路面施工技术 教学课件 作者 何晨 主编第四章 沥青路面施工.ppt

'路面施工技术第四章沥青路面施工 第一节常用的沥青类路面结构沥青路面的基本特性足够的力学强度，能承受由车辆荷载传递到路面上的各种作用力；具有一定的弹性和塑性变形能力，能承受应变而不破坏；与汽车轮胎的附着效果好，具备相应的抗滑性能，可保证行车安全；减振性能好，车辆高速行驶时平稳、低噪声；养护维修工作方便，旧沥青路面可再生利用。 第一节常用的沥青类路面结构沥青路面的基本使用性能1．高温稳定性沥青路面的高温稳定性通常是指高温季节时沥青混合料在车辆荷载作用下抵抗永久变形的能力。2.低温抗裂性裂缝是沥青路面的主要破坏形式之一。沥青路面在低温时变形能力差，所以在低温时发生的裂缝居多。3．沥青路面的水稳定性沥青路面的水稳定性属于沥青路面的耐久性范畴。4．沥青路面的抗疲劳性能路面材料在承受重复荷载应力作用时，可能在低于静载一次作用下的极限应力值时出现破坏，这种材料强度的降低现象称为疲劳。 第一节常用的沥青类路面结构沥青路面的分类1．按强度构成原理分类按沥青路面强度构成原理可分为密实型、嵌挤密实型、嵌挤型三类。2．按施工工艺分类按施工工艺的不同，沥青路面可分为层铺法、路拌法和厂拌法三类。3．按沥青路面技术特性分类按面层的使用品质可分为沥青混凝土（AC）路面、沥青碎石（AM）路面、沥青玛蹄脂碎石（SMA）路面、沥青贯入式、沥青表面处治等类型。此外，近年来采用的新型路面结构有多碎石沥青混凝土（SAC）路面、大粒径沥青混凝土（LSAM）路面、开级配排水式抗滑磨耗层（OGFC）等。 第一节常用的沥青类路面结构沥青路面结构层的适用性《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)规定：高速公路及一级公路的表面层、中面层、下面层应采用沥青混凝土，二级公路的表面层应采用沥青混凝土。路面类型适用范围沥青混凝土(AC)各级公路面层沥青表面处治三级及以下公路面层、养护罩面、磨耗层沥青贯入式三级及以下公路面层、沥青面层连结层、基层沥青玛蹄脂碎石(SMA)高速、一级公路表面层半开级配沥青碎石（AM）三级及以下公路面层、改建工程的调平层设计空隙率3％~6％粗粒式及特粗式的密级配沥青稳定碎石混合料(ATB)基层设计空隙率大于18％的粗粒式及特粗排水式沥青稳定碎石混合料(ATPB)排水基层设计空隙率大于18％的细粒排水式沥青碎石混合料(OGFC)高速行车、多雨潮湿、不易被尘土污染、非冰冻地区铺筑排水式沥青路面磨耗层和排水路面的表面层。 第一节常用的沥青类路面结构沥青路面的功能性结构层1．透层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或乳化沥青或煤沥青而形成的透入基层表面一定深度的薄层，称为透层。2．粘层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，称之为粘层。符合下列情况之一时，必须喷洒粘层油。（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）水泥混凝土路面、沥青稳定碎石基层或旧沥青路面上加铺沥青层。（3）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。 第二节沥青路面的原材料概述沥青路面结构层施工用到的原材料主要包括：各种沥青、粗集料、细集料、填料、纤维稳定剂等。各种材料都必须在施工前或施工过程中以“批”为单位进行质量检验，经评定合格后方可使用，不得以供应商提供的检测报告或商检报告代替现场检测。不符合现行的《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）技术要求的材料不得进场。对各种矿料是以同一料源、同一次购入并运至生产现场的相同规格材料为一“批”；对沥青是指从同一来源、同一次购入且储入同一沥青罐的同一规格的沥青为一“批”。材料试样的取样数量与频度按现行试验规程的规定进行。 第二节沥青路面的原材料沥青沥青路面施工中使用最为广泛的是道路石油沥青。道路石油沥青分为160号、130号、110号、90号、70号、50号、30号共7个标号，每个标号分为A、B、C三个等级。沥青等级适用范围A级沥青各个等级公路，适用于任何场合和层次B级沥青1．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；2．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 第二节沥青路面的原材料粗集料沥青层用粗集料包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等。高速公路和一级公路沥青路面必须采用碎石或破碎砾石，不得使用筛选砾石和矿渣。粗集料必须由具有生产许可证的采石场生产或施工单位自行加工。粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙，形状接近立方体，且无风化、无杂质，并具有足够的强度和耐磨耗性能。其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）的相关规定。 第二节沥青路面的原材料细集料沥青路面的细集料包括天然砂、机制砂、石屑。细集料必须由具有生产许可证的采石场、采砂场生产。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）的规定。细集料的洁净程度，天然砂以小于0.075mm含量的百分数表示，石屑和机制砂以砂当量（适用于0～4.75mm）或亚甲蓝值（适用于0～2.36mm或0～0.15mm）表示。 第二节沥青路面的原材料填料沥青混合料的矿粉必须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，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出，其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）的规定。 第二节沥青路面的原材料纤维稳定剂在沥青混合料中掺加的纤维稳定剂宜选用木质素纤维、矿物纤维等。木质素纤维的质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）的规定。纤维应在250℃的干拌温度不变质、不发脆，使用纤维必须符合环保要求，不危害身体健康。 第三节沥青表面处治与功能性层次施工概述沥青表面处治是用沥青和细粒矿料铺筑的一种薄层面层，其厚度不超过3cm。作用是抵抗行车的磨耗，增强防水性，提高平整度，改善路面行车环境。沥青表面处治适用于三级及三级以下公路、城市道路的支路、县镇道路和各级公路的施工便道以及在旧沥青面层上加铺的罩面层或磨耗层。 第三节沥青表面处治与功能性层次施工概述封层实际上属于表面处治范畴，功能上也差不多。各类封层适用于加铺薄层罩面、磨耗层、水泥混凝土路面上的应力缓冲层、各种防水和密水层、预防性养护罩面层。上封层是铺设在沥青层上面，起封闭水分及抵抗车轮磨耗作用的层次，实际也是表面处治的一种。多雨潮湿地区的高速公路、一级公路的沥青面层空隙率较大，有严重渗水可能，或铺筑基层不能及时铺筑沥青面层而需要通行车辆时，宜在喷洒透层油后铺筑下封层。沥青表面处治与封层宜选择在干燥和较热的季节施工，并在最高温度低于l5℃到来以前半个月及雨季前结束。 第三节沥青表面处治与功能性层次施工层铺法沥青表面处治施工——材料为了保证集料与沥青之间的良好粘结力，使用洁净干燥的石屑会使表面处治路面损坏的风险大大降低，同时，受潮的集料也会降低沥青与集料的粘结。沥青表面处治的集料最大粒径应与处治层的厚度相等，其规格和用量宜按表4-4选用；沥青表面处治施工后，应在路侧另备S12（5～l0mm）碎石或S14（3～5mm）石屑、粗砂或小砾石2～3m3/1000m2作为初期养护用料。 第三节沥青表面处治与功能性层次施工层铺法沥青表面处治施工——材料沥青表面处治可采用道路石油沥青、乳化沥青、煤沥青铺筑，并应符合施工技术规范相关规定。在施工气温较低的寒冷地区，当沥青针入度较小、基层空隙较大时，沥青用量宜采用高限。在清扫干净的碎（砾）石路面上铺筑沥青表面处治层时，应喷洒透层油。在旧沥青路面、水泥混凝土路面、块石路面上铺筑沥青表面处治层时，可在第一层中增加10%~20%沥青用量，不再另洒透层油或粘层油。 第三节沥青表面处治与功能性层次施工层铺法沥青表面处治施工——施工工艺与技术要点沥青表面处治通常采用层铺法施工。按照洒布沥青及铺撒集料的层次多少，沥青表面处治可分为单层式、双层式和三层式。 第三节沥青表面处治与功能性层次施工层铺法沥青表面处治施工——施工工艺与技术要点层铺法沥青表面处治宜采用沥青洒布车及集料撒布机联合作业。沥青洒布车喷洒沥青时应保持稳定速度和喷洒量，并保持整个洒布宽度喷洒均匀。前后两车喷洒的接茬处应搭接良好，可在接茬处用铁板或建筑纸铺1～1.5m，需要分幅浇洒时，纵向搭接宽度宜为10cm～l5cm。浇洒第二、三层沥青的搭接缝应错开。 第三节沥青表面处治与功能性层次施工层铺法沥青表面处治施工——施工工艺与技术要点撒布第一层主集料应在洒布主层沥青后立即进行，按规定用量一次撒足。撒布集料后应及时扫匀，达到全面覆盖、厚度一致、集料不重叠、也不露出沥青的要求。局部有缺料时适当找补，积料过多的将多余集料扫出。 第三节沥青表面处治与功能性层次施工层铺法沥青表面处治施工——施工工艺与技术要点撒布一段集料后，应立即用6～8t钢筒双轮压路机从路边向路中心碾压3～4遍，每次轮迹重叠约30cm。碾压速度开始不宜超过2km/h，以后可适当增加。第二、三层的施工方法和要求应与第一层相同，但可以采用8t以上的压路机碾压。初期养护。 第三节沥青表面处治与功能性层次施工透层施工根据基层类型选择渗透性好的液体沥青、乳化沥青、煤沥青。透层油的粘度通过调节稀释剂的用量或乳化沥青的浓度得到适宜的粘度，基质沥青的针入度通常宜不小于100。透层用乳化沥青的蒸发残留物含量允许根据渗透情况适当调整，当使用成品乳化沥青时可通过稀释得到要求的粘度。透层用液体石油沥青的粘度通过调节煤油或轻柴油等稀释剂的品种和掺量经试验确定。 第三节沥青表面处治与功能性层次施工透层施工气温低于10℃或大风、即将降雨时不得喷洒透层油。在无结合料粒料基层上洒布透层油时，宜在铺筑沥青层前1～2天洒布。而用于半刚性基层的透层油宜紧接在基层碾压成型后表面稍变干燥、但尚未硬化的情况下喷洒。喷洒透层油前应清扫路面，遮挡防护路缘石及人工构造物避免污染。 第三节沥青表面处治与功能性层次施工透层施工透层油宜采用沥青洒布车一次喷洒均匀，。透层油洒布不均匀，有花白遗漏的应人工补洒，喷洒过量的立即撒布石屑或砂吸油，必要时作适当碾压。5）透层油洒布后的养生时间随透层油的品种和气候条件由试验确定，确保液体沥青中的稀释剂全部挥发，乳化沥青渗透且水分蒸发，然后尽早铺筑沥青面层，防止工程车辆损坏透层。6）喷洒后通过钻孔或挖掘确认透层油渗透入基层的深度宜不小于5mm(无机结合料稳定集料基层)～10mm(无结合料基层)，并能与基层联结成为一体。 第三节沥青表面处治与功能性层次施工粘层施工粘层油宜采用快裂或中裂乳化沥青、改性乳化沥青，也可采用快、中凝液体石油沥青，其规格和质量应符合本规范的要求，所使用的基质沥青标号宜与主层沥青混合料相同。当粘层油上铺筑薄层大空隙排水路面时，粘层油的用量宜增加到0.6～1.0L/m2。在沥青层之间兼作封层而喷洒的粘层油宜采用改性沥青或改性乳化沥青，其用量宜不少于1.0L/m2。 第四节沥青贯入式路面结构施工概述沥青贯入式路面在道路上的应用历史较久，其主要指在初步碾压的集料层上洒布沥青，再分层铺撒嵌压，并借行车压实而形成的路面。沥青贯入式路面在我国的使用越来越少，其优点是当缺乏沥青拌合设备及摊铺设备时，可以施工沥青路面，同时沥青贯入式路面抗车辙能力较强。沥青贯入式路面适用于三级及三级以下公路，也可以作为沥青路面的联结层或基层使用。 第四节沥青贯入式路面结构施工概述沥青贯入式路面的厚度宜为4～8cm，但乳化沥青贯入式路面的厚度不宜超过5cm。当贯入层上部加铺拌和的沥青混合料面层成为上拌下贯式路面时，拌和层的厚度宜不小于1.5cm。沥青贯入式路面的最上层应撒布封层料或加铺拌和层。沥青贯入层作为联结层使用时，可不撒表面封层料。沥青贯入式路面宜选择在干燥和较热的季节施工，并宜在日最高温度降低至l5℃以前半个月结束，使贯入式结构层通过开放交通碾压成型。 第四节沥青贯入式路面结构施工材料沥青贯入层的集料应选择有棱角、嵌挤性好的坚硬石料，其规格和用量宜根据贯入层厚度按表4-9选用，上拌下贯式路面的材料规格和用量按表4-10选用。当使用破碎砾石时，其破碎面应符合现行的《公路沥青路面施工技术规范》的要求。 第四节沥青贯入式路面结构施工材料沥青贯入层的结合料可采用道路石油沥青、煤沥青或乳化沥青，用量应按表4-9、表4-10选用，沥青标号按现行施工技术规范要求选用。 第四节沥青贯入式路面结构施工施工工艺流程沥青贯入式路面宜在干燥和较热的季节施工，并宜在雨季及最高温度降低至15℃之前半个月结束，使贯入式结构层通过开放交通碾压成型。 第四节沥青贯入式路面结构施工施工技术要点施工前，基层必须清扫干净。当需要安装路缘石时，应在路缘石安装完成后施工。路缘石应予覆盖。采用碎石摊铺机、平地机或人工摊铺主层集料。碾压主层集料。撒布后应采用6～8t的轻型钢筒式压路机自路两侧向路中心碾压，碾压速度宜为2km/h，每次轮迹重叠约30cm，碾压一遍后检验路拱和纵向坡度，当不符合要求时，应调整找平后再压。然后用重型的钢轮压路机碾压，每次轮迹重叠轮宽的1/2左右，宜碾压4～6遍，直至主层集料嵌挤稳定，无显著轮迹为止。 第四节沥青贯入式路面结构施工施工技术要点浇洒第一层沥青浇洒方法参看沥青表面处治施工。采用乳化沥青贯入时，为防止乳液下漏过多，可在主层集料碾压稳定后，先撒布一部分上一层嵌缝料，再浇洒主层沥青。撒布第一层嵌缝料采用集料撒布机或人工撒布，撒布后尽量扫匀，不足处应找补。当使用乳化沥青时，石料撒布必须在乳液破乳前完成。 第四节沥青贯入式路面结构施工施工技术要点碾压第一层嵌缝料立即用8～12t钢筒式压路机碾压嵌缝料，轮迹重叠轮宽的1/2左右，宜碾压4～6遍，直至稳定为止。碾压时随压随扫，使嵌缝料均匀嵌入。因气温较高使碾压过程中发生较大推移现象时，应立即停止碾压，待气温稍低时再继续碾压。按上述方法浇洒第二层沥青、撒布第二层嵌缝料，然后碾压，再浇洒第三层沥青。按撒布嵌缝料方法撒布封层料。采用6～8t压路机作最后碾压，宜碾压2～4遍，然后开放交通。 第五节热拌沥青混合料路面施工类别按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料。按矿料级配及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。按公称最大粒径的大小可分为特粗式（公称最大粒径大于31.5mm）、粗粒式（公称最大粒径等于或大于26.5mm）、中粒式（公称最大粒径16mm或19mm）、细粒式（公称最大粒径9.5mm或13.2mm）、砂粒式（公称最大粒径小于9.5mm）沥青混合料。按制造工艺分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料和再生沥青混合料等。 第五节热拌沥青混合料路面施工施工技术要点——施工准备工作下承层准备铺筑沥青层前，应检查基层或下卧沥青层的质量，不符合要求的不得铺筑沥青面层。旧沥青路面或下卧层已被污染时，必须清洗或经铣刨处理后方可铺筑沥青混合料。加工及施工温度要求石油沥青加工及沥青混合料施工温度应根据沥青标号及粘度、气候条件、铺装层的厚度确定。 第五节热拌沥青混合料路面施工施工技术要点——施工准备工作机械设备准备施工前应对沥青混合料拌和楼、摊铺机、压路机等各种施工机械和设备进行调试，对机械设备的配套情况、技术性能、传感器计量精度等进行认真检查、标定，并得到监理工程师的认可。配合比设计热拌沥青混合料，必须选用符合要求的材料，充分运用同类道路与同类材料的工程实践经验，经配合比设计确定矿料级配和沥青用量。 第五节热拌沥青混合料路面施工施工技术要点——混合料拌制我国主要采用间歇式拌和机，其拌制流程见图4-5。 第五节热拌沥青混合料路面施工施工技术要点——混合料拌制为了保证沥青混合料的质量，需要控制拌制温度、运输温度、摊铺温度及碾压温度。尤其要严格控制沥青加热温度，沥青温度过低，混合料拌和不均匀，沥青加热温度过高，可能导致沥青老化。集料烘干后的残余含水量不得大于1%。每天开始几盘集料应提高加热温度，并干拌几锅集料废弃，再正式加沥青拌和混合料。沥青混合料拌和时间，间歇式拌和机每盘的生产周期不宜少于45s(其中干拌时间不少于5～10s)。改性沥青和SMA混合料的拌和时间应适当延长。 第五节热拌沥青混合料路面施工施工技术要点——混合料运输热拌沥青混合料应采用较大吨位的自卸汽车运输，车厢应清扫干净。为防止沥青与车厢板粘结，车厢侧板和底板可涂一薄层隔离剂或防粘剂，但不得有余液积聚在车厢底部。混合料运输所需的车辆数可按下式计算：需要的车辆数=a（t1+t2+t3）/T 第五节热拌沥青混合料路面施工施工技术要点——混合料摊铺热拌沥青混合料应采用沥青混合料摊铺机摊铺。在喷洒有黏层油的路面上铺筑改性沥青混合料或SMA时，宜使用履带式摊铺机。摊铺机的受料斗应涂刷薄层隔离剂或防粘剂。铺筑高速公路、一级公路沥青混合料时，一台摊铺机的铺筑宽度不宜超过6m(双车道)～7.5m(3车道以上)，通常宜采用两台或更多台数的摊铺机前后错开10m～20m成梯队方式同步摊铺，两幅之间应有3cm～6cm左右宽度的搭接，并躲开车道轮迹带，上下层的搭接位置宜错开20cm以上。 第五节热拌沥青混合料路面施工施工技术要点——混合料摊铺摊铺机应采用自动找平方式，下面层或基层宜采用钢丝绳引导的高程控制方式，上面层宜采用平衡梁或雪橇式摊铺厚度控制方式，中面层根据情况选用找平方式。直接接触式平衡梁的轮子不得粘附沥青。铺筑改性沥青或SMA路面时宜采用非接触式平衡梁。沥青路面施工的最低气温应符合现行施工技术规范的要求，寒冷季节遇大风降温，不能保证迅速压实时不得铺筑沥青混合料。 第五节热拌沥青混合料路面施工施工技术要点——混合料压实成型沥青路面压实工艺是沥青路面施工的关键工序之一，压实成型的沥青混合料必须满足压实度和平整度要求。沥青混凝土的压实层最大厚度不宜大于l0cm，沥青稳定碎石混合料的压实层厚度不宜大于12cm，但当采用大功率压路机且经试验证明能达到压实度时允许增大到15cm。压路机应以慢速而均匀的速度碾压。 第五节热拌沥青混合料路面施工施工技术要点——接缝处理沥青路面的各种施工缝，由于处理不得当易产生病害，施工时须十分注意。沥青路面的施工必须接缝紧密、连接平顺，不得产生明显的接缝离析。上、下层的纵缝应错开15cm(热接缝)或30~40cm(冷接缝)以上。相邻两幅及上、下层的横向接缝均应错开1m以上。 第五节热拌沥青混合料路面施工施工技术要点——交工阶段质量检验沥青混合料路面工程完工后，施工单位、工程监理单位和建设单位应按相同的工程项目划分进行工程质量的监控和管理。施工单位应将全线以1～3km作为一个评定路段，每一侧车行道按规定频度随机选取测点；对沥青面层进行全线自检，将单个测定值与规定的质量要求或允许偏差进行比较，计算合格率；然后计算一个评定路段的平均值、极差、标准差及变异系数。施工单位应在规定时间内提交全线检测结果及施工总结报告，申请交工验收。'