沥青路面施工工法.doc

'Superpave沥青路面施工工法(LQQYGF02—05—-001)路桥集团第二公路工程局一、前言Superpave沥青路面，引进了全新的沥青混合料设计方法。Superpave的沥青结合料是根据当地气候和交通参件进行PG分级确定，Superpave的集料级配范围采用控制点和限制区来初选级配。Superpave沥青混合料设计，首先根据交通量的大小来确定混合料设计时的室内压实功，并根据控制点和限制区来初选粗、中、细三个级配，再由旋转压实结果来选择级配，然后以4．0％作为混合料的设计空隙率，确定沥青用量。同时具体体积指标矿料间隙率(vMA)、沥青填隙率(VFA)、填料与有效沥青之比应满足规定要求来进行沥青混合料的组成设计。在近几年的施工实践和经验的基础上，认真总结了成熟的施工工艺和方法，并结合目前国内先进的施工技术，形成了本工法。由于各地的交通、气候、材料等差异较大，应根据具体情况参照使用。二、工法的特点(一)本工法比较详细地介绍了采用马歇尔击实的体积指标与旋转压实的体积指标来双重控制Superpave施工质量的方法。(二)和传统的沥青混合料相比，Superpave混合料粗集料的含量较高，细集料含量较少，因此，施工和易性较普通沥青混合料差一些，摊铺时容易出现离析现象。 (三)Superpave混合料由于级配较粗，冷却较快，往往缺乏足够的碾压时间，为保证压实效果需要配备足够数量的压实机械。(四)Superpave混合料粗集料含量较高且沥青含量相对较少，内摩阻力大，需要的压实功比普通混合料大，压实关键是“高温、强振、紧跟压路机”。由于混合料的特性，该混合料高温压实时很少出现起浪推挤现象。(五)对于某些普通沥青Superpave混合料，温度在93℃～115℃时有一个敏感区，混合料可以在这个温度以上或以下压实，但在这个温度内却很难压实。当混合料有不稳定区存在时，解决的办法有两种：一是在混合料下降至不稳定区前完成碾压，这需要增加压路机的数量或适当提高混合料的拌和温度，一般采用增加压路机的数量来达到这一目的。二是在不稳定区以上采用振动钢轮压路机进行碾压，当混合料降至不稳定区以后使用胶轮压路机碾压，终碾可以在混合料冷却到不稳定区以下时进行。(六)Superpave混合料的层厚要求大于集料最大公称尺寸的3倍，以利于混合料的压实。当粗集料含量高时，这个比值应更大些。三、适用范围本工法适用于新建、改建公路的沥青上、中、下面层；大桥、特大桥的桥面沥青混合料中、上面层。四、工艺原理(一)Superpave沥青混凝土路面属于嵌挤类型的沥青路面。粗集料之间的嵌挤作用使得Superpave沥青路面有良好的温度稳定性。(二)Superpave混合料，采用旋转压实成型试件，更符合现场压实情况；采用设计孔隙率为4％对应的沥青用量为最佳沥青用量。因此，当路面压实度不小于97％时路面基本不渗水，有良好的抗水损害性能。 (三)由于Superpave混合料要求的粉胶比为0．8～1．6，沥青膜较厚，集料间的粘结性较好，因此具有良好的抗疲劳性能。(四)当集料为酸性时，沥青膜与集料之间的粘结力较差，因此，需采取抗剥离措施提高集料表面活性来满足强度和水稳定性的要求。五、superpave沥青混凝土路面施工工艺(一)技术指标1、Superpave混合料矿料级配限制区界限列于表1，级配控制点列于表2。 2、沥青应选用优质石油沥青，常用的重交通石油沥青的标号有AH一70、AH一90，其技术指标见《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40－2004表4．2．1—2，改性沥青指标见《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40－2004表4．6．2。3、粗集料(1)粗集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40－2004表4．8．2的要求，工程建设单位或设计单位可根据当地气候情况及集料情况提出适合本地区的技术指标。(2)粗集料有二个破碎面颗粒比例不少于75％，应选用反击式破碎机轧制的碎石。(3)对进场粗集料每500T检验一次。4、细集料 (1)使用的细集料应洁净、干燥、无杂质，其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40－2004表4．9．2要求。(2)细集料质量应从源头抓起，派专人进驻集料加工厂，对不合格的集料不得装车、装船，细集料每200T检验一次。(3)细集料可使用天然砂，天然砂的含量不宜大于集料总量的15％，其规格应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40－2004表4．9．3的规定。(4)石屑是采石场破碎石料时通过4．75mm或2．36mm的筛下部分，其规格应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40－2004表4．9．4的规定．机制砂宜采用专用的制砂机制造，并选用优质石料生产，其级配应符合S16的要求．5、填料(1)Superpave沥青混合料的矿粉宜采用石灰石加工而得。(2)矿粉应干燥、洁净，其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40—2004表4．10．1要求。(3)不得将拌和机回收的粉尘作为矿粉使用。(4)矿粉每200T检验一次。6、透层及粘层下封层乳化沥青透层沥青一般采用慢裂的洒布型阳离子乳化沥青，粘层沥青一般采用快裂的洒布型乳化沥青，下封层通常采用层铺法施工。它们的技术指标分别应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40－2004表4．3．2中PC一2、PCq、PC—l的要求。 (二)施工工艺1、Superpave施工流程见图一。2、拌和厂场地及进场道路建设(1)沥青混合料拌和厂及堆料场地必须进行“硬化”。当地基条件较好时可采用10～15cm二灰碎石作基层，上面铺10～12cm水泥混凝土面板，当地基情况差时，应视实际情况进行场地硬化，防止集料受污染； (2)拌和厂及堆料场地应有一定的坡度，周围应有排水设施，及时排除场地雨水。(3)有条件时，应搭建防雨棚，其面积应能存放2～3天用料量。无条件时，应将粗集料进行覆盖，细集料搭建防雨棚；(4)拌和厂的进场、出场、便道也应“硬化”，可采用与拌和厂同样结构，但应经常进行维护，保持道路洁净，防止集料受污染。3、配合比设计superpave沥青混合料配合比设计按目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三阶段进行，通过配合比设计确定矿料级配及最佳沥青用量。(1)目标配合比设计目标配合比设计按图二的程序进行。①设计集料结构的选择依据Superpave设计的一般方法，在选择集料结构时，首先调试、选出粗、中、细三个级配，根据集料的性质(密度和吸水率)计算三个级配的初始用油量。然后用初试用油量成型试件。根据试验结果，计算出这三个级配的沥青混合料在空隙率为4％时所需的沥青用量及相应的沥青混合料的其它体积特性。②试验级配的评价根据设计标准，对估算沥青用量下的各级配旋转压实结果进行评价，选定设计级配。③选择设计级配的沥青用量 设计沥青用量，就是指沥青用量在设计旋转压实条件下得到空隙率为4％的沥青用量。根据Superpave的设计方法，一般选择四种沥青用量，它们分别是Pb，Pb±0．5，Pb+1。通过图表插值法求出空隙率为4％时的沥青用量。④验证设计级配和沥青用量对求出的设计沥青用量，将压实次数设定为N初始，N设计，N最大时，验证其对应的体积性质指标。⑤马歇尔试验结果验证依据Superpave设计方法得到的Superpave沥青混合料，采用马歇尔试验方法成型试件，得到对应的马歇尔指标，验证其是否满足规范要求。⑥高温稳定性和水稳定性验证。为了检验Superpave沥青混合料的高温稳定性和抗水损害能力，必须进行性能验证试验。 (2)生产配合比设计从间歇式拌和机中对进入各热料仓的集料取样进行二次筛分，以确定各热料仓的集料比例，供拌和楼控制室使用。同时反复调整冷料仓进料比例以达到供料均衡，并取目标配合比设计的最佳沥青用量及最佳沥青用量 ±0-3％，三个沥青用量用旋转压实仪制件后进行体积分析，确定生产配合比的最佳沥青用量。Superpave的旋转压实体积性质应符合表3的规定，马歇尔指标应符合表4的规定。(3)生产配合比验证用生产配合比和最佳沥青用量进行试拌，并取拌制件，沥青混合料各项技术指标经试验合格后，再铺筑试验段(不小于200米)。对沥青混合料试样和路面钻取的芯样进行分析，并作适当调整后作为施工用的标准配合比，供拌和楼操作用，以此作为生产控制依据。(4)做好技术总结 通过铺筑试验路段，验证生产配合比，确定施工配合比，检验施工方案，施工工艺及操作规程的适用性，检验拌和设备的生产能力及适应性，确定合理的施工机械数量及组合方式和操作工艺；确定摊铺温度、摊铺速度及自动调平方式；压路机的机械组合、压实顺序、碾压温度、速度及碾压遍数等压实工艺及技术参数；确定松铺系数、接缝方式等施工方法，为沥青混凝土路面大面积施工提供技术依据。4、沥青混合料施工温度沥青混合料各工序、各阶段的施工温度见表5。5、路面基层验收及测量放样(1)按《公路工程质量检验评定标准》对基层进行验收，如有不合要求的地段应处理合格后方可进行沥青路面施工；(2)在交验前恢复中桩，做好测量放样工作，放出路面边线，路缘石砌筑线等；(3)安砌路缘石。6、透层、粘层及下封层施工 下承层污染处必须清除或用水冲刷干净，有缺陷时应进行处理。透层油可用液体沥青或乳化沥青。透层油为乳化沥青时其用量对半刚性基层为0．7～1．5L／m2，粒料基层为1．0～2．0L／m2；透层油为液体沥青时，对半刚性基层为0．6～1．5L／m2，粒料基层为1．0～2．3L／m2；粘层油若用乳化沥青时用量为0．3～0．6L／m2，若为液体沥青时为0．3～0．5L／m2。(1)透层油施工①清扫基层，消除浮尘及污染物，使集料面暴露出来并洒少量的水，对路缘石及人工构造物适当防护，以防污染；②透层油可在基层养生期结束前2～3天洒布，渗透基层深度一般为3～5mm，不应在表面形成油膜；③若局部地方有多余的透层沥青未能渗入基层时应予清除；④遇有大风或降雨，气温太低(小于IO~C)不能洒布透层油：⑤为避免污染，透层油洒布后应禁止车辆及行人通行，设警示牌，进行交通管制；⑥透层油一般应用洒布车洒布，应调整喷油嘴的方向，使其洒布范围重叠均匀，对洒布不均匀处及结构物附近或边角等洒布车无法洒布处，应配以人工洒布；⑦透层油洒布后不少于24h或透层油下渗3～5mm后方可摊铺下面层。(2)粘层施工①清除路面脏物、尘土，当路面有污染时，应用水冲洗干净；②粘层沥青应均匀洒布，当洒布过量应予刮除或用轮胎压路机来回行走将多于油带到未洒处； ③当气温低于IO℃或路面潮湿时，不应浇洒粘层沥青；④浇洒粘层沥青后，应封闭交通，待其破乳，并基本干燥后方能进行沥青混合料铺筑。(3)下封层施工为防止路面水或中分带的水下渗，保护基层不受水损害，应设下封层，厚度一般为lcm左右；①下封层沥青一般采用优质阳离子喷洒型乳化沥青，如壳牌沥青的施保妙一psx乳化沥青等，用量按沥青含量lkg／m2。计算；②当沥青洒布车洒布不到或漏洒之处及洒布不均匀处，可用人工补洒；③下封层一般采用层铺法施工，集料应采用干燥、洁净的石灰岩、规格为3～8mm，用量为6～8m3／1000m2，要做到撒铺均匀，集料可采用机械及人工撒铺；④用轮胎压路机或轻型钢轮压路机，碾压2遍即可；⑤碾压完毕后应封闭交通2～3天才允许施工车辆通行，但不得在上面刹车和掉头及高速行驶。防止集料剥落离散。7、Superpave混合料的拌制(1)沥青混合料配比和级配。①沥青混合料的矿料级配应符合目标配合比及生产配合比的要求。②混合料沥青用量：控制在生产油石比一0．1％、+0．2％。(2)沥青混合料必须在沥青拌和厂采用拌和机械拌制，拌和厂的设置除应符合国家有关环境保护、消防、安全等外，还应具备下列条件：①各种矿料应分散堆放，不得混杂。 ②集料(尤其是细集料)、矿粉不得受潮，须设置防雨顶棚储存。(3)沥青混合料应采用间隙式拌和机拌和，拌和机应有防止矿粉飞扬散失的密封性能及除尘设备，并有检测拌和温度的装置和自动打印装置。①沥青混合料拌和时间以混合料拌和均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青胶结料为度。②拌和厂拌制的混合料应均匀一致、无花白料、无结团块或严重的粗细料分离现象，不符合要求不得使用。③混合料不得在储料仓中储存过夜。8、沥青混合料的运输(1)应根据运距安排足够的运料车辆和各种车辆，并保证每台摊铺机前至少有3辆车等待卸料，运料车辆应为15t以上自卸车；运料前车厢应清理干净，车厢内侧及底板应均匀，涂刷防粘液。(2)在车厢侧面底板以上适当高度，钻一个可插温度计的小孔，用来检测沥青混合料温度。(3)装料时车辆需前后挪动位置，避免混合料发生离析。(4)料车到工地后，由专人指挥倒料，验收料单，并设专人逐车检测温度，合格后方能使用。(5)严禁料车碰撞摊铺机，运料车辆应停在摊铺机前10～30cm，由摊铺机前滚轮顶着汽车轮胎同步前进，边前进边往摊铺机料斗倒料。(6)运料车辆都应配备保温、防雨盖布。9、Superpave混合料摊铺 沥青混合料应采用两台相同型号的摊铺机，调整好相同的振夯频率，成梯队铺筑；当路面宽度小于8m时，可采用一台摊铺机铺筑。(1)找平方式①下面层，是联结基层与面层的沥青层。其作用除路面结构的要求外，还为了弥补基层厚度偏差，使下面层的标高符合设计要求。宜采用“基准钢丝法”找平，若基层标高、平整度都符合要求时，也可采用基准梁找平。a、钢丝敷设方法是在铺筑层边线外30cm左右打入稳固的支撑杆(最好对应中线桩号)，支撑杆间距为10m，根据桩位下面层顶设计高程加上一个常数为钢丝标高，钢丝架设高度由测量人员确定。b、基准钢丝敷设的长度每段为250～300m左右，并配用专门有计量张力的标尺，其张紧力为1000～1500N，使“基准钢丝”在10m内产生的挠度不超过2mm，必要时应加密吱撑杆。c、在弯道半径较小段及边坡点附近或加宽段前后应加密支撑杆。d、支撑杆和基准钢丝架设标高经核对无误后，才能开始摊铺，在铺筑过程中现场应设专人检查，防止车辆、施工人员及其他机械碰撞支撑杆或钢丝。e、当基层表面平整，标高正确时，也可采用“基准梁”找平。②中面层、表面层采用“基准梁”(接触式或非接触式)找平。在开始摊铺前就将基准梁安装在摊铺机上，并将自动找平传感器放在基准梁固定的部位。摊铺时基准梁随摊铺机一起前进。③两台摊铺机铺筑时，另一台摊铺机可采用“滑靴”找平。(2)摊铺① 摊铺前必须将工作面清扫干净，如用水冲，必须晒干后才能进行摊铺作业。②混合料必须采用机械摊铺机，在摊铺前应检查确认下层的质量，质量不合格时，不得进行铺筑作业。摊铺机应调整到最佳状态，使铺面均匀一致，不得出现离析现象。③进行作业的摊铺机必须具有自动调节厚度及找平的装置，必须具有振动熨平板或振动夯等初步压实装置。下面层摊铺应采用钢丝弓I导的高程控制方式，中面层摊铺宜采用移动式自动找平基准装置。④摊铺机的摊铺速度应调节至与供料、压实速度相平衡，保证连续不断的均衡摊铺，中间不停顿。⑤重交通AH．70沥青混合料摊铺温度宜大于140~C，混合料温度在卡车卸料到摊铺机上时测量。当路表温度低于15~C时，不宜摊铺Superpave沥青路面混合料。⑥沥青路面的松铺系数应根据试铺段确定，摊铺过程中应随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡，达不到要求时，立刻进行调整。10、沥青混合料压实(1)Superpave混合料应在摊铺后立即压实，不应等候。(2)压路机的组合形式、碾压遍数、碾压速度应依据试铺段确定。混合料的压实按初压、复压、和终压三阶段进行，压路机应以≯5km／小时的速度进行均匀的碾压。初压用10T或10T以土钢轮压路机紧随摊铺机碾压，复压应在初压完成后紧接着进行，用16吨～25吨轮胎压路机碾压。终压用较宽的钢轮压路机碾压。 (3)现场混合料压实度不小于实测最大理论密度的93％，不得大于96％，空隙率在4～7％之间。应采用钻孔法及核子密度仪检测密度。(4)注意碾压温度和碾压程序，不得将集料颗粒压碎。碾压终了温度应不低于90℃。(5)为了防止混合料粘轮，可在钢轮表面均匀洒水使轮子保持潮湿，水中掺少量的清洗剂或其它隔离剂材料，不得掺加柴油、机油。要防止过量洒水弓I起混合料温度的骤降。(6)压路机静压时相邻辗压带应重叠15～20cm轮宽，振动时相邻碾压常重叠宽度不得超过15～20cm。要将驱动轮面对摊铺机方向，防止混合料产生推移。压路机的起动、停止必须减速缓慢进行。11、沥青路面接缝的施工(1)采用两台摊铺机时的纵向接缝应采用热接缝，即施工时将已铺混合料部分留下10～20cm宽暂不辗压，作为后铺部分的高程基准面，然后再跨缝碾压以消除缝迹。(2)横向施工缝应采用平接缝，切缝时间宜在混合料尚未冷却结硬之前进行。原路面必须用切缝机锯齐，形成垂直的接缝面，并用热沥青涂抹，然后用压路机进行横向碾压，辗压时压路机应位于已压实的面层上，错过新铺层15cm，然后每压一遍，向新铺层移动15～20cm，直至全部在新铺层上，再改为纵向碾压。如用其他碾压方法，应保证横向接缝平顺，紧密。(3)应特别注意横向接缝处的平整度，切缝位置应通过3m直尺测量确定。(4)在施工缝及构造物两端连接处必须仔细操作保持紧密、平顺。六、机具设备 (一)机械本工法为热拌热铺Superpave沥青混凝土路面，建议采用的配套设备如表6所示。注：机械设备数量依据单幅路面宽11．5m配置，路面宽度变化后可酌情增减。 程和安全操作规程办理；(二)应遵照中华人民共和国行业标准现行的《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076--95)的要求执行； (三)沥青场地内严禁烟火，并备有防火设施和警示牌；(四)对参与沥青路面施工的人员应穿戴劳保防护用品，防止烫伤，夏季高温季节施工，应采取防暑降温措施；(五)对从事沥青试验检测人员除做好通常的沥青作业防护以外，还得做好三氯乙烯等有害气体的防护并发放一定的补贴；(六)沥青拌合厂应经常检查导热油，防止泄漏入沥青贮存罐中，发生火灾，拌和厂内应采取有效的防火、防爆、防毒措施，并配备一定数量的消防器材；(七)沥青混合料拌和场的油罐应与导热油热载体炉有足够的距离，防止发生火灾；(八)凡是运料汽车通过的交叉路口，均应派专人把守和指挥，避免交通事故；(九)摊铺机施工现场也要有专人指挥运料车倒料，防止汽车互相碰撞，以及碰伤工作人员；(十)摊铺机施工现场停工后，应设专人看守，以防破坏和偷盗，造成不必要的停工停产损失；(十一)凡对沥青敏感的施工和试验人员禁止从事沥青路面的施工工作。十、技术经济分析(一)本工法机械化程度高，施工速度快，能确保工程进度。(二)Superpave沥青混合料，成型的表面层具有平整、密实、行车速度快、安全、舒适、噪音较低，耐久性良好等路面性能，从长远看，养护、维修较方便，费用低，使用寿命长，具有较好的经济效益和社会效益。 (三)遵照本工法组织施工，均能保证质量，缩短工期，优质高效完成施工任务，从而取得较好的社会效益和经济效益。十一、环境保护(一)选择沥青混合料拌和场地时，应远离居民区及村庄，无法避开居民区或村庄时应选在主风向下方；(二)沥青混合料拌和设备必须有良好的二级除尘装置并能有效地进行除尘，使空气质量标准符合当地环保部门的要求；(三)废弃的粉尘和沥青混合料存放在指定地点，粉尘可采用湿排法或采取经常洒水及覆盖等措施，防止粉尘扩散；(四)拌和楼的矿粉应存放在密封的矿粉罐中，防止扩散污染环境；(五)拌和楼和发电机等设备的噪音，应符合当地环保部门的要求，不符合者应采取有效措施；(六)运输沥青混合料的车辆应有覆盖物，防止气体污染空气；(七)拌和楼的堆料场及进场道路均要进行“硬化”，防止污染集料。十二、工程实例(一)2003年竣工的润扬大桥南接线高速公路13标段全长19．871公里，其中下面层为6cmSup-25沥青混合料，中面层为6cmSup-20沥青混合料，表面层为4cmSMA．13沥青混合料，被评为优良工程。(二)2002年竣工的汾灌高速公路OPQ一22标全长27．056Km，中面层为Sup-20改性沥青砼路面，下面层为Sup-25沥青砼路面。该项目在省、市在汾灌路开展的“树形象、创样板”活动中的一直获“流动红旗” ，获2002全国交通行业质量信得过班组，市高指大干90天劳动竞赛优胜单位，省市高指2002年度第三季度优质优价评比活动中获一等奖，交工验收工程质量评分96．70分，被评为优良工程。'