- 6.46 MB
- 260页
- 1、本文档共5页,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,可选择认领,认领后既往收益都归您。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细先通过免费阅读内容等途径辨别内容交易风险。如存在严重挂羊头卖狗肉之情形,可联系本站下载客服投诉处理。
- 文档侵权举报电话:19940600175。
'热烈欢迎参加技术研讨会的各位领导、专家!
《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)主要修订内容介绍交通部公路科学研究所陈景副研究员2005年3月
关于发布《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的公告第24号现发布《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004),自2005年1月1日起实施,原《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)与《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036-98)同时废止。中华人民共和国交通部二〇〇四年九月四日
原规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)是由交通部公路科学研究所主持编写的,新规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的修订工作也是由交通部公路科学研究所承担的,已经发布出版。
《公路沥青路面施工技术规范》是各国沥青路面建设的最主要的规范,一般每隔一定时间,甚至每年都在进行不断的研究和修订,只要认识到与生产实际有不合理之处,就应该及时修订,以便能指导施工,满足施工的需要。老规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)于1994年颁布施行以来,在公路沥青路面建设中起到了很大的作用。
当时制定规范时,我国的高速公路建设刚刚起步,建成通车的高速公路不到500km,在此后,高速公路的建设飞快发展,现在已经突破3.5万公里。
中国高速公路迅猛发展
中国进口沥青数量大幅度增长
我国高速公路的建设水平有了大幅度的提高,例如施工机械大量进口采用国际上最新的设备,出现了一些新的路面结构型式和沥青混合料类型。我国的整体经济实力和要求也有了很大提高,对沥青路面的认识也更加加深,通过国家“八五”科技攻关以及一系列的专题研究,已经取得了许多新的科研成果。
经过近10年的使用,老规范已经反映出不足之处,有些条款规定不当。为了适应新的要求,不失时机地对《公路沥青路面施工技术规范》进行修订是十分必要的。
原规范的不足之处(1)道路沥青标准方面,“八五”国家科技攻关专题提出了按照当地气候条件选择沥青的新的建议标准,国际上美国SHRP及欧洲CEN都提出了新的沥青标准。我国石化和石油系统也纷纷修订沥青标准。老规范的沥青标准已经明显感到不足。例如按照现有的沥青标准,已经无法区别指标都合格的沥青的优劣。(2)在沥青路面表面层方面,抗滑与路面耐久性显示了明显的矛盾,对抗滑指标必须充分参考国外规范和经验予以合理解决。(3)沥青路面中下层通常采用II型沥青混合料,已经暴露出许多不足。
(4)由于过分强调减薄,沥青层压实厚度与集料粒径之间显示出不匹配的问题比较突出。(5)在沥青混合料的配合比设计方面,美国SUPERPAVE配合比设计方法如何按照我国国情予以借鉴,尤其是确定最佳沥青用量的方法、空隙率的计算方法等问题应该认真考虑。现在的马歇尔设计指标有许多不合理之处。(6)沥青混合料水损害问题相当严重,应完善水稳定性的检验指标。(7)在施工质量检验指标方面,缺乏透水性等指标,对压实度的检验方法及标准有许多不同看法。
(8)在桥面铺装方面,水泥混凝土桥面的铺装层破损严重,近年来又建设了一些钢桥面,桥面铺装的内容明显不足。(9)近年来我国在改性沥青及SMA方面取得了较大的发展,《改性沥青路面施工技术规范》已经发布,“SMA路面设计施工指南”已经提出,需根据使用情况进行修订,然后合并到一个规范中。(10)半刚性基层透层油、沥青路面防水层、排水层、乳化沥青及改性乳化沥青稀浆封层等许多方面都有较大进展,需对规范内容进行补充。
原规范对高速公路、一级公路,二级及二级以下等级的公路在沥青路面的材料要求、配合比设计、施工机械、施工工艺、质量要求等各方面的区别不明显,或差别不大,为此本次修订重点对高速公路、一级公路提出更高的要求,在规范的各项条款中作明确的区分。
相关研究专题沥青混合料矿料级配及配合比设计方法的修订沥青路面透水测定方法及指标要求超重载交通沥青路面材料试验标准(GTM对比)SUPERPAVE设计方法的引进与开发高速公路沥青路面抗滑标准沥青混合料水稳定性评价指标等另外许多省、市、自治区也开设了相关的研究专题。
本次修订全面总结了我国10余年来高速公路的建设经验,充分参考了国外的经验和最新成果,吸收了国内的许多研究成果和成功的实践经验,本规范是在原《公路沥青路面施工技术规范》的基础上,合并了《公路改性沥青路面施工技术规范》及《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》的相关内容,并充分吸收了各专题的研究成果,汇总、修订而成的。
新规范在许多方面有了新的发展,例如:(1)在“八五”国家科技攻关成果的基础上,提出了新的道路沥青标准和沥青路面的气候分区;提出了按照当地气候条件及交通情况(公路等级)选择沥青标号的方法。(2)强调了几个与早期病害有关的措施,如防治层间污染、保证合理施工工期等。(3)在材料部分全面修订了道路石油沥青、乳化沥青技术要求,局部修订了集料技术要求。(4)针对改性沥青和SMA方面的一些特殊要求进行了补充完善。
(5)明确了三层矿料级配范围的意义,提出了规范矿料级配范围和调整矿料级配范围的原则。(6)完善了沥青混合料配合比设计方法,调整了马歇尔试验配合比没计方法及设计指标、标准,修订了确定最佳沥青用量的方法,统一了空隙率等体积指标的计算方法。(7)修订并补充了沥青混合料配合比设计检验方法和技术要求,增加了渗水性检验指标。(8)调整了不同粒径混合料的适宜压实层厚度,不同层位的沥青混合料种类、规格;明确施工期间需要对设计结构、使用材料进行审查和监督,予以确认。
(9)在施工工艺部分,主要修订了对拌和厂的要求,提出了过程控制、总量检验的方法,增加了提高路面平整度的措施,强调了摊铺宽度限制和加强轮胎压路机压实等内容,同时强调了在冬季施工及雨季施工需要注意的问题。(10)修改了透层、粘层、封层的内容,将封层部分移入表面处治一章中,并增补了有关稀浆封层、微表处等新型结构的内容。(11)提出了对钢桥面铺装的基本要求。(12)修订了施工质量检验指标、频度、方法,增补了密水性(渗水系数)要求,强调压实度检验主要是工艺控制。
1.总则
注意环境和生态保护;不得低温、雨天和路面潮湿时施工;避免施工和运输污染;鼓励沥青路面工程使用实践证明有效的新材料、新结构和新工艺;
气候分区:我国沥青路面的气候分区按附录A执行。本规范的沥青使用性能气候分区是按照高温、低温和雨量分别划分的三个分区。其主要目的是为了满足不同条件的沥青混合料矿料级配类型、沥青标号选择、沥青用量调整等一系列为配合比设计所需要考虑的因素。
气候分区:1.气候分区的高温指标:采用最近30年内年最热月的平均日最高气温的平均值作为反映高温和重载条件下出现车辙等流动变形的气候因子,并作为气候区划的一级指标。全年高于30℃的积温及连续高温的持续时间可作为辅助参考值。按照设计高温分区指标,一级区划分为3个区:
气候分区:2气候分区的低温指标:采用最近30年内的极端最低气温作为反映路面温缩裂缝的气候因子,并作为气候区划的二级指标。温降速率、冰冻指数可作为辅助参考值。按照设计低温分区指标,二级区划分为4个区:
气候分区:3气候分区的雨量指标:采用最近30年内的年降水量的平均值作为反映沥青路面受水影响的气候因子。并作为气候区划的三级指标。雨日数可作为辅助参考值。按照设计雨量分区指标,三级区划分为4个区:
气候分区:沥青路面温度分区由高温和低温组合成,第一个数值代表高温,第二个数值代表低温,数值越小表示气候因素越严重。“1-1”:夏炎热-冬严寒“3-4”:夏凉-冬温
气候分区:在缺乏当地气象台站的有效数据时,可参考图A.4.6-1及A.4.6-2确定沥青路面使用性能的气候分区。各地区宜根据当地的气象数据,制订更切合实际的气象分区图。
气候分区:确定气候分区指标时允许参考各个指标的辅助指标值对计算得到的分区指标作必要的修正。(1)当全年高于30℃的积温较大或当地连续高温的持续时间长,以及预计重载车特别多、上坡纵坡大严重影响车速的路段可将高温气候区提高一级货两级看待;(2)对经常发生寒潮、寒流降温迅速的地区可将低温气候区提高一级看待。(3)对年雨日数特别长(如梅雨季节)的地区可将雨量气候区提高一级看待。
气候分区:它与沥青路面设计的自然区划是完全不同的概念。与公路自然区划有许多相近的地方,但性质和用途不一样,不能将其混为一谈。我国的《公路自然区划标准》(JTJ003)是“为区分不同地理区域自然条件中对公路工程影响的差异性,并在路基、路面设计、施工、养护中采取适当的技术措施和采用合适的设计参数,以保证路基、路面的强度和稳定性”。重点考虑了土壤冰冻、路基潮湿及气温高低、纬度等各种自然地理环境,是一个相当综合和详细的自然区划。
国家规范和地方规范的关系。沥青路面施工除应符合本规范外,尚应符合国家颁布的现行有关标准、规范的规定。特殊地质条件和地区、特殊工程、特殊材料的沥青路面工程,可根据实际情况,制订补充规定。各省、市、自治区或工程项目可根据具体情况,制订相应的技术指南,但技术要求不宜低于本规范的规定。
3.基层规定了4种基层类型:柔性基层半刚性基层刚性基层复合式基层
4.材料4.2道路石油沥青标准的修订
由交通部提出的原道路石油沥青有两个标准:“重交通道路沥青技术要求”“中、轻交通道路石油沥青技术要求”由石化部门制订的国家标准与此相仿。
重交通道路沥青技术要求(JTJ032-94)
中、轻交通道路石油沥青的技术要求(JTJ032-94)
“重交通道路沥青”名称的由来“重交通道路沥青”名称的提法最早提出于1985年编制的国家标准《沥青路面施工及验收规范》(GBJ92-86)。当时的“重交通量”是指500辆/日以上,后来逐步演变为“高速公路、一级公路及城市道路快速路、主干路”。与国际上针对交通量特别繁重,轴载特别大的路段使用的“重交通道路沥青”有本质的不同。
实际上“重交通道路石油沥青”的就相当于国际上通行的普通道路沥青标准,而“中、轻交通道路石油沥青”只不过是质量达不到国际上通用水平的质量差的沥青。新规范取消了这两个名称,都称为道路石油沥青。
原有的沥青标准明显有不足,它并不能完全反映沥青的路用性能,按照原有的沥青标准,已经无法区别指标都合格的沥青的优劣。
针入度,0.1mm15℃25℃35℃温度敏感性低温度敏感性高沥青的温度敏感性
国际上美国的SHRP研究计划及欧洲CEN都提出了新的沥青标准,我们在1995年结束的“八五”国家科技攻关专题提出了按照当地气候条件选择沥青的新的建议标准,中国石化和石油系统也纷纷修订沥青标准。
Superpave沥青结合料规范提出了世界上第一个按照沥青路用性能分级(PG分级)的沥青结合料规范PG58-22PerformanceGrade(性能等级)平均7天最高路面温度年极端最低路面温度在确定沥青的PG等级时,要充分考虑气候条件及交通条件(交通量及车速、车辆停驻时间),有时需要提高一个或两个PG高温等级选择沥青的标号。
Superpave沥青结合料规范它采用3种样品:(1)原样沥青;(2)RTFOT后的残留沥青;(3)RTFOT后又经PAV老化的残留沥青。评价各种路用性能指标,包括高温时抵抗永久变形的能力、低温时抵抗路面温缩开裂的能力、抗疲劳破坏的能力、抗老化性能、施工安全性等。
“八五”攻关专题建议的重交通道路石油沥青技术要求
此建议主要修订了以气候区为沥青标准,并以温度敏感性指标针入度指数PI作为标准体系的核心,它由25℃、15℃、30℃(或5℃)等3~5个温度的针入度值通过回归计算得到。沥青的高温指标选择T800代替软化点,低温指标选择当量脆点T1.2及10℃延度作为指标。老化仍采用薄膜加热试验,并以残留针入度比及10℃延度为指标。含蜡量、密度及闪点等予以保留。
1998年起,几大沥青生产企业开始制订新的沥青企业标准,中国石油化工集团公司(SINOPEC)提出了1号及2号高等级道路石油沥青企业标准。其他企业如中国石油天然气集团公司(CNPC)、中国海洋石油公司系统等也都制定了类似的沥青企业标准。现行的重交通道路沥青技术要求相当于2号标准,1号标准为进口沥青的标准。
中国石油化工集团公司高等级道路石油沥青企业标准
工程招标文件普遍提出了更高的要求近年来,交通部门在执行“重交通道路沥青”技术要求的过程中,根据工程的需要和各地的具体情况,按照市场竞争的原则,已经在工程招标文件中向供货方提出了更高的要求,例如:(1)大部分工程将含蜡量的要求提高到不大于2%;(2)对薄膜加热试验后的沥青15℃延度提高到100或150cm以上;(3)有的工程提出了60℃动力粘度的要求,如要求AH-70沥青的60℃粘度为20020Pa.s;(4)有的工程对沥青密度重新提出了不小于1.01g/cm3要求;(5)有的工程对低温延度提出了要求。
道路沥青新标准的提出研究证明,“八五”建议所提出的新的指标系列与Superpave的PG规格有相当好的相关性,多年来逐步在全国得到了相当程度的推广应用,同时也为这次修订规范收集到许多宝贵的意见。在这些研究和实践的基础上,综合考虑欧美一些国家的最新沥青标准的发展,除了SHRP沥青结合料规范(PG)外,还参考欧洲共同体的欧洲标准化组织CEN(ComiteEuropeandeNormalisation,EN12591)制订的沥青标准,提出了新的道路沥青技术要求。
新规范的道路石油沥青要求沥青路面所适用的沥青品种和等级应符合下表的规定,沥青路面采用的沥青标号,宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位、施工方法等,结合当地的使用经验,经过技术论证后确定。
道路石油沥青技术要求(新规范)
道路沥青技术要求主要修改点(1)将原来的“重交通道路石油沥青”和“中、轻交通道路石油沥青”两个技术要求合并为一个“道路石油沥青技术要求”,根据当前的沥青使用和生产水平,按技术性能分为A、B、C三个等级:A级沥青可以认为达到了国际先进水平,比原规范“重交通道路沥青”有所提高;B级沥青与原规范“重交通道路沥青”相近;C级沥青相当于一般沥青水平,比原规范“中、轻交通道路石油沥青”技术要求稍有提高。
A级新旧道路石油沥青标准的比较
B级新旧道路石油沥青标准的比较
C级新旧道路石油沥青标准的比较
道路沥青技术要求主要修改点(2)沥青等级划分以气候条件为依据,规定了各气候区适宜的沥青针入度等级。(3)增加了沥青的感温性指标-针入度指数,PI值。用5个温度的针入度确定,要求相关系数达到0.997以上。考虑到国产沥青和进口沥青的PI水平,比国外的要求适当放宽,对A级沥青要求不小于-1.5,B级沥青要求不小于-1.8。(4)适当提高了软化点指标,A级沥青增加了沥青60℃温度的动力粘度指标。
道路沥青技术要求主要修改点(5)A、B级沥青在保留原样沥青15℃延度的基础上,增加了10℃延度,C级沥青25℃延度改为15℃延度。(6)含蜡量指标仍然是标准中的重要指标。分为2.2%、3%、4.5%三个等级。其中A级沥青不采用2%而采用2.2%是考虑国产沥青的水平。(7)老化试验统一采用薄膜加热试验(TFOT),也允许用旋转薄膜加热试验(RTFOT)代替。
针入度指数PI针入度指数PI可以反映沥青偏离牛顿流体的程度,PI值越大,温度敏感性越小。当PI<-2时,沥青的温度敏感性强,为纯粘性的溶胶型沥青,也称焦油型(因大多数煤焦油的PI值均小于-2)。当PI值介于+2与-2之间时,沥青为溶胶-凝胶型。这类沥青有一些弹性及不十分明显的触变性,一般的道路沥青属于这一类。
针入度指数PI当PI>+2时,沥青具有明显的凝胶特征,由于结构的生成,故具有很强的弹性和触变性,在大变形条件或变形速率很低时,抗裂性能变差,大部分的氧化沥青属于这一类;而且氧化程度愈高,沥青质的浓度愈大,则PI值越大。
针入度指数PI我国的规范规定,PI值按照3个以上温度的针入度计算得到,仲裁时以5个温度的针入度计算得到,要求回归系数不小于0.997。PI=(20-500A)/(1+50A)A—25℃、15℃、30℃或5℃等3个温度的针入度,由式lgP=AT+K求出温度敏感系数A
针入度指数PI我国PI的计算方法本来是与欧洲的方法一致的。但是CEN的最新沥青标准中PI值由针入度和环球法软化点计算得到,这两个方法的PI值是不一样的。为什么会产生这样的差别,仍然是蜡在沥青中起了作用,使软化点出现假相,PI值变大。EN标准按Pfeiffer和VanDoormael方法:
经过建设单位同意,PI值、60度动力粘度、10度延度可以作为选择性指标。这主要考虑到这些指标是初次列入规范,有一个滞后的时间。
道路石油沥青选用的原则对高速公路、一级公路,夏季温度高、高温持续时间长的地区,对重载交通路段、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度慢的路段,尤其是汽车荷载剪应力大的层次,宜采用稠度大、60℃粘度大的沥青,也可提高高温气候分区的温度水平选用沥青等级;对冬季寒冷的地区或者交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小、低温延度大的沥青;
对温度日温差、年温差大的地区应选用针入度指数大的沥青;当高温要求和低温要求发生矛盾时,应该优先考虑满足高温的要求;当缺乏所需标号的沥青时,可采用不同标号掺配的调和沥青,其掺配比例由试验决定,掺配后的沥青质量应该符合相应的技术要求。
4.3乳化石油沥青的修订
原规范关于乳化沥青的内容,是根据“六五”以来我国乳化沥青的研究和应用的成果,参照日本的标准制订的,日本在2001年对JIS及JEAAS乳化沥青标准进行了全面的修改。为适应我国高速公路的发展以及各种新的要求,交通部列了“乳化沥青技术要求”的课题,对此进行了研究,本规范按研究成果进行了修改。
乳化沥青修订要点(1)将乳化沥青分为阳离子、阴离子、非离子等,按电荷性质和用途重新进行了分类,分别制订了标准并规定了各自的用途;(2)将乳化沥青的筛上剩余量指标修改为1.18mm筛,要求不大于0.1%。(3)关于乳化沥青的粘度测定方法,美国采用赛波特粘度计,日本和法国采用恩格拉粘度计,我国原规范有恩格拉粘度计和道路沥青标准粘度计。研究课题的成果认为,这两种粘度计的结果有较好的相关关系,故同时保留,但希望各地尽可能购买恩格拉粘度计,以便下次修改时彻底向恩格拉粘度计过渡。
(4)对目前国际上常用的几种提取乳化沥青蒸发残留物的方法方法进行了试验比较,如美国ASTMD244的蒸馏法和蒸发法,美国加州方法,以及60℃及105℃加热鼓风法蒸发等方法,进行对比试验。认为我国原试验规程的方法与加州方法、ASTM方法差别不大,且操作简单,所以仍保留此法。对蒸发残留物的性质测定进行了修订,原规范规定的与基质沥青的比较,由于成品乳化沥青的发展,已经变得不现实,为此修改为残留物的针入度、15℃延度、溶解度等。残留物含量均提高到50%以上。
4.4液体石油沥青和煤沥青的修订
需要特别注意的是规定了煤沥青的适用范围。这是由于煤沥青是国际上明确的强致癌物质,所以严禁在热拌沥青混合料中使用,国外的公路规范中都没有关于煤沥青的条款。实践中除了在旧路面修复作辅助用的渗透剂外,已经很少见有使用。考虑到我国的实际情况,仍然允许在中低级公路中使用,但使用时必须严格控制,十分谨慎,注意安全和身体保护,不要直接接触皮肤,最好带防毒面具。由于煤沥青的渗透性极好,故常用于半刚性基层上洒透层油,在旧路面的软化剂、补缝中也时有使用。
4.6改性沥青的修订
根据交通部的要求,原《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036-98)的内容合并到本规范中,原技术要求是参照国际上代表性国家的标准及我国的实践制订的,经过多年的使用证明基本是合理的。关于聚合物改性沥青的技术要求,仅对原《公路改性沥青路面施工技术规范》的技术要求作了少量的修改。
主要特点(1)聚合物改性沥青的分类及适用范围。主要规定了SBS、SBR、EVA及PE等三类聚合物改性沥青的技术要求,这是目前国内外最普遍采用的聚合物改性剂。(2)改性沥青以针入度分级(这次修改为一个范围),将感温性即针入度指数PI作为关键性评价指标。(3)相应于不同的气候条件选择使用不同的等级。SBS改性沥青标号的选择:我国大部分地区可以选择I-D,西北和东北地区可以选用I-C,I-B适用于非常寒冷的地区,I-A级除特殊情况外很少使用。
主要特点(4)关于改性沥青性能的评价指标,针对三类改性沥青的不同特点,选择代表性的试验指标作为重点评价指标。SBS改性沥青的高温、低温性能都好,且有良好的弹性恢复性能,所以采用软化点、5℃低温延度、回弹率作为主要指标。离析是一个量化的控制指标。SBR改性沥青的低温性能较好,所以以5℃低温延度作为主要指标。另外粘韧性试验对评价SBR改性沥青特别有价值。EVA及PE改性沥青的特点是高温性能改善明显,以软化点作为主要指标。离析是一个量化的控制指标。由于PE不溶于三氯乙烯,对溶解度不要求。
主要特点(5)考虑到普遍反映SBS改性沥青PI值试验误差较大,经常发生争议,因此这次普遍降低了0.2。(6)因为改性沥青用RTFOT做质量损失有困难,而且国外正在修订RTFOT的试验方法,因此老化试验改为以TFOT为主。
在修改过程中许多单位认为原有SBS改性沥青标准偏低,要求提高软化点、5℃延度、弹性恢复等,但是除弹性恢复稍作提高外,其他指标并没有动。这是因为现在我国使用的SBS剂量普遍偏高,大部分在4.5%~5.0%左右,实际上国外很多情况下只用到3%,我们也再三宣传不要不管什么情况都采用那么高的剂量,例如在交通量并不太高的地方,一、二级公路,有些中面层是否可以考虑降低剂量到3%。因此为使剂量较低的情况也能够满足要求,所以基本上没有变化。
当使用表列以外的改性剂或者进行复合改性时,应该经过试验研究制订相应的技术要求。用于加工改性沥青的基质沥青的质量应该符合道路石油沥青中A级或者B级的技术要求。供应商在提供改性沥青的质量报告时,应该同时提供基质沥青的质检报告或者沥青样品。
天然沥青的技术要求
增加了天然沥青作改性剂使用的一些要求,天然沥青可以单独与石油沥青混合使用或与其他改性沥青混融后使用,也可直接投入拌和锅内直接制作改性沥青混合料。天然沥青加热混融过程中必须不断搅拌,防止矿物质沉淀。根据我国实际使用的情况,首先参照美国、英国、日本及特立尼达和多巴哥的标准,并参照我国的实践情况,对使用渐多的特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青制订了的技术要求。
4.7改性乳化沥青的技术要求
为满足高速公路建设和维修养护的需要,我国改性乳化沥青也得到了长足的进步,并得到了相当的应用。新规范在参照国外改性乳化沥青标准和我国实践的基础上,增加了改性乳化沥青这一节。但是由于品种还比较单一,所以仅对目前应用较多的用作粘层油及下封层的喷洒型改性乳化沥青,以及微表处用的拌和型改性乳化沥青作出了规定。我们比较了各国关于微表处用的改性乳化沥青标准,搜集目前我国使用的各种品种和牌号进行了检测,说明基本上都能能符合国外的标准。
改性乳化沥青技术要求的特点(1)与普通乳化沥青一样,标准中并列了恩格拉粘度和道路标准粘度剂两种方法,其实两种粘度有较好的相关关系。(2)筛上剩余量实测都接近于零,规定筛孔1.18mm,要求<0.1%。(3)其他关于蒸发残留物的含量、针入度、软化点、延度指标,综合试验结果,与国外要求相近,没有大的变化。但将延度的测定温度按聚合物改性沥青的标准修改为5℃。(4)对作粘层、封层、防水层使用的喷洒型的改性乳化沥青PCR的标准是参照国外标准制订的。
4.8粗集料
粗集料粗集料是沥青混合料的骨架,质量好坏至关重要。原规范的技术要求是根据我国的具体情况,参考国外的标准要求制订的,经过这些年的使用,证明基本上是合理的,所以并没有修改。关于粗集料的磨光值等抗滑性能的要求是按照“高速公路抗滑性能指标的研究”的课题成果提出的。由于冲击值与磨光值有较好的相关性,通常可以不要求。
粗集料关于集料和沥青的粘附性的要求是根据“沥青混合料水稳定性指标的研究”的成果编写的。在集料规格中列入与沥青的粘附性指标在国外很少见,因为重要的是沥青混合料的水稳定性检验。我国有许多地区盛产花岗岩、石英岩等酸性岩石,这些石料除与沥青粘结性较差外,其他性质一般较好,使用时只要采取抗剥离措施,如掺加消石灰等,并不妨碍使用。
粗集料SHRP研究成果对长期以来使用了胺类抗剥落剂的沥青混合料的耐久性再次提出了异议后,各国更加重视采用消石灰和水泥作为主要的抗剥落剂。掺加胺类表面活性剂确实会使粘附性的室内试验结果十分满意,但这种材料的耐热性差和水溶性的缺点将随使用时间的延长,致使长期效果受到影响,甚至成了沥青的乳化剂而使沥青随水流走。
粗集料技术要求按照性质分两类:1、资源特性反映集料的来源,是由集料的产地决定,如集料品种、压碎值、磨光值、密度等。2、加工特性反映集料的加工特性,如集料的级配组成、针片状颗粒含量、破碎面的比例、软石含量等。重视了资源特性,忽视了加工特性。
粗集料粗集料对破碎面的要求表4.8.7
4.9细集料
细集料原规范规定石屑的用量不宜超过细集料总量的一半,主要考虑到当时我国石屑质量一般都比较差的实际情况所提出的。这次修订规范时对石屑的质量有了新的要求,要求生产时采用抽吸的措施,使0.075mm的通过率不得超过10%,故去掉了限制石屑用量的规定,改为限制天然砂的用量不超过20%。高速公路的表面层一般不用石灰岩等碱性石料,如果也使用相同集料的石屑,石屑中含有较多的0.075mm以下成分,等于使用了非石灰岩成分的矿粉,那是不能允许的。
细集料细集料的质量要求规定甚少,其中最主要的是洁净。针对不同的细集料,根据国际上的新规定,本规范采用了不同的指标:对天然砂采用小于0.075mm含量的百分数表示对石屑和机制砂采用砂当量(适用于0~4.75mm)或亚甲兰试验(适用于0~0.15mm或0~2.36mm)表示。
砂当量仪
细集料细集料的棱角性。是细集料的另一个重要指标,表征了在集料中的嵌挤能力,细集料的表面粗糙程度对沥青混合料的施工性能和使用性能起着至关重要的作用。美国SUPERPAVE特别强调细集料的棱角性指标,用细集料的毛体积相对密度计算的间隙率表示。欧洲一些国家的棱角性一直采用流值试验(指标为流动指数:flowcoefficient)。其实两种方法的意义是一样的,由于欧洲的方法比较简单,而美国的方法需要测定细集料毛体积密度,有不少争议,所以本规范采用欧洲方法。
细集料老集料试验规程:T0344棱角性,T0345粗糙度;新集料试验规程:T0344棱角性(间隙率法),T0345棱角性(流动时间法);天然砂的规格中,细度模数实际上对沥青混合料并没有什么用处,只要能满足配合比设计的级配范围就行了,所以本次修订去除了表中的细度模数,仍按我国习惯明确分为粗、中、细砂。
4.11纤维稳定剂
纤维目前普遍使用于SMA混合料,其实在其他沥青混合料中也可以使用。目前使用的木质素纤维主要是松散的絮状纤维,我国早期使用石棉纤维,由于石棉粉尘属致癌物质,对人体有害,污染环境,绝大部分国家已禁止使用,我国使用也越来越少。
近年来美国有一种观点认为木质素纤维拌制的沥青混合料不能再生使用,矿物纤维(大部分是玄武岩纤维)与集料一样,能再生使用,所以矿物纤维用量大为增加,一些州甚至规定不能使用木质素纤维,这是一个值得重视的新动向。本规范没有列入聚合物化学纤维,例如聚酯纤维(涤纶)和丙烯酸纤维(腈纶),但国外使用很少,对其机理也还不清楚;另外由于价格过于昂贵,性价比不合理,故规范暂时未作规定,各地在选择时要慎重。
5.热拌沥青混合料路面沥青混合料类型、层厚选择
热拌沥青混合料(HMA)适用于各种等级的沥青路面,其种类按照公称最大粒径、矿料级配、设计空隙率划分。当发现沥青混合料结构组合及级配类型的设计不合理时,应该进行修改、调整,确保沥青路面的使用性能。
要明确区分集料最大粒径和公称最大粒径集料最大粒径指集料的100%都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸。集料公称最大粒径指集料可能全部通过或允许有少量不通过(一般容许筛余不超过10%)的最小标准筛筛孔尺寸。通常比集料最大粒径小一个粒级。例如AC-20,公称最大粒径为19mm,最大粒径为26.5mm。
各种沥青混合料类型的适用范围原规范对于如何根据公路等级及各层的功能选择混合料类型和结构组合作了一系列的规定,本次修改已经列入设计规范中。多年来,设计文件对路面的结构层和沥青混合料类型都有所规定。但是多年来,各工程建设单位在审查设计文件时,经常有异议,且经常要通过专家论证提出进行修改,施工单位也经常有不同的看法。因此,作为施工的一环,本规范明确“工程建设单位、监理、施工单位需对路面结构的合理性予以认可,如发现设计明显不适合工程的交通条件时,可提出意见要求修改”。这是施工阶段的一项重要工作,这样做能避免许多由于设计不合理造成的早期破坏。
层厚与最大粒径的匹配问题沥青面层集料的最大粒径宜从上到下逐渐增大,并应该与压实层厚度相匹配。对于热拌热铺密级配沥青混合料,沥青层一层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.5~3倍,对SMA和OGFC等嵌挤型混合料不宜小于公称最大粒径的2~2.5倍,以减少离析,便于压实。
尽量按公称最大粒径的3倍考虑,例如:表面层:13mm粒径,厚度宜为4cm,如为16mm粒径应不小于4.5cm;中面层:如采用AC-20型,厚度不宜小于6cm;下面层:如采用AC-25型,厚度不宜小于8cm。三层组合的沥青面层的总厚度一般需达18cm。如果必须减薄,也可考虑采用双层结构,下面层采用AC-20或AC-25型,厚度可达8~10cm,或者在表面做一个更薄的磨耗层。
层厚与最大粒径的匹配问题新规范对沥青混合料的压实厚度与集料的公称最大粒径的关系作了明确的规定。原规范规定“上面层沥青混合料的集料最大粒径不宜超过层厚的1/2,中下面层及联结层的集料最大粒径不宜超过层厚的2/3”,是沿用原来的上拌下贯式路面的提法。对热拌热铺沥青混凝土路面,此规定明显不合适。实践证明,我国通行的中下面层的层厚在只有50~60mm的较薄的情况下,采用的25~30mm的公称最大集料粒径与厚度不匹配,导致最大粒径相对过大。
最大粒径相对层厚过大的缺点1、混合料离析严重(全幅摊铺离析更甚);2、压实不足,达不到提高抗车辙性能的目的;3、不能形成一定的压实层,导致沥青层透水,并导致早期水损害破坏。为此新规范对此进行了修改。
关于粒径与层厚的关系,国外也在不断变化中。以前美国一般规定沥青层的最小厚度不小于最大集料粒径的2倍。后来Superpave提出沥青层厚度宜为公称最大粒径的3倍。这个变化主要影响到特别容易离析的粗粒式和特粗式沥青混凝土,而且主要是针对连续级配的密级配沥青混凝土。一些设计或施工指南对SMA、OGFC等以嵌挤为主的沥青混合料,由于它相对来说,容易碾压,且不容易造成离析,本规范对此标准都作了放宽。
在澳大利亚等国家,也规定沥青层厚度宜为公称最大粒径的2.5倍。对SMA,公称最大粒径为7、10、14mm的适宜层厚分别定为20~30、25~35、35~50mm。本规范参照了这些经验,根据我国的具体情况和实践经验,对压实层厚度与公称最大粒径的关系作出了新的规定。
关于集料粒径与压实层厚度的关系,我国已经作了大量研究。某高速公路用AC-25型混合料铺筑了50mm、60mm、70mm、80mm不同厚度的沥青层。在同样的压实条件下,对50mm和60mm厚的段落,碾压过程中石料压碎情况严重,压实后的空隙率都在8%以上,而70mm和80mm的段落,石料压碎情况明显减轻,70mm段的空隙率减小到8%以下,只有80mm段的空隙率才能减小到6%以下。这说明,对AC-25混合料来说,公称最大粒径的3倍即80mm是需要的最小厚度,按照最大粒径的2倍的要求,最小厚度不小于63mm是不够的。
热拌沥青混合料的配合比设计
总原则:应满足耐久性、抗车辙、抗裂、抗水损害能力、抗滑性能、施工性能等多方面要求。规范的其他几条都是围绕这个目的。目前,沥青路面的早期损坏问题成为热门话题,所有工程都必须考虑防止沥青路面的早期损坏。
配合比设计沥青混合料的配合比设计是施工过程中一件十分重要的工作。它决不是通过一次马歇尔试验,满足规范的技术要求,配合比设计就完成了。现行规范的指标并不一定与沥青路面的性能有很直接的关联。满足规范要求只不过是一个起码要求,不等于是一个好的设计。一个好的设计是经过实践考验和证明沥青混合料具有良好的使用性能。同时所设计的混合料必须是有利于施工,它的质量变异性要小、没有大的离析、操作容易控制、容易摊铺压实,不致稍有变化就导致沥青路面的损坏。
配合比设计规范规定的指标是最起码的要求,是一个低要求。规范必须兼顾全国各种不同的情况,有不同的气候条件、不同的交通条件、不同的道路等级、不同的经济基础、不同的材料资源、不同的技术水平。将那么多的不同都统一到一个规范中,规范就不可能有明确的针对性,不能满足每个具体的工程的要求。执行规范的时候,必须考虑到当地的实际情况,允许对技术要求作适当的调整,所有这些,往往都反映在工程的设计文件和招标文件中。各地应该根据当地的材料、施工水平、经济实力、习惯,尤其是使用多年的成功的经验,规定更具体的指标。
矿料级配设计沥青混合料的矿料级配应该符合工程设计规定的级配范围。密级配沥青混合料宜根据在表5.3.2-2范围内确定工程设计级配范围,通常不宜超出表5.3.2-2的要求,其它类型的混合料宜直接以表5.3.2-3~表5.3.2-7作为工程设计的范围。
经调查发现原规范的I型密级配沥青混合料对于二级及二级以下公路基本上是适用的,但对渠化交通的高速公路和一级公路,用于表面层时高温稳定性和抗滑性能总感不足。中面层历来以AC-20I型为主,对密水性起到一定作用,但对重载公路及长大坡度路段,抗车辙能力明显不足。下面层近年来逐步改用AC-25I型沥青混合料,大部分是适用的,但是对较薄的沥青层,重载车能影响到下面层产生车辙,如果厚度太薄,由于离析的原因也不能保证密水。原规范的II型沥青混合料空隙率普遍偏大,不适用于多雨潮湿地区的路面使用,基本上已经停止使用。
原规范要求“多雨潮湿地区”采用AK类抗滑表层混合料,采用AK-13A型的工程,除部分由于片面追求平整度或过分担心构造深度而导致空隙率偏大发生了早期损坏外,大部分使用尚可。近年来不少工程仍在AK-13A型级配范围进行配合比设计,但是不再走中值,适当减少了最粗的粗集料数量及最小的细集料数量,调整成S型级配,使空隙率有所改善,使用效果较好。所以总的来说,这些级配仍然是适用的。然而对AK-13B及AK-16A型,大部分反映离析比较严重,局部空隙率较大,比较难以成功。而AK-16B型沥青混合料渗水严重,成功者寥寥。
为此本规范首先取消了原规范的II型沥青混合料级配及AK类抗滑表层级配,将原AK-13I型并入密级配沥青混凝土AC中,同时将AC分为粗型(C型)和细型(F型)两类,它与原来I型、II型按空隙率划分不同,是按照集料关键性筛孔的通过率粗细分,其空隙率并无区别。在此基础上得出了本规范的级配范围表。
本规范对沥青混合料的矿料级配根据《沥青混合料矿料级配和配合比设计方法的修订》课题的研究成果作了较大的修改。根据研究成果,关于沥青混合料的矿料级配范围,明确了几个层次的级配范围:第一是规范规定的级配范围,各表的级配范围。由于它适用于全国,适用于不同等级、不同气候条件、不同交通条件、不同层次的各自情况,所以这个范围必然只能规定的很宽。尤其是沥青路面,在同一个级配范围中可以配制出不同空隙率的混合料,以满足各种需要。这样,可以给设计单位和工程建设单位有充分选择级配的自由。相比原规范直接为工程规定一个级配范围,配合比设计时尽可能接近中值是很大的改进。
第二,工程设计矿料级配范围这是设计单位具体对所设计的工程,根据所在地的气候条件、交通条件、公路等级、所处的层位提出的,这个范围是最重要的范围,是工程的真正起到规范作用的范围,是施工的指针。附录B提出了一些如何确定和调整设计矿料级配范围的原则,以及一些单位通过研究的成果作为实例供有关单位参考。工程设计级配范围一般在规范规定的级配范围内,但必要时也允许超出。
确定工程设计矿料级配范围的原则:1.夏季温度高、高温持续时间长、重载交通多的路段,采用粗型AC-C,并且取较高的设计空隙率;冬季温度底、低温持续时间长的地区,或者重载交通少的路段,宜采用细型AC-F,并且取较低空隙率。
确定工程设计矿料级配范围的原则:2.适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量及0.6mm以下部分细料的用量,增加中等粒径的材料用量,调整成S型级配,改善沥青混合料的空隙率。3.根据公路等级和施工设备的控制水平,确定的工程设计级配范围应该比规范规定的级配范围窄,其中4.75mm和2.36mm通过率的上下限差值宜小于12%。
第三,施工单位施工质量检验时允许的级配波动范围。经过目标配合比设计、生产配合比设计及试拌试铺等三阶段设计确定标准配合比和级配曲线后,按施工质量检验允许的波动值得到施工质量检验级配范围。标准级配曲线也可能不一定接近工程设计级配范围的中值,但是几个关键筛孔应尽量接近过程设计范围的中值,它需经建设单位、监理批准,且一经确定不得随意变更。
新规范所列各种沥青混合料的级配范围是在对原规范级配范围的使用情况进行大量调查研究的基础上,充分参考国外和近年来各地成功的研究和应用成果,经过反复征求意见确定的。研究认为,对大多数高速公路和一级公路,宜采用粗型的密级配沥青混合料,并配合成平坦的S型的标准级配。即适当减少靠近最大粒径的粗集料和细集料中较细部分的比例,增加中间档次的粗集料。这种S型级配的沥青混合料属于嵌挤密实型,具有较好的高温稳定性和耐久性、密水性好且有较大的构造深度,容易施工,但需要加强压实,方能取得良好的效果。
对各种沥青稳定碎石混合料是在参考国外规范和经验的基础上制订的。其中ATB-25与原规范的AC-25相近,但有所变化,它的最佳沥青用量将会减小,更适用于基层使用。SMA的标准级配基本上就是工程设计级配范围,它摘自《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》,但对SMA-10根据一些工程的实际使用作了少量调整。
混合料设计包括目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及生产配合比验证阶段,通过配合比设计确定沥青混合料的材料品种及配比、矿料级配、最佳沥青用量。本规范采用马歇尔试验配合比设计方法。如采用其他设计方法设计沥青混合料时,应按本规范规定的马歇尔试验及各项配合比设计检验,并报告不同设计方法各自的试验结果,供施工质量检验使用。
混合料设计配合比设计的标准级配范围是经过三阶段配合比设计确定并经建设单位和监理批准的标准级配曲线,加上施工容许的波动范围形成的。容许波动范围即施工过程中质量检验要求中规定的与生产配合比设计标准级配的差。施工过程中按照施工级配范围进行单点检验,都必须在此范围内,它可能超出规范规定的范围或设计级配范围,都是容许的。交工验收检查是以1~3km为一个评定路段,随机选取要求一定频率检查,要求符合设计级配。
密级配沥青混凝土混合料的马歇尔试验配合比设计应符合下表的技术标准,并有良好的施工性能。试件尺寸及成型击实次数按公称最大粒径选用标准马歇尔试件或大型马歇尔试件。改性沥青混合料马歇尔试验的流值可适当放宽。对二级公路宜参照一级公路的技术介绍提纲.ppt标准执行。
沥青稳定碎石混合料的马歇尔试验配合比设计方法参照沥青混凝土的方法执行。试验结果应符合表5.3.3-2的技术标准,并有良好的施工性能。试件尺寸及成型击实次数按公称最大粒径选用标准马歇尔试件或大型马歇尔试件。对半开级配的沥青碎石混合料AM无法进行马歇尔试验时,其配合比和最佳沥青用量可根据实践经验和试拌试铺论证确定。对开级配沥青碎石混合料ATPB只测定试件的空隙率,不要求进行马歇尔试验。
l注:①对集料坚硬不易击碎,通行重载交通的路段,也可将击实次数增加为双面75次。②对高温稳定性要求较高的重交通路段或炎热地区,设计空隙率取高限,且允许放宽到4.5%,VMA允许放宽到16.5%(SMA-16)或16%(SMA-19),VFA允许放宽到70%。③当马歇尔试验的稳定度确实有困难时,对非改性沥青SMA的稳定度可放宽到5.0kN,改性沥青SMA可放宽到5.5kN,但车辙试验的动稳定度必须合格。
沥青混合料体积设计方法核心:混合料的设计空隙率原规范:密级配:Ⅰ型沥青混合料3%~6%Ⅱ型沥青混合料4%~10%抗滑表层4%~10%(8%)半开级配:沥青碎石>10%国外:开级配:排水式沥青混合料>18%美国:SHRP研究成果:设计空隙率要求4%左右
路面空隙率与水的作用的关系据研究,沥青路面的空隙率在小于8%(相当于设计空隙率4%,达到最大理论密度的92%,或马歇尔密度的96%时)以下时,沥青层中的水在荷载作用下一般不会产生动水压力,不容易造成水损害破坏。而排水性混合料的路面空隙率大于15%时,水能够在空隙中自由流动,且一般都采用改性沥青,也不容易造成水损害破坏。而当路面实际空隙率为8%~15%的范围内时,水容易进入混合料内部,在荷载作用下易产生较大的毛细压力成为动力水,易造成沥青混合料的水损害破坏。密水是沥青路面的一个非常重要的指标。
按下列步骤进行马歇尔试验按式B.5.3计算矿料混合料的合成毛体积相对密度γsb。(B.5.3)式中:P1、P2、……Pn为各种矿料成分的配比,其和为100,γ1、γ2、……n为各种矿料相应的毛体积相对密度,对集料粒径在4.75以上按T0304测定毛体积相对密度,机制砂及石屑可以按T0330测定,也可以用筛出的2.36~4.75mm部分的毛体积相对密度代替,矿粉用表观相对密度代替。
B.5.5沥青混合料的油石比预估,式5.5-1。式中:Pa预估适宜的最佳油石比,(%);Pa1原工程沥青混合料的标准油石比,(%);γsb集料的合成相对密度;γsb1原工程集料的合成相对密度。
B5.6确定矿料的有效相对密度γse1.非改性沥青,用真空法实测,然后进行反算(式B5.6-1)。式B5.6-12.对于改性沥青及SMA等难以分散的沥青混合料,有效相对密度采用合成毛体积相对密度和合成表观相对密度确定(式B5.6-2),其中考虑了沥青吸收系数C值(式B5.6-3)。γse=C×γsa+(1-C)×γsb式B5.6-2C=0.033w2x-0.2937wx+0.9339式B5.6-3式B5.6-4
确定沥青混合料的最大理论相对密度1.非改性沥青混合料,采用真空法实测。2.对于改性沥青或者SMA宜采用计算法。式中:γt——沥青混合料的最大相对密度,无量纲;Pa——沥青混合料的油石比,%;γse——矿料的有效相对密度,按式(B.5.3.1)计算,无量纲;γa——沥青的相对密度(25℃/25℃),无量纲。
按式(B5.10-1)计算各组试件的空隙率按式(B5.10-2)计算矿料间隙率VMA按式(B.5.10-3)计算沥青混合料的沥青饱和度VFA
现在马歇尔试验配合比设计方法基本上还停留在体积设计的阶段,但是我国对于沥青混合料试件的各项体积指标,即密度、空隙率、VMA、VFA的计算方法却一直有许多争议。甚至是严重的混乱,想怎么算就怎么算,许多配合比设计都说是4%的空隙率,但实际上可能相差很大。应该说,世界各国对这些体积设计指标的测定和计算方法都不尽相同,在一个国家,则只有一个统一的方法。
空隙率是由沥青混合料试件的密度和最大理论密度计算得到的,统一空隙率计算方法就必须统一试件相对密度和最大理论相对密度的测定或计算方法。首先是最大相对密度,实测方法有真空法、溶剂法,其混合料的毛体积完全不同。我国长期习惯于计算法,不同的方法有不小的差别。
编制试验规程时的思想是只规定方法,把真空法、溶剂法、计算法都收入,具体采用何种方法由相关的设计和施工规范确定。所以本规范必须统一空隙率等体积指标的测定和计算方法,以得到唯一的结果。经过大量的对比试验,经反复征求各方面的意见,认为溶剂法计算体积时把集料内部开口体积都扣除,最大密度偏大,测定的空隙率过大,不符合实际情况。采用真空法实测非改性沥青混合料的最大相对密度作为我国的标准方法。对于改性沥青混合料,因为改性沥青粘度大,分散比较困难,只能用计算法求取混合料的最大理论密度。
最佳油石比的确定1以沥青用量为横坐标,以测定的各项指标为纵坐标,分别将试验结果点入图中,连成圆滑的曲线。确定均符合本规范规定的沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACmin~OACmax。选择的沥青用量范围必须涵盖设计空隙率的全部范围,并尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围,并使密度及稳定度曲线出现峰值。
2根据试验曲线的走势,按下列方法确定沥青混合料的最佳沥青用量OAC1。(1)求取对应于密度最大值、稳定度最大值、目标空隙率(或者中值)、沥青饱和度范围的中值对应的沥青用量,按式B.6.2-1取平均值作为OAC1。OAC1=(a1十a2十a3十a4)/4(B.6.2-1)(2)求取择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围时,宜分别求取相应于空隙率要求范围的中值或目标空隙率的沥青用量a1、密度最大值的沥青用量为a2、稳定度最大值的沥青用量a3,按式(B.6.2-2)求取3者的平均值作为OAC1。OAC1=(a1十a2十a3)/3(B.6.2-2)
(3)当所选择试验的沥青用量范围,不能使密度及稳定度曲线出现峰值时,可直接以目标空隙率所对应的沥青用量作为OAC1,但OAC1必须介于OACmin~OACmax的范围内。否则应重新进行配合比设计。
3以各项指标均符合技术标准的沥青用量范围OACmin~OACmax的中值为OAC2。OAC2=(OACmin十OACmax)/24通常情况下取OAC1及OAC2的中值作为计算的最佳沥青用量OAC。OAC=(OAC1十OAC2)/25检查图中相应于此OAC的空隙率和VMA的值,检验是否能够满足马歇尔试验技术标准中的要求。当空隙率不是整数时,最小VMA按照内插法确定。
根据实践经验和公路等级、气候条件、交通情况,调整确定最佳沥青用量OAC。1.调查当地各项条件相接近的工程的沥青用量使用情况,论证适宜的最佳沥青用量范围。计算的最佳沥青用量应与实践论证的最佳沥青用量范围大体吻合,如相差甚远,应查明原因,必要时重新调整级配,进行配合比设计。
2.对炎热地区公路以及高速公路、一级公路的重载交通路段,山区公路的长大坡度路段,预计有可能产生较大车辙时,宜在空隙率符合要求的范围内将计算的最佳沥青用量减小0.1%~0.5%作为设计沥青用量。此时,除空隙率外的其他指标可能会超出马歇尔试验配合比设计技术标准,配合比设计报告或设计文件必须予以说明。但设计文件必须要求采用重型轮胎压路机和振动压路机组合等方式加强碾压,以使施工时的密度或压实度不低于未减小沥青用量时的水平,且渗水系数符合要求。如果试拌试铺达不到此要求时,宜调整所减小的沥青用量的幅度。
3.对寒区公路、旅游公路,最佳沥青用量可以在OAC的基础上增加0.1%~0.3%,以适当减小设计空隙率,但不得降低压实度要求。
B6.8确定沥青结合料被集料吸收的比例:式B6.8-1确定有效沥青用量:式B6.8-2γb-沥青的相对密度Pb-沥青含量Ps-矿料含量,即Ps=100-Pb
B6.9检验最佳沥青用量时的粉胶比:式B6.9-1FB宜符合0.6~1.6的要求,公称最大粒径为13.2~19的密级配沥青混合料,宜控制在0.8~1.2。计算沥青膜有效厚度:集料的比表面积:SA=Σ(Pi×FAi)式B6.9-2沥青膜有效厚度:式B6.9-3Pi-各种粒径的通过百分率FAi-相应于各种粒径集料的表面积系数,如表B6.9
计算沥青膜厚度的方法有很多,本规范采用的是美国NCAT的研究成果。需要注意的是,集料的比表面主要取决于细粉数量,对于大于4.75mm部分的表面积只计算一个(100×0.0041)的值,其他档次的都不再重复计算。沥青膜的厚度本规范没有提出指标,根据有关资料的介绍,通常连续密级配沥青混合料的沥青膜有效厚度宜不小于6μm,密实式沥青碎石混合料宜不小于5μm,进行配合比设计时可以参考这个数值。
配合比设计检验
对用于高速公路和一级公路的公称最大粒径等于或小于19mm的密级配沥青混合料,(AC),以及SMA、OGFC混合料宜在配合比设计的基础上按下列步骤进行各种性能检验,不符要求的沥青混合料,必须更换材料或重新进行配合比设计。二等级公路的沥青混合料可参照以下要求执行。
1、高温稳定性检验在试验温度为60℃、轮压0.7MPa条件下进行车辙试验的动稳定度,根据气候条件的不同,应符合下表的要求。当使用改性沥青且以提高高温抗车辙能力的主要目的的新拌沥青混合料,在动稳定度符合要求的同时,经改性的沥青混合料的低温抗裂性能不得低于未改性的沥青混合料,同时低温弯曲试验的破坏应变不得小于1200。
必须在规定的试验条件下进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验以检验沥青混合料的水稳定性。根据气候条件的不同,不同沥青混合料的浸水马歇尔试验的残留稳定度以及冻融劈裂试验的残留强度比应符合下表的要求,达不到要求时必须掺加消石灰、水泥或相应的抗剥落措施。2、水稳定性检验
3、低温抗裂性能检验对热拌沥青混合料在试验温度-10℃、加载速率50mm/min的条件下进行弯曲试验,测定破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量,并根据应力应变曲线的形状,综合评价沥青混合料的低温抗裂性能。根据气候条件的不同,不同沥青混合料的低温弯曲试验的破坏应变宜不小于下表的要求。
4、渗水性检验利用轮碾机成型的车辙试件进行渗水试验,其渗水系数宜符合下表的要求。
5、SMA性能检验对SMA混合料,除按前述规定的项目进行配合比设计检验外,尚应按下表所列项目进行检验。其中谢伦堡沥青析漏试验在最高施工温度条件下进行,无明确规定时,非改性沥青混合料的试验温度宜为170℃,改性沥青混合料的试验温度宜为185℃。各项检验均应符合表中要求。
对改性沥青混合料的性能检验,应针对改性目的进行。以提高高温抗车辙性能为主要目的的改性沥青混合料,在车辙试验动稳定度符合要求的同时,其低温性能不得低于未改性的基质沥青混合料的指标。以提高低温抗裂性能为主要目的的改性沥青混合料,在低温弯曲试验的破坏应变在符合要求的同时,其高温稳定性不得低于未改性的基质沥青混合料的指标。
配合比设计方法的修订问题沥青混合料的配合比设计方法,是本规范的核心内容之一。根据我国的具体情况,在相当长的一段时间内,马歇尔试验方法仍将是最基本和标准的方法,不可能为其他方法所代替。但是它不等于不能按照某些国际上流行的较为先进的方法,吸取其优点和精华,进行必要的修正。可是现在的问题是国内外对配合比设计的做法很不相同,各国基本上还是重视自己的经验和实践结果最重要。现在国际上意见分歧也很大,对引人注目的美国SUPERPAVE也有不同看法,重视空隙率和否定空隙率的意见尖锐对立。
对SHRP成果的跟踪和应用在沥青混合料的配合比设计方法上,我国历来采用马歇尔试验方法。由于SUPERPAVE设计方法的出现,也开始借鉴吸收其先进的部分,对中国现行的方法进行完善。我们认为,在相当一段时间内,中国还必须沿用马歇尔试验设计方法,完全否定也是不现实的。尤其是对沥青路面来说,实践经验比理论更重要,采用什么样的沥青等级,多少沥青用量,使用何种矿料级配范围,与当地的气候条件、交通条件关系很大,所以各地必须特别重视总结成功的经验,而不是照搬照抄外地甚至外国的东西。
SUPERPAVE不管气候条件、不管交通条件统统采用4%的空隙率作为设计沥青用量的依据是值得商榷的。在现阶段,一些地方按照SUPERPAVE的方法铺筑一些试验段是可以的,但是否有长期的良好性能,需要验证。还有许多具体问题,例如采用真空法测定最大理论相对密度计算空隙率,对改性沥青和SMA等特殊的混合料,试样分散困难,试验误差较大,很可能成为工程上弄虚作假的手段;测定现场钻孔试件的空隙率也存在最大密度标准和试件干燥的问题,具体实施都会有一些困难。
沥青路面的抗滑问题首要的是采用磨光值大的集料,保证路面有符合要求的横向力系数(摩擦系数),在此前提下,尽量争取有较大的构造深度。老规范的AK类抗滑表层级配,过分取决于构造深度。为了满足规范规定的构造深度,级配的设计空隙率较大。按规范的级配,双面50次击实的设计空隙率4%~8%,往往在6%以上,路面空隙率一般在10%以上,正好成为前面所说的渗水严重的半开结构。
沥青路面的抗滑问题各地对级配作了各种调整,有些采用间断级配混合料,加大粗碎石和矿粉用量,施工难度较大,受级配和油石比波动的影响比较敏感,稍有变化容易造成不均匀,致使路面不是泛油就是透水,实际效果并不理想。因此目前对抗滑的规定现在有较大的争议。另外,片面追求构造深度,还严重影响压实度和密水性。
3.热拌沥青混合料路面施工工艺要点
混合料的拌制1、拌和厂地面要硬化,细集料加顶棚;2、宜采用间歇式拌和机;3、必须配备自记打印设备,拌和过程中必须逐盘打印沥青及各种矿料的用量及拌和温度,进行施工质量的总量检验。4、选择适宜的筛孔很重要,二次筛分的振动筛最大筛孔宜小于混合料的最大粒径,且略大于公称最大粒径,其安装角度应认真调整,使级配符合试件要求,超过公称最大粒径的量不大于5%(我国规范规定的通过率是95%~100%)。
混合料的拌制生产SMA混合料尚应符合以下要求:1拌和机必须配备有纤维稳定剂投料装置,根据纤维的品种和形状的不同,可选择采用适当的方式与拌和周期同步添加,纤维不加热,在拌和过程中必须充分分散,与沥青混合料拌和均匀。2松散的絮状纤维宜采用风送设备自动打散上料,并在喷入沥青的同时或稍后喷入拌和锅内与沥青混合料拌和,拌和时间一般需要延长5s以上。3颗粒纤维宜采用专用设备自动上料,纤维应在粗集料投入的同时加入,经5~8s的干拌,再投入矿粉,总的干拌时间应比普通沥青混合料增加5~10s。
混合料的拌制生产SMA混合料尚应符合以下要求:4当工程量很小,且缺乏机械添加纤维设备,只能由人工添加时,颗粒纤维可将每拌一锅所需的数量换算成体积由人工量取直接投入拌和锅中拌和;絮状纤维可预先分装成塑料小包,按照每拌一锅所需的数量,添加一包或两包,包装纤维用的塑料袋应能在拌和过程中遇热熔化。5拌和SMA混合料的拌和机应有良好的密闭性,防止纤维、石粉飞扬,影响添加数量。
混合料的拌制热拌沥青混合料的贮存:拌好的热拌沥青混合料不立即铺筑时,可放入储料仓贮存,混合料在贮存期间的温降不应超过10℃。普通沥青混合料的贮存时间不得超过72h改性沥青混合料的贮存时间不宜超过24hSMA混合料只限当天使用OGFC混合料宜随拌随用
混合料的运输从拌和机向运料车上装料时,应每卸一斗混合料挪动一下汽车位置,以减少粗细集料的离析现象。运输车的标准载重不宜小于15吨、车厢侧板和底板可涂一薄层油水混合液。运料车应用篷布覆盖,夏季运输时间短于0.5h时,也可不盖。但对改性沥青或SMA混合料,任何情况都必须覆盖。施工过程中摊辅机前方应有运料车在等候卸料,开始摊铺时等候卸料的运料车不宜少于5辆。
混合料的运输摊铺过程中,运料车应在摊辅机前l0~30cm处停住,不得撞击摊辅机。卸料过程中运料车应挂空挡,靠摊辅机推动前进。为了解决沥青路面施工过程中的交叉污染,本规范作了一系列规定。对运料车的轮胎要求干净是首次列入,这在国外似乎是常识,但我国许多工程往往很成问题,必须下功夫改进。
混合料的运输近年来在美国等发达国家,一种称为转运车的装置已经开始越来越多地出现在沥青路面施工中,它介于运料车与摊铺机之间,运料车将混合料卸在转运车上,转运车一边对混合料进行二次拌和,一边与摊铺机完全同步前进,向摊铺机供料。由于运料车的混合料不直接卸在摊铺机上,可有效地改善混合料的离析和温度不均的问题。这是国外提高沥青路面综合质量的重要措施,最近我国一些地方已经开始使用此类设备,有望取得良好效果。
混合料的摊铺摊铺沥青混合料应缓慢、均匀、连续不间断地摊铺。摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。在铺筑过程中,摊铺机螺旋送料器应不停顿地转动,两侧应保持有不少于送料器高度2/3的混合料,并保证在摊铺机全宽度断面上不发生离忻。摊辅机自动找平时,中、下面层宜采用一侧钢丝绳引导的高程控制方式。表面层宜采用摊铺层前后保持相同高差的平衡梁或雪橇式摊铺厚度控制方式。经摊铺机初步压实的摊铺层应符合平整度、横坡的要求。用机械摊铺的混合料,不应用人工反复修整。人工找补或更换混合料应在现场主管人员指导下进行。当高速公路和一级公路施工气温低于1O°C、其他等级公路施工气温低于5°C时,不宜摊铺热拌沥青混合料。
有些工程出于平整度的考虑,不切实际的采用一台摊铺机全幅摊铺的方法,容易造成离析,振捣力较小,压实不均匀。国外普遍采用两台摊铺机梯队式的摊铺方式,这种特别加长的摊铺机是国外厂商专门为中国特制的。规范限制一台摊铺机的铺筑宽度不大于6m~7.5m,高速公路必须采用两台摊铺机梯队式的摊铺方式。相邻两幅之间应有30~60cm左右宽度的摊铺重叠。相邻两台摊铺机宜相距10~20m,且不得造成前面摊铺的混合料冷却,影响热接缝。
全幅摊铺的缺点由于摊铺宽度大,螺旋布料器运送混合料距离过长,不可避免地会造成粗细集料的离析,而集料离析是路面造成局部损坏的根本原因;混合料在螺旋布料器运送过程中,在空中反复转动,越往边上温度下降越多,导致温度不均和压实度不一样;
全幅摊铺的缺点摊铺机的重量和马力是一定的,摊铺宽度越大,平均到混合料层上的振捣力越小,混合料的铺筑初始压实度也小。初始压实度越大,混合料铺筑后的温度下降越慢,可以采用较重型的压路机靠近摊铺机碾压,并争取到更长的压实时间,压实更好。全幅摊铺的初始压实度小,容易散热,温度下降快,重型压路机不能紧跟摊铺机碾压,轻型压路机初压反而容易产生推拥,反而影响平整度,混合料降温快使可压实时间缩短,影响压实效果。所以宽幅摊铺非但不能提高平整度,反而影响平整度和压实度。
全幅摊铺的缺点有些摊铺机的摊铺机接长部分只是悬挂在摊铺机上的,没有与中间部分相同的振捣装置,表面上看起来很平整,实际上边缘与中间的压实程度不一样,边缘压下去多,反而影响横向平整度。事实证明,两台摊铺机的接缝很容易调整得一点都看不出来,相反宽幅摊铺机的摊铺面倒经常可见有不少纵向的离析印痕存在。万一拌和楼供料跟不上,两台摊铺机摊铺可以只停一台,全幅摊铺就只能停止摊铺,而摊铺机的停止和起步对摊铺质量及平整度影响最大。
混合料的压实压实是沥青路面施工中最重要的一个工序!现在,压实不足是一个比较突出的问题!是导致沥青路面早期损坏的重要原因。
有些单位对压实度的重要性认识不足。追求平整度和担心构造深度使压实受到影响。一些工程主管部门提出了一些不切实际的平整度要求和奖惩措施,导致片面追求平整度,放松了对压实度的控制。这些工程的共同点是通车以后平整度迅速衰减,面层压实变形明显。有的工程担心影响平整度和构造深度而不用振动压路机,但轮胎压路机的吨位又偏轻(国外一般大于25吨)。这些工程尽管压实度的测定数据都合格,但其真实性有怀疑,有的不按照规范要求的方法测定压实度(不随机取样),或随意调整标准密度。
平整度固然重要,但压实度更重要,必须在确保压实度的前提下提高平整度!
提高路面表层平整度的技术途径保证基层及中、下面层的平整度达到要求。通常情况下每铺筑一层最多只能提高平整度0.3左右(标准差)。应采用比较长的平衡梁、滑靴(或拖杠)控制方式的自动找平装置。保证连续、均匀、不间断的摊铺,但不可采用全幅摊铺方式。必须有足够的配套的拌和能力,且运料车的数量有富余,“宁可运料车等候摊铺,也不能摊铺机等候运料车”,必须采用大吨位运料车供料。碾压要保持均衡,速度要慢,折返时关闭振动,方向要渐渐地改变,碾压时保持直线方向行走,压路机的折返点不得在同一个断面上。
提高路面表层平整度的技术途径对桥涵、通道等构造物的接头处,要进行特殊处理;对软土路段,要采取预压等防止不均匀沉降的措施;对匝道及港湾式紧急停车带等摊铺机和压路机难以按正常施工工艺操作的部位,要辅以小型机械或人工仔细操作,以避免各种原因造成的跳车。
提高路面表层平整度的技术途径除了迫不得已的情况外,所有工序都必须由机械连续稳定的操作,避免人工修正。所有机械不能在未冷却结硬的路面上停留。原则上所有机械,尤其是压路机从开始碾压进入角色后便不能停机休息,直至一天的施工结束后开出现场。
应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤,为达到最佳碾压结果。沥青混合料压实应采用钢筒式静态压路机与轮胎压路机或振动压路机组合的方式。必须大力推广应用大吨位的轮胎压路机进行搓揉压实,这对于路面密水,防止早期水损害损坏特别有效!压路机的数量要与摊铺匹配,铺筑双车道高速公路沥青路面的压路机数量不得少于4台~5台,且连续碾压不休息。
带边裙的胶轮式压路机
初压应紧跟在混合料摊铺后较高温度下进行,并不得产生推移、发裂,初压应采用钢轮压路机静压从外侧向中心碾压,在外侧有超高的路段则由低向高碾压。相邻碾压带应重叠1/3~1/2轮宽,压完全幅为一遍。初压通常宜碾压1遍或2遍。碾压时应将驱动轮面向摊铺机,在坡道上碾压时应将驱动轮由低向高处碾压。
复压宜采用重型的轮胎压路机,也可采用振动压路机或钢筒式压路机。碾压遍数应经试压确定,并不宜少于4~6遍。复压后路面达到要求的压实度,并无显著轮迹。终压应紧接在复压后进行。不宜少于2遍,并无轮迹。压路机碾压段长度应与摊铺速度相适应,并大体稳定。压路机每次由两端折回的位置阶梯形的随摊铺机向前推进,使折回处不在同一横断面上。在摊铺机连续摊铺的过程中,压路机不得随意停顿。
SMA路面的压实应符合以下要求:1宜采用振动压路机或钢筒式压路机碾压。采用振动压路机碾压时应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。即压路机紧跟在摊铺机后面,采取高频率、低振幅的方式慢速碾压。2通常不宜采用轮胎压路机碾压,以防搓揉作用将沥青结合料挤到表面。在沥青用量较低等特殊情况下,经试验证明采用轮胎压路机碾压不产生沥青结合料上浮,且有良好效果时,允许采用轮胎压路机碾压,3如碾压过程中发现有沥青玛蹄脂部分上浮或者高温碾压混合料有推挤现象时即应进行检查。
碾压过程中有一些问题特别应该注意:普遍存在压路机碾压速度过快的问题;普遍存在碾压过程中喷水过多的问题,喷水必须是雾状的,不得自流的,喷嘴必须经常检查有没有堵塞。对轮胎压路机,不必洒水。开始碾压之前必须将轮胎预热,除了开始阶段可能会沾轮要注意清理外,很快轮胎发热了就不会沾轮了。
沥青混合料的离析、不均匀(包括级配及温度)是导致早期损坏时局部发生破坏的重要原因,例如:混合料最大集料粒径大;运输过程:运料车吨位过小、卸料时运料车不移动、不加盖篷布等。摊铺阶段:宽度过大(全幅摊铺)、摊铺机等候时间长、摊铺机停顿,不连续、摊铺不均匀,摊铺机型号不一样。压实阶段:压路机碾压不及时、遍数不均匀,压实度不一致。以上都是造成级配和温度不均匀的因素。沥青混合料的离析
8.冷拌沥青混合料路面
冷拌沥青混合料适用于三级及三级以下的公路的沥青面层、二级公路的罩面层施工以及各级公路沥青路面的基层、联接层或整平层。冷拌沥青混合料宜采用乳化沥青或者液体沥青拌制,各种结合料类型及规格应符合本规范第4章的要求。冷拌沥青混合料可参考本规范第5章的规定,宜采用密级配沥青混合料,当采用半开级配的沥青碎石混合料时,应该铺装上封层。
用于修补沥青路面坑槽的冷补沥青混合料宜采用适宜的改性沥青结合料制造。冷补沥青混合料的矿料级配表8.4.2
冷补沥青混合料的质量要求:1制造冷补沥青混合料的集料必须符合本规范热拌沥青混合料的质量要求。2有良好的低温操作和易性。用于冬季寒冷季节补坑的混合料,应在松散状态下经-10℃的冰箱保持24h无明显的凝聚结块现象,且能用铁铲方便地拌和操作。3有良好的水稳定性。适宜于在雨季坑槽有水或潮湿的条件下补坑施工,混合料按水煮法或水浸法检验的抗水剥落性能(裹复面积)不得小于95%。4沥青混合料有足够的粘聚性进行马歇尔试验,其稳定度宜不小于3kN。
9.透层、粘层
透层油作用:透层油起到固结、稳定、联接、防水。沥青路面各类基层都必须喷洒透层沥青,沥青层必须在透层油完全渗透入基层后方可铺筑。当基层上设置下封层时,透层油不宜省略,宜在基层喷洒透层油后铺筑。透入基层的要求:无结合料基层宜不小于10mm无机结合料稳定集料基层宜不小于5mm
透层油品种选择:透层沥青的品种根据基层的类型及渗透的难易程度选择:1对级配碎(砾)石、天然砂砾等易渗透的柔性基层宜采用乳化沥青、液体沥青等;2.对水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定粒料的半刚性基层,应选择宜采用煤油稀释的中凝液体沥青,或采用阴离子乳化沥青等。
透层油喷洒的时间:1.半刚性基层上洒布透层油时,应紧接在基层施工结束表面稍微干燥、基层尚未硬化的情况下立即喷洒。据很多地方的经验,半刚性基层铺筑后一般不超过1~2天就必须洒透层油。这样又透得深,又保护基层不开裂,促进了养生,有相当好的效果。
透层油普遍反映半刚性基层上乳化沥青透层油透不下去,除了基层集料的级配外,最大的问题是洒得太晚了。如果水泥已经硬化成了水泥石,乳化沥青当然不好透。在铺筑基层后水泥还没有结硬的时间内,半刚性基层与无结合料基层所差的只有级配,只要级配注意了就能够透下去。这一点是十分重要的。
透层油喷洒的时间:2.无结合料基层宜在铺筑沥青层前1~2天洒布。如遇喷洒透层油后不能及时铺筑面层的情况时,也应撒铺适量的石屑或粗砂,并用6~8t钢筒式压路机碾压一遍。并在沥青层施工前视情况决定是否需要重洒透层油。
透层油沥青路面早期损坏的重要原因,在半刚性基层上洒布阳离子乳化沥青透层油时经常透不下去,形成油皮,施工车辆破坏较多,透层油没有起到应有的作用,封不住水。为了做好半刚性基层上透层油,为了使透层油好透一些,并减少唧浆,上基层最好采用水泥稳定碎石,少用二灰碎石。
粘层油粘层的作用在于使上下沥青层或沥青层与构造物完全粘结成一整体。符合下列情况之一时,必须喷洒粘层沥青。1双层式或三层式热拌热铺沥青混合料路面的沥青层之间。2旧沥青路面层、沥青稳定碎石基层或者水泥混凝土路面上加铺沥青层。3与新铺沥青混合料接触的路缘石、雨水口、检查井等的侧面。
粘层油众所周知,沥青路面的结构设计以弹性层状体系理论为基础,在设计结构厚度和验算沥青层底的拉应力时,通常假设路面各层之间完全连续。于是沥青层内部完全处于受压状态,只需要满足路表弯沉指标即可以了。只有沥青层真正是一个整体时才能符合完全连续的界面条件。
粘层油层间粘结不好,界面条件将变成不完全连续,甚至完全不连续,导致沥青路面结构的受力状态发生质的变化。
粘层油目前我国沥青路面施工期间的层间污染问题比较普遍,必须强化洒布粘层油的规定。同时特别注意不得污染沥青层。开挖中央分隔带、埋设管道、绿化、埋设路缘石等可能污染沥青面层的工序必须安排在基层施工过程中同步完成,严禁在沥青面层铺筑过程中或铺筑后将挖出的土堆放在沥青面层上造成污染。
10.其他沥青铺装工程
水泥桥面铺装喷洒沥青或者改性沥青桥面防水粘结层的施工应该符合下列要求:1、整个过程直至铺设石屑保护层前严禁包括行人在内的一切交通2、不洒粘层油,直接分2~3层喷洒或者仍涂刷防水粘结层,必须均匀一致,且达到要求的厚度。3、喷洒防水层后应立即撒布一层洁净的尺寸为3mm~5mm的石屑作保护层,保护层宜采用人工铺筑,并用6~8t轻型压路机以较慢的速度碾压。
水泥桥面铺装防水卷材防水层的铺筑应符合下列要求:1、防水卷材的质量应符合质量要求。无破洞、不漏水,内部有金属或聚合物纤维,表面有均匀的石屑撒布层。防水粘结层不得有破洞、脱开、翘起、皱折等现象。2、铺设前应涂刷粘结剂或喷洒粘层油,铺筑时边加热边滚压,粘结后必须检查确认铺设的卷材不能被揭开。3、铺设卷材后不得通行任何车辆或堆放杂物,防止卷材污染或损坏。4、铺筑的防水卷材不得在摊铺机或者运料车的作用下遭到损坏。
钢桥面铺装近年来,大跨径钢桥越来越多,钢桥面铺装的问题也受到了普遍关注。但是我国的钢桥面铺装还处于研究、试用、积累经验的阶段。世界上普遍使用浇注式沥青混凝土结构、环氧沥青混凝土结构、我国自行研制的双层SMA结构的钢桥面铺装,本规范仅提出对钢沥青铺装的一般功能性要求,各个结构层的作用及共性的技术要求。
钢桥面铺装钢桥面铺装必须具有以下功能性要求:1能与桥面板紧密结合成为整体,变形协调一致。2防水性能好,能够防止钢桥面生锈。3所使用的沥青材料必须有良好的耐久性和较小的温度敏感性,满足使用条件下的高温抗流动变形能力、低温抗裂性能、抗老化性能、水稳定性、抗疲劳性能。4与桥面板粘结良好,具有足够的抗水平剪切及蠕变变形的能力。
11.施工质量管理和检查验收
对于高速公路、以及公路沥青路面必须加强施工过程质量控制,实行动态质量的管理。“过程控制”是对于老规范的一个主要修改,强调首先是工艺控制,使采用的施工工艺不至于产生不合格的产品。规范通过规定连续的原材料检测、沥青拌和厂的计算机管理和“总量控制”、施工现场的无损检测方法等手段来进行要求。
对于高速公路、一级公路,在热拌沥青混合料的生产过程中,必须对矿料级配中拌和楼的拌和温度、几个关键性的筛孔通过率和油石比进行逐盘在线监测,对于矿料级配和油石比必须进行总量检验和抽提筛分的双重检验控制。施工过程中原材料的检验,增加了试验规程规定的平行试验次数或一次试验的试样数。
施工过程中,高速公路和一级公路沥青路面的施工宜按规范附录G的方法,利用计算机实行动态质量管理。检验项目:拌和厂:马歇尔试验(密度、空隙率、稳定度)、矿料级配与油石比的抽提筛分及总量检验结果等。现场:平整度、压实度、厚度、温度、渗水系数、构造深度、宽度、横坡、高程等。
压实度问题原规范对压实度的要求规定有缺陷。国外通常要求符合下列3个标准或根据情况选择其中1个压实度标准:a)实验室马歇尔密度的96%;b)实测最大理论相对密度的92%;c)试验路钻孔密度的99%。现在还有人提出直接采用路面压实后的空隙率控制压实度(如要求不超过6%或8%)。
实际上以马歇尔密度为标准,或以最大理论密度为标准,或以压实后的空隙率为标准,都是可以换算的。关键是设计空隙率的问题。例如,当空隙率等于4.17%,要求压实度为马歇尔密度的96%,与最大理论密度的92%是相同的。当空隙率小于4.17%,要求压实度为马歇尔密度的96%,意味着比控制最大理论密度的92%要高,相反当空隙率大于4.17%时,要求压实度为马歇尔密度的96%,意味着比控制最大理论密度的92%要低。
如果某混合料的设计空隙率为8%时,达到马歇尔密度的96%,实际上只达到最大理论密度的88.3%,要求达到最大理论密度的92%,则应该达到马歇尔密度的100%。所以对设计空隙率大于4%的层次,老规范规定马歇尔密度的96%的压实标准是偏低的,有些高速公路已经开始同时采用理论最大密度92%进行双控(应该做马歇尔试验时每天实测最大密度,不能固定一个值)。也有些工程已经将压实度标准从96%提高到97%或98%。
公路热拌沥青混合料路面施工过程中工程质量的控制标淮表11.4.5-1
注:①表中沥青混凝土路面的厚度检测频度指高速公路和一级公路成型后的钻坑频度,其他等级公路可酌情减少状况,厚度检测通常采用压实度钻孔试件进行。上面层的允许误差不适用于磨耗层。②压实度检测按附录E的规定执行,钻孔试件的数量按11.4.7的规定执行,括号中的数值是对SMA路面的要求。对马歇尔成型试件采用50次或者35次的混合料,压实度应适当提高要求至98%甚至100%以上。进行核子仪等无破损检测时,每13个测点的平均数作为一个测点进行评定是否符合要求。以最大理论密度作标准密度时,对普通沥青混合料通过真空法实测确定,对改性沥青和SMA混合料,由每天的矿料级配和油石比计算得到。
③渗水系数适用于公称最大粒径等于或小于19mm的沥青混合料,应在铺筑成型后未遭行车污染的情况下测定,且仅适用于要求密水的密级配沥青混合料、SMA混合料。对要求迅速排水OGFC等混合料,另要求渗水试验的最小值,表中渗水系数以单点评定,计算合格率,不得小于90%,同时报告平均值。④3m直尺主要用于接缝检测与控制,对正常生产路段,用摊铺机铺筑的沥青路面一般都很容易达到,也可不测。直接按交工验收的方法采用连续式平整度仪或颠簸累积仪测定。
施工过程中压实度的检测注重过程控制、适度钻孔抽查1.碾压过程中宜采用核子密度仪等无破损检测设备进行压实度的动态过程控制。当采用核子密度仪检测时,测点应随机选择,一组不少于13点,取平均值,并与标定值或试验段测定值比较评定。核子仪测定的路表面需进行填平处理,测定温度应与试验段测定时一致,检测的准确性需经钻孔试件标定。
施工过程中压实度的检测2.在路面完全冷却后,按《公路路基路面现场测试规程》规定的方法随机选点钻孔取样,如一次钻孔同时有2~3层沥青层或基层时需用切割机分离后分层测定密度,待试件充分干燥后(通常需在第二天之后)测定密度。压实度计算及标准密度的确定方法应遵照本规范附录E的规定,选用其中的1个或2个标准评定,并以合格率低的作为评定结果。钻孔取样后应及时将孔中灰浆冲洗干净,吸净余水,待干燥后以相同的沥青混合料分层填充夯实。钻孔试件逐个测定密度计算压实度。
施工过程中压实度的检测3.压实度检测一组数据的最少测点数为3个,当一组检测的合格率小于60%,或平均值小于要求的压实度时,可增加一倍检测点数。如6个测点的合格率小于60%,或平均值仍然达不到压实度要求时,允许再增加一倍检测点数,要求其合格率大于60%,且达到规定的压实度要求。必要时应核查标准密度的准确性,以确定是否需要返工以及返工的范围。当所有钻孔试件检测的压实度持续稳定并符合要求时,经监理及主管部门同意,钻孔频度可适当减少至不少于每公里一个孔。施工过程中钻孔的试件宜编号贴上标签予以保存,以备工程交工验收时使用。
压实度检测的标准密度1.以马歇尔试件密度作为标准密度。沥青拌和厂应按要求每天取样1~2次进行马歇尔试验,以全部试件的马歇尔密度的平均值作为该批混合料摊铺路段压实度计算的标准密度使用。其试件成型温度与路面复压温度一致;
压实度检测的标准密度2.以最大理论密度作为标准密度。对普通沥青混合料,沥青拌和厂在取样进行马歇尔试验的同时以真空法实测最大理论密度,平行试验的试样数不少于2个,以平均值作为该批混合料摊铺路段压实度计算的标准密度;对改性沥青混合料、SMA混合料以每天总量检验的平均结果及油石比平均值计算的最大理论密度为准,也可采用抽提筛分的配合比及油石比计算最大理论密度。
压实度检测的标准密度3.以试验路密度作为标准密度。此时,试验段的铺筑应由业主、监理等协同进行,在各个压实工艺参数(温度、吨位、台数、速度、遍数等)充分合理的情况下,反复碾压至无轮迹,用核子密度仪定点检查密度不再变化为止。然后取不少于15个的钻孔试件的平均密度为计算压实度的标准密度;
压实度检测的标准密度4.碾压过程中采用核子密度仪等无破损检测设备进行压实度的过程控制时,此时宜以试验路密度作为标准密度,核子密度仪的测点数不宜少于39个,取平均值,核子密度仪需经标定认可。
交工验收阶段的工程质量检查与验收沥青路面交工时应检查验收沥青面层的各项质量指标,包括路面的厚度、压实度、平整度、渗水系数、构造深度、摩擦系数等。1、需要进行破损检测的指标,如厚度、压实度宜利用施工过程中的钻孔数据,检查每一个测点与极值相比的合格率,同时按附录E的方法计算代表值。厚度也可利用路面雷达连续测定路面剖面进行评定。压实度验收可选用其中的1个或2个标准,并以合格率低的作为评定结果。
交工验收阶段的工程质量检查与验收2、路表平整度可采用连续式平整度仪和颠簸累积仪进行测定,以每100m计算一个测值,计算合格率。3、路表渗水系数与构造深度宜在施工过程中在路面成型后立即测定,但每一个点为3个测点的平均值,计算合格率。4、交工验收时可采用连续式摩擦系数测定车在行车道实测路表横向摩擦系数,如实记录测点数据。
交工验收阶段的工程质量检查与验收5、交工验收时可选择贝克曼梁或连续式弯沉仪实测路面的回弹弯沉或总弯沉,如实记录测点数据(含测定时的气候条件、测定车数据等),测定时间宜在公路的最不利使用条件下(指春融期或雨季)进行。
交工验收阶段的工程质量检查与验收公路沥青混凝土路面交工检查与验收质量标准表11.5.1-1
公路沥青混凝土路面交工检查与验收质量标准表11.5.1-1(续)
交工验收检查的项目与原规范基本相同,在检查频度、方法和质量的标准上有所调整。对高速公路、一级公路的交工验收,质量检查的频度都保留了原规范的规定,但检查项目上有所调整。增加了渗水系数和中线偏位两项指标。压实度,由于计算合格率需要增加了极值评定平整度增加了颠簸累积仪测定的IRI值。
结语规范既是经验的总结,又是新技术的指南,随着公路建设的发展,原规范已经有许多不能适应生产的需要欢迎各位公路部门的同仁对规范的修订提出意见、看法、建议,我们将不胜感谢!
交通部公路科学研究所地址:北京市海淀区西土城路8号邮政编码:100088,电话:010-6207958362079576电子邮箱:j.chen@rioh.cn
谢谢!
实行全面质量管理,建立健全有效的质量保证体系,实行严格的目标管理、工序管理与岗位责任制度,对施工各阶段的质量进行检查、控制、评定,达到所规定的质量标准,确保施工质量的稳定性。施工企业自检,监理检查与认定,政府部门(质检站)监督,工程建设单位(业主)全面负责。包括工程施工前、施工过程中的质量管理与质量控制,以及各施工工序间的检查及工程交工后的质量检查验收。
材料质量检查工程开始前以及施工过程中必须对材料来源、材料质量、数量、供应计划、材料场堆放及储存条件等进行检查。施工前材料的质量检查应以同一料源、同一次购入并运至生产现场(或储入同一沥青罐、池)的相同规格品种的集料、沥青为一"批"进行检查。沥青在每一"批"试验后应留样封存备查,数量不宜少于4kg。材料试验结果及据此进行的配合比设计的结果应向监理工程师或工程质量监督部门提出正式报告,取得正式认可后可使用。现在沥青和集料的假冒伪劣情况都很严重,不得以投标时提供的质量检验单代替到货以后的检测。监理应进驻到采石场料场。'
您可能关注的文档
- 《公路沥青路面施工技术规范》的理解和应用技术探讨
- 《公路沥青路面施工技术规范》讲座
- 《公路沥青路面施工技术规范》
- 公路沥青路面施工技术规范设计
- 隧道工程沥青路面施工组织方案
- 一级建造师市政考试参考道路之沥青路面施工质量管理与检查验收
- 学习情境4沥青路面施工
- jtg+f40_2004《公路沥青路面施工技术设计规范方案》
- 停车场沥青路面施工组织方案
- 沥青路面施工专项安全方案说明
- 沥青路面施工专项施工方案说明
- 试论沥青路面施工中的试验检测戚昀
- 公路沥青路面施工新技术规范
- 公路沥青路面施工技术标准二级建造师辅助学习
- 公路施工技术-第五章沥青路面施工(课件)
- 公路沥青路面施工技术规范
- {配比设计}对新《公路沥青路面施工技术规范》的理解
- 湖北省高速公路沥青路面施工指导意见