第5章 沥青路面施工.ppt

'第五章沥青路面施工技术7/20/20211 主要内容概述沥青混合料的材料要求沥青混合料组成设计冷拌沥青混合料路面施工热拌沥青混合料施工层铺法沥青路面施工封层、粘层、透层施工技术沥青路面施工质量管理及检查验收本章小结7/20/20212 第一节概述优缺点：（与普通水泥混凝土路面相比）：优点：平整无接缝；结构柔，振动小；噪音低、行车较舒适；施工、成型快、周期短；维修方便。7/20/20213 7/20/20214 缺点：因其抗弯拉强度低（相对于水泥混凝土），要求其基层应具有足够的强度和水稳性；沥青路面温度稳定性较差，夏天易出现车辙、推移、波浪等破坏；低温时，沥青材料变脆而导致路面开裂；透水性小，使土基和基层的水分难以排出，在潮湿路段易发生土基和基层变软而导致路面破坏；受施工季节和气候的影响较大。7/20/20215 沥青混合料的分类按材料组成及结构分为连续级配间断级配混合料按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配(3%~6%)半开级配(6%~12%)开级配(排水式18%以上)。7/20/20216 按公称最大粒径分为砂粒式(公称最大粒径小于9.5mm)细粒式(公称最大粒径9.5mm或13.2mm)中粒式(公称最大粒径16mm或19mm)粗粒式(公称最大粒径26.5mm)特粗式(公称最大粒径等于或大于31.5mm)。按制造工艺分为热拌沥青混合料冷拌沥青混合料再生沥青混合料7/20/20217 最好都是碱性材料第二节沥青混合料的材料要求7/20/20218 （一）材料的分类7/20/20219 （二）道路石油沥青的分类及适用范围A级沥青------各等级公路，适用于任何场合和层次B级沥青-----高速公路、一级公路沥青下面层及以下的层次，二级及二级以下公路的各个层次，用做改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青。C级沥青------三级及三级以下公路的各个层次。7/20/202110 7/20/202111 （三）技术指标：针入度延度软化点针入度指数7/20/202112 二、粗集料粗料集的物理力学性质要求1与沥青的粘附性要求2粗集料的粒径规格3（1）粗料集的物理力学性质要求选择原则：①可采用碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣等。②高速公路、一级公路、城市快速公路、主干路沥青路面表层用粗集料应选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石，不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料，粗集料的磨光值和粘附性符合规范要求。7/20/202113 粗集料磨光值及其与沥青粘附性的技术要求雨量气候地区技术指标1（潮湿区）2(湿润区)3（半干区）4（干旱区）粗集料磨光值（psv）≥42≥40≥38≥36粗集料与沥青的粘附性表层≮5≮5≮4≮3其它层次≮4≮4≮3－③当坚硬石料来源缺乏时，允许掺加一定比例较小粒径的普通粗集料，掺加比例根据试验确定。在以骨架原则设计的沥青混合料中不得掺加其他粗集料。7/20/202114 基本要求：应该洁净、干燥、表面粗糙、形状接近立方体，且无风化、不含杂质，并具有足够的强度、耐磨耗性。破碎砾石应采用粒径大于50mm的颗粒轧制，破碎前必须清洗，含泥量不大于1%。钢渣作为粗集料时，仅限于三级及三级以下公路和次干公路以下的城市道路，并应经过试验论证取得许可后使用。钢渣破碎后应由6个月以上的存放期，除吸水率允许适当放宽外，各项指标应符合规范要求。与沥青的粘附性要求在高速公路、一级公路、城市快速路和主干沥青路面中，需要使用坚硬的粗集料，当使用花岗岩、石英岩等酸性岩石轧制的粗集料时，若达不到粘附性等级要求，必须采取抗剥落措施。7/20/202115 抗剥落方法：使用高粘度沥青；在沥青中掺加抗剥落剂；用干燥的生石灰、消石灰粉或水泥作为填料的一部分，其用量已为矿料总量的1%-2%；将粗集料用石灰浆处理后使用。粗集料的粒径规格粗集料的粒径规格如某一档不符合规格时，但确认与其它集料组配后的合成级配符合设计级配的要求时，也可以使用。7/20/202116 三、细集料（1）细集料的物理力学性能要求可以采用天然砂、机制砂或石屑。应洁净、干燥、无风化、不含杂质，并有适当的级配范围，物理力学指标见下表。指标高速公路、一级公路城市快速路、主干路其它公路与城市道路视密度（t/m3）2.502.45坚固性①12——砂当量（%）6050沥青混合料用细集料质量要求注：坚固性实验根据需要进行。7/20/202117 与沥青有良好的粘结能力，在高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青面层用沥青粘结性能差的天然砂或用花岗岩、石英岩等酸性岩石破碎的人工砂及石屑时，应采取前述粗集料的抗剥离措施对细集料进行处理。在高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青路面面层及抗滑磨耗层中，所用石屑总量不宜超过天然砂或机制砂的用量。（2）细集料的粒径规格①天然砂天然砂宜采用河砂或海砂，当使用山砂时应经过清洗。天然砂的规格应符合表3-10的规定，经筛洗法测定的砂中小于0.075mm颗粒含量不得大于3%（高速公路、一级公路、城市快速路、主干路）和5%（其它等级道路）7/20/202118 ②石屑石屑是通过4.75mm或2.36mm的部分，是石料加工破碎过程中表面剥落或撞下的边角，强度一般较低，针片状含量较高。所以在生产石屑的过程中应特别注意，避免山体覆盖层或夹层的泥土混入石屑。不得使用泥土、细粉、细薄碎片颗粒含量高的石屑，砂当量应符合要求。对于高速公路、一级公路、城市快速路、主干路，应将石屑加工成S14（3~5mm）和S16（0~3mm）两档使用，在细集料中石屑含量不宜超过总量的50%。细集料的级配在沥青混合料中的适用性，应将其与粗集料及填料配制成矿质混合料后，再判断其是否符合矿料设计级配的要求再作决定。当一种细集料不能满足级配要求时，可采用两种或两种以上的细集料掺合使用。7/20/202119 四、填料填料最好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得到的矿粉，生产矿粉的原石料中泥土杂质应清除。矿粉要求干燥、洁净，能自由地从石粉仓中流出，其质量应符合规范要求。在拌合厂采用干法除尘回收的粉尘可以代替一部分矿粉的使用，湿法除尘的应经过干燥粉碎处理，且不得含有杂质。用量不得超过填料总量的25%，塑性指数不得大于4%，其余质量要求与矿粉相同。粉煤灰烧失量应小于12%，与矿粉混合后的塑性值数应小于4%，其余质量要求与矿粉相同。粉煤灰的用量不宜超过填料总量的50%，与沥青粘结力好，且水稳性应满足要求。高速公路、一级公路和城市快速路、主干路不宜采用粉煤灰做填料。为改善水稳定性，可采用干燥的磨细生石灰粉、消石灰分或水泥作为填料，用量不宜超过矿料总量的1%~2%。7/20/202120 第三节沥青混合料组成设计全过程配合比设计过程：三个阶段：目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段和生产配合比验证，即试验路试铺阶段，后两个阶段是目标配合比的基础上进行的，需借助施工单位的拌和设备、摊铺和碾压设备完成。7/20/202121 目标配合比设计阶段生产配合比设计阶段生产配合比验证阶段矿料的组成设计最佳沥青用量确定图解法或试算法马歇尔试验确定工程级配范围预估计算沥青用量沥青与集料相对密度测定配合比设计三个阶段目标配合比与生产配合比都是两方面的设计，二者有何区别？集料筛分（水洗法）7/20/202122 矿料通过皮带输入拌和楼干燥筒加热振动筛二次筛分热料提升到拌和楼热料仓根据目标配合比的OAC、OAC±0.3%三组沥青用量根据热料比例确定生产配合比最佳沥青用量OAC图解法确定热料比例生产配合比取样冷料筛分根据冷料比例成型5组马歇尔试件热料比例与最佳沥青用量输入控制室计算机生产沥青混合料热料筛分取分级目标配合比与生产配合比设计关系图成型3组马歇尔试件目标配合比图解法确定冷料比例确定目标配合比最佳沥青用量OAC通过调整控制室皮带转速达到设计比例青用量确定提供标准为生产配合比最佳沥7/20/202123 不合格合格不合格合格计算VV、VMA、VFA等体积指标与马歇尔设计标准比较综合分析确定1组设计级配及最佳沥青用量按规定进行车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、矿渣膨胀试验等，检验配合比设计是否合理完成配合比设计，提交材料品种、配比、矿料级配、最佳沥青用量确定混合料及设计级配范围材料选择、取样材料试验其他材料，外掺剂等粗集料、细集料、矿粉沥青结合料在设计级配范围内优选矿料级配确定试验温度对优选的设计级配，初选5组沥青用量，拌和混合料，分别制作马歇尔试件测定试件毛体积相对密度，进行马歇尔试验真空法测定理论最大相对密度目标配合比设计流程7/20/202124 最佳沥青用量确定（沥青混合料马歇尔试验）最佳沥青用量用OAC表示。沥青用量：沥青占沥青混合料得百分比油石比：沥青与矿料质量比得百分数。基本过程：（1）制备试样①按确定的矿质混合料配合比，计算各种规格集料的用量。7/20/202125 （2）测定试件的物理力学指标测定沥青混合料试件的密度，并计算试件的空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率，粗集料间隙率等体积参数。在马歇尔试验仪上，测定试件的马歇尔稳定度和流值。（3）最佳沥青用量的确定①以沥青用量为横坐标，以沥青混合料试件的密度、空隙率、沥青饱和度、马歇尔稳定度和流值指标为纵坐标，将试验结果绘制成关系曲线以其他等级公路为例确定最佳沥青用量7/20/202126 毛体积相对密度(%)油石比稳定度(KN)(%)油石比规范要求＞5KN流值(mm)油石比(%)空隙率(%)(%)油石比规范要求3~6%规范要求2~4.5mm7/20/202127 饱和度油石比(%)(%)间隙率(%)(%)油石比规范要求70~85%规范要求＞14%②确定OAC1从上述图上找出毛体积密度最大值对应沥青用量a1、稳定度最大值对应沥青用量a2、目标空隙率（或中值）对应沥青用量a3、沥青饱和度范围内的中值对应沥青用量a4计算OAC1=（a1+a2+a3+a4）／4a1=5.9%；a2=5.28%；a3=5.32%；a4无法确定如果所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，只取a1、a2、a3计算OAC1=（a1+a2+a3）／3=5.50%7/20/202128 ③确定OAC2从上述图上找出符合规范要求的各物理指标的用油量，绘于下图，找出满足所有指标的公共沥青用量范围，并查出最大值OACmax和最小值OACmin。公共沥青用量中OACmax=5.78%OACmin=5.37%计算OAC2=（OACmax+OACmin）／2OAC2=5.58%④最佳沥青用量OAC=（OAC1+OAC2）／2OAC=（OAC1+OAC2）／2=5.54%7/20/202129 （4）沥青混合料的性能检验马歇尔试验得到的最佳沥青用量OAC(必要时应包括OAC1和OAC2)，需要进一步的试验检验，以验证沥青混合料的性能是否满足路用技术要求。沥青混合料的水稳定性检验按最佳沥青用量OAC制作马歇尔试件进行浸水马歇尔试验或冻融劈裂试验，检验试件的残留稳定度或冻融劈裂强度比是否满足要求。注：如不满足要求，调整沥青用量后，马歇尔试件成型可能达不到要求的空隙率条件。当需要添加消石灰、水泥、抗剥落剂时，需重新确定最佳沥青用量后试验。沥青混合料的高温稳定性检验再按最佳沥青用量OAC制作车辙试验试件，车辙试验，检验设计沥青混合料的高温抗车辙能力，是否达到规定的动稳定度指标。当其动稳定度不符合要求时，应对矿料级配或沥青用量进行调整，重新进行配合比设计。7/20/202130 配合比设计报告配合比设计报告应包括工程设计级配范围选择说明、材料品种选择与原材料质量试验结果、矿料级配、最佳沥青用量及各项体积指标、配合比设计检验结果等。试验报告的矿料配曲线应按规定的方法绘制。当调整沥青用量作为最佳沥青用量，宜报告不同沥青用量条件下的各项试验结果，并提出对施工压实工艺的技术要求。7/20/202131 生产配合比设计一、矿料组成设计取样各种集料，此处取样的集料为热料，是经热料仓振动筛二次筛分后的分级热料。筛分分级热料（水洗法）取筛分后的通过率用图解法确定热料的组成比例（同目标配合比冷料确定方法一样）。生产配合比设计步骤7/20/202132 二、最佳沥青用量确定根据上述方法确定的热料比例，按照目标配合比的OAC、OAC±0.3%三组沥青用量成型马歇尔试件进行试验确定最佳沥青用量（同目标配合比的方法一样）。检验最佳沥青时的粉胶比和有效沥青膜厚度（与目标配合比一样）7/20/202133 生产配合比验证车辙试验浸水马歇尔试验冻融劈裂试验低温弯曲试验渗水试验高温稳定性检验水稳定性检验低温抗裂性检验渗水系数检验一、沥青混合料的技术性能检验钢渣活性检验二、沥青混合料的施工工艺确定通过铺筑试验路段，确定机械组合、压实方式、施工工艺等。通过试验确定7/20/202134 第四节冷拌沥青混合料路面施工基本要求冷拌沥青混合料适用于三级及三级以下公路的沥青面层，也可用于二级公路的罩面层以及各级公路沥青路面的基层、联接层或整平层。冷拌沥青混合料所采用的结合料包括乳化沥青、液体沥青和改性乳化沥青等。结合料的类型与型号、标号都应根据公路等级、交通特点、气候、水温状况、施工季节、施工机具等各种因素参照规范规定。冷拌沥青混合料宜采用密级配沥青混合料。7/20/202135 冷拌沥青混合料路面施工特点：具有良好的施工和易性，混合料的拌和、运输、摊铺都在乳液破乳前完成。在拌和与摊铺过程中已破乳的混合料，应予废弃。袋装乳化沥青混合料应加入适当稳定剂，以防提前破乳。包装应密封，存放时间不得超出乳液的存放时间。要求：乳化沥青混合料路面的上封层应在压实成型、路面水分完全蒸发后加铺。施工结束后宜封闭交通2~6h，并注意做好早期养护。如施工遇雨应立即停止铺筑，以防雨水将乳液冲走。7/20/202136 冷补沥青混合料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，并具有良好的耐水性。冷补沥青混合料的集料必须符合规范对热拌沥青混合料集料的质量要求。冷补沥青混合料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。冷补沥青混合料应有足够的粘聚性，马歇尔试验稳定度宜不小于3kN。7/20/202137 第五节热拌沥青混合料施工7/20/202138 基层缺陷处理试验段方案申报原材料试验配合比设计试验路段基层验收拌和试验生产配合比压实度标准碾压温度控制测量放样架设钢线监理审批材料准备拌和站建设油石比控制运输、摊铺机摊铺搅拌人工随机处理复压温度控制下一沥青层施工碾压试验初压高程限制交通养生质量检验压实度强度平整度弯沉宽度终压热拌沥青混合料施工流程图7/20/202139 沥青路面施工与质量控制1、准备工作1）检查与清理基层：保证基层坚实、平整、洁净和干燥；2）准备和检查施工机具；3）落实材料：施工前应对各种材料进行调查试验，经选择确定的材料在施工过程中应保持稳定，不得随意变更；4）备齐仪器用具，制定施工计划，安排好劳动力，进行施工放样等各项工作。5)确定施工温度,并进行混合料组成设计7/20/202140 2.施工程序安装路缘石：沥青路面的路缘石可根据要求和条件选用沥青混凝土或水泥混凝土预制块、条石、砖等。清扫基层：基层必须坚实、平整、洁净和干燥，对有坑槽、不平整的路段应先修补和整平。整体强度不足时，应给以补强。2）清扫基层1）安装路缘石7/20/202141 浇洒粘层或透层沥青。拌合与运输3）浇洒粘层或透层沥青4）拌合与运输7/20/202142 拌合与运输7/20/202143 摊铺：沥青混合料可用人工或机械摊铺，热拌沥青混合料应采用机械摊铺，摊铺必须均匀、缓慢、连续不断地进行。7/20/202144 碾压：沥青混合料的碾压应按初压、复压、终压（包括成型）三个阶段进行。碾压时应将驱动轮面向摊铺机。在整个压实过程，压路机应以慢而均匀的速度碾压，压路机的碾压速度应符合下表要求。初压：使混合料初步稳定成型，使用较轻型光轮压路机；复压：主要压实阶段，使初步密实的混合料逐步压密到要求的密实度，一般采用胶轮压路机或吨位较大的压路机；终压：消除碾压轮迹阶段，保证表面平整，采用轻型压路机。*碾压组合各阶段遍数根据压实度调整。7/20/202145 碾压：7/20/202146 接缝处理：沥青路面的各种施工缝(包括纵缝及横缝)都必须密实、平顺。纵向接缝施工：摊铺时采用梯队作业的纵缝应采用热接缝；半幅施工不能采用热接缝时，宜加设挡板或采用切刀切齐，铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净，并涂洒少量粘层沥青。摊铺时应重叠在已铺层上5～10cm。横向接缝的施工：对高速公路和一级公路，中下层的横向接缝时可采用斜接缝，在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。平接缝应做到紧密粘结，充分压实，连接平顺。（覆盖预热——摊铺碾压）开放交通：热拌沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却，混合料表面温度低于50℃(石油沥青)或45℃(煤沥青)后开放交通。7/20/202147 7/20/202148 第六节层铺法沥青路面施工沥青表面处治施工程序：施工前准备工作——浇洒透层沥青——浇洒第一层沥青——撒铺第一层集料——碾压——浇洒第二层沥青——撒铺第二层集料——碾压——浇洒第三层沥青——撒铺第三层集料——碾压——控制交通——初期养护。7/20/202149 沥青贯入式路面施工工序：备料——施工放样——清扫基层——浇洒透层沥青——撒布主层集料——第一次碾压——浇洒第一层沥青——撒布第一层嵌缝料——第二次碾压——浇洒第二层沥青——撒布第二层嵌缝料——第三次碾压——浇洒第三层沥青——撒布封层料——最后碾压——开放交通。7/20/202150 第七节封层、粘层、透层施工技术封层施工技术定义：为封闭表面空隙、防止水分侵入而在沥青面层或基层上铺筑的有一定厚度的沥青混合料薄层。铺筑在沥青面层表面的称为上封层，铺筑在沥青面层下面、基层表面的称为下封层。7/20/202151 上封层施工适用条件：适用于沥青面层空隙较大，渗水严重，有裂缝或已修补的旧沥青路面或需要铺抗滑磨耗层或保护层的旧沥青路面。类型：乳化沥青稀浆封层、微表处、改性沥青集料封层、薄层磨耗层或其他适宜的材料。要求：铺设上封层的下卧层必须彻底清扫干净，对车辙、坑槽、裂缝进行处理或挖补。7/20/202152 下封层施工适用条件：适用于多雨潮湿地区的高速公路、一级公路的沥青面层在空隙率较大或有严重渗水可能以及铺筑基层不能及时铺筑沥青面层而需通行车辆时，宜在喷洒透层油后铺筑下封层。类型：层铺法表面处治或稀浆封层法施工。7/20/202153 稀浆封层和微表处施工稀浆封层：用适当级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)与乳化沥青、外掺剂和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料，将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层。适用条件：二级及二级以下公路的预防性养护，也适用于新建公路的下封层。微表处：用适当级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)采用聚合物改性乳化沥青、外掺剂和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料，将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层。适用条件：主要用于高速公路及一级公路的预防性养护以及填补轻度7/20/202154 粘层施工技术定义：为加强路面沥青层与沥青层之间、沥青层与水泥混凝土路面之间的粘结而洒布的沥青材料薄层，称为粘层，适用条件：对于双层式或三层式热拌热铺沥青混合料路面的沥青层之间；水泥混凝土路面、沥青稳定碎石基层或旧沥青路面层上加铺沥青层以及路缘石、雨水口、检查井等构造物与新铺沥青混合料接触的侧面必须喷洒粘层油。要求：粘层油宜采用沥青洒布车喷洒均匀。气温低于10℃时或路面潮湿时不得喷洒粘层油，喷洒不足的要补洒，喷洒过量处应予刮除。喷洒粘层油后，严禁运料车外的其他车辆和行人通过。粘层沥青浇洒后紧跟着铺筑沥青层，确保粘层不受污染。但乳化沥青应待其破乳、水分蒸发完成，或稀释沥青中的稀释剂基本挥发完成后再铺沥青层。7/20/202155 7/20/202156 透层施工技术定义：为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好，在基层上喷洒液体石油沥青、乳化沥青、煤沥青而形成的透入基层表面一定深度的薄层。良好的层间接触，可以减少沥青面层在外荷载作用下产生剪切破坏。7/20/202157 第八节沥青路面施工质量管理及检查验收材料质量控制机械设备检查施工过程中的质量管理与检查交工验收阶段的工程质量检查与验收工程施工总结及质量保证期管理7/20/202158 第八节沥青路面施工质量管理及检查验收一、材料质量控制原材料的质量及检验-----施工前检查混合料的配合比检验与调整随----机抽样检查二、机械设备检查各种施工机械和设备进行调试三、施工过程中的质量管理与检查自检计算产品的合格率7/20/202159 四、交工验收阶段的工程质量检查与验收施工单位自检，施工单位提交全线检测结果及施工总结报告，申请交工验收。沥青路面交工时应检查验收沥青面层的各项质量指标五、工程施工总结及质量保证期管理施工总结报告及若干个专项报告，资料档案。施工总结报告应包括工程概况(包括设计及变更情况)、工程基础资料、材料、施工组织、机械及人员配备、施工方法、施工进度、试验研究、工程质量评价、工程决算、工程使用服务计划等。施工管理与质量检查报告质量保证期限7/20/202160 本章小结沥青路面特点沥青路面原材料要求沥青混合料配合比设计热拌沥青混合料施工冷拌沥青混合料施工封层、粘层、透层施工技术沥青路面施工质量管理及检查验收。7/20/202161'