第五章 沥青路面施工ppt课件.ppt

'第五章沥青路面施工技术第一节概述第二节沥青路面材料要求第三节沥青混合料组成设计第四节沥青路面施工 5.1沥青路面的基本特性及分类一、沥青路面的基本特性1.定义：是用沥青材料作结合料，黏结矿料而修筑的与各类基层和垫层所组成的路面结构。2.用途：是我国高速公路的主要路面型式。3.特点：优点：具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点。缺点：1、沥青路面的抗弯强度较低。2、在低温时，沥青路面的抗变形能力很低。3、沥青面层透水性小。 路面必需提供一定速度下交通运载工具舒适性安全性快捷性现代交通条件下沥青路面必须具备抵抗交通荷载环境因素经济耐久 何为沥青混合料?地方道路高速公路城市道路1．沥青混合料是一种粘弹性材料，具有良好的力学性能，铺筑的路面平整无缝，振动小，噪音低，行车舒适。2．路面平整且有一定的粗糙度，耐磨好，无强烈反光，有利于行车安全。3．施工方便，施工时不需要养护，能及时开通交通。4．维修简单，旧沥青混合料可再生利用。1．沥青路面容易老化。2．温度稳定性差。但是！ 老化定义？在长期的大气因素作用下，因沥青塑性降低，脆性增强，粘聚力减小，导致路面表面产生松散，引起路面破坏。沥青路面老化现象 夏季高温沥青易软化，路面易产生车辙、波浪；冬季低温时易脆裂，在车辆重复作用下易产生开裂。波浪车辙泛油温度稳定性差的表现： 永久变形 低温开裂 疲劳开裂 抗滑安全性 表面抗滑不足及泛油图片 水损坏松散剥离 长期耐久性 柔性基层沥青路面(Asphaltpavementwithflexiblebase)半刚性基层沥青路面(Asphaltpavementwithsemi-rigidbase)刚性基层沥青路面(Asphaltpavementwithrigidbase)全厚式沥青路面(FullDepthasphaltpavement)1、沥青路面(AsphaltPavement) 半刚性基层沥青路面结构土基(A级或B级）沥青AC-25Sup-256cm-8cm(A级或B级或改性）沥青AC-20Sup-196cm-8cm(A级或改性）沥青AC-13Sup-13SMA-134cm水泥稳定碎石或二灰碎石30cm-40cm二灰土或石灰土20cm-40cm2、我国常用的高速公路沥青路面的结构 二、沥青路面的分类1.按强度构成原理1）密实类：特点：矿料的级配：最大密实原则设计；强度和稳定性：主要取决于混合料的粘聚力和内摩阻力。按其空隙率的大小可分为闭式和开式。2）嵌挤类：特点：采用颗粒尺寸较为均一的矿料；强度和稳定性主要依靠内摩阻力，粘聚力较次要。 沥青混合料结构类型1)按矿料最大粒料不同可分为沥青碎石混合料分为5个种类：特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式、砂粒式。沥青混凝土混合粒分为4个种类：粗粒式、中粒式、细粒式、砂粒式。特粗式（公称最大粒径等于或大于31.5mm）粗粒式（公称最大粒径为26.5mm）中粒式（公称最大粒径为16mm或19mm）细粒式（公称最大粒径为9.5mm或13.2mm）砂粒式（公称最大粒径小于9.5mm）公称最大粒径：保留在最大尺寸标准筛上的颗粒含量不超过10%（也就是指混合料中的筛孔通过率为90%~100%）的最小标准筛筛孔尺寸。通常比最大粒径小一个粒径。 2)按矿料级配组成和空隙率分为：密级配：3％～6％，半开级配：6％～12％；开级配：≥18％3)沥青混合料按其强度构成分为：嵌挤型和级配型4)按级配原则构成的沥青混合料结构方式可分为悬浮密实结构——由连续级配矿料组成的密实混合料。（例如AC-I）骨架空隙结构——粗粒料彼此紧密相接，细粒料较少，不足以充分填充空隙，矿料形成骨架。（如OGFC）密实骨架结构——综合以上两种方式。间断级配属此原理构成。（如SMA） 热拌沥青混合料分类：混合料类型密级配开级配半开级配公称最大粒径（mm）最大粒径（mm）连续级配间断级配间断级配沥青碎石沥青混凝土沥青稳定碎石沥青玛蹄质碎石排水式沥青磨耗层排水式沥青碎石基层特粗式--ATB-40----ATPA-40--37.553.0粗粒式--ATB-30----ATPA-30--31.537.5AC-25ATB-25----ATPA-25--26.531.5中粒式AC-20--SMA-20----AM-2019.026.5AC-16--SMA-16OGFC-16--AM-1616.019.0细粒式AC-13--SMA-13OGFC-13--AM-1313.216.0AC-10--SMA-10OGFC-10--AM-109.513.2砂粒式AC-5--------AM-54.759.5设计空隙率（%）3-53-63-4>18>186-12---- 2.按施工工艺1）层铺法：定义：用分层洒布沥青，分层铺撒矿料和碾压的方法修筑。优点：工艺和设备简便、功效较高、施工进度快、造价较低；缺点：路面成型期较长。类型：沥青表面处治和沥青贯入式。2)路拌法：定义：在路上用机械将矿料和沥青材料就地拌和摊铺和碾压密实而成的沥青面层。类型：路拌沥青碎（砾）石和路拌沥青稳定土 3）厂拌法：定义：将规定级配的矿料和沥青材料在工厂用专用设备加热拌和，然后到工地摊铺碾压而成的沥青路面。类型：厂拌沥青碎石和沥青混凝土。分类：按铺筑温度不同分为热拌热铺和热拌冷铺。优点：较粘稠的沥青材料，矿料精选，混合料质量高，使用寿命长。缺点：修建费用较高。 3.按沥青路面的技术特性1）沥青表面处治路面定义：用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过3cm的沥青路面。厚度：1.5-3.0cm。层铺法可分为单层、双层、三层。用途：适用于三级、四级公路的面层、旧沥青面层上加铺罩面或抗滑层、磨耗层等。2）沥青贯入式路面定义：用沥青贯入碎(砾)石作面层的路面。厚度：4-8cm。4~5浅贯入式，6~8深贯入式用途：二级及二级以下公路的沥青面层。 3）乳化沥青碎石用途：三级、四级公路的沥青面层、二级公路养护罩面以及各级公路的调平层。4）沥青混凝土路面：采用相当数量的矿粉是沥青混凝土的一个显著特点。优点：透水性小，水稳性好，耐久性高，有较强的抵抗自然因素的能力。沥青混凝土路面适用于各级公路面层。分层：单层或双层或三层沥青混合料组成。用途：作高等级公路的面层。 5）沥青碎石路面：优点：高温稳定性好，路面不易产生波浪，冬季不易产生冻缩裂缝，行车荷载作用下裂缝少；路面较易保持粗糙，有利于高速行车；沥青用量少，且不用矿粉，造价低。缺点：孔隙较大，路面容易渗水和老化。热拌沥青碎石适宜用于三、四级公路。宜用作沥青混凝土面层下层、联结层或整平层。用途：沥青碎石也可用作联结层 名称压实后空隙率级配组成强度原理强度其他特点矿粉粗集料粘结力内摩擦力热稳定性抗滑移性耐久性施工成型实际使用沥青混凝土≤10%必须有较少为主为辅最高较差较差好较难较窄沥青碎石＞10%无或极少较多为辅为主较高好好较差方便较广 6）沥青玛蹄脂碎石路面定义：沥青玛蹄脂碎石混合料(简称SMA)是以间断级配为骨架，用改性沥青、矿粉及木质纤维素组成的沥青玛蹄脂为结合料，经拌和、摊铺、压实而形成的一种构造深度较大的抗滑面层。特点：抗滑耐磨、孔隙率小、抗疲劳、高温抗车辙、低温抗开裂的优点。用途：高速公路、一级公路和其他重要公路的表面层。 AC-13AC-25的表面 AC30的表面沥青表面处治浇筑式沥青铺装 路面类型的选择依据：公路等级、气候条件、交通条件、结构层的受力特点及功能要求、施工方法、当地经验、造价等。 材料方面的问题主要体现在以下几个方面：材料的选择调查和明确：规模、产量；工艺；基材品质。沥青——明确原油品种和加工工艺，成品沥青的质量。集料——考察储量、材质(力学、成分、粘附性等指标)，明确加工工艺及生产规模。材料的抽检方法和储存方式混合料的质量控制办法5.2沥青路面的材料要求。。事前主动控制，过程中严格管理！！！ 一、沥青的质量要求路用沥青材料包括道路石油沥青、煤沥青、液体石油沥青、乳化石油沥青等。 （1）道路石油沥青道路石油沥青适用于各级、各类沥青路面。城市快速路、主干道及高速公路、一级公路的沥青路面应采用重交通道路石油沥青。其它道路可采用中轻交通道路石油沥青。 对高速公路、一级公路，夏季温度高、高温持续时间长、重载交通、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、黏度大的沥青，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、年温差大的地区宜注意选用针入度指数大的沥青。当高温要求与低温要求发生矛盾时应优先考虑满足高温性能的要求。 沥青存放于贮运站或拌和场时，不同标号、不同来源的沥青必须分开，以免混杂。路用沥青长时间存放后化学组分会发生变化，路用性能会受到一定程度的影响，因此使用前应抽样检验，质量不符合要求的不得使用。连续施工沥青路面时，沥青贮存于贮存罐或贮油池中温度应不低于130℃，并不得高于180℃，避免因温度过低而引起沥青供给困难、温度过高而使沥青老化。沥青在存放、贮运及使用过程中应做好防水工作，避免雨水或加热管内的蒸汽进入沥青罐（池）中。 （2）煤沥青煤沥青适宜于浇洒沥青路面的透层及粘层，也可用于低等级道路的面层。使用时应根据使用条件和目的合理选用煤沥青的品种和标号，煤沥青的质量应符合施工技术规范的要求。在使用期间，煤沥青的贮存温度为70～90℃。若存放时间较长，使用前应抽样检验，质量不符合要求的不得使用。 （3）液体石油沥青液体石油沥青常用于浇洒透层和粘层，也可用于常温沥青混合料路面及沥青路面养护与维修。根据用途与现场施工条件，合理选用快凝、中凝或慢凝型的液体石油沥青。宜采用针入度较大的石油沥青，使用前按先加热沥青后加稀释剂的顺序，掺配煤油或轻柴油，经适当的搅拌、稀释制成。 4）乳化石油沥青乳化石油沥青适用于沥青贯入式路面及沥青表面处治路面，也可用于浇洒透层和粘层。乳化沥青使用时不需要加热，对减轻污染、保护环境很有利，常用于沥青路面的养护与维修。阳离子乳化沥青适用于酸性、潮湿的石料和施工温度较低的环境。阴离子乳化沥青适用于碱性、干燥的石料，可与水泥、石灰或粉煤灰共同使用。制备乳化沥青时，乳化剂用量(按有效含量计)宜为沥青质量的0.3％～0.8％。制备温度通过试验确定，一般情况下，乳化剂水溶液的温度为40～70℃，石油沥青加热至120～160℃。制成后的乳化沥青应及时使用，存放期以不离析、不冻结、不破乳为度。若存放时间较长，使用前应抽样检查，质量不合格的不得使用。 5）改性沥青改性沥青可单独或复合采用高分子聚合物、天然沥青及其他改性材料制作。改性沥青的剂量以改性剂占改性沥青总量的百分数计算，胶乳改性沥青的剂量应以扣除水以后的固体物含量计算。 沥青面层所用的沥青标号，宜根据地区气候条件、施工季节气温、路面类型、施工方法等选用，沥青路面的施工气候分区应符合规定。各层可采用相同标号的沥青，也可采用不同标号的沥青。面层的上层宜用较稠的沥青，下层或联结层采用较稀的沥青。当沥青标号不符合要求时，可采用几种不同标号沥青掺配的混合沥青，其掺配比例由试验决定。掺配时必须混合均匀，掺配后的混合沥青应符合技术要求。 热拌热铺沥青路面：可采用稠度较高的沥青材料。热拌冷铺类沥青路面：所用沥青材料的稠度较低。浇贯类沥青路面：宜采用中等稠度的沥青材料。当地气候寒冷、施工气温较低、矿料粒径偏细时：宜采用稠度较低的沥青材料。炎热季节施工时：可用稠度较高的沥青材料。路拌类沥青路面：采用稠度较低的沥青材料。 例：高速公路、一级公路，夏季温度高、高温持续时间长、重载交通、持续上坡路段、服务区、停车场等交通繁重及行车速度慢的路段，或汽车荷载剪应力大的层次，宜采用稠度大、60℃粘度大的沥青；例：冬季寒冷的地区或交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小、低温延度大的沥青；例：日温差、年温差大的地区宜选用针入度指数大的沥青；例：高温要求与低温要求发生矛盾的地域，优先考虑高温性能要求。 二、沥青面层的矿料的质量要求沥青面层的矿料包括粗集料、细集料和填料。这里所指集料的粒径均指方孔筛，粗集料指粒径在2.36mm以上的碎石，细集料指粒径在2.36m以下的砂粒，填料指粒径在0.075mm以下的粉粒(俗称矿粉)。粗、细集料形成沥青混合料的矿质骨架，填料与沥青组成的沥青胶浆填充于骨料间的空隙中并将矿料颗粒粘结在一起，使沥青混合料具有抵抗行车荷载和环境因素作用的能力。 1.粗集料1)用于沥青面层的粗集料包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣等。2)粗集料的粒径规格按照规范“沥青面层用粗集料规格”的规定选用。3)粗集料应该洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的强度、耐磨耗性。4)粗集料应具有良好的颗粒形状，用于道路沥青面层的碎石不宜采用颚式破碎机加工。5)用于轧制破碎的砾石必须采用粒径大于50mm的颗粒，破碎砾石中4.75mm(圆孔筛5mm)及其以上颗粒的破碎面积应符合规范的要求。 6)筛选砾石仅适用于三级及三级以下公路的沥青表面处治或拌合法施工的沥青表面层的下面层，不得用于贯入式路面及拌和法施工的沥青面层的中、上面层。7)三级及三级以下公路可采用钢渣作为粗集料。钢渣应在破碎后有6个月以上的存放期，其质量应符合规范的要求，并应按本规范相关办法对钢渣活性进行检验，检验不合格者不得使用。8)经检验属于酸性岩石的石料，用于高速公路、一级公路时，宜使用针入度较小的沥青。 为保证与沥青的粘附性符合规范的要求，应采用下列抗剥离措施：①用干燥的磨细消石灰或生石灰粉、水泥作为填料的一部分，其用量宜为矿料总量的1％～2％。②在沥青中掺加抗剥离剂。③将粗集料用石灰浆处理后使用。 2.细集料粗细集料以2.36mm作为分界。1)沥青面层的细集料可采用天然砂、机制砂及石屑2)热拌沥青混合料的细集料宜采用优质的天然砂或机制砂。3)细集料应与沥青有良好的粘结能力，与沥青粘结性能很差的天然砂及用花岗岩、石英岩等酸性石料破碎的机制砂或石屑不宜用于高速公路、一级公路沥青面层。必须使用时，应采用规范规定的抗剥离措施。SMA和OGFC混合料不宜使用天然砂。 项目天然砂机制砂石屑材料来源天然制砂机生产石料破碎的副产品形状表面圆滑粗糙、棱角性好石料表面剥落或撞下的棱角、细粉，棱角性好，针片状含量很大强度--大小洁净程度与料源有关，一般河砂较好洁净粉尘含量大与沥青的粘附性差同材质的情况下较石屑好石灰岩的粘附性好混合料的施工性能容易中影响大混合料的性能高温稳定性差好残留空隙率大，极易引发一系列的病害 3.填料1)沥青混合料的填料宜采用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。当采用水泥、石灰、粉煤灰作填料时，其用量不宜超过矿料总量的2％。2)粉煤灰作为填料使用时，烧失量应小于12％，塑性指数应小于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％。高速公路、一级公路的沥青混凝土面层不宜采用粉煤灰作填料。 3)矿粉：表面积占全部矿料表面积的90%以上，有利于提高沥青粘结力，获得较高的强度。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。 4、纤维稳定剂:1．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。2.纤维应在250C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。纤维必须在混合料拌合过程中能充分分散均匀。3．矿物纤维宜采用玄武岩等矿石制造，易影响环境及造成人体伤害的石棉纤维不宜直接使用。4．纤维应存放在室内或有棚盖的地方，松散纤维在运输及使用过程中应避免受潮，不结团。 在SMA混合料中，纤维稳定剂的作用：1、加筋作用2、分散作用3、吸附与吸收沥青的作用4、稳定作用5、增粘作用'