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文档简介
沥青混凝土路面面层施工【职业目标】:通过本单元的学习,使学生具备一定的原材料准备、机械配备、合理优选施工方法,确定施工工艺流程,进行质量检验评定,以及对出现的一般质量问题进行原因分析并提出合理可行的整改措施的专业能力和职业素养,从而使学生能够按照设计要求、并满足施工规范或合同条件的基础上对沥青混凝土路而的面层组织施工和进行质量控制与管理。【学习目标】.掌握沥青混凝土路面面层施工时对原材料组成及基本要求。掌握沥青混合料配合比设计过程。掌握沥青混凝土路面面层的施工方法和施工工艺流程。工程案例:京福高速公路徐州绕城西段,路线全长51.09公里,全线双向四车道,路基宽度28m,中央分隔带宽度3m,设计时速120kni/h,路面结构层次为:上面层:4.0cmSMA-13型沥青混凝土中面层:6cmS叩-20型沥青混凝土下面层:8cmSup-25型沥青混凝土沥青下封层:SBS改性沥青单层表面处治基层:36cm水泥稳定碎石底基层:20cm石灰稳定土京福高速徐州绕城西段下面层8cm厚的Sup-25型沥青混凝土,某合同段对该下面层采用集中厂拌、摊铺机摊铺施工,具体施工过程如下:一、沥育混凝土施工准备(一)组织准备为确保工程的工期和质量,需根据施工工程数量确定合理的人员和机械配备。人员组织沥青混凝土下面层人员组织情况如表7-1所示。表7・1沥青混凝土下面层施工人员组织情况表序号职务职责1项目经理生产安排及人员协调2项目总工技术总负责3项目副经理兼副总工负责现场施工技术、现场施工管理、混合料拌和6施工队长负责现场摊铺、碾压施工8测量负责人测量放样、高程检测9试验室主任后、前场试验检测及控制1()技术部主任资料整理松铺系数确定下面层试铺段开始前,在每个断面两侧做好标记,每个断面5个点,共布设了10个断面,用水准仪对下承层标高进行检测,纵向上采用中心桩控制,横向上用钢尺进行控制,以便松铺及压实后检测能在同一点上进行。通过高程的测量求得每个检测点混合料的松铺厚度和压实厚度,求得单点的松铺系数,将各个点的松铺系数汇总取平均值求得下面层的松铺系数。经测量计算,得松铺系数K=1.24,松铺厚度为9.92cm。试验路相关试验与检测混合料试验结果⑴马歇尔试验试验段铺筑时,进行了混合料马歇尔试验和抽提试验,试验结果见表7-29和7-300表7-29试铺路沥青混合料马氏试验结果指标结果马氏密度(g/cn?)理论密度(g/cm3)空隙率(%)稳定度(kN)流值(0.1mm)饱和度(%)矿料间隙率(%)体积性质2.4402.5564.5513.5836.264.4412.762.4392.5564.5813.8235.264.1112.76技术要求//4.0〜6.0>820〜4060〜70N12注:最大理论密度为试铺时的实测值。马歇尔试验结果各指标均满足规范要求。⑵抽提试验表7-30沥青混合料抽提试验结果要求油石比(%)通过筛孔(方孔筛,mm)百分率(%)31.526.519.016.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075抽提4.01100KX)89.389.370.259.037.925.017.111.48.26.65.53.9610010088.288.269.957.236.225.117.812.29.07.15.4生产配合比10099.685.668.258.937.024.415.010.17.25.74.8控制范围10094.610090.680.673.263.263.953.9423228.420.4191114.16.11223.29.71.76.82.8经检测,试铺混合料级配和油石比满足控制范围要求。⑶水损害检验为了验证沥青混合料的抗水损害性能,对试铺沥青混合料进行了浸水马歇尔试验。试验结果满足技术要求。表7-31试铺沥青混合料浸水马歇尔试验油石比马歇尔稳定度浸水马歇尔稳定度残留稳定度MSo要求3.9613.8212.7593.6%>85%4.0113.58⑷各项体积指标试验结果表7-32试铺沥青混合料各项体积指标试验
油石比(%)设计压实次数F/A(%)初始压实度(%)最大压实度(%)压实度(%)VMA(%)VFA(%)3.9696.611.2769.91.5187.1—4.0196.711.2770.31.5187.597.8Superpave标准96.0N1265〜750.6〜1.2*《89W98注:*当采用粗级配时,粉胶比可增加至0.8〜1.6”⑸路面渗水检测表7-33路面渗水检测记录碾压组合芯样编号桩号距中央分隔带距离,m现场描述渗水度I1K1+3304.5均匀132K1+3609.7均匀03K1+3902.3均匀144K1+42011.6粗糙905K1+4506.7粗糙70II1K1+4803.2均匀102KI+5I07.7均匀603K1+5404.4均匀164K1+5701.0均匀445K1+6005.0均匀40规范要求W60经检测,渗水合格率为80%。存在问题及改进措施⑴从试拌和楼控制情况看,应注意出料温度的控制,避免出料温度偏高或波动较大的现象发生。⑵从现场铺面均匀性看,铺面整体均匀性较好,但在靠路肩、路缘石处仍存在粗细集料局部离析现象,同时局部段落存在轻微条状离析,应对摊铺机进一步调整,减少离析现象,同时控制好摊铺机收斗频率,合理选择收斗时机,以尽量避免和减少离析现象发生,确保铺面均匀一致。采用碾压组合II进行碾压时,应减少重叠碾压遍数,避免局部铺面压实度超密现象发生。沥青混凝土下面层施工沥青混凝土下面层施工工艺如图7-1所示。图7-1沥育混凝土下面层施工工艺流程图沥青拌和机准备工作沥青混凝土拌和机采用ACPT4000型,有效产量为320血。拌和时根据下面层目标配合比为1#料:2#料3#料:4#料:矿粉=28:35:11.5:23:2.5,最佳沥青用量为3.7%,调节拌和机料斗送料转速;根据确定的生产配合比:4#仓:3#仓:2#仓:1#仓:矿粉=31:31.5:14:21:2.5,沥青用量为3.7%,由ACPT4000间歇式沥青混合料拌和机进行拌和,沥青加热温度160〜170°C,矿料加热温度比沥青加热温度高10〜15C,热混合料成品在贮料仓储存后,其温度下降不应超过10°Co下承层的检查验收为确保沥青下面层能够连续、不间断的施工,对下封层进行检查验收:检查卜•封层的完整性和与基层的粘结性,对局部基层外露和乳化沥青两侧宽度不足部分按要求进行补洒。对下封层应清扫干净,不得留有杂物,灰尘提前清洗,用鼓风机吹干净。认真检测下承层的各项技术指标,检测合格并经监理工程师验收合格后方可进行下面层施工。测量放线用全站仪准确放出路中心线,根据下面层宽度标出外边线。外边线每10m一个桩,内侧每5米一个桩,根据设计高程准确放出引导线并用张紧器将引导线固定在铁桩上。沥青混合料的拌合根据目标配合比确定的各种原材料比例上冷料,矿料加热温度控制在160〜I7O°C之间。根据生产配合比确定的各热料仓用量向拌合锅送料、矿粉和沥青。喷(加)沥青与喷(加)矿粉的时间间隔以5秒为宜。拌和时沥青加热温度为160°C,矿料加热温度为175°C,沥青混合料温度为160°C〜170C之间。拌合每一锅料的时间为50S,拌合时先干拌5S,湿拌40S。沥青混合料出场温度应为I5O°C〜165°C之间。对沥青混合料取样进行抽提试验、马歇尔击实试验,检查级配、沥青用量、马歇尔稳定度、流值、孔隙率等指标与生产配合比是否相符,必要时可适当调整。沥青混合料的运输沥青混合料的运输采用大吨位的自卸翻斗车,在沥青混合料运输过程中应注意:为防止沥青与车厢板粘结,在车厢侧板与底板涂一层油水混合液(柴油与水的比例为1:3),不得有混合液积在车厢底部。从拌合机向运料车上放料时,分三次装料,汽车前后移动,每卸一斗混合料挪动一下汽车位置,以减少粗细集料离析现象。要求采用篷布覆盖混合料,以保温、防雨和防污染。保证运至工地的混合料温度不低于145°C,当运距过长时,应采取适当的保温措施。摊铺时在现场等候的卸料车不得少于5辆,卸料过程中,运输车在摊铺机前10〜30cm处停车,注意防止汽车的后轮碰撞摊铺机。卸料过程中运输车应挂空挡,靠摊铺机推动前进。沥青混合料的摊铺混合料的摊铺采用2台福格勒型摊铺机梯队摊铺,摊铺速度为2m/min。靠近中央分隔带的摊铺机在前采用内侧走铝合金梁控制标高,横坡器控制横坡的控制方式;后面的摊铺机一侧靠钢丝线引导,一侧靠己摊铺好的混合料引导的控制方式,纵向热接缝处搭接20cm左右。摊铺的混合料未压实前,施工人员不得进入踩踏。摊铺机熨平板进行预热,预热温度达到100°C以上。将摊铺机两侧传感器置于引导线上调整到适宜位置,并将振动夯板与振动熨平板调整至最佳位置,摊铺机准备受料。结合拌合机的生产能力,本着缓慢、均匀、不间断的施工原则,两台摊铺机夯锤开振为5级、熨平板开振为4级。在摊铺过程中,摊铺机螺旋送料器均匀、不停顿地转动,两侧保持有不少于送料器高度2/3的混合料,并保证缓慢、均匀、连续不间断地摊铺沥青混合料,不随意变换速度或中途停顿,熨平板按所需固定后,不随意调整。在摊铺过程中,随时检查其宽度、厚度、平整度、路拱及温度,对不合格之处及时调整;对于与桥头或其他构造物接头处摊铺机无法作业的地方,采用人工铺筑混合料。当摊铺完成5〜10n】时,应及时测设断面高程和横坡,根据结果调整摊铺系数及熨平板的仰角,以保证横断面松铺高程及横坡满足规范要求,摊铺不得中途停顿,摊铺好的沥青混合料应紧接着碾压。如因故不能及时碾压时应停止摊铺,并对卸下的混合料覆盖保温。碾压碾压分为初压、复压和终压三个阶段,试铺确定的碾压方式及温度要求为:⑴初压初压采用两台BW202开振碾压两遍,应紧随摊铺机后,在较高的温度下进行碾压,初压的温度控制在140〜150°C为宜,碾压时从外侧向中心进行,相邻碾压带应重叠1/3〜1/2轮宽,及时检测平整度、横坡,必要时予以适当修整,初压的终止温度不低于130笆,并不得产生推移、发裂。复压复压采用XP301胶轮压路机碾压2遍,两台YL25胶轮压路机各碾压2遍。复压应紧接在初压后进行,碾压应以达到要求压实度,并无明显轮迹为准。终压终压采用DD110静压2遍,紧接复压后进行,终压后表面温度不低于70C,碾压完毕无轮迹。碾压是保证沥青混凝土的压实度和提高沥青路面平整度的关键工序,因此,在施工中应安排专人负责碾压组合机械,对初压、复压、终压进行明显分段,并在规定的温度范围内按规定的程序进行碾压。碾压时还应注意的事项有:压路机应以慢而均匀的速度碾压,应遵守从外侧向中心、从低向高的碾压原则。表7-34压路机碾压速度(km/h)压路类型初压复压终压轮胎压路机3.5——振动压路机—4—钢轮压路机——2.5在对路缘石、路肩边缘进行碾压时,应增加碾压次数和频率。碾压时应将压路机的驱动轮面向摊铺机,碾压的线路及方向应保持-•致,不能转向,否则将导致混合料产生推移,形成拥包。压路机起步时应缓慢而行,停止时应挂空挡自然停止,不能踩急刹车。不能在未碾压成型并冷却的路段上调头或停车等候,振动压路机在己成型的路面上行驶时应关闭振动。振动压路机倒车时先停止振动,并在另一方向运动开始后开始振动,以免混合料形成鼓包。压路机每次由两端折回的位置阶梯形随机推进,使折回处不在同一断面上,在摊铺机摊铺的过程中,压路机不得随便停顿。碾压时应注意在不破坏路缘石的前提下尽量靠边,对“挤出”的料安排专人处理。碾压前对设备进行清洁,尽量减少对新铺沥青面层污染。施工接缝处理横向接缝处理在施工段结束时摊铺机在接近端部前约Im处熨平板稍稍抬起驶离现场,用人工将端部混合料铲齐后再予碾压,然后用3m直尺检查平整度,趁尚未冷透时用切缝机切除端部厚度不足的部分,使下次施工时成直角连接。横向接缝的碾压先用双轮压路机进行横向碾压,碾压带的外侧放置供压路机行驶的垫木,碾压时压路机位于己压实的混合料层上,伸入新铺层的宽度为15cm,然后每压一遍向新铺混合料移动15〜20cm,直至全部在新铺层上为止,再改为纵向碾压。纵向接缝的处理采用两台摊铺机成梯队联合摊铺方式的纵向接缝,应采用斜接缝。在前部已摊铺混合料部分留下10〜20cm宽暂不碾压作为后高程基准面,并有5〜10cm左右的摊铺层重叠,以热接缝形式在最后作跨接缝碾压以消缝迹。如果两台摊铺机相隔距离较短,也可•做一次碾压。上卜•层纵缝应错开15cm以上。(九)交通管制及防路面污染措施沥青混凝土面层摊铺过程中严禁一切车辆通行,待摊铺面层24小时后温度降至常温后,方可开放交通,如需提前开放交通时,应洒水冷却以降低混合料温度。对己经摊铺好的路面做好防污染工作,特别是在路肩及边坡防护未完成的情况下,设立专门的防污染小组,对污染的路面及时冲洗,为中面层顺利施工做好准备。四、沥青混凝土下面层质量检验沥青混凝土下面层质量检验标准如表7-35。表7-35沥青混合料的施工温度沥青加热温度160”C〜17O'C(5()号)混合料出厂温度正常范围150〜170'C,超过19O°C者废弃混合料运输到现场温度不低于150°C混合料摊铺温度,不低T正常施工不低于140-C低温施工不低于160“C开始碾压的混合料内部温度,不低正常施工不低于135°C于低温施工不低于15(TC碾压终了的表面温度,不低亍钢轮压路机不低于80*C表7-36沥青混凝土下面层施工阶段的质量检查标准项目检查频度质量要求或允许差试验方法施工温度:沥育混合料出厂温度每车料一次应符合表6.58的规定温度计测定运输到现场温度初压温度碾压终了温度矿料级配,与生产设计标准级配的差(%)0.075mm逐盘在线检测±2计算机采集数据计算<2.36mm±5>4.75intn±60.075mm逐盘检查,每天汇总1次,取平均值评定±1<2.36mm±2>4.75mm±20.075mm每台拌和机每天上、下午各1次±2拌和厂取样,用抽取后的矿料筛分<2.36mm±4>4.75mm±5沥青含量(油石比),与生产设计的差(%)逐盘在线检测±0.3计算机采集数据计算逐盘检查,每天汇总1次,取平均值评定±0.1每日每机上、下午各1次)0.1,+0.2拌和厂取样,离心法抽提旋转压实空隙率上下午各一次生产配合比空隙率±1%拌和厂取样,室内成型试验VMA上下午各一次生产配合比VMA±I%马歇尔试验:稳定度(KN)不小于每H每机上、下午各1次8.0拌和厂取样,室内成型试验流值(0.1mm)20-40空隙率(%)生产配合比压实度(%)每层1次/200加车道不小于97(旋转压实密度)不小于98(马歇尔密度)93〜97(最大理论密度)现场钻孔试验(用核子密度仪随时检查)厚度不超过1次/200m/车道-4mm钻孔检查并铺筑时随时插入量取,每日用混合料数量校核平整度不大于每车道连续检测1.4mm用连续式平整度仪检测宽度2处/100m不小于设计宽用尺量纵断面高度3处/100m±15mm用水准仪或全站仪横坡度3处/100m±0.3%用水准仪检测中线平面偏位不大于4点/200m20mm用经纬仪检测渗水系数不大于与压实度相同60ml/min改进型渗水仪学习任务一沥青混合料原材料准备沥青混合料的原材料主要有:粗集料、细集料、填料、沥青和外掺剂等。沥青路面使用的各种原材料运至现场后必须取样进行质量检验,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。沥青路面集料的选择必须经过认真的料源调查,确定料源尽可能就地取材。集料粒径规格以方孔筛为准,不同料源、品种、规格的集料不得混杂堆放。集料的技术要求按其性质可分为两类,即:材料的料源特性和加工特性。集料的料源特性是指由石料产地所决定的指标,如密度、压碎值、磨光值等;集料的加工特性是指反映加工水平的,如石料的级配组成,针片状颗粒含量、破碎粒石的破碎面比例、棱角性、含泥量等。一、粗集料粗集料料源沥青面层用粗集料主要有:碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等,但高速公路和一级公路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。采石场在生产过程中必须彻底沥青除覆盖层及泥土夹层。生产碎石用的原石不得含有土块、杂物、集料成品不得堆放在泥土地上。粗集料技术要求粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙,质量应符合表7-37的要求。集料表面粗糙的作用在于它能使沥青渗入空隙,集料能吸附较多的沥青结合料,使沥青膜变厚,增加沥青混合料的耐久性,另一个作用是使集料之间的嵌挤作用增强,混合料内部的内摩擦力增大。当单一规格集料的质量指标达不到要求,但按照集料配合比计算的质量指标符合要求时,工程
上允许使用。对受热易变质的集料,宜采用经拌和机烘干后的集料进行检验。表7-37沥青混合料用粗集料质量技术要求指标单位高速公路及一级公路其他等级公路表面层其他层次石料压碎值,不大于%262830洛杉矶磨耗损失,不大于%283035表观相对密度,不小于2.602.502.45吸水率,不大于%2.03.03.0坚固性,不大于%1212—针片状颗粒含虽(混合料),不大于%151820其中粒径大于9.5mm,不大于%1215—其中粒径小于9.5mm,不大于%1820—水洗法<O.O75mm颗粒含量,不大于%111软石含量,不大于%355注:①坚固性试验可根据需要进行。用于高速公路、一级公路时,多孔玄武岩的视密度可放宽至2.45t/m\吸水率可放宽至3%,但必须得到建设单位的批准,且不得用于SMA路面。对S14即3〜5规格的粗集料,针片状颗粒含量可不予要求,<0.075mm含量可放宽到3%。粗集料粒径规格粗集料的粒径规格应按表7-38的规定。表7-38沥青混合料用粗集料规格螂名称(im)通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)10675635337.531.52(x51913.29.54.752360.6S140〜7510090〜100——0〜15—0-5S240-6010090-100—。〜15—0-5S330-6010090-100——。〜15—0-5S4^-5010090-100——0〜15—0-5S520-^010090〜100——0-45—0-58615〜3010090-100——0-15—0-5S710-3010090-100———0〜150-5S810-2510090-100—0-15—0-5S910-2010090-100—0M50-5S10107510090-1000-150-5S115〜1510090-10040-700〜150-5S125〜1010090〜1000〜150-5S133〜1010090-10040〜700-200-5S143-510090〜1000-154.粗集料的磨光值要求高速公路、一级公路沥青路面的表面层(或磨耗层)的粗集料的磨光值应符合表7-39的要求。除SMA、OGFC路面外,允许在硬质粗集料中掺加部分较小粒径的磨光值达不到要求的粗集料,其最大掺加比例由磨光值试验确定。表7-39粗集料与沥青的粘附性、磨光值的技术要求5.粗集料与沥青粘附性要求雨量气候区1(潮湿区)2(湿润区)3(半干区)4(干旱区)年降雨量(mm)>10001000-500500-250<250粗集料的磨光值PSV,不小于高速公路、一级公路表面层42403836粗集料与沥青的粘附性,不小于高速公路、一级公路表面层5443高速公路、一级公路的其他层次及其他等级公路的各个层次4433粘附性是指沥青与集料表面的附着性能,沥青与集料的粘附性和抗剥离性能是防止路面破坏的最基本的条件之一。粗集料与沥青的粘附性应符合表7-39的要求,当使用不符要求的粗集料时,宜掺加消石灰、水泥或用饱和石灰水处理后使用,必要时可同时在沥青中掺加耐热、耐水、长期性能好的抗剥落剂,也可采用改性沥青的措施,使沥青混合料的水稳定性检验达到要求。6.破碎砾石对破裂面要求由于表面圆滑的砾石与沥青的粘附性很差,所以在使用破碎砾石时,选择符合要求的破碎面是至关重要的。破碎砾石应采用粒径大于50mm、含泥量不大于1%的砾石轧制,破碎砾石的破碎面应符合表7-40的要求。表7-40粗集料对破碎面的要求路面部位或混合料类型具有一定数量破碎面颗粒的含量(%)试验方法1个破碎面2个或2个以上破碎面沥育路面表面层高速公路、一级公路其他等级公路100809060T036I沥青路面中下面层、基层高速公路、一级公路其他等级公路907()8050SMA混合料10090贯入式路面8060二、细集料沥青路面的细集料包括天然砂、机制砂、石屑。机制砂是由制砂机生产的细集料,粗糙、洁净,棱角性好;石屑是石料破碎过程中表面剥落或撞下的棱角,细粉,它虽然棱角性好,与沥青的粘附性好,但石屑中粉尘含量很多,强度很低,扁平含量比例很大,且施工性能较差,不易压实,路面残留空隙率较大。在国外的标准中大都限制石屑的用量,而推荐采用机制砂。天然砂表面圆滑,与沥青的粘附性较差,使用太多对高温稳定性不利,但天然砂在施工时容易压实,路面好成型。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的颗粒级配,其质量应符合表7-41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。〜0.15mm)表示。细集料的棱角性指标对沥青混合料的施工性能和使用性能起着至关重要的作用。表7-41沥青混合料用细集料质量要求项目单位高速公路、一级公路其他等级公路表观相对密度,不小于—2.502.45坚固性(>0.3nim部分),不小于%12—含泥虽<<0.075mm的含量),不大于%35砂当量,不小于%6050亚甲蓝值,不大于g永g25—枝角性(流动时间),不小于S30—天然砂天然砂可采用河砂或海砂,通常宜采用粗、中砂,其规格应符合表7-42的规定。砂的含泥量超过规定时应水洗后使用,海砂中的贝壳类材料必须筛除。热拌密级配沥青混合料中天然砂的用量通常不宜超过集料总量的20%,SMA和OGFC混合料不宜使用天然砂。表7-42沥青混合料用天然砂规格筛孔尺寸(mm)通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)粗砂中砂细砂9.51001001004.7590〜10090〜10090〜1002.3665〜9575-9085〜1001.1835〜6550〜9075〜1000.615〜3030〜6060〜840.35〜208〜3015〜450.150〜100〜100〜100.0750〜50〜50〜5在通常情况下,偏粗的中砂是较好的材料,细砂应严格控制0.3〜0.6mm的量不要太多,避免出现“驼峰”级配。.石屑和机制砂石屑是采石场破碎石料时通过4.75mm或2.36mm的筛下部分,其规格应符合表7-43的要求。表7-43沥青混合料用机制砂或石屑规格规格名称公称粒径(mm)通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)9.54.752.361.180.60.30.150.075S150〜510090〜10060〜9040〜7520〜557〜402〜200〜10S160〜3—10080〜10050〜8025〜608〜450〜250〜15采石场在生产石屑的过程中应具备抽吸设备,高速公路和•级公路的沥青混合料,宜将S14与S16组合使用,S15可在沥青稳定碎石基层或其他等级公路中使用。12辅助工人30主要机械设备组织机械设备配备情况如表7-2所示。表7-2沥青混凝土下面层机械设备配置情况表机械名称型号数量沥青拌合机ACP-T40001摊铺机福格勒2振动压路机BW2022振动压路机DD1101胶轮压路机YL252XP3011装载机75B2L391洒水车6m12主要仪器设备配备段沥青混凝土下面层施工配备的主要试验仪器和检测仪器如表7-3o表7-3下面层主要仪器设备配置情况表试验项目仪器类型沥青试验针入度仪、延度仪、软化点仪、试模、恒温水浴沥青混合料试验沥青混合料马歇尔试验仪、马歇尔试件击实仪、试验用沥青混合料拌和机、脱模器、沥青混合料离心抽提仪、真空法理论最大相对密度试验仪、旋转压实仪集料试验标准筛(方筛孔)、集料压碎值试验仪、烘箱、砂当量仪检测试验路面取芯机、路面弯沉仪原材料准备沥青混凝土下面层需要的原材料主要有:粗集料、细集料、填料和沥青。粗集料石料采用石灰岩,要求石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石。如选用反击式破碎机轧制的碎石,严格控制细长扁平颗粒含量,确保粗集料的质量。对进场粗集料每500t检验-次,细集料每2001检验一次,同时检验材料的均匀性。进场后各级碎石分级堆放,避免窜料现象发生。沥青下面层使用的粗集料应满足表6-4的质昂:技术要求。表7-4沥青下面层用粗集料质量技术要求指标技术要求石料压碎值不大于(%)24洛杉矶磨耗损失不大于(%)28视密度不小于(t/n?)2.6吸水率不大于(%)2.0对沥青的粘附性不小于4级坚固性不大于(%)12针片状颗粒含量不大于(%)15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。三、填料填料是指在沥青混合料中起填充作用的粒径小于0.075mm的矿物质粉末。通常采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经加工磨细而成的矿粉,水泥、消石灰粉、粉煤灰等矿物质有时也可作为填料使用。矿粉的作用是吸附沥青,在沥青混合料中起到重要的作用。因此要求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,其质量应符合表7-44的技术要求。矿粉用量要适当,少了不足以形成足够的比表面吸附沥青,矿粉过多又会使胶泥成团,致使路面胶泥离析。表7-44沥青混合料用矿粉质量要求项目单位高速公路及一级公路其他等级公路表观密度,不小于t/m32.52.45含水量,不大于%11粒度范围<0.6mm<0.15mm<0.075mm%%%10090〜10075〜10010090〜10070〜100外观—无团粒结块—亲水系数—<1TO353塑性指数%<4T0354加热安定性—实测记录T0355拌和机的粉尘可作为矿粉的一部分回收使用。但每盘用量不得超过填料总量的25%,掺有粉尘填料的塑性指数不得大于4%。粉煤灰作为填料使用时,用量不得超过填料总量的50%,粉煤灰的烧失量应小于12%,与矿粉混合后的塑性指数应小于4%,其余质量要求与矿粉相同。高速公路、一级公路的沥青面层不宜采用粉煤灰作填料。四、沥青修筑热拌热铺沥青混凝土路面,应采用道路石油沥青。道路用煤沥青严禁用于热拌热铺的沥青混合料。沥青等级及标号的选用至关重要。沥青路面采用的沥青标号,宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位及受力特点、施工方法等,结合当地的使用经验,经技术论证后确定: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、60C粘度大的沥青,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。(4)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。我国大部分地区宜用针入度50级及70级的沥青,只有在很少寒冷地区适用于90级沥青,110级沥青适用于中轻交通的公路上。当缺乏所需标号的沥青时,可采用不同标号掺配的调和沥青,其掺配比例由试验决定。沥青必须按品种、标号分开存放,不得混杂。除长期不使用的沥青可放在自然温度下存储外,沥青在储罐中的贮存温度不宜低于130°C,并不得高于170°Co桶装沥青应直立堆放,加盖苫布。道路石油沥青在贮运、使用及存放过程中应有良好的防水措施,避免雨水或加热管道蒸气进入沥青中。五、改性沥青改性剂是指在沥青或沥青混合料中加入的天然的或人工的有机或无机材料,可熔融、分散在沥青中,改善或提高沥青路面性能。除了抗剥离剂、矿物填料、格栅、废橡胶粉、天然沥青外,目前所指的道路改性沥青一般是指聚合物改性沥青,主要分为三类:热塑性橡胶类(如SBS、SB、SIS)、橡胶类(SBR、CR、BR等)和热塑性树脂类(EVA、PE)等。采用改性沥青的目的主要是为了防止和减轻沥青路面出现早期损坏,适应于严重交通条件和气候条件的需要,使路面保持正常的使用状态。同时,通过采用改性沥青的技术途径,以全面提高沥青路面的使用性能,减少维修养护费用,延长使用寿命。例如日本的沥青路面修筑,当交通量在3000辆/日以上时必须采用改性沥青。(一)改性剂的品种选择沥青的改性剂选择应根据拟改善的路面性能来选择,如:⑴为提高抗永久变形能力,宜使用热塑性橡胶类或热塑性树脂类改性剂;⑵为提高抗低温开裂能力,宜使用热塑性橡胶类或橡胶类改性剂;⑶为提高抗疲劳开裂能力,宜使用热塑性橡胶类、、橡胶类或热塑性树脂类改性剂;⑷为提高抗水损害能力,宜使用各类抗剥落剂等外掺剂。各类聚合物改性沥青的质量应符合表7“5的技术要求。当使用表列以外的聚合物及复合改性沥青时,可通过试验研究制订相应的技术要求。表7-45聚合物改性沥青技术要求指标单位SBS类(I类),1^类(11类)EVA、PE类(III类)I-AI-BI-CI-DII-AII-BII-C11I-A11I-B11I-C11I-D针入度25*C,100g,5s0.1mm>10080-10060-8040-60>10080-10060-80>8060-8040-6030-40针入度指数PI,不小于-1.2-0.8-0.40-1.0-0.8-0.6-1.0-0.8-0.6-0.4延度5°C,5cm/min,不小于cm50403020605040—软化点T心,不小于°C4550556045485048525660运动粘度⑴135°C,不大于Pas3闪点,不小于°C230230230溶解度,不小于%9999—弹性恢复25C,不小于%55606575——粘韧性,不小于N-m—5—韧性,不小于N-m—2.5—贮存稳定性⑵离析,48h软化点差,不大于°C2.5—无改性剂明显析出、凝聚TFOT(或RTI'OT)后残留物质量变化,不大于%±1.0针入度比25C,不小于%5055606550556050555860延度5C,不小于cm30252015302010—注:[1]表中135“C运动粘度可采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)中的“沥青布氏旋转粘度试验方法(布洛克菲尔德粘度计法)”进行测定。若在不改变改性沥青物理力学性质并符合安全条件的温度下易于泵送和拌和,或经证明适当提高泵送和拌和温度时能保证改汁沥青的质量,容易施工,可不要求测定。[2]贮存稳定性指标适用于工厂生产的成品改性沥青。现场制作的改性沥青对贮存稳定性指标可•不作要求,但必须在制作后,保持不间断的搅拌或泉送循环,保证使用前没有明显的离析。制造改性沥青的基质沥青应与改性剂有良好的配伍性,其质量宜符合表6-6中A级或B级道路石油沥青的技木要求。供应商在提供改性沥青的质量报告时应提供基质沥青的质昂:检验报告或沥青样品。(二)改性剂的剂量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。FI前我国使用最多的SBS改性沥青,剂量大体在4.5%〜5%左右。(三)改性沥青的加工改性沥青宜在固定式工厂或在现场设厂集中制作,也可在拌和厂现场边制造边使用,改性沥青的加工温度不宜超过180°C。胶乳类改性剂和制成颗粒的改性剂可直接投入拌和缸中生产改性沥青混合料。现场制造的改性沥青宜随配随用,需作短时间保存,或运送到附近的工地时,使用前必须搅拌均匀,在不发生离析的状态下使用。改性沥青制作设备必须设有随机采集样品的取样口,采集的试样宜立即在现场灌模。工厂制作的成品改性沥青到达施工现场后存贮在改性沥青罐中,改性沥青罐中必须加设搅拌设备并进行搅拌,使用前改性沥青必须搅拌均匀。在施工过程中应定期取样检验产品质量,发现离析等质量不符要求的改性沥青不得使用。六、纤维稳定剂纤维目前普遍使用于SMA混合料中,在一般沥青混合料中也可以使用。纤维具有分散、吸附沥青、稳定、增粘等作用,对防止SMA沥青析漏的功效较好。纤维成为SMA必需成分的原因是因为SMA使用较多的矿粉与沥青,如果没有纤维,过多的矿粉和沥青将会成团,施工时不能分散开,将会形成许多油斑。(一)纤维的类型和质量在沥育混合料中掺加的纤维稳定剂有木质素纤维和矿物纤维。纤维可采用松散的絮状纤维或颗
粒状纤维。纤维应能承受250°C以上的干拌温度不变质、不发脆,且对环境不造成公害,不危害身体健康。纤维必须在混合料拌和过程中能充分分散均匀。木质素纤维和矿物纤维的质量应满足表7-46和表7-47的技术要求。表7-46木质素纤维质量标准项目指标筛分析:方法A:冲气筛分析纤维长度<6mm通过0.15mm筛70(±10%)方法B:普通筛分析纤维长度<6inm通过0.85mm筛85(±10%)逋过0.425mm筛65(±10%)通过0.106mm筛30(110%)灰分含量18(±5),无挥发物PH值7.5(±1.0)吸油率纤维质量的5.0(±1.0)倍含水率<5%(以质量计)表7-47矿物纤维质量标准项目指标筛分析:纤维长度<6n】ni纤维厚度<0.005mm球状颗粒含量:通过0.25mm筛90(±5%)通过0.063mm筛70(110%)(二)纤维的使用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。当采用颗粒纤维时,必须确认颗粒纤维在沥青混合料拌和过程中能均匀的分散开,为此纤维应该在加粗集料的同时加入拌和锅,并适当延长拌时间5〜10s。絮状纤维是在喷入沥青时同时加入拌和锅,由于其较容易与混合料搅拌均匀,也不需要增加拌和时间太多,但是,絮状纤维的包装很重要,在多雨潮湿地区,很容易受潮,而一旦受潮、成团,就无法使用。纤维的剂量纤维稳定剂的掺加比例以沥青混合料总量的质量百分率计算,通常情况下用于SMA路面的木质素纤维不宜低于。.3%,矿物纤维不宜低于0.4%,必要时可适当增加纤维用量。七、原材料质量检测与质量控制在沥青混凝土施工前必须对所用的各种原材料的来源和质量进行检查,对材料的存放场地、防雨和排水措施进行确认,不符合规范技术要求的材料不得进场。混合料在生产过程中,也必须按表7-48规定的项目和频度对材料进行抽样试验,质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)规范要求。
表7-48施工过程中材料质量检查的项目与频度注①表列内容是在材料进场时已按“批”进行了全面检查的基础上,日常施工过程中质量检查的项目与要求。材料检杏项目检行频度试验规程规定的平行试验次数或一次试验的试样数高速公路、一级公路其他等级公路外观(石料品种、含泥量等)随时随时—针片状颗粒含虽随时随时2〜3颗粒组成(筛分)随时必要时2粗集料压碎值必要时必要时2磨光值必要时必要时4洛杉矶磨耗值必要时必要时2含水量必要时必要时2颗粒组成(筛分)随时必要时2细集料砂当量必要时必要时2含水量必要时必要时2松方单位重必要时必要时2外观随时随时—矿粉<0.075mm含量必要时必要时2含水量必要时必要时2针入度每2〜3天1次每周1次3石油软化点每2〜3天1次每周1次2沥青延度每2〜3夭1次每周1次3含蜡量必要时必要时2〜3针入度每天1次每天1次3改性软化点每天1次每天1次2离析试验(对成品改性沥青)每周1次每周1次2沥青低温延度必要时必要时3弹性恢复必要时必要时3显微镜观察(对现场改性沥青)随时随时—乳化蒸发残留物含量每2〜3天1次每周1次2沥青蒸发残留物针入度每2〜3天1次每周1次2蒸发残留物含量每2〜3天1次每周1次2改性乳蒸发残留物针入度每2〜3天1次每周1次3化沥青蒸发残留物软化点每2〜3天1次每周1次2蒸发残留物的延度必要时必要时3“随时”是指需要经常检查的项目,其检查频度可根据材料来源及质虽波动情况由业主及监理确定:“必要时”是指施工各方任何一个部门对其质量发生怀疑,提出需要检查时,或是根据需要商定的检查频度。学习任务2沥青混合料配合比设计沥青混合料配合比设计是施工过程中一项I•分重要的工作,配合比设计不仅要满足规范的技术要求,而且应该具有良好的使用性能,施工操作性好及变异性小、容易压实,尤其要经得起实践考验,确保沥青路面不产生损坏。目前各种沥青混合料的配合比设计仍然采用体积指标设计,最基本的任务是:⑴选择并确定所使用材料;⑵确定各种材料的配比;⑶确定混合料的最佳沥青用量。一、矿料级配沥青混合料的矿料级配应符合工程设计规定的级配范围。经确定的工程设计级配范围是配合比设计的依据,不得随意变更。密级配沥青混合料矿料级配密级配沥青•混合料宜根据公路等级、气候及交通条件按表7-49选择采用粗型(C型)或细型(F型)混合料。表7-49粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率混徘|・烛公称最大粒径(mm)用以分类的彩建性筛孑L(mm)粗型密级配细型密级配名称关键性衔蛔率(%)名称炽性筛/厕过数%)AC-2526.54.75AC-25C<40AC-25F>40AC-20194.75AC-20C<45AC-20F>45AC-16162.36AC-16C<38AC-16F>38AC-1313.22.36AC-13C<40AC-13F>40AC-109.52.36AC-10C<45AC-10F>45对夏季温度高、高温持续时间长,重载交通多的路段,宜选用粗型密级配沥青混合料(AC-C型),对冬季温度低、旦低温持续时间长的地区,或者重载交通较少的路段,宜选用细型密级配沥青混合料(AC-F型)。密级配沥青混合料规范推荐矿料级配如表7-50,通常情况下工程设计级配范围不宜超出表7-50的要求。表7・50密级配沥青混凝土混合料矿料级配范围级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075粗粒式AC-2510090-10075-9065-8357-7645-6524-5216-4212-338-245-174-133-7中粒式AC-2010090-10078-9262-8050-7226-5616-4412-338-245-174-133-7AC-1610090-10076-9260-8034-6220-4813-369-267-185-144-8细粒式AC-1310090-10068-8538-6824-5015-3810-287-205-154-8AC-1010090-10045-7530-5820-4413-329-236-164-8砂粒式AC-510090-10055-7535-5520-4012-287-185-10其他类型沥青混合料矿料级配其他类型的混合料宜直接以表7-51〜表7-55作为工程设计级配范围。表7-51沥青玛蹄脂碎石混合料矿料级配范围
级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075中粒式SMA-2010090-10072-9262-8240-5518-3013-2212-2010-169-148-138-12SMA-I610()90-10065-8545-6520-3215-2414-2212-1810-159-148-12细粒式SMA-I310090-10050-7520-3415-2614-2412-2010-169-158-12SMA-IO10090-10028-6020-3214-2612-2210-189-16S-I3表7-52开级配排水式磨耗层混合料矿料级配范围级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075中粒式OGFC-1610090-10070-9045-7012-3010-226-184-153-123-82-6OGFC-1310090-10060-8012-3010-226-184-153-123-82-6细粒式OGFC-1010090-10()50-7010-226-184-153-123-82-6表7-53密级配沥青碎石混合料矿料级配范围级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)5337.531.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075特粗式ATB-4010090-10075-9265-8549-7143-6337-5730-502(M015-3210-258-185-143-102-6ATB-3010090-10070-9053-7244-6639-6031-512(M015-3210-258-185-143-102-6粗粒式ATB-2510090-10060-8048-6842-6232-52204015-3210-258-185-143-102-6表7-54半开级配沥青碎石混合料矿料级配范围级配类型~通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075中粒式AM-2010090-10060-8550-7540-6515-1()5-222-161-120-100-80-5AM-1610090-10060-8545-6818-406-253-181-140-100-80-5细粒式AM-1310090-10050-8020-458-284-202-16()-100-80-6AM-1010090-10035-6510-355-222-160-120-90-6表7-55开级配沥青碎石混合料矿料级配范围~血m并溥百分斯533753152651916132954.752361.180.6030.150.(175AIPBO100RIO)55«54S-7532-D206512-500-3Q-3030-30-30-303AIPB-30IQ)80-10055^536^025-75I4W0303030-30-303Q-3AIPB-2510080-10060-10045-903W216-700303住30-3(K3030-3二、沥青混合料技术要求沥青混合料配合比设计采用马歇尔试验设计方法时,要求设计完成的沥青混合料应满足规范所列的各项技术要求,并具有良好的施工性能。当采用其他方法设计沥青混合料时,应按规范要求进行马歇尔试验及各项配合比设计检验。
沥青混合料马歇尔试验技术标准各种沥青混合料的马歇尔试验技术标准如表7・56〜7-59:表7-56密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准试验指标单位高速公路、一级公路其他等级公路行人道路夏炎热区(1-1、1-2试验指标单位高速公路、一级公路其他等级公路行人道路夏炎热区(1-1、1-2、1-3、Z区)夏热区及夏凉区(2-1、2-2、2-3、2-4、3-2区)中轻交通重载交通中轻交通重载交通击实次数(双面)次755050试件尺寸mm(空隙率VV深约90mm以内%3〜54~62〜43〜53〜62〜4深约90mm以下%3〜62〜43〜63〜6—稳定度MS不小于kN853流值FLmm2〜41.5—42〜4.52〜42-4.52〜5矿料间隙率VMA(%)不小于设计空隙率(%)相应于以下公称最大粒径(mm)的最小VMA及VFA技术要求(%)26.5191613.29.54.752101111.51213153111212.51314164121313.51415175131414.51516186141515.5161719沥青饱和度VFA(%)55〜7065〜7570〜85(本表适用于公称最大粒径W26.5mm的密级配沥青混凝土混合料)当设计的空隙率不是整数时,由内插确定要求的VMA最小值。对改性沥青混合料,马歇尔试验的流值可适当放宽。表中各指标的含义为:⑴VV——压实沥青混合料的空隙率,即矿料及沥青以外的空隙(不包括矿料自身内部的孔隙)的体枳占试件总体枳的百分率。(2)VMA——压实沥青混合料的矿料间隙率,即试件全部矿料部分以外的体积占试件总体积的百分率。⑶VFA——压实沥青混合料的沥青饱和度,即试件矿料间隙中扣除被集料吸收的沥青以外的有效沥青结合料部分的体积在VMA中所占试的百分率。⑷MS一一马歇尔稳定度,是指在规定条件下采用马歇尔试验仪测定的沥青混合料所能承受的最大荷载,单位为kN。FL——flowvalue,流值,指马歇尔试验时相应于最大荷载时试件的竖向变形,以mm计。表7-57沥青稳定碎石混合料马歇尔试验配合比设计技术标准
试验指标单位密级配基层(ATB)半开级配面层(AM)排水式开级配磨耗层(OGFC)排水式开级配基层(ATPB)公称最大粒径mm26.5mm>31.5mmW26.5mniW26.5nim所有尺寸马歇尔试件尺寸mm(p101.6mmx63.5mm<p152.4mmx95.3mm(<pl01.6mmx63.5mm(p152.4mmx95.3mm击实次数(双面)次75112505075空隙率VV'1-%3~66〜10不小于18不小于18稳定度MS,不小于kN7.5153.53.5—流值FLmm1.5-4实测———沥青饱和度VFA%55〜7040〜70——密级配基层ATB的矿料间隙率VMA不小于(%)设计空隙率(%)ATB-40ATB-30ATB-2541111.51251212.51361313.514注:①在干旱地区,可将密级配沥青稳定碎石基层的空隙率适当放宽到8%。表7.58SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求试验项目单位技术要求不使用改性沥青使用改性沥青马歇尔试件尺寸mm(马歇尔试件击实次数同两面击实50次空隙率VV⑵%3〜4矿料间隙率VMA⑵,不小于%17.0粗集料骨架间隙率VCAnux'3',不大于VCAdrc沥青饱和度VFA%75〜85稳定度MS同,不小于kN5.56.0流值FLmm2〜5—谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失%不大于0.2不大于0.1肯塔堡飞散试验的混合料损失%不大于20不大于15注:①对集料坚硬不易击碎,通行重载交通的路段,也可将击实次数增加为双面75次。对高温稳定性要求较高的重交通路段或炎热地区,设计空隙率允许放宽到4.5%,VMA允许放宽到16.5%(SMA-16)或16%(SMA-19),VFA允许放宽到70%。试验粗集料骨架间隙率VCA的的关键性筛孔,对SMA-19、SMA-16^指4.75mm,对SMA-13、SMA-10是指2.36mni«稳定度难以达到要求时,容许放宽到5.0kN(非改性)或5.5kN(改性),但动稳定度检验必须合格。表中VCA和VCAim的含义为:⑴VCA——压实沥青混合料的粗集料骨架间隙率,即试件的粗集料骨架部分以外的体积占试件总体积的百分率。(2)VCAr.RC——捣实状态下的粗集料松装间隙率。表7-590GFC混合料马歇尔试验配合比设计技术要求试验项目单位技术要求马歇尔试件尺寸mm(p!01.6mm><63.5mm马歇尔试件击实次数两面击实50次空隙率VV%18〜25马歇尔稳定度MS,不小于kN3.5析漏损失%<0.3肯特堡飞散损失%<20三、沥青混合料使用性能检验沥青混合料的各种配合比设计都以体积设计为主,但是必须进行高温抗车辙性、水稳定性、抗裂性能、渗水性检验以验证设计的合理性。不符合要求的沥青混合料,必须更换材料或重新进行配合比设计。高温抗车辙性能检验对用于高速公路和一级公路的公称最大粒径等于或小于19mm的密级配沥青混合料及SMA和OGFC混合料,车辙试验应满足表7-60的要求。表7-60沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求气候条件与技术指标相应于下列气候分区所要求的动税定度(次/mm)七月平均最高气温(°C)及气候分区>3020〜30<201.夏炎热区2.夏热区3.夏凉区1-11-21-31-42-12-22-32-43-2普通沥青混合料,不小于8001000600800600改性沥青混合料,不小于24002800200024001800SMA混合料非改性,不小于1500改性,不小于3000OGFC混合料1500(-般交通路段)、3000(重交通虽路段)注:①如果其他月份的平均最高气温高于七月时,可使用该月平均最高气温。在特殊情况下,如钢桥面铺装、重载车特别多或纵坡较大的长距离上坡路段、厂矿专用道路,可酌情提高动橹定度的要求。对因气候寒冷确需使用针入度很大的沥青(如大于100),动稳定度难以达到要求,或因采用石灰岩等不很坚硬的石料,改性沥青混合料的动稳定度难以达到要求等特殊情况,可酌情降低要求。为满足炎热地区及重载车要求,在配合比设计时采取减少最佳沥青用量的技术措施时,可适当提高试验温度或增加试验荷载进行试验,同时增加试件的碾压成型密度和施工压实度要求。车撤试验不得采用二次加热的混合料,试验必须检验其密度是否符合试验规程的要求。如需要对公称最大粒径等于和大于26.5mm的混合料进行车辙试验,可适当增加试件的厚度,但不宜作为评定合格与否的依据。车辙试验被认为是沥青混合料性能检验中最重要的指标。车辙试验是在温度60°C、荷载0.7MPa.速率42次/min标准条件下试验的。车辙大小除受混合料自身影响外,还与荷载、温度、时间(含车速)有很大关系。根据观测,车辙多发生在路面连续7d平均最高气温在28°C以上的日子里。我国绝大部分地区夏季高温季节都在此温度以上,所以都有可能发生车辙。
水洗法<0.075mm颗粒含量不大于(%)1.0软石含量不大于(%)3.02.细集料采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的石粉,石质为石灰岩。沥青下面层采用的细集料的规格应满足表7-5要求,通过筛分试验确定。表7-5沥青下面层用细集料规格规格公称粒径(mm)通过下列方筛孔(mm)的质量百分率⑴4.752.361.180.60.30.150.075S160〜310080〜10050〜8025〜608〜450〜25。〜15填料填料宜采用经石灰岩碱性石料磨细得到的矿粉。矿粉必须干燥、清洁。填料的质量技术要求应满足表6.30所列的值:表7-6沥青面层用矿粉质量技术要求指标质量技术要求视密度(t/m3)不小于2.50含水量(%)不小于1粒度范围<0.6mm(%)100<0.15mm(%)90〜100外观无团粒结块亲水系数<1塑性指数<4注:亲水系数宜小于0.8。沥青沥青采用优质道路石油沥青,标号为70,沥青的各项技术指标应满足规范及设计要求,该工程沥青的各项技术指标如表7-7所示。表7-7道路石油沥青技术要求
检验项目70号针入度(25°C,100g,5S)(0.1mm)60〜80延度(5cm/min,15,0(0.1cm)不小于100延度(5cm/min,104C)(0.1cm)不小于20软化点(环球法)(C)不小于46溶解度(三敏乙烯)(%)不小于99.5针入度指数PI-1.3〜+1.0薄膜加热试验(163°C,5h)质星损失(%)不大于0.6针入度比(%)不小于65延度(15C)(0.1cm)不小于100延度(10"C)(0.1cm)不小于6闪点(C)不小于260含蜡量(蒸饲法)(%)不大于2密度(15°C)(g/cn?)不小于1.01动力粘度(绝对粘度,60*0(pa.s)不小于1802.水稳定性检验沥青混合料必须在规定的试验条件卜进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验以检验沥青混合料的水稳定性,并同时符合表7-61中的两个要求。表7・61沥青混合料水稳定性检验技术要求气候条件与技术指标相应于下列气候分区的技术要求(%)试验方法年降雨量(mni)及气候分区>1000500-1000250〜500<2501.潮湿区2.湿润区3.半干区4.干旱区浸水马歇尔试验残留稳定度(%),不小于普通沥青混合料8075T0709改性沥青混合料8580SMA混合料普通沥青75改性沥青80冻融劈裂试验的残留强度比(%),不小于普通沥青混合料7570T0729改性沥青混合料8075SMA混合料普通沥青75改性沥青80如达不到要求时,必须采用在沥青中掺加耐热、耐水、长期性能好的抗剥落剂,也可采用改性沥青的措施,使沥青混合料的水稳定性检验达到要求。掺加外加剂的剂量由沥青混合料的水稳定性检验确定。当采用抗剥落措施后,应调整最佳沥青用量后再次试验以检验沥青混合料的的水稳定性。.低温抗裂性能检验宜对密级配沥青混合料在温度-10C、加载速率50mm/min的条件下进行弯曲试验,测定破坏强度、破坏应变、破坏劲度模晟,并根据应力应变曲线的形状,综合评价沥青混合料的低温抗裂性能。其中沥青混合料的破坏应变宜不小于表7-62的要求。表7-62沥青混合料低温弯曲试验破坏应变(四)技术要求气候条件与技术指标相应于下列气候分区所要求的破坏应变(M)试验方法年极端最低气温(C)及气候分区<-37.0-21.5〜-37.0-9.0〜-21.5>-9.01.冬严寒区2.冬寒区3.冬冷区4.冬温区1-12-11-22-23-21-32-31-42-4普通沥青混合料不小于260023002000T0728改性沥青混合料不小于300028002500渗水性能检验宜利用轮碾机成型的车辙试验试件,脱模架起进行渗水试验,并符合表7-63的要求。表7-63沥青混合料试件渗水系数(n)L/min)技术要求
级配类型渗水系数要求(ml/min)试验密级配沥青混凝土,不大于120方法SMA混合料,不大于80SMA混合料,不大于80OGFC混合料,不小于iiiTO73O四、热拌沥青混合料配合比设计热拌沥青混合料的配合比设计应通过目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段,确定沥青混合料的材料品种及配合比、矿料级配、最佳沥青用最。(一)第一阶段一一目标配合比设计阶段目标配合比设计阶段的主要任务是:优选矿料级配、确定最佳沥青用量,使其符合配合比设计技术标准和配合比设计检骑要求,以此作为目标配合比,供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。密级配沥青混合料目标配合比设计流程如图7-2所示。
图7-2密级配沥青混合料目标配合比设计流程图矿料级配计算沥青路面工程的混合料设计级配范围由工程设计文件或招标文件规定,密级配沥青混合料的设计级配宜在表7-49的级配范围内,根据公路等级、工•程性质、气候条件、交通条件、材料品种等因素,通过对条件大体相当的工程使用情况进行调查研究生调整确定,必要时允许超出规范级配范围。调整工程设计级配范围宜遵循下列原则:首先确定采用粗型(C型)或细型(F型)的混合料。对夏季温度高、高温持续时间长,重载交通多的路段,宜选用粗型密级配沥青混合料(AC-C型),并取较高的设计空隙率。对冬季温度低、且低温持续时间长的地区,或者重载交通较少的路段,宜选用细型密级配沥青混合料(AC-F型),并取较低的设计空隙率。为确保高温抗车辙能力,同时兼顾低温抗裂性能的需要。酿合比设计时宜适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量,减少0.6mm以下部分细粉的用量,使中等粒径集料较多,形成S型级配曲线,并取中等或偏高水平的设计空隙率。确定各层的工程设计级配范围时应考虑不同层位的功能需要,经组合设计的沥青路面应能满足耐久、稳定、密水、抗滑等要求。根据公路等级和施工设备的控制水平,确定的工程设计级配范围应比规范级配范围窄,其中75mm和2.36mm通过率的上下限差值宜小于12%。沥青混合料的配合比设计应充分考虑施工性能,使沥青混合料容易摊铺和压实,避免造成严重的离析。高速公路和•级公路沥青路面矿料配合比设计宜借助电子计算机的电子表格用试配法进行。其他等级公路沥青路面也可参照进行。矿料级配曲线按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程»T0725的方法绘制(图7-3)o以原点与通过集料最大粒径100%的点的连线作为沥青混合料的最大密度线。筛?LR寸(ram)(笠筛?LR寸(ram)(笠图7-3矿料级配曲线示例对高速公路和一级公路,宜在工程设计级配范围内计算1〜3组粗细不同的时比,绘制设计级配曲线,分别位于工程设计级配范围的上方、中值及卜方。设计合成级配不得有太多的锯齿形交错,且在0.3mm〜0.6mm范围内不出现“驼峰当反复调整不能满意时,宜更换材料设计。马歇尔试验⑴试件制作温度确定沥青混合料马歇尔试件的制作温度应与施工实际温度相一致。普通沥青结合料的施工温度宜通过在135C及175°C条件下测定的粘度一温度曲线按表7-64的规定确定。表7-64确定沥青混合料拌和及压实温度的适宜温度缺乏粘温曲线数据时,可参照表7-65的要求进行拌制试件。粘度适宜于拌和的沥青结合料粘度适宜于压实的沥青结合料粘度测定方法表观粘度(0.17±0.02)Pa-s(O.28±O.O3)Pa-sT0625运动粘度(170±20)mnr/s(28O±3O)mm2/sT0619赛波特粘度(85±10)s(140±15)sT0623表7-65热拌沥青混合料的制作温度(°C)施工工序石油沥青的标号50号70号90号1】0号130号沥青加热温度160〜170155〜165150〜160145〜155140〜150矿料加热温度集」四加热温度比沥青温度高10〜30(填料不加热)沥青混合料拌和温度150-170145〜165140〜160135〜155130〜150试件击实成型温度140-160135〜155130〜150125〜145120〜140(2)预估沥青用量计算矿料的合成毛体枳相对密度ysb。TOC\o"1-5"\h\z100r,sb=pp-(7-1)%+生+......+担/i/2n式中:PhP2Pn——为各种矿料成分的配合比,其和为100;兀、"……Yn—为各种矿料相应的毛体积相对密度。计算矿料的合成表观相对密度ysa。100Ysa=p7(7_2)式中:Pl、P2Pn——各种矿料成分的配比,其和为100:K、、…、/n——为各种矿料按试验规程方法测定的表观相对密度。按式(7-1域式(7-2)预估沥青混合料的适宜的油石比乙或沥青用量为丹。
p〃=Ysb(7-3)—鸟—xlOO100+7.吻p〃=Ysb(7-3)—鸟—xlOO100+7.吻(7-4)Pb—预估的最佳沥青用量(占混合料总量的百分数),(%);P小——己建类似工程沥青混合料的标准油石比,(%);Ysh一料的合成毛体枳相对密度;膈——己建类似工程集料的合成毛体积相对密度。(3)确定矿料的有效相对密度对非改性沥青混合料,宜以预估的最佳油石比拌和2组混合料,采用真空法实测最大相对密度,取平均值。然后由式(7-5)反算合成矿料的有效相对密度兀-。(7-5)100-/5一业上(7-5)式中:r.se——合成矿料的有效相对密度;ph—试验采用的沥青用量(占混合料总量的百分数),(%);L——试验沥青用量条件下实测得到的最大相对密度,无量纲;——沥青的相对密度(25°C/25°C),无量纲。⑷测定压实沥青混合料试件的毛体积密度以预估的油石比为中值,按一定间隔(对密级配沥青混合料通常为0.5%,对沥青碎石混合料可适当缩小间隔为0.3%〜0.4%),取5个或5个以上不同的油石比分别成型马歇尔试件(如预估油石比4.8%,可选3.8%、4.3%、4.8%、5.3%、5.8%等)。测定压实沥青混合料试件的毛体税相对密度力和吸水率,取其平均值。测试方法采用规定如下:通常采用表干法测定毛体积相对密度;对吸水率大于2%的试件,宜改用蜡封法测定毛体积相对密度。⑸确定沥青混合料的最大理论相对密度对非改性的普通沥青混合料,在成型马歇尔试件的同时,用真空法实测各组沥青混合料的最大理论相对密度。当只对其中一组油石比测定最大理论相对密度时,也可按式(7-6)或(7-7)计算其他不同油石比时的最大理论相对密度。(7-6)100+己,
性咚
rXeYb
(7-6)(7-7)100YseYh(7-7)式中:n-—相对于计算沥青用量P历时沥青混合料的最大理论相对密度,无量纲;P(li——所计算的沥青混合料中的油石比,%;p历——所计算的沥青混合料的沥青用量,P”=4,/(i+4),%;PSI—所计算的沥青混合料的矿料含量,4=100—Pu%;Yse——矿料的有效相对密度,按式(7・5)计算,无量纲;yh―青的相对密度(25C/25C),无量纲。⑹计算沥青混合料各种体积指标按式(7-8)〜(7-10)计算沥青混合料试件的空隙率、矿料间隙率VMA、有效沥青的饱和度VFA等体积指标,取1位小数,进行体积组成分析。W=(l-2~)xlOO(7罚VM4=fl--^-xPjxlOO(7-9)I&)VFA=VMA^/Vx\OO(7-10)VMA式中:vv——试件的空隙率,%;VMA——试件的矿料间隙率,%;VFA——试件的有效沥青饱和度(有效沥青含量占VMA的体积比例),%;Yf—试件的毛体积相对密度,无量纲;匕——沥青混合料的最大理论相对密度,无量纲;Ps—各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和,即Ps=100-Pb,%;ysh——料混合料的合成毛体积相对密度。进行马歇尔试验,测定马歇尔稳定度及流值。确定最佳沥青用量(或油石比)以油石比或沥青川量为横坐标,以马歇尔试验的各项指标为纵坐标,将试验结果点入图7-4中,连成圆滑的曲线。
图7-4马歇尔试验结果示例注:图中a>=4.2%,«2=4.25%,a.=4.8%,iu=4.7%0AC,=4.49%(由4个平均值确定),0ACm4.3%,0ACM3%,0AG=4.8%,0AC=4.64%。此例中相对于空隙率4%的油石比为4.6%确定均符合规范规定的沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACmin〜OACmax(确定OACmin〜OAC,„ax时不包括VMA)。选择的沥青用异:范围必须涵盖设计空隙率的全部范围,并尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围,并使密度及稳定度曲线出现峰值。如果没有涵盖设计空隙率的全部范围,试验必须扩大沥青用量范围重新进行。确定沥青混合料的最佳沥青用量OAG。在曲线图7-4上求取相应于密度最大值、稳定度最大值、目标空隙率(或中值)、沥青饱和度范围的中值的沥青用量*、a?、a3>a”按式(7-11)取平均值作为OAG。OACi=(ai+a:+aa+a4)/4(7-11)如果在所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围,按式(7-12)求取3者的平均值作为OACi。OACi=(ai+a:+a?)/3(7-12)对所选择试验的沥青用量范围,密度或稳定度没有出现峰值(最大值经常出现在曲线的两端)时,可直接以目标空隙率所对应的沥青用量a3作为OAG,但OAG必须介于OACmm〜OACny的范围内。否则应重新进行时合比设计。确定沥青混合料的沥青用量中值OAC2。以各项指标均符合技术标准(不含VMA)的沥青用量范围OACmin〜OACmax的中值作为OAC2oOAC2=(OACmin+OACmax)/2(7-13)确定沥青混合料的计算最值沥青用量OACo通常情况下取OAG及OAC2的中值作为计算的最佳沥青用量OAC。OAC=(OACi十OAC2)/2(7-14)检验和确定沥青混合料的最值沥青用量OAC。按(7-14)计算的最佳油石比OAC,从图7-4中得出所对应的空隙率和VMA值,检验是否能满足表7-55或表7-56关于最小VMA值的要求。OAC宜位于VMA凹形曲线最小值的贫油一侧。当空隙率不是整数时,最小VMA按内插法确定,并将其画入图7-4中。检查图7-4中相应于此OAC的各项指标是否均符合马歇尔试验技术标准。最终根据实践经验和公路等级、气候条件、交通情况,调整确定最佳沥青•用量OAC。计算有效沥青含量按式(7-15)及(7-16)计算沥青结合料被集料吸收的比例及有效沥青含量。Pb=E一&xl00(7-15)Yse^Ysh%=匕_依"、(7-16)式中:Pba一一沥青混合料中被集料吸收的沥青结合料比例,%Pbe一一沥青混合料中的有效沥青用量,%Yse——集料的有效相对密度,无量纲;&——料的合成毛体积相对密度;Yh——沥青的相对密度(25°C/25°C),无量纲;Pb——沥青含量,%;P,—
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