噪、排水沥青路面施工技术指南(1024修改)

'抗滑、降噪、排水多功能路面施工技术指南2010年10月22 目录1总则12术语和代号22.1术语22.2代号23原材料33.1高粘度改性沥青33.2集料53.3矿粉63.4纤维64配合比设计84.1矿料级配84.2技术要求94.3沥青用量设计104.4生产配合比设计125施工工艺135.1OGFC的拌和135.2防水粘结层施工165.3OGFC的摊铺165.4OGFC的压实175.5施工质量控制关键点196质量管理206.1施工过程控制标准206.2抽样检测2122 1总则1.1结合武汉市气候环境条件与交通特点，为提高城市交通的安全性、耐久性和行车舒适性，武汉市市政建设集团有限公司与武汉理工大学共同研究开发出抗滑降噪排水多功能沥青路面铺装材料，为指导抗滑、降噪、排水多功能路面的应用，推广抗滑、降噪、排水多功能路面在城市道路建设工程中的应用技术，特制订此技术指南。1.2本指南制订过程中参照以下标准、规范、规程而制定，限于篇幅，本指南只突出重点和针对性，未涉及的常规内容按照下列标准、规范、规程执行。《公路沥青路面设计规范（JTGD50-2006）》；《公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）》；《公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004）》；《公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）》；《公路工程集料试验规程（JTGE42-2005）》；《沥青路面用聚合物纤维（JTT534-2004）》；《公路路基路面现场测试规程（JTJ059-95）。22 2术语和代号2.1术语2.2.1高粘度改性沥青一种适用于开级配沥青混合料的特种沥青材料，课题组采用掺加增粘增容组分复合改性的方式对其进行了优化，其60℃动力粘度超过60000Pa.s。2.2.2抗滑、降噪、排水多功能沥青路面一种由课题组开发出的路面铺装材料。采用一种特殊的骨架空隙结构，使用高粘度改性沥青作为胶结材料，并掺加聚酯纤维制备而成，其动稳定度大于6000次/mm，冻融劈裂强度比大于90%，吸声系数达到0.4以上，构造深度大于1.5mm，摆值摩擦系数大于60BPN，渗水系数大于1800ml/min，具有抗滑、降噪、排水等多种功能。2.2代号OGFC：在《公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）》中是大孔隙开级配排水式沥青磨耗层（Open-GradedFrictionCourses）的缩写，本指南特指抗滑、降噪、排水多功能沥青路面。22 3原材料3.1高粘度改性沥青由于OGFC沥青混合料的粗集料含量超过80%，缺乏细集料的填充，力学性能主要依赖沥青胶浆的粘结作用，因此需采用高粘度改性沥青。高粘度改性沥青技术指标要求见表3-1。表3-1高粘度改性沥青技术指标测试项目单位规范要求实际控制指标针入度(25℃，100g，5s)0.1mm≥40≥40延度(5cm/min，15℃)cm≥50≥50软化点℃≥80≥90[1]60℃粘度Pa·s≥20000≥60000[2]闪点℃≥260≥260粘韧性（25℃）N·m≥20≥20韧性（25℃）N·m≥15≥15注：[1]沥青的软化点直接影响到OGFC混合料的高温抗车辙性能，武汉夏季炎热，钢桥面的最高温度超过70℃，因此为了保证其高温稳定性能，需要提高沥青的软化点。[2]22 大量的研究表明：影响OGFC沥青混合料路用性能的关键指标是沥青的60℃粘度；OGFC沥青混合料路用性能中以飞散损失、动稳定度和水稳定性能指标最为关键，因此课题组对不同60℃粘度下对OGFC的飞散损失、动稳定度和水稳定性能的影响规律进行了研究，研究结果见表3-2和图1-1，综合分析沥青60℃粘度应大于60000Pa·S时，OGFC各项性能均处于较优的水平。对比试验采用相同的油石比和矿料级配形式。表3-2沥青60℃粘度与OGFC路用性能的关系粘度，Pa·S80001000020000400006000080000飞散损失,%试件中间断裂18.515.610.87.53.1动稳定度,次/mm219525523210532163578239冻融劈裂强度比,%70.577.582.484.392.194.1图1-1沥青60℃粘度与OGFC路用性能的关系图22 3.2集料3.1.1粗集料采用坚硬、洁净、吸水率低、破碎粒形好的抗滑石料，具体指标要求见表3-3。表3-3粗集料质量要求项目单位规范要求实际控制指标石料压碎值%≤26≤20[1]洛杉矶磨耗损失%≤28≤22[1]磨光值BPN≥42≥42表观相对密度—≥2.60≥2.60吸水率%≤2.0≤2.0与沥青的粘附性—5级5级坚固性%≤12≤12细长扁平颗粒含量1#料%≤12≤122#料%≤18≤18软石含量%≤5≤5注:[1]粗集料的压碎值和洛杉矶磨耗损失分别是集料抗破碎、抗冲击能力的评价指标。根据《公路工程集料试验规程（JTGE42-2005）》T0371-2005中的条文说明“对要求粗集料嵌挤能力强的SMA等，磨耗损失的要求有所提高。”OGFC也是一种粗集料嵌挤能力强的沥青混合料，这就需要对集料的压碎值及磨耗损失提出更高的要求。3.1.2细集料细集料应具有一定的棱角性，洁净、干燥、无风化、无杂质、不含泥土，其质量应满足下表要求。22 表3-4细集料质量要求项目视密度(t/m3)坚固性(%)砂当量(%)水洗法<0.075mm含量(%)棱角性亚甲蓝值(g/kg)规范要求≥2.50≤12≥60≤15≥30s≤253.3矿粉矿粉应采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细加工得到，原石料中的泥土杂质应清除干净。必要时检验矿粉的塑性指数，矿粉技术指标见表3-5。表3-5矿粉质量要求表观密度(t/m3)含水量(%)粒度范围(通过率%)外观亲水系数塑性指数0.6mm0.15mm0.075mm≥2.5≤110090~10075~100无团粒结块<1<43.4纤维根据OGFC特性，为提高其路用性能及耐久性能，需掺加纤维稳定剂，课题组推荐采用聚酯纤维，建议掺量为0.3%，技术指标见表3-6。22 表3-6聚酯纤维性能指标项目单位指标直径mm0.010-0.025长度mm6±1.5抗拉强度MPa≥500断裂伸长率%≥15耐热性（210℃ ，2h）—体积无变化22 4配合比设计4.1矿料级配4.1.1矿料级配范围表4-1OGFC级配范围级配类型筛孔尺寸/mm191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075OGFC-1610090-10070-9045-7012-3010-226-184-153-123-82-6OGFC-1310090-10060-8012-3010-226-184-153-123-82-6OGFC-1010090-10050-7010-226-184-153-123-82-64.1.2试件成型方法集料加热温度180-190℃，沥青加热温度170-175℃，混合料拌和温度180℃，试模预热温度100℃，击实温度160-165℃，击实次数为双面各50次。空隙率及毛体积相对密度的测试方法采用体积法（T0708-2000）。4.1.3初试油石比根据课题组研究经验，确定OGFC-16、OGFC-13及OGFC-10矿料级配试验的初试油石比为（4.5~4.8%）、22 (4.8~5.1%)、（5.1~5.4%）。4.1.4矿料级配的确定OGFC-16、OGFC-13以4.75mm作为粗集料骨架的分界筛孔，OGFC-10以2.36mm作为粗集料骨架的分界筛孔，在工程级配的范围内，调整矿料比例设计3组不同粗细的矿料级配，设计空隙率为18~24%的OGFC-13沥青混合料。根据初试试验结果选择空隙率与目标空隙率最为接近的一组作为最后级配。2.36~4.75mm集料针片状含量较高、易脆，不利于OGFC的骨架形成，并影响OGFC的连通空隙率，造成OGFC功能性的降低，因此在级配设计时宜适当减少2.36~4.75mm集料用量。4.2技术要求规范对OGFC提出的技术指标要求范围较宽，难以对其设计及工程应用形成有效的指导，课题组根据多条试验路段的应用及科研实验结果，提出了表4-2的控制范围。表4-2OGFC沥青混合料技术要求试验项目单位规范要求实际控制指标马歇尔试验尺寸mmΦ101.6×(63.5±1.3)Φ101.6×(63.5±1.3)击实次数(双面)次505022 空隙率%18~2518~25稳定度kN≥3.5≥5[1]谢伦堡析漏损失%＜0.3＜0.3肯塔堡飞散损失%＜20＜10[2]动稳定度次/mm≥3000≥6000[1]浸水残留稳定度%≥85≥90[3]冻融劈裂强度比%≥80≥85[3]渗水系数ml/min实测记录实测记录注：[1]武汉夏季炎热，钢桥面的最高温度超过70℃，交通荷载量大，为了保证OGFC混合料的高温抗变形能力，需要适当提高马歇尔稳定和动稳定度。[2]肯塔堡飞散损失反映了集料与沥青之间的粘结力大小，在重载交通荷载作用下，较高的飞散损失容易导致沥青路面出现坑槽病害，因此需要提高OGFC的抗飞散损失。[3]OGFC混合料的空隙率大，与水的相互作用时间较长、面积较大，为了保证其抗水损坏能力，需要提高浸水残留稳定度和冻融劈裂强度比。4.3沥青用量设计1、OGFC沥青混合料的最佳沥青用量的确定不得采用马歇尔法，应采用析漏与飞散试验综合法。22 2、按图4-1中的方法，以油石比或沥青用量为横坐标，以析漏、飞散以及空隙率指标为纵坐标，以试验结果做图，连成圆滑曲线。图4-1最佳沥青用量确定过程示例图3、以沥青析漏试验的拐点作为最大沥青用量（OACmax），以沥青混合料飞散试验的拐点作为最少沥青用量（OACmin），且所确定的沥青用量下混合料空隙率必须满足设计要求，析漏、飞散指标满足本指南4.2条之规定22 ，则最佳沥青用量(OAC)=(OACmax+OACmin)/2。以图4-1为例，沥青析漏试验的拐点在油石比为4.9%处，即沥青最大用量OACmax=4.9%，沥青混合料飞散损失的拐点在油石比为4.4%处，即沥青最小用量OACmin=4.4%，范围内各项指标均满足设计要求，故OAC=(OACmax+OACmin)/2=4.7%。4.4生产配合比设计4.4.1热料生产配合比级配设计按照目标配合比设计的比例进料，经过烘干和二次筛分后，从各热料仓分别取样筛分，利用Excel程序计算各热料仓的材料比例，并尽可能使合成级配接近目标配合比的设计级配，而不是接近级配范围的中值，否则易产生溢料和等料现象，另外应根据原材料规格选择相匹配的热料仓筛孔尺寸以达到供料均衡。4.4.2生产配合比最佳油石比验证取目标配合比设计的最佳油石比为中值，0.3%为间隔，取三个油石比进行析漏、肯特堡飞散试验，并测定其空隙率大小，各项指标应满足指标要求。22 5施工工艺5.1OGFC的拌和5.1.1准备工作（1）沥青的准备沥青加热温度为165~175℃，同时应使其循环，避免改性剂离析。（2）集料准备开工前应检测含水量，以便调节冷料进料比例和燃烧器的火焰长度，集料经过烘干后的残余含水量应小于0.2％。集料级配发生变化时应及时调整生产配合比，换用新材料时应重新进行配合比设计。5.1.2拌和工艺（1）添加材料的投放纤维的投放。纤维的投放有纤维投料机投放和人工投放两种方法，推荐采用纤维投放机。纤维投放机投放前需要进行流量标定，保证纤维掺量。人工投放需要首先计算好纤维用量，然后分成固定质量的小袋包装，从而保证纤维掺量；人工投放纤维时间应与集料一同放入，保证纤维的分散均匀性。22 （2）拌和温度OGFC采用高粘度改性沥青，沥青混合料的施工温度都与普通沥青混合料及SBS改性沥青混合料都有所区别，应符合下表的规定：表5-1OGFC沥青混合料的施工温度（℃）沥青加热温度165-175矿料温度195~210混合料出厂温度180-190超过195废弃运输到现场温度不低于170摊铺温度不低于165初压开始内部温度正常施工不低于155，低温施工不低于160碾压终了表面温度不低于90开放交通路表温度不高于50施工气温不低于10（3）拌和时间表5-2OGFC沥青混合料拌和周期干拌时间湿拌时间总拌和时间拌和周期高粘沥青+纤维OGFC≥15s≥30s≥45s≥55s（4）拌和楼配合比检验22 生产配合比一经确定，就不能随意更改。冷料配比必须根据石料含水量进行调整。如果出现轻微的溢料等料现象可以调整冷料配比，但绝对不能调整生产配合比。如果出现严重的溢料等料现象，必须重新取样进行配合比级配设计。拌好的沥青混合料应跟踪抽检级配、油石比等指标，发现问题及时调整生产配合比。检验结果应在生产配合比目标值的容许偏差范围内，目标值的容许偏差如下表：表5-3容许偏差级配指标≥4.75mm2.36mm0.075mm允许偏差±4%±3%±2%体积指标油石比空隙率—允许偏差±0.3%±1%—（5）拌和质量目测混合料拌和的均匀性应随时进行检查，沥青混合料以无花白石子、无沥青团块、乌黑发亮为宜。如果出现花白石子，应停机分析原因予以改进。其原因大致如下：搅拌时间不够、细集料比例增大，特别是加入矿粉量增多、沥青用量不够、矿料或沥青加热温度不够。可能是其中一项原因，也可能是几项原因综合结果。如果混合料颜色枯黄灰暗，可能的原因有：拌和温度过高、沥青用量不够、粉料过多、石料不干、柴油燃烧不透等。对出现花白、枯黄灰暗的混合料必须废弃不用，合理选择废弃地点，并不得对环境造成污染。22 5.2防水粘结层施工OGFC混合料在施工中必需在其下承层设置防水粘结层。课题组建议选用热洒高粘度改性沥青的方式进行防水粘结层施工，洒布量为0.8~1.0L/m2。高粘度改性沥青的软化点达到85℃以上，60℃粘度达到60000Pa·S以上，有着很好的粘接性能和高温稳定性。若无条件，可采用阳离子改性乳化沥青（PCR）代替使用，其技术要求必须符合JTGF40-2004中表4.7.1-2的规定，洒布量宜控制在0.8~1.4L/m2（分两次洒布）。对水泥混凝土+普通沥青混凝土+OGFC沥青混凝土的铺装结构，无论下层普通沥青混凝土污染与否，都必须洒布粘层以保证层间连续。粘层采用PCR改性乳化沥青，残留固化物含量≥50%，洒布量为0.3~0.6L/m2。在OGFC沥青混凝土施工前两天，冲洗下层普通沥青混凝土，干燥后洒布粘层油。洒布时气温不应低于10℃，下雨天不能施工。漏洒或少洒的地方应采用人工补洒，多洒的地方应予以清除。5.3OGFC的摊铺5.3.1找平方式22 采用双侧平衡梁自动控制平整度和高程。匝道等小半径弯道采用滑靴自动找平方式。在形状不规则地区，自控系统不能正常工作时，允许采用人工手控。5.3.2摊铺方式一般采用一台摊铺机全幅摊铺，若需梯队摊铺必须采用2台同一型号的摊铺机，前后相距10～20米，搭接宽度为3～6cm，搭接缝设在行车道的中部。当道路有纵坡时，应沿上坡方向进行摊铺。5.3.3摊铺工艺（1）由于拌和时间较长，OGFC沥青混合料产量低，摊铺机速度较慢，一般应控制在2.0～3.0m/min，保证摊铺过程的匀速、缓慢连续不间断。（2）参数选择。由于OGFC为开级配沥青混合料，粗集料占集料的80%以上，为使在摊铺过程中集料不被摊铺机的熨平板和振动梁振碎，应采用高频低幅的振动方式，以保证在获得较大的初始压实度的同时保证集料不被振碎。5.4OGFC的压实5.4.1压路机组合对于OGFC结构全部采用3台13t钢轮碾压，使用静压施工，不得开振动。5.4.2碾压速度表5-4压路机碾压速度(km/h)22 压路机类型初压复压终压适宜最大适宜最大适宜最大钢轮压路机2-333-44————5.4.3碾压工艺（1）压路机必须紧跟在摊铺机后，碾压速度要慢而均匀，起动、停止必须减速缓慢进行，不得随便调头。（2）每隔100米用核子密度仪检测路面压实度，根据检验结果及时调整压实遍数。压实后的沥青混合料应符合压实度及平整度的要求，既不可因追求平整度指标而牺牲压实度，更不可过压而使剩余空隙率减少。（3）初压应在混合料摊铺后立即进行。（4）复压应紧接在初压后进行，应用钢轮进行复压且采用静压。（5）终压应紧接在复压后进行。终压采用静压，不宜少于两遍，消除轮迹，提高平整度。（6）碾压区的总长度应大体稳定，以30-50米为宜，两端的折返位置应随摊铺机前进而推进，横向应呈阶梯形。5.5施工质量控制关键点22 为了保证OGFC混合料的施工质量，需要对以下几个关键点加强质量控制。1、严格按照表5-1的要求对OGFC混合料的拌合温度、摊铺温度及碾压温度进行控制；2、纤维的投放需要计算好用量；投放时间应与集料一同放入，保证纤维的分散均匀性；3、严格控制OGFC混合料的碾压工艺，在进行普通下承层上摊铺的时候不允许开振，在上下坡路段需要开振；4、施工过程中时刻监测摊铺及碾压温度、铺装厚度、松铺系数、平整度等参数，保证施工质量。22 6质量管理6.1施工过程控制标准表6-1OGFC质量控制参数检查项目检查频度（每一侧车行道）质量要求或允许偏差试验方法外观随时表面平整密实，不得有明显轮迹、裂缝、推挤、油汀、油包等缺陷，且无明显离析目测上面层厚度代表值每1km5点设计值的-10%T0912极值每1km5点设计值的-20%T0912压实度代表值每1km5点最大理论密度的96%T0924极值（最小值）每1km5点比代表值放宽3%T0924路表平整度标准差σ全线连续1.2mmT0932IRI全线连续2.0m/kmT0933路表渗水系数，不小于每1km不少于5点，每点3处取平均值1500ml/minT0971构造深度每1km5点≥1.50mmT0961/62/63摩擦系数摆值每1km5点≥60BPNT096422 6.2抽样检测6.2.1沥青混合料抽样检验（1）每个拌和楼每天上午和下午各取一次沥青混合料样，以测定级配、油石比。每天取一次混合料测定马歇尔稳定度、标准密度、最大理论密度、空隙率等指标。必要时检验动稳定度、浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂残留强度比。（2）每个拌和楼每天宜对各热料仓筛分一次，检验热料级配，如果不满足要求应分析原因并调整热料仓的材料比例。（3）油石比的检测须针对不同的原材料和不同的结构分别做对比修正试验，修正试验采用最佳油石比和最佳油石比±0.3%在室内拌制混合料后测量，测量值与真值的差值的平均值即为修正系数。6.2.2压实度的检测（1）采取压实度和空隙率双重控制标准。压实度评定以钻芯样为准，取芯后用混合料回填芯洞并予以夯实。压实度和空隙率的计算所采用当天的马歇尔标准密度和最大理论密度，且此两种密度与配合比设计时的两种密度的偏差必须小于1%。22 （2）为提高检测速度，加强过程控制，应使用核子密度仪现场检测压实度。测试结果只作为现场控制的参考，不作为质量评定的依据。使用核子仪检测前，应建议每种结构的核子仪法和芯样法的相关关系，对比试验样本数应≥15，相关系数应≥0.90。6.2.3厚度的检测（1）摊铺过程中用插尺或改锥插入摊铺层测量松铺厚度。（2）利用每天沥青混合料产量与实际铺筑的面积计算平均厚度。（3）在钻孔检测压实度的同时测量厚度并计算平均值和代表值。6.2.4平整度的检测施工过程中可用3米直尺跟踪重点检查摊铺机停机处、接缝处等。施工完毕后用颠簸仪或连续式平整度仪测定平整度。22'