沥青混合料路面施工工法.rtf
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1、Superpave 沥青混和料 沥青路面施工工法 二公局(洛阳)第四工程处 襄十高速公路襄武段路面二标经理部 2003年12 月 目 录 一、特点3 二、编制的依据及适用范围4 三、工艺原理4 四、技术标准5 五、施工资源9 六、施工工艺12 七、质量要求42 八、安全措施43 九、环境保护43 十、效益分析44 十一、工程实例44 Superpave 沥青路面施工工法 一、特点 改革开放二十年来,我国公路逐渐形成了以高速、国道为主的公路 网,为使沥青砼达到更高的性能,在我国主要采用改性沥青,提高路面 抗永久变形的能力,抗低温开裂能力,抗疲劳开裂及抗水损能力 , Superpave 是在 19
2、87 年由美国公路战略研究计划(SHRP)研制的一种全 新的试验系统。Superpave 沥青混合料设计系统采用旋转压实仪成型,它 能较好地揉搓、模拟实际路面在气候与荷载的作用下所能达到的密实度, 这样试验结果才能与实际路面的适用情况大致相同,Superpave 设计要求 集料具有类似于立方体的形状,具有粗糙纹理表面,具有较高内摩擦角 的集料,以提高沥青混合料抗剪强度。 高性能沥青路面(Superpave)设计采用旋转压实模拟现场施工、马歇 尔方法进行设计验证和现场质量控制,它依据沥青混合料初始、设计和 最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间 隙率、沥青填隙率、填料和有
3、效沥青之比进行沥青混合料的组成设计, 首先依据石料的性质进行级配组成设计,然后再进行油石比的选择,级 配 选 择 是 通 过 不 得 超 出 规 定 的 区 间 , 控 制 点 分 别 设 在 0. 075mm、2.36mm、9.5mm、12.5mm、19mm,限制区处于 0.3mm 与 2 2.36mm之间。 Superpave 新型沥青路面施工中展示了它的良好功能,离析少,表面 均匀,石料嵌挤效果较好,抗车辙能力高等。Superpave 混合料中通常 1#(-0.2T0604-2000 延度D5cm/min,150C (cm) 40T0605-1993 软化点 SP环球法50C 、150C
4、 、250C (0C) 70T0606-2000 闪点 (0C) 230T0633-1993 离 析 、 软 化 点 差 48h 、 1630C (0C) 3000T0625-2000 溶解度SB三氯乙烯 (%) 99T0607-1993 弹性恢复250C,10cm (%)80T0662-2000 旋转薄膜烘箱 试验 1630C,85mi n 质量损失 Li(%)0.3 T0610-1993 针入度比 P250C (%)65 延度 D50C,5cm/min (cm) 20 (A)工厂生产、供应的改性沥青,交货时除应附质量检验单外,还应 附详细的产品说明,包括基质沥青的品种与标号,改性剂品种,采
5、用的 分散剂及稳定剂品种,生产日期与保质期,使用注意事项等。使用前, 应按规定进行抽样试验,非全面符合的各项指标者不得使用。 (B)当厂商在现场制备、供应改性沥青时,宜采用胶乳法或母体法生 产。并应将生产条件、工艺、采用的胶乳或母体的品种与改性剂固体物 含量、胶乳或母体的掺配量,以及试生产的改性沥青质量检验报告等送 审批后方可生产。 (C)改性沥青若需短时间贮存时,应转入贮存罐继续保温,同时进行 不间断搅拌或泵送循环,并且在使用之前应抽样检验其质量,不合要求 者应废弃。 (D)沥青贮运站及沥青混合料拌和厂必须将不同来源的沥青分开存放, 不得混杂。并且在罐内或油池中存贮的温度不得低于 1100C
6、,也不宜高 于 1400C。 (E)沥青在贮运、使用及存放过程中,应有良好的防水措施,应避免 雨水或加热管道蒸气进入沥青罐(池)中。 4.02、粗集料应符合下列要求 (1)自行加工为主、购买合格厂商的碎石来辅的方式,保障沥青面层 用集料的供应。当采购的碎石不符合(或不全符合)质量规格要求时,必 须进行精加工。 (2)应本着质量第一的原则,进行深入调查与技术经济比较,选用玄 武岩碎石做上面层用集料,严禁使用变质岩类碎石做面层集料。 (3)粗集料的粒径规格应根据各结构层的设计类型,按照范围选用。 (4)粗集料应接近正方体,洁净、无风化软石、无杂质、相对干燥, 具有足够的强度和耐磨耗性。其质量应符合
7、的规定;凡有一项指标不符 合者不得使用。 (5)不同来源、不同规格的粗集料均应隔开堆放,不得混杂。集料应 分层平堆,每层设 100150斜坡,汽车紧靠斜坡卸料,然后用装载机往上 推成斜坡。用传送带输送碎石,每堆高 2m 左右即应将其转开或推成平 6 台,不得无限制地从圆锥体顶端往下溜堆。 (6)粗集料(含部分细集料)的加工设备应符合要求。加工集料时,必 须用人工精选片石,认真剔除风化软石及石英、长石、方解石等侵入杂 石,并用手推车或翻斗车喂料,禁止用装载机或反铲喂料。 (7)为方便施工配料,在进行集料加工时,应将其筛分成 4 个粒级档 次,严格分开贮运和授料。各档筛孔尺寸应根据级配要求,结合石
8、料性 质与破碎机性能,通过试轧确定,并且在生产过程中还应经常检查筛网 变形等情况,偏差大时应及时调整、更换。 检测项目 标准 SP-12.5混合料面层 石料压碎值(Qa) (%)20 洛杉矶磨耗损失(LA)(%)30 视密度(a) (g/cm3)2.6 吸水率(Wx) (%)2 对沥青粘附性5 级 紧固性(%)12 化学成分(CaO,SiO2)实测 细长扁平颗粒含量(Qc) (%)(1:3)10 水洗法小于 0.075mm含量(%)1 软石含量 (%)1 石料磨光值(PSV) (BPN)42 4.03、细集料应符合下列要求 (1)面层用细集料(4.75mm以下)原则上应采用灰岩机制砂和石屑。
9、(2)天然砂和石屑规格应分别符合要求。 (3)细集料必须洁净、干燥、有棱角、无风化软石、无粉尘杂质。其 质量应符合要求。 沥青面层用细集料质量技术要求沥青面层用细集料质量技术要求 指标标准 密度(g/cm3)2.5 紧固性(0.3mm部分)(%)12 砂当量(%)60 棱角性(%)45 对于石屑(4.75mm 以下部分),应侧重试验风化软石含量和粉尘含量, 以及其棱角性,(通过 2.36mm 筛孔集料的松方空隙率),不合格者不得使 用。 沥青面层用矿粉质量技术要求沥青面层用矿粉质量技术要求 指标名称标准 视密度(g/cm3)2.5 含水量(%)1 粒 度 范 围 (%) 5%时,应降低拌和产量
10、,以确保残余含水量不致超标。 将集料彻底烘干,不仅有利于保障级配稳定,而且利于减少在运输和摊 铺过程中的温度损失。 (3)应严格按试验确定的料号(即粒组分档)装入各自授料斗,不得混 杂。当集料发生变化时,应停止生产,重新进行配合比设计。 (4)不同来源的集料,即使料号(粒组分档)相同也不得混杂使用。 (5)拌制不同混合料,应根据其粗集料、细集料多少、矿粉多少,重 新调整冷料仓和热料仓(含筛网)的配置,力求供料均衡。不要考虑矿粉 的输送能力是否匹配,纤维的投放精度与时机有无保证。必须在粗集料 放料时投入纤维,以利用其拌和冲击力打散纤维。 (6)由料堆将集料装入授料斗时,装载机应在料堆向阳面并垂直
11、于集 料流动方向撮取,以减少集料离析。 6.04.06、拌和时间应以沥青混合料拌和均匀、所有矿料颗粒全部裹 覆沥青为度,并通过试拌确定。一般情况下,每缸拌和的时间宜为 35s50S(设计充盈率55%65%时)。 6.04.07、拌制出厂的沥青混合料应均匀一致,颜色黑亮、无花白料、 无结团成块或粗、细集料分离等现象;否则不得使用,并应检查分析原 因,进行相应调整。如果出现花白或成团结块,可能是拌和时间不够、 细颗粒矿料比例增大(特别是矿粉量增多)、沥青用量不够、矿料或沥青 加热温度偏低或热料仓筛网偏位等原因之一,或几项原因并发。如果混 合料颜色枯褐灰暗、无光泽,可能是拌和温度过高、或沥青用量不够
12、、 或矿粉过多、或集料不干燥或柴油燃烧不充分等原因。 经过检查、调整后,即使混合料外观恢复正常,仍应做抽样试验(连 续抽样不少于 3 锅),验证调整后的沥青混合料是否满足质量要求。 6.04.08、在拌和生产过程中,应随时注意监控各项仪表数据、观察 各类机械的工作状态和出厂混合料的颜色形态,发现异常情况时应及时 进行调整。 6.04.09、对粗级配混合料,或集料吸水率高和料堆含水量大的集料, 都需要将集料充分烘干燥。因此需要提高干燥温度,或调整干燥筒的坡 度和旋转速率,或适当减低生产率(延长烘烤时间)。注意观测排除气 体与集料温度差(温差要低),可以检验和控制集料干燥效果。 6.04.10、使
13、用不同劲度的沥青时,应注意调整并标定输送泵的计量 表,确保混合料的沥青含量符合设计要求。 6.04.11、粗集料较多的混合料对拌和设备(含干燥筒)的磨损很大, 在生产过程中应加强监控和检修、保养,避免因设备故障而中断施工。 6.04.12、在生产过程中,应按要求的频度与方法检验材料的质量及 混合料的温度(每车至少查 2 次)、配合比与油石比(每天 2 次),并 分别做好记录。抽样试验结果与生产配合比验证确定之标准配合比的偏 差超过下表规定的范围时,应停机检查相关机械的工作部分,或调整生 产配合比。 SP-12.5沥青混合料的容许偏差沥青混合料的容许偏差 项目容许偏差 (%) 项目容许偏差 (%
14、) 4.75 筛孔以上的集 料 50.075的集 料 1.5 通过2.36筛孔的集 料 4油石比0.3 6.04.13、出厂的沥青混合料应逐车用经过标定的地磅称重,同时测 量其温度,签发一式三份运料单,一份存拌和厂、一份交摊铺现场、一 份交司机,并分别归档备查。运料单的表格内容详附录A。 6.04.14、拌制好的沥青混合料如不能立即摊铺时,应存放保温贮料 28 仓,存贮时间等应符合要求。使用经过贮存的沥青混合料时,应过磅、 测温、签单。如果由于贮存而引起沥青老化,或混合料温度过低,或粗 细集料离析、胶结料滴漏,以及其他影响混合料质量时,必须废弃。 6.04.15、从拌和机的料仓卸料时不应每仓都
15、全部卸光(收班时除 外),而应适当余留一些在下一仓卸出,有利于减少离析。 6.05 SP-12.5沥青混合料的运输沥青混合料的运输 6.05.01、运输沥青混合料的汽车应符合相关要求。为防止沥青粘结 车箱,应将车箱板清理光洁后,涂抹薄层导热油与水的混合液(油:水 1:3),但不得有余液聚渍在车箱底部,也不得使用柴油与水的混合 液。每次卸料后应及时将粘在车箱板上的余料清除干净,保持其光洁度。 6.05.02、SP-12.5 沥青混合料的运输能力,应较拌和能力有所富裕, 保证连续行进的摊铺机前有适当数量的车辆等候卸车。开始摊铺时,待 卸车辆不宜少于 5 台。 应做好运料汽车的维修、保养工作,防止在
16、运输途中抛锚,导致混 合料降温受损。 6.05.03、运料车在出料口装料时,应按前、后、中的顺序往返挪动 车位,不得堆高,以减少粗细集料离析。为此,应在车道旁边设固定的 鲜明标志,便于司机控制车位。 6.05.04、汽车装料、测温以后,除炎热夏季,且在途时间短于 0.5 ,也无风砂扬尘之外,均应立即用保温蓬布将沥青混合料严密覆盖。 已装车的沥青混合料温度如果不符合规定时,应送到固定地点废弃, 不得运进摊铺现场。 6.05.05、沥青混合料运到摊铺现场后,应有专人凭运料单收料,并 随即检查其温度和外观质量。凡不符合温度要求,或花白、或结团成块、 滴漏或颜色枯褐灰暗、或遭雨淋的,均应送到固定地点废
17、弃,不得使用。 6.05.06、连续摊铺过程中,最靠近的待卸汽车停放地点应距摊铺机 10 20 ,并要随摊铺机的行进而移动。应有专人指挥卸料汽车的停 车(在摊铺机前 10 15 )、起顶(应分2 3 次完成全起顶)卸料,防止撞击摊铺机。 6.06 SP-12.5沥青混合料的沥青混合料的摊铺 6.06.01、SP-12.5沥青混合料正式摊铺施工应具备下列前提条件。 (1)混合料拌和设备已调试完备,保证能够正常生产。 (2)已通过试验段验证、总结,并取得该铺筑层的批准“开工报 告”。 (3)摊铺、碾压等机械设备(含试验检测设备)已按要求配置齐全, 并经调试标定完善。施工管理(含质量检控)系统已工健
18、全,相关人员 已通过培训可随时持证上岗。保障进度、质量、安全生产、文明施工、 保养,以及岗位责任制等规章制度已经上墙。 (4)已按要求完成下承层的缺陷处理等准备工作,并取得监理工程 师检验签认。 6.06.02、摊铺层平面、高程(厚度)、横坡度的控制方法应符合下列 要求。 (1)摊铺下面层(或桥面铺装的第一层)时应在两侧钉设平面与高程控 制导线(传感线),中央安装铝合金支架。其平面位置根据路中心线、按 设计要求,结合摊铺机工作需要确定;其高程应根据相应点的设计高程 (厚度)和批准的松铺系数确定。控制导线的支承杆间距 5m7m,超高路 段应不大于 5m。控制导线钢丝绳(2.5mm)的安装拉力不宜
19、小于 100Kg。 每段架设长度 150m200m;相邻段应重叠 1m 以上。测量与支承杆安装 容许误差不得大于 3mm。 钉设控制导线时,在平、坚曲线控制点(ZH、HY、QZ、YH、HZ 和 ZY、QZ、YZ)应钉立支承架。 (2)摊铺中、上面层时可在一侧钉设参考导线,用平衡梁滑撬和摊铺 机自身功能的调控,达到高程、横坡度与平整度要求。滑撬轮(或靴板) 需涂抹隔离剂(防粘)时,应抹导热油与水的混合液,不得使用柴油或机 30 油。 (3)摊铺高程、横坡度和平整度控制的好坏关键在于摊铺机手(特别是 机长)能否充分利用机械的并注意调控。摊铺机手应掌握施工路段的设计 纵、横坡度及其变化点桩号(实地应
20、设鲜明标示牌)、超高横坡度及其渐 变段桩号等资料,依据参考线或滑撬式基准板,通过摇控传感装置指挥 整平板摊铺出符合设计要求的路面。其要点如下: A自动调平系统一般要求双侧控制摊铺的纵横坡度,传感器的安 装必须牢固。调节熨平板上的厚度调节手柄,达到合适的摊铺厚度,纵 向传感器的指示灯闪动时表示厚度调节完毕。每一层的纵坡传感器灵敏 度的刻度值应通过试验路段确定,摊铺中、下面层时宜采用灵敏度较高 的刻度值;上面层则采用相对低的刻度值,以满足纵坡和平整度的要求。 横坡传感器的灵敏度与纵坡传感器一致,其控制线接口应与控制方 向相对应,利用横坡传感器应将摊铺层的横坡度调至容许误差0.1%以内。 B使摊铺机
21、的刮板输料器和螺旋布料器两者密切配合,速度均匀。 调整刮板和螺旋布料器的料位传感器,应保持熨平板前的混合料高度高 于螺旋布料器的轴心(一般在螺旋布料器高度的 2/3)。且螺旋的转速均匀 稳定;否则会引起摊铺厚度变化、混合料离析布降低面层的平整度。 C纵向传感器距熨平板边缘的距离应当恒定,切勿时近时远。 D应时刻注意摊铺机的行走方向,避免急调方向。 E注意工作仰角的变化,超出正常范围时应及时查明原因,进行 调整修正。 F要掌握和保持摊铺机的行进速率与振动频率的正比关系,即摊铺 速度快时,振频要相应提高;缓慢减速时振频应随之缓慢降低。这样有 利于提高铺筑层密度均匀性和平整度。 G在摊铺作业的初始阶
22、段,应加强对松铺厚度的检查(沿摊铺方向 分内、中、外每米 3 个点),松铺厚度偏差在 5mm 以内时可不作调整; 超过者应进行缓慢(切勿过快)调整,使之平缓过渡。固定导线基准摊铺 时,以每行走 45m 均匀旋转一周调节手柄为宜。松铺厚度的检测应连 续,记录应详实,数据应可靠。 H应尽可能保持摊铺机料斗内的余料均匀,保证连续均匀供料。 I每天(次)收工时,应将摊铺机的振频、振幅和熨平板的温度记录 下来,次日开工时应使其恢复头天收工时的工作状态。 J在没有其它负面影响的情况下,应将摊铺机熨平板的振动频率和 振幅调整到混合料的摊铺密实度达85%以上。 6.06.03、SP-12.5 沥青混合料的摊铺
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