大粒径透水性沥青混合料lsm施工工法

大粒径透水性沥青混合料LSPM-25施工工法（北京xxxx建设有限公司）一、前言大粒径沥青混合料柔性基层（Large-StonePorousMixes）是指混合料最大公称半径大于26.5mm、具有一定空隙率能够将水分自由排出路面结构的沥青混合料。LSPM首先提出来自美国一些州的经验，美国一些州对应用于30年以上的公路运营状况进行了调查，发现一些运营状况良好的一些路面基层采用了较大粒径的单粒径嵌挤型沥青混合料。因而提出以单粒径形成嵌挤为条件进行混合料设计，从而形成了开级配大粒径透水性沥青混合料（LSPM）。美国NCHRP联合攻关项目对大粒径沥青混合料也进行了相关研究，最终得到了研究报告HCHRRPReport——386。我国于2001年开始进行了大量的研究和应用，并对其级配与各项技术指标进行了研究，使其更适应于我国具体情况。目前我国高速公路通车里程已突破200万公里，其中沥青路面占大多数。由于目前施工技术、经济原因，半刚性基层沥青路面目前是已建沥青路面主要结构形式。半刚性基层整体强度高、板性好、使沥青路面有较好的承载力、而且材料易取。然而，再通过运营一段时间后，就必须加以改造，以恢复其原有使用功能、尤其在路面出现早期损坏后，就必须再加铺一层。但是由于这种加铺方案具有很多优点，但也存在诸多缺点，工程量大，以及未能充分利用旧路面面层，浪费严重。最大的缺陷在于改造后并不能避免反射裂缝的发生，以及无法排水，最终新沥青面层比原来损坏的更严重。为解决这些问题就必须对原设计加以优化，改变路面基层结构，重点开发半开级配具有良好排水性柔性基层。2001——2006年，山东省交科所，交通厅以部分新建高速公路为载体，在山东省首次进行了部分路段加铺LSPM-35柔性基层试验路段，并由此拉开对这项技术更深一步的研究。北京市从2010年4月在京沈路K49+000-K57+510大修进行LSPM-25试验路段，积累了一些的成功经验。二、工法特点2.1施工机械与仪器的配置施工时必须配齐施工机械和易损配件，做好开工前的机械设备的保养和调试,LSPM采用机械化连续摊铺作业，为避免混合料施工离析，在宽幅路面（＞10米）施工时，应采用两台摊铺机梯队作业，以确保摊铺质量。一个施工点必须配备以下主要施工机械：间歇式沥青混合料拌合机。拌合机产量至少应大于240T/H，另配有80T以上保温储料仓，有良好的二级除尘装置。全部生产过程应由计算机自动控制，并配备完好的打印系统。沥青混合料摊铺机两台，摊铺机必须同厂家、同型号。采用梯队摊铺时应再增加一台摊铺机，以备留用。压路机：13T刚轮压路机2台，11T刚轮压路机1台，胶轮压路机1台。载重量15T以上的自卸汽车不少于20辆。8L洒水汽车1辆。试验仪器。主要测量质检设备有全站仪、水准仪、钢尺、3米直尺、改锥、针入度仪、软化点仪、回流式抽提仪、马歇尔击实仪、烘箱、冰箱、静水力学天平、八轮仪、取芯机、铺砂仪、摆式仪等。2.2由于大粒径透水性沥青混合料施工工艺要求较高，容易离析，摊铺厚度对混合料离析有很大影响，当摊铺厚度变厚时可以明显减少离析程度，因此在摊铺过程中应注意检查摊铺的厚度，保证混合料的最小摊铺厚度。LSPM-25其最大公称粒径为26.5mm，这样最小摊铺厚度至少为公称粒径的3倍，其摊铺厚度应为79.5mm。如果采用两层摊铺，第二层会对第一层造成很大的破坏；另外由于LSPM的设计为骨架空隙结构，同时也为了避免更多的粗骨料破碎和混合料离析，所以采用一次摊铺厚度。三、适用范围本工法适用于高速公路、一、二级公路和城市快速路、主干路等沥青混合料路面。四、工艺原理配合比设计与传统的沥青混合料设计相比，LSPM设计采用新的理念，从级配设计角度考虑，LSPM应是一种新型的沥青混合料。通常有较大粒径（25-62cm）的单粒径形成骨架。有一定量的细集料填充而形成骨架型沥青混合料。LSPM-25采用半开级配，使其形成单一粒径骨架嵌挤，其孔隙率为13%-18%，具有良好的排水性能，又具有较高的模量与耐久性。LSPM的胶结料通过采用高粘度、高温性能好的改性沥青（如MAC、SBS沥青），从根本上改变了LSPM路面的结构受力模式，大幅度提高了路面的抗疲劳性能，延长了路面的使用寿命。LSPM为单一粒径骨架嵌挤性混合料，9.5mm以上粗集料比列在70%左右，形成了完整的骨架嵌挤，因此具有良好的高温稳定性。LSPM内部的孔隙有助于消减裂缝尖端的应力集中，使其具有一定的抑制裂缝扩展的作用；同时，由于LSPM的模量（400～600MPa）明显低于普通沥青混凝土（1000～1400MPa），因此更具柔韧性，从而提高了其抗反射裂缝的能力。施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程监理检验合格的下封层监理检验合格的下封层下封层整洁无污染作业机械就位准备沥青、石料沥青、石料加热沥青混合料拌和沥青混合料运至施工现场摊铺机摊铺压路机初压、复压、终压自检验收合格监理验收控制交通、防止污染5.2操作要点1、准备工作1）材料准备认真进行材料调查，准确掌握各种原材料的性能、价格、运距等方面的信息，在材料进场前后都要抽样送检，在确保各项指标都合格后才能大批量进场和使用，且经选择的材料在施工过程中应保持稳定，不得随意变更。2）下承层准备LSPM—25施工前下封层整洁、无污染。各种施工机具应作全面检查并经调试证明处于性能良好状态，机械数量足够，施工能力配套，重要机械宜有备用设备。2、LSPM拌和要求LSPM-25沥青混合料必须在沥青拌和厂拌制，各种原材料应分堆分层堆放，粗集料尽量降低堆放高度。细集料应覆盖防雨，刚破碎的新鲜集料放置一周以上使用，防止沥青混合料剥离。拌合与摊铺能力必须匹配，LSPM混合料拌和站的生产量不低于240t/h。严格控制拌和温度，以防LSPM矿料中较小的细集料在干燥筒中过热，使沥青老化。混合料出厂温度控制在175℃-185℃，废弃料温度为195℃。由于LSPM结构中粗集料多且沥青含量小，为保证混合料的均匀性，拌和时间至少为45s，一般由试拌确定。沥青混合料的拌合、施工温度控制℃沥青加热温度矿料加热温度混合料出厂温度度初压温度碾压终了温度160-1755185-2000175-1855165-1755≥90为了充分发挥沥青混合料中粗集料的作用，粗集料必须洁净、干燥、表面粗糙。LSPM-25的配合比设计按目标配合比、生产配合比及试拌、试铺几个阶段进行矿料筛分与合成级配一览表筛孔尺寸（mm）10-30mmm10-20mmm5-10mm机制砂矿粉级配（%）中值（%）范围（%）31.5100100100100100100.010010026.585.610010010010093.58470-981915.599.510010010061.867.550-85163.386.310010010052.85741-7313.20.554.810010010043.04732-629.50.210.299.410010030.732.520-454.750.20.834.910010017.217.56-292.360.10.58.266.11009.2126-181.180.10.44.331.71005.193-150.60.10.42.621.41003.762-100.30.10.41.612.298.92.41-70.150.10.41.38.296.52.23.51-60.0750.10.415.788.71.82.51-4配比452717101100由于混合料的特殊性容易离析，所以从开始就注意避免离析的发生，运输过程中应尽量减少刹车，以减少混合料的离析。运输车应当在摊铺机前10cm-30cm处停住，不得撞击摊铺机。沥青混合料的摊铺机械可采用具有自动找平装置的摊铺机摊铺。混合料的摊铺温度控制在170-175℃3、LSPM运输采用插入式数字显示热电偶温度计检验沥青混合料的出厂温度和运到现场温度，插入深度要大于150mm,在运料卡车侧面中部设专用检测孔，孔口距车厢底面约300mm。拌合场运输车辆为避免细集料堆积车底部或四周，最后倒置摊铺时形成油斑，在装车前应适当涂抹隔离剂。在运料车放料时，汽车应前后移动，分几堆装料，以减少粗细集料的分离。沥青混合料运输车数量应较拌和能力和摊铺速度有所富余，摊铺机前一般应有五辆运料车等候卸料。运料车应有蓬布等覆盖设施，以保温、防雨或避免污染环境。连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前10～30cm处停住，不得撞击摊铺机。卸料过程中运料车应挂空档，靠摊铺机推动前进。4、LSAM摊铺摊铺机开工前应提前半小时预热，熨平板不低于100℃。铺筑过程中应选择烫平板的振捣或夯锤压实装置具有适宜的振动频率和振幅，以提高路面的初始压实度。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度，按２m/min予以调整选择，做到缓慢、均匀、不间断。工作人员用餐应分批轮换、交替进行，切忌停铺用餐。争取做到每天收工时只停机一次。用机械摊铺的混合料未压实前，施工人员不得进入踩踏。一般不用人工修整，只在特殊情况下，如局部离析，允许用人工找平或更换混合料，并及时调整摊铺机或改进摊铺工艺。摊铺机应调整到最佳工作状态，调好螺旋布料器两端的自动料位器，并调整料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配，避免摊铺层出现离析现象。检测松铺厚度是否符合规定，以便随时进行调整。摊铺前熨平板应预热至规定温度。熨平板必须拼接紧密，不许存有缝隙，防止卡入粒料将铺面拉出条痕。摊铺遇雨时，应立即停止施工，并清除未压实成型的混合料。遭受雨淋的混合料必须废弃。5、LSAM压实压实是保证路面施工质量的重要环节。为保证压实度和平整度，碾压应遵循“高频、低幅、高温、少水、慢压”的原则，由低到高，全幅碾压。压路机应以缓慢均匀的速度进行碾压，压路机碾压速度按初压、复压、终压及相应的压路机类型。初压：11T双钢轮振动压路机，前进静压、后退振动1遍，速度在1.5m/min； 复压：13T双钢轮振动压路机高频低幅振动碾压4遍，速度在2.0m/min，然后用31T胶轮压路机碾压3遍，速度在2.5m/min；终压：11T双钢轮振动压路机碾压1遍，速度控制在3-4m/min。碾压路线及方向不应突然改变；压路机启动、停止必须减速缓行，不准刹车制动。压路机折回不应处在同一横断面上。要对初压、复压、终压段落设置明显标志，便于司机辨认。对松铺厚度、碾压顺序、压路机组合、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专人管理和检查，避免漏压或超压。压实完成后，路面至少静置养生12小时后，方能允许施工车辆通行。6、施工缝处理基层摊铺时，必须连续作业不中断，如因故中断时间超过0.5h，则应提机做横缝。横缝设置应与路中线垂直，摊铺碾压完毕后，人工将两端接头标高和平整度不合格部分拉线垂直切割整齐，用３米直尺检测。在重新开始摊铺基层前将上次的末端全面清理成垂直立面，并将松散粒料清除后，摊铺机返回已压实的端头开始铺筑。应尽量避免纵向接缝，特别注意两摊铺机间的纵缝处混合料的离析现象，故派专人铲掉离析料，并人工回填、找平新的混合料。7、对混合料离析的控制离析种类随机离析随机离析通常是因为料场对粗集料的堆积不当或冷料进料过程中有问题。在堆料时粗集料容易沿料堆向下滚落到料堆底部，在送向冷料斗之前，必须用前端装载机将集料拌和均匀。如果没有重新拌和，粗集料会被装载机集中地放在一个冷料斗中，这会根据拌和楼的生产方式，明显地改变混合料中集料的级配。纵向离析仅发生在摊铺机一侧连续的离析，通常是由于卡车在由拌和楼或储料仓不正确的装料引起。如果混合料不能卸载在卡车底的中间位置，最粗的颗粒就可能滚到一侧并沿边上堆积。当混合料装进摊铺机漏斗时，离析的混合料将会置于道路的同一侧，这样就会在摊铺机一侧纵向出现离析的粗纹理区。运输离析LSPM运输离析发生在卡车运送混合料到摊铺机的过程中。当运输道路不平整时，极容易发生离析现象。通常卡车在拌和楼装料过程就是这样离析发生离析的地点。在卡车装料过程中，为避免装料和运输离析，最好移动卡车位置，将混合料在卡车中装成前、后、中三小堆，减少集料滚动的距离。减少离析的途径可采取以下主要措施：集料堆积和运输分层堆积集料（尤其是粗集料）可以减少随机离析问题。在料场场地容许的情况下，尽可能减少料堆的高度。如果粗集料在料堆底部发生了离析，应当用前端装载机将料重新拌和后，才能送到冷料斗中。加强料堆卸料和装料的管理，是减少随机离析的关键。汽车装卸料防止因汽车装载而形成的离析，在装载过程中，应至少分三次装载，第一次靠近汽车的前部，第二次靠近汽车的尾部，第三次在汽车的中部，通过这种方法基本上能消除因装载形成的离析。如果每拌一盘料就进行装载，通过滑模在汽车的上方移动，可对汽车进行均匀装载，它比分三次装载的效果还要好。另外，当汽车内的混合料进入摊铺机时，应使混合料作为一个整体进入摊铺机的料斗，这样可以避免因汽车卸载时引起的离析。摊铺机铺筑作业在摊铺过程中保持摊铺机料斗至少半满，只有在必要时才收起料斗，料斗的收起能消除料床上的料沟，能使下一车的料能作为一个整体卸在摊铺机的料斗里，只有会明显减少离析程度。在汽车卸载在摊铺机上时，卸载速度应尽可能的快，当摊铺机的料很满时，混合料就从汽车的底部运走，只有就减少了材料的滚动，一定程度上减少了离析。尽可能保证摊铺机进行连续作业，不要停顿。调整摊铺机的摊铺速度使之与拌和站的供料速度一致。8、保证厚度的措施根据对LSPM离析的研究，摊铺厚度对混合料离析有很大影响，当摊铺厚度变厚时可以明显减少离析程度，因此在摊铺过程中应注意检查摊铺的厚度，保证混合料的最小摊铺厚度。六质量评定标准项目检查频度及单点点检验评价价方法质量要求或允许许偏差试验方法高速公路厚度每一层次厚度50mm以以上设计值的8%施工时插入改锥锥测量松铺铺厚度、压压实度总厚度每2000m2一一点设计值的-5%%T0912压实度每2000m2检检查一组逐逐个试件评评定并计算算平均值实验室标准密度度的98%试验段密度的999%T0924、TT09222评定方法见规范范空隙率同压实度设计要求——平整度（最大间间隙）随时，单杆（接接缝）或连连续10尺的平均均值评定（正正常段）5mmT0931平整度（标准差差）连续测定2.4mmT0932宽度检测每个断面不小于设计宽度度T0911纵断面高程检测每个断面±10mmT0911横坡度检测每个断面±0.5%T0911七、大面积施工注意事项：摊铺机后应设置专人清除集料离析现象。混合料到场后检测其温度是否合格。压路机碾压时注意控制碾压速度和碾压重叠，如发生粘轮现象应及时处理。混合料施工碾压成活达到各项质量要求后，开始铺设LSPM-25底面层，并封闭交通。八安全措施建立安全保证体系，由项目经理部设安全领导小组，各级安全生产机构配齐专职安全员，实行岗位责任制，把安全生产纳入竞争机制，纳入承包内容，逐级签订包保责任书。明确分工，责任到人，奖罚分明，做到齐抓共管。抓管理，抓制度抓队伍素质，紧盯现场，跟班作业，抓住关键，提前预防。把职业健康安全管理体系落实到实处，通过定期召开安全生产工作会议、广泛组织工地夜校和工前教育、要求专业岗位人员持证上岗等有效措施，使安全管理程序化、规范化、制度化，从而进一步提高全员的安全生产意识，使大家能自觉遵守各项安全生产法令和规章制度。施工现场做到布局合理，施工规范，防范严密，工地做到管