高程有变化的平石进行修复，对于与平石衔接的沥青下面层，为防止雨水冲刷，用水泥砂浆处理过部位也应该进行挖除，提前填补沥青料并压实。由于该道路下面层铺筑时间较长，而且已遭到污染，表面的沥青膜已经被41 长安大学硕士学位论文车轮磨耗，所以在摊铺前一天，首先要对摊铺工作面进行全面的清扫，再用压力水进行[49]清洗，保证摊铺工作面清洁,不能有积水。还有些修补遗留下来的水泥砂浆形成的残2渣，也要清理干净。在清洗达到要求的摊铺工作面上喷洒0.3kg/m的沥青乳液，增加新铺面层与下面层的粘结。4.2.2设备配置该道路设计红线宽度50米，机动车道21米（含两侧平石宽度50cm），非机动车道两边各3米，渠化段每边各一处，丁字路口一个，根据施工内容需要配置相应的施工设备。（1）拌合厂由于在运距离条件下采用双机并铺时沥青摊铺能力大于拌合厂的拌合能力，所以拌合能力就成为首要确定的参数。拌合厂的沥青拌合设备为北京德基DG3000型，每小时拌合沥青料200多吨，每天最大拌合量为2100吨。考虑到各种影响因素，每天的拌合量可能不超过1800吨，这样也需要近9个小时的连续生产。由于必须保证施工在天黑前结束，所以最后一车料要在下午6点前运到工地，拌合厂就应该在下午4点前停止生产，推算下来拌合厂就要在早上7点前开始生产。由于车辆不足及其他不可控因素的影响，拌合厂开始生产时间提前到凌晨5点开始。（2）施工设备机动车道的摊铺采用单幅双机并铺。单幅宽度12米，除去平石的宽度剩余11.5米。机动车道和非机动车道的施工设备配置如表4.2、表4.3所示。表4.2非机动车道施工设备配置序号设备名称型号施工区域1摊铺机ABG7620非机动车道2摊铺机ABG423加宽段3双钢轮压路机HAM130全段4胶轮压路机龙工30全段5双钢轮压路机三一10全段6小型压路机戴纳派克G90全段表4.3机动车道施工设备配置序号设备名称型号要求施工区域1摊铺机AABG7620原机宽度在前靠近路中42 第四章试验方案设计2摊铺机BABG8620拼宽6.5米靠近平石3摊铺机CABG423拼宽3米渠化段4双钢轮压路机HAM130初压5双钢轮压路机三一13初压6胶轮压路机龙工30复压7胶轮压路机三一26复压8双钢轮压路机三一10终压9双钢轮压路机龙工12终压10小型压路机戴纳派克G90全段4.2.3设备参数确定（1）摊铺作业速度摊铺作业速度按公式（3.2）计算，C取值200；W取值11.5；D取值0.05，经计算后得到V为2.48m/min。考虑到厚度的不均匀因素（实际厚度可能会大于设计厚度），摊铺的作业速度可根据到场沥青料的数量，将速度控制在2.4m/min左右。（2）摊铺机参数设定纵坡找平基准面的选择：摊铺机B的找平选用非接触式平衡梁，以现有的沥青下面层为基准面。摊铺机A的找平一边以摊铺机B刚完成的摊铺面为基准，另一边以平石为基准面。摊铺机C的找平一边以经过测量的铝合金尺杆为基准，另一边以平石或以新铺的沥青路面为基准。摊铺机横坡预拱度的选择：由于是半幅路面进行摊铺，两台摊铺及施工范围内的横坡坡度相同，所以不用进行预拱度的设定，只需将横坡的拱度调节到中央“0”刻度的[50]位置就可以。摊铺机螺旋布料器参数：该项目沥青上面层的摊铺厚度为5cm，应该选中位。摊铺机夯锤、振动参数：该项目沥青面层厚度5cm，预夯锤行程选择6,主夯锤行程选5。摊铺机松铺系数：根据以往的经验，施工确定的松铺系数为1.1。5cm的上面层，按照5.5cm摊铺。摊铺机仰角：摊铺前，设定初始仰角的标尺数值为0。（3）压路机参数设定压实是影响沥青路面耐用性能最重要的因素之一。压实温度、压实方式、碾压速度、碾压遍数等都会对压实效果产生较大的影响。压路机振动频率和振幅的选择取决于摊铺43 长安大学硕士学位论文层的厚度。该项目沥青面层厚度为5cm,选择高频低幅。压路机碾压遍数是要在压实各阶段的温度范围内完成碾压。压实遍数不够，密实度难以保证，图4.5不同碾压速度下压实遍数对压实度的影响。压路机碾压速度可以根据压实速度与密实度关系的曲线图来选择。在实际的施工中，压路机的行驶速度往往比较快，很难保证压实度。所以必须控制压路机碾压速度。初压时速度控制在3km/h,复压和终压的速度控制在5km/h。碾压长度根据沥青的类型以及沥青料温度下降的快慢决定。该项目使用改性沥青，气温7℃左右，碾压长度选择50米。图4.5不同碾压速度下压实遍数对压实度的影响4.3对比条件控制4.3.1有效压实时间有效压实时间是指沥青拌合料从摊铺后温度降至最低允许碾压温度所经历的时间，主要取决于混合料摊铺后的冷却速度。对于粘度大的沥青拌合料，需要的摊铺温度和压实温度较高，如果混合料温度冷却速度较快，就需要缩短压实作业时间。混合料的压实[51]温度越低，碾压时间越长，技术允许条件下，碾压开始温度控制在120—150℃较佳。厚度大的沥青拌合料面层较容易压实，因为它的保温时间长，为碾压过程提供了更长的压实时间。厚度薄的面层温度下降快，因此需要尽快完成碾压工艺。图4.6反映了环境温度10℃条件下，厚、薄沥青混合料面层的冷却速度变化规律。44 第四章试验方案设计图4.6不同铺层厚度混合料的冷却速度由图1可以看出，对于薄的沥青混合料铺层，在不利条件下温度会在5min内降至70℃，对于厚的沥青混合料铺层则可以保持数小时的高温环境。因此对于厚度60mm或者更薄的铺层，混合料的温度需要高一点，以便碾压工序有足够的时间。对于厚度75mm或者更厚的铺层，沥青混合料的温度可以稍微低一点。气温和风速对混合料的冷却速度影响也很大，如果摊铺厚度小于50mm，不应当在20℃以下且有风的情况下进行摊铺作业，因为混合料冷却速度较快，碾压不能完全密实。综合考虑各种因素的影响，结合工程实践，表4.4推荐了普通沥青拌合料不同摊铺厚度、不同气温下的有效压实时间。表4.4沥青混合料有效压实时间（min）气温（℃）5—1010—1515—2020—30>30备注摊铺厚度（cm）3—417-2121-2525-3030-32>32风速小于5—826-3030-3535-4040-45>453—4m/s8—1255-7070-8080-9090-110>1104.3.2接缝方式对于道路中线的纵缝有热接和冷接两种方式。热接缝就是在沥青混凝土没有降温前，马上接铺上旁边的沥青混凝土，一般不碾压，接铺上再碾压成型；冷接缝就是碾压后，重新切割为企口后，再铺沥青混凝土。双机并铺时，摊铺机B在前，摊铺机A在后，前后相差15米左右，双机速度基本一致，保持同样的间距。摊铺机A熨平板应与前面摊铺带搭接5cm左右。前面摊铺带留出15cm先不进行初压，后面摊铺机的纵坡找平滑[52]靴搭接在未碾压的沥青料上，保证后面摊铺机铺筑厚度与前面相同。后面压路机骑缝45 长安大学硕士学位论文碾压，消除接缝痕迹，摊铺机B的找平选用非接触式平衡梁，以现有的沥青下面层为基准面。不同的接缝方式影响最终的沥青面层施工质量，主要是面层平整度。通过中线位置分别采用冷接和热接方式，割机裁边、冲洗、刷涂沥青，将中线部分进行热接和冷接的效果进行对比得到一定的改善措施，图4.7为接缝施工现场，图4.8为冷接缝方式成型的路面，图4.9为热接缝施工路面。图4.7接缝施工图4.8冷接缝图4.9热接缝4.3.3保温措施沥青混合料从拌合站运往摊铺现场的过程中，拌合料温度远远高于周围环境温度，因此热交换的作用会导致混合料在到达施工现场前温度就已经大幅下降。沥青混合料温度越高，温度损失越多；周围环境温度越低，能量损失越大，因此冬季施工更不利于沥青拌合料保温。由于沥青和集料的导热系数较小，热量传递缓慢，在运输车车厢周围，温度下降较快，运输车中心位置温度下降较慢，这样运输车周围拌合料和中心位置拌合料之间就形成温度差异，特别是在冬季施工。图4.10为运料车散热辐射图，可以看出车厢不同位置温度的差异化。平均每车接料50T时间为13.6分钟（拌合时间），正常情况下运到工地需要120分钟，等待时间90分钟。如果遇到交通拥堵、红绿灯较多、运距较远的情况。等待时间更长，因此沥青拌合料散热温度下降情况会更明显。为了探究温度对沥青面层施工质量的影响，本文分别采用单层和双层篷布中间海绵覆盖的方式对整个车厢采取保温措施，通过试验对比分析不同情况下沥青面层质量的改善，图4.11为设置保温措施运料车。46 第四章试验方案设计图4.10运料车散热辐射图图4.11设置保温措施运料车4.4本章小结为探究城市沥青路面施工质量改善措施，需要设计专门试验进行研究分析，试验设计方案主要内容如下：（1）针对项目施工中存在问题进行分析，确定该项目施工中需要保证的施工环境。（2）试验准备工作的保证：对基层缺陷的提前处理；设备配备到位；施工设备工作参数的确定。（3）针对试验中需要比较的控制参数进行施工，控制参数包括有效压实时间、接缝方式和保温措施47 第五章试验结果分析第五章试验结果分析根据试验方案设计中的对比条件控制制定相应的的组织计划进行施工，并对不同条件下沥青路面质量的厚度、压实度、平整度进行检测，通过检测数据的整理和效果的对比分析沥青路面质量改善方法，在以后的实践中持续改进，进一步提高施工质量。5.1试验安排5.1.1试验计划试验中有效压实时间选择三个水平，分别为25min、35min和40min，对应的检测指标为厚度。接缝方式对应的检测指标为平整度。保温措施对应的检测指标为压实度。具体的试验因素与水平如表5.1所示。表5.1试验因素与水平措施有效压实时间（min）接缝方式保温措施水平253540冷接热接单层双层检测指标厚度平整度压实度5.1.2施工安排该项目计划沥青用量为6000吨，综合考虑拌合厂的生产能力和沥青料的运输能力，确定施工顺序如表5.2所示。表5.2施工安排表时间摊铺区域沥青料计划用量说明第一天全段200吨补料第二天东侧非机动车道900吨第三天西侧非机动车道900吨第四天丁字口以南双幅机动车道1800吨第五天丁字口以北西侧机动车道1100吨第六天丁字口以北东侧机动车道1100吨拌合厂提前一天做准备，从4月6号开始西侧慢车道的摊铺施工。4月8日施工东侧慢车道，慢车道施工时将绿化带间的沥青面层同时进行了施工，只留出快车道宽度。慢车道施工沥青料量较少，所以运输完全能满足要求，温度能在规定的范围完成压实，南侧快车道选择十字口的接缝位置时综合考虑拌合厂的拌合能力、运输能力、摊铺速度、料温等因素，将工作缝留在十字口。4月9日分两次双机并铺全幅路面，在中线位置采49 长安大学硕士学位论文用热接。4月10日北快道西半幅路面采用双机并铺，4月11日北快道东半幅路面也采用双机并铺，用两天时间完成。施工中摊铺机按照预定的参数进行调整，压实设备按照碾压的要求、温度完成压实作业。5.2结果分析5.2.1有效压实时间对厚度影响沥青混合料道路的厚度包含三层含义：一是压实面层的绝对厚度；二是与拌合料中骨料最大粒径相关的厚度；三是绝对厚度的均匀性。通常，面层越厚，拌合料冷却速度越慢，因此冷却时间越长，可以利用的有效压实时间越长，相反，面层越薄，热损耗越快，有效压实时间越短，因此压实时间的不同会影响到最终的面层厚度。施工完成后，使用路面取芯钻机取样进行厚度检测，取桩12个，分别测定机动车道和非机动车道两种情况下各桩号厚度，检测结果如表5.3所示。表5.3有效压实时间下的厚度值有效压实时机动车道（设计值：5cm）非机动车道（设计值：4cm）桩号间（min）AC13厚度均值标准差AC13厚度均值标准差K1+7205.34.6K1+6904.35.0255.050.4394.480.432K1+5205.24.5K1+5005.43.8K1+1005.24.4K1+0705.45.2355.080.2384.930.327K0+9304.94.9K0+8704.85.2K0+8605.73.8K0+8204.84.9405.030.3964.750.642K0+7504.75.6K0+6904.94.7根据表5.3数据作出机动车道厚度如图5.1所示，非机动车道厚度如图5.2所示。图5.1中，有效压实时间25min的折线在四个测点位置值均小于设计值5cm，并且波动较大，与设计值相差最大的位置达到14%；有效压实时间40min的折线除第一个测点外，其他测点与设计值相差较大，并且均低于设计值；有效压实时间35min的折线在四个测点位置均与设计值5cm较接近。图5.2中，非机动道厚度设计值为4cm，可以看出波动50 第五章试验结果分析较小且较接近设计值的为25min折线。图5.1机动车道厚度图5.2非机动车道厚度进一步作出机动车道厚度正态分布如图5.3所示，非机动车道厚度正态分布如图5.4所示。对比图5.3中三条曲线发现：粉色曲线高瘦，均值特别接近设计值，综合比较认为机动车道有效压实时间选择35min较好。对比图5.4中三条曲线发现：蓝色曲线虽然正态分布集中程度不如粉色曲线，但均值更接近设计值，综合比较认为非机动车道有效压实时间选择25min较宜。51 长安大学硕士学位论文21.4t=25mint=25mint=35min1.2t=35mint=40min1.5t=40min1设计值设计值0.8p1p0.60.50.40.203456780234567hh图5.3机动车道厚度正态分布图5.4非机动车道厚度正态分布5.2.2接缝方式对平整度影响利用平整度仪测量冷接缝和热接缝两种施工方式下得到的路面平整度情况，得到的测试数据如表5.4所示。表5.4平整度数据测点冷接缝检测结果测点热接缝检测结果11.37合格171.37合格21.49合格181.26合格31.28合格191.28合格42.14不合格200.98合格51.25合格210.95合格61.46合格221.41合格71.37合格231.48合格81.28合格241.2合格91.38合格251.37合格101.11合格261.24合格111.39合格271.18合格121.1合格281.37合格131.54不合格291.47合格141.05合格301.22合格151.19合格310.99合格52 第五章试验结果分析161.14合格321.26合格均值1.35——1.25—标准差0.249——0.160—根据表5.4测得的平整度数据作出不同接缝方式平整度如图5.5所示，作出不同接缝方式下平整度正态分布如图5.6所示。图5.5中蓝色折线显然有两点数值超出平整度最大允许值，并且波动较大，红色折线整体效果较好。对比图5.6中两条曲线可以看出粉色曲线不仅平整度均值较小，而且曲线高瘦，说明不同测点平整度均较接近，因此认为热接缝方式更能保证平整度质量，由于热接缝对施工条件要求更苛刻，因此主要建议城市快速路和主干路路面采取热接缝方式。图5.5不同接缝方式平整度折线图2.5冷接缝热接缝21.5p10.5000.511.522.533.5p图5.6不同接缝方式下平整度正态分布图5.7为冷接缝方式成型的路面，图5.8为热接缝方式成型的路面，可以看出：冷接缝方式得到的路面衔接处差异明显，二者之间并没有完全紧贴密封，因此即使新成型53 长安大学硕士学位论文路面质量很好，寿命长，但衔接处容易被破坏。热接缝成型的沥青路面衔接处完全贴合紧密，因此各处质量大致相当，不容易产生早期破坏。图5.7冷接缝方式成型路面图5.8热接缝方式成型路面5.2.3保温措施对压实度影响采取不同的保温措施会影响沥青混合料的碾压温度，进一步的会影响最终的路面压实度，但压实度具体变化情况需要通过试验得到可靠结论。在要测的沥青路面上垂直于斑马线方向和平行于斑马线方向按一定规律选取测点，如图5.9所示，共取A、B两组，A组为运料车单层篷布中间海绵覆盖，B组为运料车双层篷布中间海绵覆盖，每组3×12=36个测点；对于每一个测点，用无核密度仪测定其相对密实度。表5.5为A组保温措施得到的沥青路面压实度数据，表5.6为B组保温措施得到的沥青路面压实度数据。图5.9测点选取表5.5A组压实度数据测点12345678910均值标准差196.495.698.297.598.295.295.797.698.297.397.01.17A298.997.594.898.194.295.895.897.897.597.196.81.52组397.697.897.297.597.696.395.796.496.594.996.80.9654 第五章试验结果分析表5.6B组压实度数据测点12345678910均值标准差198.297.898.997.997.897.996.998.097.797.897.90.47B298.198.297.997.695.896.495.796.897.596.597.10.88组395.896.795.795.996.897.297.597.296.395.896.50.64根据表5.5、表5.6的数据绘出A、B组压实度均值曲线如图5.8所示，可以看出：A、B组压实度均值均超过规定的95%，A组最大压实度均值接近97%，最小压实度均值96.8%，差别较小，B组最大压实度均值接近98%，最小压实度均值96.5%，波动较大，但B组压实度均值曲线总体位于A组曲线上方，A组优点在于路面压实度大小统一，路面各个位置寿命大致相同，B组优点在于压实度较高，不容易产生车载破坏。说明A组、B组压实方式各有优劣。图5.10A、B组压实度均值对比进一步作出A组压实度三维视图如图5.11所示，B组压实度三维视图如图5.12所示。可以看出：图5.11中部分测点凹陷，对比发现凹陷部分压实度低于95%，说明该处压实度不达标。图5.12中各测点压实度较较大，凹陷部分对比发现压实度也是达标的，因此综合比较认为B组压实度相对较优，建议运输车采用B种方式保温，特别是在红绿灯较多、需要长时间等待路段。55 长安大学硕士学位论文图5.11A组压实度三维视图图5.12B组压实度三维视图5.3指标评价体系完善在施工过程控制指标体系中，每个指标的作用和所处层次的不同，其对施工过程的影响也不一样，考虑到施工进度的要求，每一阶段不可能对所有评价指标进行检测，因此沥青路面施工的过程控制必须对不同环节重要程度进行估计，确定不同指标权重。5.3.1指标赋权确定指标权重方法较多，具体分为以下六种：（1）主观赋权法。主要依赖于专家打分，操作简单，但主观随意性太强；（2）群体构权。分为“无反馈系统群体构权”和“有反馈系统群体构权”，前者重点解决专家返回的结果，后者关键是优化设计循环控制指标；（3）特征向量。即特征值法，通过对权重为w1、w2、wn的n个指标构造判断矩阵来确定权重；（4）对象分层构权。对于呈树状结构的指标体系，可以根据各指标之间的重要性消除56 第五章试验结果分析侧面指标对总权重分配的影响；（5）因素分层构权。分别采用不同准则赋权，然后再逐层合并；（6）层次分析法。简称AHP，是一种定性分析和定量分析相结合的系统分析方法，首先将问题层次化，根据目标将问题分成不同组成因素，形成一个多层次分析结构模型，最终将系统分析归结为最底层相对最高层的权重相对重要性和相对优劣次序的排序问题。上述方法除了层次分析法其余都是直接从权重入手，即直接由专家打出权重评价分。实际评价沥青道路施工时，通常涉及到时效性指标，任何专家仅凭经验很难说出准确的结果，因此有必要通过层次分析法来优化指标权重设计。5.3.2层次分析法应用层次分析法在20世纪70年代由美国运筹学家Saaty提出，是一种非常实用的多准则决策方法，可以将复杂问题转化为有序的递阶层次状态表达，采用相对权重的概念，把权重量化，因此相对于传统的专家打分、直接赋值等经验方法，这种方法更加科学准确。运用AHP解决沥青路面施工质量过程评价体系主要步骤如下：（1）建立沥青道路施工质量控制的递阶层次结构，将影响程度相近或者联系比较紧密的评价指标放在一层，逐次建立多层评价模型，每层评价指标不超过9个；（2）构造两两比较的判断矩阵A[A=（aij）n×n]。判断矩阵A具有以下特征：a＞0ij1a（5.1）ijajia1ij式中，aij使用1—9中的比例标度，不同数值含义见表5.7.表5.7指标重要程度因素Xi比Xj重要程度说明F（xi、xj）F（xj、xi）同等重要相同贡献11稍微重要Xi贡献大于xj31/3明显重要Xi贡献明显大于xj51/5十分重要Xi贡献十分明显大于xj71/7极其重要Xi贡献压倒性大于xj91/9上述两种程度之间相邻两判断的折中2，4，6，81/2、1/4、1/6、1/8（3）根据判断矩阵计算评估指标的相对权重，即通过各层指标得到的判断矩阵计算各层不同指标在该层的重要性；57 长安大学硕士学位论文（4）计算不同层评估指标的组合权重，得到各递阶层次结构中每层所有指标相对总目标的相对权重。AHP适用于复杂层次结构的多指标决策问题，能够有效处理定性和定量问题。沥青道路施工质量的控制评价本身是一个复杂决策问题，采用AHP能够将影响因素和评价指标条理化，建立多层次关系模型，然后通过加权综合的方法由底部评价指标到上层评价指标，逐层综合，最终得到整个沥青路面施工质量评价结果，有效解决常规评价中因素多、指标杂、进度慢的问题。5.4本章小结（1）分析不同有效压实时间下的沥青路面厚度发现：机动车道有效压实时间选择35min较好，非机动车道有效压实时间选择25min较宜。（2）根据不同接缝方式下的平整度数据绘出平整度正态分布图，分析后发现：热接缝得到的曲线不仅平整度均值较小，而且曲线高瘦，说明不同测点平整度均较接近，因此认为热接缝方式更能保证平整度质量。（3）对比A、B两组压实度三维视图发现：A组视图凹陷部分压实度低于95%，说明该处压实度不达标；B组视图不同测点压实度表现均匀，并且均是达标的，因此建议采用双层篷布中间海绵覆盖的方式对整个车厢采取保温措施，特别是在红绿灯较多、需要长时间等待路段。（4）在施工过程控制指标体系中，每个指标的作用和所处层次的不同，其对施工过程的影响也不一样，考虑到施工进度的要求，每一阶段不可能对所有评价指标进行检测，采用层次分析法能够将影响因素和评价指标条理化，建立多层次关系模型，然后通过加权综合的方法由底部评价指标到上层评价指标，逐层综合，最终得到整个沥青路面施工质量评价结果。58 第六章结论与建议第六章结论与建议6.1主要研究结论本文在总结城市沥青路面评价指标的基础上分析主控项目影响因素，归纳出城市沥青路面施工质量控制方法，提出对比控制条件，通过试验得到不同对比条件对相应的评价指标的影响，论文最终得到如下结论：（1）论文结合现场试验和工程施工经验总结出城市沥青路面特点，包括设计方面特点、施工环境特点和施工条件特点，为探究改善沥青路面质量方法提供依据。（2）城市沥青路面施工质量主控项目为压实度、厚度、弯沉值和平整度。由于沥青道路的承载力是由基层确定的，所以弯沉值主要取决于沥青面层下基层的承载力，因此沥青道路面层施工质量主要控制的是压实度、厚度和平整度。（3）每个评价指标受多种因素影响，同时每种因素又影响多个评价指标，因此单独对某个评价指标提出改善措施不科学。结合施工实际情况，考虑整个施工流程，采取施工前准备、施工中控制、施工后检验三个方面措施来进行沥青路面质量控制效果较好。（4）分析不同有效压实时间下沥青路面厚度：机动车道有效压实时间选择35min较好，非机动车道有效压实时间选择25min较宜，说明有效压实时间并不是越长越好。（5）分析不同接缝方式下的平整度正态分布图发现：热接缝得到的曲线不仅平整度均值较小，而且曲线高瘦，说明不同测点平整度均较接近，因此认为热接缝方式更能保证平整度质量。（6）分析A、B组压实度均值发现：均超过规定的95%，A组最大压实度均值接近97%，最小压实度均值96.8%，差别较小，B组最大压实度均值接近98%，最小压实度均值96.5%，波动较大，但B组压实度均值曲线总体位于A组曲线上方，A组优点在于路面压实度大小统一，路面各个位置寿命大致相同，B组优点在于压实度较高，不容易产生车载破坏。说明A组、B组压实方式各有优劣。进一步分析A、B两组压实度三维视图发现：A组视图凹陷部分压实度低于95%，说明该处压实度不达标；B组视图不同测点压实度表现均匀，并且均是达标的，因此建议采用双层篷布中间海绵覆盖的方式对整个车厢采取保温措施，特别是在红绿灯较多、需要长时间等待路段。（7）每个评价指标的作用和所处层次的不同，其对施工过程的影响也不一样，考虑到施工进度的要求，每一阶段不可能对所有评价指标进行检测，采用层次分析法能够将影59 长安大学硕士学位论文响因素和评价指标条理化，建立多层次关系模型，然后通过加权综合的方法由底部评价指标到上层评价指标，逐层综合，最终得到整个沥青路面施工质量评价结果。6.2建议进一步开展以下研究工作：（1）沥青路面施工质量评价指标较多，影响因素也较多，不同影响因素之间还有交互作用，建议后续采取正交试验的方法探究不同影响因素对同一个评价指标的影响结果；（2）层次分析法条理清晰，操作方便，有必要在沥青路面施工过程中得到应用，并在应用的过程中得到完善，形成一套成熟的评价体系。60 参考文献参考文献[1]袁博.SMA沥青路面质量控制技术研究[D].济南:山东大学,2013.[2]陈家永.沥青路面施工质量控制技术研究[J].中国新技术新产品,2013(10):95-95.[3]KondićŽ,MaglićL.ImprovementsatQualityManagementSystemusingmethodologyLeanSixSigma[J].Tehničkivjesnik,2008,15(2):41-47.[4]陈石辉.沥青路面平整度施工质量控制研究[J].广西质量监督导报,2007(4):29-30.[5]燕海峰.基于非均匀性的沥青路面施工质量控制与评价研究[D].西安:长安大学,2011.[6]陈剑华.城市道路施工的交通安全分析与对策研究[D].山东大学硕士论文-2oo9,2009.[7]徐松南,韩大明.城市道路施工机械简述[J].林业机械与木工设备,2003,31(2):9-11.[8]JaselskisEJ,HanH,GrigasJ.Realtimeasphaltpavementqualitysensorusingadifferentialapproach:U.S.Patent5,952,561[P].1999-9-14.[9]林海成.城市道路施工技术[J].中外企业家,2013,29:143.[10]戴忧华,郭忠印,孔令旗,等.城市道路施工交通安全评价研究[J].交通信息与安全,2009(4):92-96.[11]HallKD,WilliamsSG.Establishingvariabilityforhot-mixasphaltconstructioninArkansas[J].TransportationResearchRecord:JournaloftheTransportationResearchBoard,2002,1813(1):172-180.[12]魏林.城市道路施工质量管理问题研究[D].长安大学,2012.[13]陈龙.城市道路施工质量影响因素及控制[J].科技创新与应用,2012(6):122-122.[14]曹玉玲.城市道路施工中存在的问题及对策分析[J].中国科技信息,2013(6):66-66.[15]曾朋芳.城市道路施工中可能出现的问题及预防措施[J].广东建材,2015,31(2):64-66.[16]张志强.城市占道施工对路段交通影响的研究[J].内蒙古公路与运输,2013(3):66-67.[17]刘晓婷.仿冲击振动压实机理的试验研究[D].西安,2005.[18]PepperMPJ,SpeddingTA.TheevolutionofleanSixSigma[J].InternationalJournalofQuality&ReliabilityManagement,2010,27(2):138-155.[19]李冰，焦生杰，振动压路机与振动压实技术[M].北京：人民交通出版社，2001.08：76-86[20]费海燕.基于6σ的沥青路面表面构造深度的施工质量管理方法研究[D].长沙理工大学,2013.[21]刘浅居.基于“首件工程”的沥青路面施工质量控制研究[D].广州:华南理工大学,2011.61 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