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1、瀝青路面新技術(shù)及綠色施工技術(shù)山東建筑大學(xué)任瑞波 教授2012年06月24日 我國(guó)公路與城市道路瀝青路面主要存在的問(wèn)題對(duì)瀝青路面的使用要求公路與城市道路瀝青路面結(jié)構(gòu)及材料瀝青路面施工技術(shù)-瀝青混合料設(shè)計(jì)方法和施工質(zhì)量控制瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)新的穩(wěn)定型橡膠改性瀝青及混合料技術(shù)高模量瀝青混合料設(shè)計(jì)及施工控制技術(shù)溫拌瀝青混合料設(shè)計(jì)及施工控制技術(shù)一、我國(guó)公路與城市道路瀝青路面主要存在的問(wèn)題 1、高溫性能不足(懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu))骨架-密實(shí)型SMA懸浮-密實(shí)型AC骨架-空隙型PFC(OGFC)2、瀝青路面裂縫(路基不均勻沉降、疲勞裂縫、低溫裂縫、反射裂縫等)3、水穩(wěn)定性差 4、瀝青抗老化性能差 5、表面特性差

2、(抗滑性能差)車(chē)轍低溫和反射開(kāi)裂疲勞松散滑溜水損害二、對(duì)瀝青路面的使用要求 1、路面有足夠的承載能力 2、路面結(jié)構(gòu)的抗永久變形能力(抗車(chē)轍能力)強(qiáng)。 3、面層表面無(wú)明顯泛油現(xiàn)象 4、表面平整、密實(shí)、微觀要粗糙。 5、無(wú)明顯水損壞現(xiàn)象 6、無(wú)明顯臺(tái)背沉陷和路基沉陷 7、基層質(zhì)量好,路面結(jié)構(gòu)形成完整的整體 8、避免或減少裂縫的出現(xiàn)三、公路與城市道路瀝青路面結(jié)構(gòu)及材料 我國(guó)公路與城市道路上的瀝青路面結(jié)構(gòu)具有以下幾類(lèi): 半剛性瀝青路面結(jié)構(gòu)、剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)、全柔性瀝青路面結(jié)構(gòu)、具有柔性基層的半剛性瀝青路面結(jié)構(gòu),大部分公路采用半剛性瀝青路面結(jié)構(gòu): 1、半剛性瀝青路面結(jié)構(gòu) 面層半剛性基層墊層瀝青上面層

3、瀝青中面層瀝青底面層上基層底基層墊層 面層材料:瀝青混凝土、瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)、瀝青碎石、OGFC、瀝青貫入碎石、瀝青表面處治等 。 半剛性基層(底基層)材料:水泥穩(wěn)定材料、石灰穩(wěn)定材料、二灰穩(wěn)定材料、綜合穩(wěn)定材料等。 墊層材料:粒料材料、半剛性材料等。 2、剛性基層瀝青路面 采用普通混凝土、碾壓式混凝土、貧混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土等材料做的基層。 面層剛性基層墊層瀝青上面層瀝青中面層瀝青底面層上基層底基層墊層 交通部2005年文件關(guān)于防治高速公路瀝青路面早期損壞的指導(dǎo)意見(jiàn)中明確指出“要樹(shù)立全壽命成本理念,降低瀝青路面產(chǎn)生早期損壞的返修成本”,結(jié)合國(guó)外瀝青路面的發(fā)展動(dòng)態(tài),

4、針對(duì)半剛性瀝青路面的種種弊端,我國(guó)未來(lái)瀝青路面結(jié)構(gòu)可能朝著以下主流發(fā)展:3、全柔性瀝青路面結(jié)構(gòu)面層柔性基層墊層柔性基層材料:大碎石瀝青混合料(LSM、ATB、ATPB等)瀝青貫入碎石、級(jí)配碎(礫)石等粒料材料。瀝青上面層瀝青中面層瀝青底面層上基層底基層墊層4、具有柔性基層的半剛性瀝青路面結(jié)構(gòu)面層柔性基層半剛性基層墊層15cmLSPM5、永久性瀝青路面結(jié)構(gòu)(PERPETUAL PAVEMENT) 永久性瀝青路面的理念:設(shè)計(jì)的瀝青路面能夠使用50年以上、采用較厚的瀝青層柔性路面,降低了傳統(tǒng)的瀝青層底疲勞開(kāi)裂和避免結(jié)構(gòu)性車(chē)轍,由于此路面的損壞僅限于路面頂部(2.510cm),因此只需要定期的表面洗刨

5、、罩面修復(fù),使得瀝青路面在使用年限內(nèi)不需要大的結(jié)構(gòu)性重建。高性能PG膠結(jié)料 3.757.5cm高質(zhì)量HMA或OGFC 膠結(jié)料高溫性能同面層 低溫性能較面層降一級(jí) 1017.5cm高模量抗車(chē)轍HMA 膠結(jié)料高溫性能同面層 低溫性能較面層降一級(jí) 7.510cm柔性,抗疲勞HMA路 基永久式路面輪載下100150mm區(qū)域?yàn)楦呤芰^(qū)域,也是各種損壞(主要是輪轍)的發(fā)生區(qū)域。表面層(4075mm),為高性能瀝青混凝土,為車(chē)輛提供良好的行駛界面,應(yīng)具有足夠的抗滑性、高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性。中間層(100175mm),為高模量青混凝土,起擴(kuò)散荷載的作用,應(yīng)具有高模量(剛度)、抗車(chē)轍。基層(75100mm),為

6、高柔性瀝青混凝土,起抵抗疲勞的作用,應(yīng)具備高柔性、抗疲勞、密水性能好。 試驗(yàn)路段結(jié)構(gòu)層厚度(mm)瀝青PG分級(jí)孔隙率(%)長(zhǎng)壽命路段(Illinois大學(xué))磨耗層5058-286中間層9064-226HMA基層9064-224瀝青層總厚230長(zhǎng)壽命路段(WisDOT)磨耗層5064-286中間層9058-286HMA基層9058-284瀝青層總厚230長(zhǎng)壽命路段(WAPA)磨耗層5058-286中間層9070-226HMA基層9070-224瀝青層總厚230傳統(tǒng)路段磨耗層5058-28中間層9058-28HMA基層9058-28瀝青層總厚230傳統(tǒng)路段磨耗層4058-28中間層7058-28H

7、MA基層7058-28瀝青層總厚1801磨耗層5076-28研究決定中間層13070-22HMA基層10058-28瀝青層總厚2302磨耗層5070-28中間層13070-22HMA基層10064-22瀝青層總厚230美國(guó)威斯康辛州的長(zhǎng)壽命試驗(yàn)路段的結(jié)構(gòu)組合疲勞壽命lgN應(yīng)變lg高瀝青含量混合料低瀝青含量混合料永久疲勞壽命用油量與抗疲勞性能的關(guān)系 永久性瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般不考慮交通量,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為控制瀝青層層底彎拉應(yīng)變小于極限應(yīng)變值,設(shè)計(jì)時(shí)所采用的荷載為在道路上行駛所能預(yù)測(cè)的最大荷載的實(shí)際車(chē)輛荷載,并考慮一定量的超載下的荷載;極限應(yīng)變值現(xiàn)在還沒(méi)統(tǒng)一,一般非改性瀝青為60-70u,改性瀝青可提高

8、到100u。路基土垂直壓應(yīng)變小于200u。對(duì)目前瀝青路面結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)早期損壞的思考高度重視半剛性基層瀝青路面的層間處理問(wèn)題關(guān)注重載條件下的反射裂縫問(wèn)題高度重視瀝青路面內(nèi)部的排水問(wèn)題重載交通條件下,瀝青路面結(jié)構(gòu)形式多樣化四、瀝青路面施工技術(shù)-瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法及施工質(zhì)量控制(一)、瀝青混合料對(duì)原材料具體要求1、道路石油瀝青技術(shù)要求關(guān)于針入度指數(shù)PI的確定我國(guó)的規(guī)范規(guī)定,PI值按照3個(gè)以上溫度的針入度計(jì)算得到,仲裁時(shí)以5個(gè)溫度的針入度計(jì)算得到,要求回歸系數(shù)不小于0.997。 PI(20-500A)/(1+50A)A25、15、30或5(必要時(shí)增加10、20)等3個(gè)溫度的針入度,由式lgPAT

9、+K求出溫度敏感系數(shù)A針入度, 0.1 mm15 25 35 溫度敏感性低溫度敏感性高瀝青的溫度敏感性2、改性瀝青技術(shù)要求當(dāng)使用表列以外的改性劑或者進(jìn)行復(fù)合改性時(shí),應(yīng)該經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究制訂相應(yīng)的技術(shù)要求。用于加工改性瀝青的基質(zhì)瀝青的質(zhì)量應(yīng)該符合道路石油瀝青中A級(jí)或者B級(jí)的技術(shù)要求。供應(yīng)商在提供改性瀝青的質(zhì)量報(bào)告時(shí),應(yīng)該同時(shí)提供基質(zhì)瀝青的質(zhì)檢報(bào)告或者瀝青樣品。粗 集 料在集料規(guī)格中列入與瀝青的粘附性指標(biāo)在國(guó)外很少見(jiàn),因?yàn)橹匾氖菫r青混合料的水穩(wěn)定性檢驗(yàn)。我國(guó)有許多地區(qū)盛產(chǎn)花崗巖、石英巖等酸性巖石,這些石料除與瀝青粘結(jié)性較差外,其他性質(zhì)一般較好,使用時(shí)只要采取抗剝離措施,如摻加消石灰等,并不妨礙使用。

10、3、對(duì)集料技術(shù)要求粗 集 料SHRP研究成果對(duì)長(zhǎng)期以來(lái)使用了胺類(lèi)抗剝落劑的瀝青混合料的耐久性再次提出了異議后,各國(guó)更加重視采用消石灰和水泥作為主要的抗剝落劑。摻加胺類(lèi)表面活性劑確實(shí)會(huì)使粘附性的室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果十分滿意,但這種材料的耐熱性差和水溶性的缺點(diǎn)將隨使用時(shí)間的延長(zhǎng),致使長(zhǎng)期效果受到影響,甚至成了瀝青的乳化劑而使瀝青隨水流走。細(xì) 集 料要求生產(chǎn)時(shí)采用抽吸的措施,使0.075mm的通過(guò)率不得超過(guò)10%。高速公路的表面層一般不用石灰?guī)r等堿性石料,如果也使用相同集料的石屑,石屑中含有較多的0.075mm以下成分,等于使用了非石灰?guī)r成分的礦粉,那是不能允許的。細(xì) 集 料細(xì)集料的質(zhì)量要求規(guī)定甚少,其中最

11、主要的是潔凈: 對(duì)天然砂采用小于0.075mm含量的百分?jǐn)?shù)表示 對(duì)石屑和機(jī)制砂采用砂當(dāng)量(適用于04.75mm)或亞甲蘭試驗(yàn)(適用于00.15mm或02.36mm)表示。細(xì) 集 料細(xì)集料的棱角性。是細(xì)集料的另一個(gè)重要指標(biāo),表征了在集料中的嵌擠能力,細(xì)集料的表面粗糙程度對(duì)瀝青混合料的施工性能和使用性能起著至關(guān)重要的作用。美國(guó)SUPERPAVE特別強(qiáng)調(diào)細(xì)集料的棱角性指標(biāo),用細(xì)集料的毛體積相對(duì)密度計(jì)算的間隙率表示。歐洲一些國(guó)家的棱角性一直采用流值試驗(yàn)(指標(biāo)為流動(dòng)指數(shù):flow coefficient)。其實(shí)兩種方法的意義是一樣的,由于歐洲的方法比較簡(jiǎn)單,而美國(guó)的方法需要測(cè)定細(xì)集料毛體積密度,有不少爭(zhēng)

12、議,所以采用歐洲方法。細(xì) 集 料 新集料試驗(yàn)規(guī)程: T0344棱角性(間隙率法), T0345棱角性(流動(dòng)時(shí)間法);3、 纖 維纖維目前普遍使用于SMA混合料,其實(shí)在其他瀝青混合料中也可以使用。目前使用的木質(zhì)素纖維主要是松散的絮狀纖維,我國(guó)早期使用石棉纖維,由于石棉粉塵屬致癌物質(zhì),對(duì)人體有害,污染環(huán)境,絕大部分國(guó)家已禁止使用,我國(guó)使用也越來(lái)越少。近年來(lái)美國(guó)有一種觀點(diǎn)認(rèn)為木質(zhì)素纖維拌制的瀝青混合料不能再生使用,礦物纖維(大部分是玄武巖纖維)與集料一樣,能再生使用,所以礦物纖維用量大為增加,一些州甚至規(guī)定不能使用木質(zhì)素纖維,這是一個(gè)值得重視的新動(dòng)向。我國(guó)規(guī)范沒(méi)有列入聚合物化學(xué)纖維,例如聚酯纖維(滌

13、綸)和丙烯酸纖維(腈綸),但國(guó)外使用很少,對(duì)其機(jī)理也還不清楚;另外由于價(jià)格過(guò)于昂貴,性價(jià)比不合理,故規(guī)范暫時(shí)未作規(guī)定,各地在選擇時(shí)要慎重。(二)、熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法 1、瀝青混合料類(lèi)型、層厚選擇瀝青上面層瀝青中面層瀝青底面層上基層底基層墊層要明確區(qū)分集料最大粒徑和公稱最大粒徑集料最大粒徑指集料的100都要求通過(guò)的最小的標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸。集料公稱最大粒徑指集料可能全部通過(guò)或允許有少量不通過(guò)(一般容許篩余不超過(guò)10%)的最小標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸。通常比集料最大粒徑小一個(gè)粒級(jí)。 例如AC-20,公稱最大粒徑為19mm,最大粒徑為26.5mm。層厚與最大粒徑的匹配問(wèn)題瀝青面層集料的最大粒徑宜從上到下

14、逐漸增大,并應(yīng)該與壓實(shí)層厚度相匹配。對(duì)于熱拌熱鋪密級(jí)配瀝青混合料,瀝青層一層的壓實(shí)厚度不宜小于集料公稱最大粒徑的2.53倍,對(duì)SMA和OGFC等嵌擠型混合料不宜小于公稱最大粒徑的22.5倍,以減少離析,便于壓實(shí)。 盡量按公稱最大粒徑的3倍考慮,例如:表面層:13mm粒徑,厚度宜為4cm,如為16mm粒徑應(yīng)不小于4.5cm;中面層:如采用AC-20型,厚度不宜小于6cm;下面層:如采用AC-25型,厚度不宜小于8cm。 三層組合的瀝青面層的總厚度一般需達(dá)18cm。如果必須減薄,也可考慮采用雙層結(jié)構(gòu),下面層采用AC-20或AC-25型,厚度可達(dá)810cm,或者在表面做一個(gè)更薄的磨耗層。 最大粒徑相

15、對(duì)層厚過(guò)大的缺點(diǎn) 1、混合料離析嚴(yán)重(全幅攤鋪離析更甚); 2、壓實(shí)不足,達(dá)不到提高抗車(chē)轍性能的目的; 3、不能形成一定的壓實(shí)層,導(dǎo)致瀝青層透水,并導(dǎo)致早期水損害破壞。 2、熱拌瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì) 要求:應(yīng)滿足耐久性、抗車(chē)轍、抗裂、抗水損害能力、抗滑性能、施工性能等多方面要求。 規(guī)范的其他幾條都是圍繞這個(gè)目的。但是目前的現(xiàn)狀確實(shí)令人憂慮,瀝青路面的早期損壞問(wèn)題成為熱門(mén)話題,所有工程都必須考慮防止瀝青路面的早期損壞。關(guān)于瀝青混合料的礦料級(jí)配范圍,我國(guó)規(guī)范明確了幾個(gè)層次的級(jí)配范圍:第一是規(guī)范規(guī)定的級(jí)配范圍,各表的級(jí)配范圍。由于它適用于全國(guó),適用于不同等級(jí)、不同氣候條件、不同交通條件、不同層次的

16、各自情況,所以這個(gè)范圍必然只能規(guī)定的很寬。尤其是瀝青路面,在同一個(gè)級(jí)配范圍中可以配制出不同空隙率的混合料,以滿足各種需要。這樣,可以給設(shè)計(jì)單位和工程建設(shè)單位有充分選擇級(jí)配的自由。相比原規(guī)范直接為工程規(guī)定一個(gè)級(jí)配范圍,配合比設(shè)計(jì)時(shí)盡可能接近中值是很大的改進(jìn)。礦 料 級(jí) 配 設(shè) 計(jì)第二,工程設(shè)計(jì)礦料級(jí)配范圍這是設(shè)計(jì)單位具體對(duì)所設(shè)計(jì)的工程,根據(jù)所在地的氣候條件、交通條件、公路等級(jí)、所處的層位提出的,這個(gè)范圍是最重要的范圍,是工程的真正起到規(guī)范作用的范圍,是施工的指針。附錄B提出了一些如何確定和調(diào)整設(shè)計(jì)礦料級(jí)配范圍的原則,以及一些單位通過(guò)研究的成果作為實(shí)例供有關(guān)單位參考。工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍一般在規(guī)范規(guī)定

17、的級(jí)配范圍內(nèi),但必要時(shí)也允許超出。第三,施工單位施工質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)允許的級(jí)配波動(dòng)范圍。經(jīng)過(guò)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及試拌試鋪等三階段設(shè)計(jì)確定標(biāo)準(zhǔn)配合比和級(jí)配曲線后,按施工質(zhì)量檢驗(yàn)允許的波動(dòng)值得到施工質(zhì)量檢驗(yàn)級(jí)配范圍。同樣,標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配曲線也可能不一定接近工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的中值,它需經(jīng)建設(shè)單位、監(jiān)理批準(zhǔn),且一經(jīng)確定不得隨意變更。高速公路、一級(jí)公路其他等級(jí)公路礦料級(jí)配(篩孔)0.075逐盤(pán)在線檢測(cè)2%=4.756%0.075逐盤(pán)檢查,每天匯總1次取平均值評(píng)定1%=4.752%0.075每臺(tái)拌合機(jī)每天1-2次,以兩個(gè)試樣的平均值評(píng)定2%2%=4.756%7%瀝青用量(油石比)逐盤(pán)在線檢測(cè)0.3%逐盤(pán)檢

18、查,每天匯總1次取平均值評(píng)定0.1%每臺(tái)拌合機(jī)每天1-2次,以兩個(gè)試樣的平均值評(píng)定0.3%0.4%施工中允許的波動(dòng)級(jí)配范圍 瀝青混合料的礦料級(jí)配應(yīng)該符合工程設(shè)計(jì)規(guī)定的級(jí)配范圍。密級(jí)配瀝青混合料宜根據(jù)在表5.3.2-2范圍內(nèi)確定工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍,通常不宜超出表5.3.2-2的要求,其它類(lèi)型的混合料宜直接以表5.3.2-3表5.3.2-7作為工程設(shè)計(jì)的范圍。 我國(guó)規(guī)范特別明確了多級(jí)嵌擠密級(jí)配瀝青混合料的設(shè)計(jì)方法混 合 料 設(shè) 計(jì)包括目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段及生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段,通過(guò)配合比設(shè)計(jì)確定瀝青混合料的材料品種及配比、礦料級(jí)配、最佳瀝青用量。我國(guó)規(guī)范采用馬歇爾試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)方法。

19、如采用其他設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)瀝青混合料時(shí),應(yīng)按規(guī)范規(guī)定的馬歇爾試驗(yàn)及各項(xiàng)配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn),并報(bào)告不同設(shè)計(jì)方法各自的試驗(yàn)結(jié)果,供施工質(zhì)量檢驗(yàn)使用。 選擇最佳級(jí)配時(shí)瀝青混合料的油石比預(yù)估,下式。式中:Pa預(yù)估適宜的最佳油石比,(); Pa1 原工程瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)油石比,(); sb集料的合成毛體積相對(duì)密度; sb1原工程集料的合成毛體積相對(duì)密度。 密級(jí)配瀝青混凝土混合料的馬歇爾試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)應(yīng)符合下表的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并有良好的施工性能。試件尺寸及成型擊實(shí)次數(shù)按公稱最大粒徑選用標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件或大型馬歇爾試件。改性瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)的流值可適當(dāng)放寬。對(duì)二級(jí)公路宜參照一級(jí)公路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。瀝青混合料體積設(shè)計(jì)方

20、法有關(guān)指標(biāo)的確定體積指標(biāo)的計(jì)算問(wèn)題1、馬歇爾試件空隙率的確定方法和礦料間隙率VMA的計(jì)算方法 VV=(1- f / t)*100 式中: t 瀝青混合料理論最大相對(duì)密度; f 試件的毛體積相對(duì)密度,用表干法測(cè)定,當(dāng)試件吸水率Sa2時(shí),由臘封法或體積法測(cè)定。 這里t可以采用真空法、溶劑法、計(jì)算法; f可以采用表干法、封臘法、水中重法,實(shí)際上不能等同。 因此,如果t和f其中一個(gè)值的確定方法不統(tǒng)一,VV就不統(tǒng)一?,F(xiàn)在我國(guó)規(guī)范對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了統(tǒng)一,成為強(qiáng)制性的規(guī)定。 路面空隙率與水的作用的關(guān)系 據(jù)研究,瀝青路面的空隙率在小于8 (相當(dāng)于設(shè)計(jì)空隙率4,達(dá)到最大理論密度的92%,或馬歇爾密度的96時(shí))以下

21、時(shí),瀝青層中的水在荷載作用下一般不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)水壓力,不容易造成水損害破壞。 而排水性混合料的路面空隙率大于15時(shí),水能夠在空隙中自由流動(dòng),且一般都采用改性瀝青,也不容易造成水損害破壞。 而當(dāng)路面實(shí)際空隙率為815的范圍內(nèi)時(shí),水容易進(jìn)入混合料內(nèi)部,在荷載作用下易產(chǎn)生較大的毛細(xì)壓力成為動(dòng)力水,易造成瀝青混合料的水損害破壞。 密水是瀝青路面的一個(gè)非常重要的指標(biāo)。 2、最大相對(duì)密度的確定 ( 1)、真空法測(cè)定瀝青混合料的最大相對(duì)密度 經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)研究,一致認(rèn)為對(duì)非改性瀝青混合料采用真空法測(cè)定最大相對(duì)密度的方法是切實(shí)可行的。 真空法測(cè)定的基本思想是測(cè)定混合料內(nèi)部完全沒(méi)有空氣情況下的零空隙率相對(duì)密度。如果

22、瀝青混合料的油石比接近最佳油石比,瀝青混合料的分散程度好(細(xì)集料團(tuán)塊小于6mm)抽真空時(shí)間合適(礦料的瀝青膜不被破壞),瀝青混合料中的以及附著在混合料表面的氣泡去除干凈,測(cè)定的結(jié)果是比較準(zhǔn)確的。 (2)、改性瀝青混合料難以分散,不能采用真空法實(shí)測(cè)最大相對(duì)密度,應(yīng)采用計(jì)算法確定最大理論相對(duì)密度。 下表是改性瀝青混合料和普通瀝青混合料分散程度對(duì)最大密度的影響:3、集料的有效密度采用視密度與毛體積密度進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算按照集料吸水率的不同而變化。表面空隙固體集料部分水可進(jìn)入而瀝青不能進(jìn)入的體積吸收的瀝青有效體積 = 固體集料部分所占的體積 + 表面空隙中沒(méi)有吸附瀝青的空隙的體積4、體積計(jì)算方法之間的關(guān)系

23、 5、壓實(shí)后HMA 的毛體積密度f(wàn) (1)、 瀝青和集料經(jīng)過(guò)壓實(shí)后制成試件集料和瀝青的質(zhì)量集料、瀝青和空隙的體積f= (2)、測(cè)試 將集料和瀝青拌和 采用馬歇爾擊實(shí)或旋轉(zhuǎn)壓實(shí)后制成試件 試件干重 試件水中重 試件飽和面干重 (SSD) (3)、計(jì)算 f = A / ( B - C ) Where: A = 試件干重 B = 試件飽和面干 SSD 重 C = 試件水中重6、最大理論密度測(cè)試 將集料和瀝青拌和 空氣中重量 水重重量殘留的氣壓帶有蓋的金屬罐體振動(dòng)臺(tái)真空泵 計(jì)算: t = A / ( A - C ) Where: A = 試樣干重 C =試樣水中重7、空隙率計(jì)算 采用前述兩種密度進(jìn)行計(jì)

24、算f t 空隙率 = ( 1 - ) *100 瀝青+集料質(zhì)量瀝青+集料+空隙的體積集料+瀝青的質(zhì)量集料+瀝青的體積=集料+瀝青體積集料+瀝青+空隙體積8、礦料間隙率和瀝青飽和度的計(jì)算 f Ps VMA = 100 sb VMA-VV VFA= 100* VMA VFA 是指有效瀝青占VMA的體積百分率9、礦料的有效相對(duì)密度的確定 A、對(duì)改性瀝青及SMA等難以分散的混合料,宜直接由礦料的合成毛體積相對(duì)密度與合成表觀相對(duì)密度按式(B.5.6.2)計(jì)算確定,其中瀝青吸收系數(shù)C值根據(jù)材料的吸水率按式(B.5.6.3)求得,材料的合成吸水率按式(B.5.6.4)計(jì)算 C=0.033wx2-0.2936

25、wx+0.9339 注:新的公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范在配合比設(shè)計(jì)方法及體積設(shè)計(jì)的指標(biāo)計(jì)算上,最大的修改是全面引入了集料有效密度、有效瀝青用量的概念,即考慮瀝青在拌和過(guò)程種被集料吸收而造成的瀝青用量的影響。 B、B5.6.1 對(duì)非改性的普通瀝青混合料,宜通過(guò)真空法實(shí)測(cè)的最大相對(duì)密度t反算集料的有效相對(duì)密度。此時(shí)可以預(yù)估適宜的最佳油石比,拌和2組混合料,按規(guī)定對(duì)混合料徹底分散后采用真空法實(shí)測(cè)最大相對(duì)密度,取2個(gè)以上試樣的平均值。然后按式B.5.6.1計(jì)算合成礦料的有效相對(duì)密度。 10、確定最大相對(duì)密度的方法 A、 對(duì)非改性的普通瀝青混合料,在成型馬歇爾試件的同時(shí),按要求用真空法實(shí)測(cè)各組瀝青混合料的

26、最大相對(duì)密度ti。當(dāng)只對(duì)一組預(yù)估的適宜的油石比測(cè)定最大相對(duì)密度時(shí),也可按式(B.5.9.2-1)或(B.5.9-2)計(jì)算其他不同油石比時(shí)的最大相對(duì)密度ti。 B、對(duì)改性瀝青或SMA混合料等難以分散不便采用真空法實(shí)測(cè)最大相對(duì)密度時(shí),宜按式(B.5.9-1)或(B.5.9-2)直接計(jì)算不同瀝青用量條件下的瀝青混合料的最大相對(duì)密度。 中美兩國(guó)在體積指標(biāo)計(jì)算方法上的差別最佳油石比的確定1 以瀝青用量為橫坐標(biāo),以測(cè)定的各項(xiàng)指標(biāo)為縱坐標(biāo),分別將試驗(yàn)結(jié)果點(diǎn)入圖中,連成圓滑的曲線。確定均符合本規(guī)范規(guī)定的瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青用量范圍OACminOACmax。選擇的瀝青用量范圍必須涵蓋設(shè)計(jì)空隙率的全部范圍,并

27、盡可能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍,并使密度及穩(wěn)定度曲線出現(xiàn)峰值。2 根據(jù)試驗(yàn)曲線的走勢(shì),按下列方法確定瀝青混合料的最佳瀝青用量OAC1。 (1)求取對(duì)應(yīng)于密度最大值、穩(wěn)定度最大值、目標(biāo)空隙率(或者中值)、瀝青飽和度范圍中值對(duì)應(yīng)的瀝青用量,按式B.6.2-1取平均值作為OAC1。 OAC1= (a1十a(chǎn)2十a(chǎn)3十a(chǎn)4)/4 (B.6.2-1) (2)選擇的瀝青用量范圍未能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍時(shí),按式(B.6.2-2)求取3者的平均值作為OAC1。 OAC1= (a1十a(chǎn)2十a(chǎn)3)/3 (B.6.2-2) (3)當(dāng)所選擇試驗(yàn)的瀝青用量范圍,不能使密度及穩(wěn)定度曲線出現(xiàn)峰值時(shí),可直接以目標(biāo)空隙率所對(duì)

28、應(yīng)的瀝青用量作為OAC1,但OAC1必須介于OACminOACmax的范圍內(nèi),否則應(yīng)重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。3 以各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青用量范圍OACminOACmax的中值為OAC2。OAC2=(OACmin十OACmax)/2 4 通常情況下取OAC1及OAC2的中值作為計(jì)算的最佳瀝青用量OAC。OAC=(OAC1十OAC2)/2 5 檢查圖中相應(yīng)于此OAC的各項(xiàng)指標(biāo)是否均符合馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和公路等級(jí)、氣候條件、交通情況,調(diào)整確定最佳瀝青用量OAC。 1.調(diào)查當(dāng)?shù)馗黜?xiàng)條件相接近的工程的瀝青用量使用情況,論證適宜的最佳瀝青用量范圍。計(jì)算的最佳瀝青用量應(yīng)與實(shí)踐論證的最佳瀝青

29、用量范圍大體吻合,如相差甚遠(yuǎn),應(yīng)查明原因,必要時(shí)重新調(diào)整級(jí)配,進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。2.對(duì)炎熱地區(qū)公路以及高速公路、一級(jí)公路的重載交通路段,山區(qū)公路的長(zhǎng)大坡度路段,預(yù)計(jì)有可能產(chǎn)生較大車(chē)轍時(shí),宜在空隙率符合要求的范圍內(nèi)將計(jì)算的最佳瀝青用量減小0.10.5作為設(shè)計(jì)瀝青用量。配合比設(shè)計(jì)報(bào)告或設(shè)計(jì)文件必須予以說(shuō)明,施工時(shí)的密度或壓實(shí)度不低于未減小瀝青用量時(shí)的水平,且滲水系數(shù)符合要求。如果試拌試鋪達(dá)不到此要求時(shí),宜調(diào)整所減小的瀝青用量的幅度。3. 對(duì)寒區(qū)公路、旅游公路,最佳瀝青用量可以在OAC的基礎(chǔ)上增加0.10.3,以適當(dāng)減小設(shè)計(jì)空隙率,但不得降低壓實(shí)度要求。B6.8 確定瀝青結(jié)合料被集料吸收的比例:式B6

30、.8-1確定有效瀝青用量: 式B6.8-2 b瀝青的相對(duì)密度Pb瀝青含量 Ps礦料含量,即Ps100-Pb B6.9 檢驗(yàn)最佳瀝青用量時(shí)的粉膠比:式B6.9-1FB宜符合0.61.6的要求,公稱最大粒徑為13.219的密級(jí)配瀝青混合料,宜控制在0.81.2。計(jì)算瀝青膜有效厚度:集料的比表面積:SA(PiFAi) 式B6.9-2 瀝青膜有效厚度: 式B6.9-3 Pi各種粒徑的通過(guò)百分率FAi相應(yīng)于各種粒徑集料的表面積系數(shù),如表B6.9 計(jì)算瀝青膜厚度的方法有很多,我國(guó)規(guī)范采用的是美國(guó)NCAT的研究成果。 需要注意的是,集料的比表面主要取決于細(xì)粉數(shù)量,對(duì)于大于4.75mm部分的表面積只計(jì)算一個(gè)(

31、1000.0041)的值,其他檔次的都不再重復(fù)計(jì)算。瀝青膜的厚度本規(guī)范沒(méi)有提出指標(biāo),根據(jù)有關(guān)資料的介紹,通常連續(xù)密級(jí)配瀝青混合料的瀝青膜有效厚度宜不小于6m,密實(shí)式瀝青碎石混合料宜不小于5m,進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)可以參考這個(gè)數(shù)值。配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn) 對(duì)用于高速公路和一級(jí)公路的公稱最大粒徑等于或小于19mm的密級(jí)配瀝青混合料(AC),以及SMA、OGFC混合料宜在配合比設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上按下列步驟進(jìn)行各種性能檢驗(yàn),不符要求的瀝青混合料,必須更換材料或重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。1、高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn) 在試驗(yàn)溫度為60、輪壓0.7MPa條件下進(jìn)行車(chē)轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度,根據(jù)氣候條件的不同,應(yīng)符合下表的要求。當(dāng)使用改性瀝青且以提

32、高高溫抗車(chē)轍能力的主要目的的新拌瀝青混合料,在動(dòng)穩(wěn)定度符合要求的同時(shí),經(jīng)改性的瀝青混合料的低溫抗裂性能不得低于未改性的瀝青混合料,同時(shí)低溫彎曲試驗(yàn)的破壞應(yīng)變不得小于1200。 必須在規(guī)定的試驗(yàn)條件下進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)以檢驗(yàn)瀝青混合料的水穩(wěn)定性。根據(jù)氣候條件的不同,不同瀝青混合料的浸水馬歇爾試驗(yàn)的殘留穩(wěn)定度以及凍融劈裂試驗(yàn)的殘留強(qiáng)度比應(yīng)符合下表的要求,達(dá)不到要求時(shí)必須摻加消石灰、水泥或相應(yīng)的抗剝落措施。2、水穩(wěn)定性檢驗(yàn) 3、低溫抗裂性能檢驗(yàn) 對(duì)熱拌瀝青混合料在試驗(yàn)溫度-10、加載速率50mm/min的條件下進(jìn)行彎曲試驗(yàn),測(cè)定破壞強(qiáng)度、破壞應(yīng)變、破壞勁度模量,并根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線的形狀

33、,綜合評(píng)價(jià)瀝青混合料的低溫抗裂性能。根據(jù)氣候條件的不同,不同瀝青混合料的低溫彎曲試驗(yàn)的破壞應(yīng)變宜不小于下表的要求。4、滲水性檢驗(yàn) 利用輪碾機(jī)成型的車(chē)轍試件進(jìn)行滲水試驗(yàn),其滲水系數(shù)宜符合下表的要求。5、SMA性能檢驗(yàn) 對(duì)SMA混合料,除按前述規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)外,尚應(yīng)按下表所列項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)。其中謝倫堡瀝青析漏試驗(yàn)在最高施工溫度條件下進(jìn)行,無(wú)明確規(guī)定時(shí),非改性瀝青混合料的試驗(yàn)溫度宜為170,改性瀝青混合料的試驗(yàn)溫度宜為185。各項(xiàng)檢驗(yàn)均應(yīng)符合表中要求。 對(duì)改性瀝青混合料的性能檢驗(yàn),應(yīng)針對(duì)改性目的進(jìn)行。以提高高溫抗車(chē)轍性能為主要目的的改性瀝青混合料,在車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度符合要求的同時(shí),其低溫

34、性能不得低于未改性的基質(zhì)瀝青混合料的指標(biāo)。以提高低溫抗裂性能為主要目的的改性瀝青混合料,在低溫彎曲試驗(yàn)的破壞應(yīng)變?cè)诜弦蟮耐瑫r(shí),其高溫穩(wěn)定性不得低于未改性的基質(zhì)瀝青混合料的指標(biāo)。瀝青混合料施工1.施工準(zhǔn)備 2.原材料堆放與裝運(yùn) 3.拌和廠生產(chǎn)和控制 4.混合料運(yùn)輸 5.混合料攤鋪 6.混合料碾壓 7. 接縫 8.防止離析 9.試驗(yàn)路段 10.質(zhì)量控制方法冷料倉(cāng)各冷料倉(cāng)的供料比例應(yīng)根據(jù)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果確定;新規(guī)范密級(jí)配瀝青混合料與老規(guī)范瀝青混合料相比,主要區(qū)別是,通常老規(guī)范AC型瀝青混合料粗料、細(xì)料用量較大,中間粒徑用量較少,而新規(guī)范密級(jí)配瀝青混合料用料比較均衡,各冷料倉(cāng)的用料比例比較接近,

35、接近料場(chǎng)生產(chǎn)14冷料的自然比例,拌和樓冷料進(jìn)料比例比較均衡,更有利于計(jì)量控制。拌和時(shí)間瀝青混合料拌和包括干拌和濕拌兩部分,拌和次序?yàn)橄忍砑蛹虾偷V粉,干拌35s,然后噴瀝青,濕拌3035s,整個(gè)拌和周期4550s左右;瀝青混合料拌和主要目的是確?;旌狭暇鶆蛞恢?、無(wú)花白料,不宜一味延長(zhǎng)拌和時(shí)間。拌和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成瀝青氧化和老化,降低瀝青混合料的耐久性。拌和溫度對(duì)普通瀝青混合料,根據(jù)粘溫關(guān)系曲線確定拌和和壓實(shí)溫度。 對(duì)改性瀝青混合料來(lái)說(shuō),不適合采用粘溫關(guān)系曲線確定拌和和壓實(shí)溫度,一般在普通瀝青混合料的基礎(chǔ)上,增加10-20度。 不同類(lèi)型瀝青混合料拌和溫度有所差異,普通瀝青混合料拌和與壓實(shí)溫度應(yīng)根據(jù)

36、氣溫、下臥層溫度、風(fēng)速、攤鋪層厚度和運(yùn)輸距離來(lái)調(diào)整。 改性瀝青混合料的拌和、壓實(shí)溫度應(yīng)由瀝青供應(yīng)商根據(jù)產(chǎn)品特性提供,也要應(yīng)根據(jù)氣溫、下臥層溫度、風(fēng)速、攤鋪層厚度和運(yùn)輸距離來(lái)調(diào)整 。瀝青混合料運(yùn)輸瀝青混合料應(yīng)采用較大噸位的自卸汽車(chē)運(yùn)輸,運(yùn)輸車(chē)輛的型號(hào)最好一致。車(chē)輛的數(shù)量和總運(yùn)輸能力應(yīng)該較拌和機(jī)生產(chǎn)能力和攤鋪速度有所富余。運(yùn)輸車(chē)輛應(yīng)保證車(chē)廂清潔、干凈;嚴(yán)禁使用柴油作為隔離劑,隔離劑可選用菜油和洗滌劑混和液(菜油與洗滌液水的比例為1:10),有條件也可購(gòu)買(mǎi)成品隔離劑。瀝青混合料攤鋪宜采用兩臺(tái)以上攤鋪機(jī)成梯隊(duì)作業(yè),瀝青混合料要采用高溫碾壓,相鄰兩臺(tái)攤鋪機(jī)距離不能過(guò)長(zhǎng),宜控制在515m之間;瀝青混合料松

37、鋪系數(shù)一般在1.151.3之間。攤鋪過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)檢查攤鋪層厚度及路拱、橫坡;70號(hào)瀝青混合料攤鋪溫度宜大于140,改性瀝青混合料宜大于150,路表溫度低于10時(shí),不宜攤鋪瀝青混合料。瀝青混合料碾壓新規(guī)范密級(jí)配瀝青混合料屬于多級(jí)嵌擠型級(jí)配類(lèi)型,骨架性強(qiáng)、較難壓實(shí),需在高溫時(shí)進(jìn)行碾壓,這是瀝青路面施工與老規(guī)范密級(jí)配瀝青混合料施工最大的區(qū)別.瀝青混合料壓實(shí)原則是“緊跟、慢壓”。一般來(lái)講,瀝青路面碾壓包括初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)階段。初 壓初壓用10T 或10T以上雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)緊隨攤鋪機(jī)碾壓,并不得產(chǎn)生推移、發(fā)裂現(xiàn)象。 壓路機(jī)應(yīng)從低處往高處碾壓,相鄰碾壓帶重疊寬度振動(dòng)時(shí)為5-6cm,靜壓時(shí)1/31/2

38、輪寬,壓完全幅為一遍。 初壓一般采用兩臺(tái)雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī),各碾壓一遍。 碾壓時(shí),應(yīng)將驅(qū)動(dòng)輪面向攤鋪機(jī)。碾壓路線和方向不應(yīng)突然改變,以免混合料產(chǎn)生推移。 復(fù) 壓瀝青路面復(fù)壓推薦采用2-3臺(tái)大噸位輪胎壓路機(jī),碾壓遍數(shù)經(jīng)試鋪段確定,不宜少于46遍。輪胎充氣壓力不小于0.5MPa,要求達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度,并無(wú)顯著輪跡。終 壓終壓目的是為了消除路面輪跡,宜選用雙鋼輪壓路機(jī)采用靜壓方式進(jìn)行。高性能終壓溫度不宜過(guò)低,路面壓實(shí)成型的終了溫度,重交瀝青混合料不低于90,改性瀝青混合料不低于100。質(zhì)量控制和質(zhì)量保證(QC/QA)瀝青路面質(zhì)量控制包括三部分:原材料質(zhì)量控制體系;瀝青混合料質(zhì)量控制體系;瀝青路面質(zhì)量控

39、制體系。原材料質(zhì)量控制 工程施工開(kāi)始前以及施工過(guò)程中都應(yīng)該對(duì)照原材料的質(zhì)量要求進(jìn)行檢查。特別當(dāng)發(fā)生材料來(lái)源或規(guī)格的變化時(shí),必須對(duì)材料來(lái)源、材料質(zhì)量、數(shù)量、供應(yīng)計(jì)劃、材料場(chǎng)堆放及儲(chǔ)存條件等進(jìn)行檢查。瀝青混合料質(zhì)量控制 瀝青混合料質(zhì)量主要主要包括兩部分,一是瀝青混合料級(jí)配組成,二是瀝青混合料體積性質(zhì)指標(biāo);瀝青混合料質(zhì)量控制主要目的就是保證瀝青混合料油石比、級(jí)配以及體積指標(biāo)均滿足要求;其次,瀝青混合料質(zhì)量控制還包括混合料出料溫度、攤鋪溫度以及混合料外觀情況。瀝青混合料級(jí)配組成控制瀝青混合料礦料級(jí)配控制標(biāo)準(zhǔn),可參照高速公路瀝青路面質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn),即0.075mm篩孔2,2.36mm篩孔通過(guò)率5,4.7

40、5mm篩孔通過(guò)率6,同時(shí)加強(qiáng)對(duì)0.075mm、2.36mm以及4.75mm篩孔通過(guò)率的控制; 綜合分析國(guó)外與我國(guó)瀝青路面油石比控制標(biāo)準(zhǔn),建議瀝青混合料抽提試驗(yàn)油石比的控制標(biāo)準(zhǔn)為與設(shè)計(jì)值 ( 0.3) ,實(shí)際拌和樓每天瀝青用量的總量應(yīng)控制在0.1以內(nèi)。瀝青混合料體積指標(biāo)質(zhì)量控制瀝青混合料大規(guī)模生產(chǎn)之前,需對(duì)瀝青混合料體積指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證,為正式施工提供經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù);瀝青混合料驗(yàn)證包括拌和廠的原材料質(zhì)量檢驗(yàn)、生產(chǎn)配合比調(diào)試驗(yàn)證以及第一個(gè)全天生產(chǎn)的瀝青混合料體積性質(zhì)指標(biāo)檢驗(yàn),瀝青混合料驗(yàn)證必須在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行;為了確保瀝青混合料施工質(zhì)量,瀝青混合料的生產(chǎn)質(zhì)量控制應(yīng)與設(shè)計(jì)相匹配。瀝青混合料生產(chǎn)配合比允許偏差

41、混合料組成性質(zhì)允許偏差極限油石比0.34.75mm以上集料通過(guò)率6.04.750.150mm通過(guò)率5.00.075mm通過(guò)率2空隙率(Va)1.0礦料間隙率(VMA)1.0VFA生產(chǎn)時(shí)不作要求最大理論密度實(shí)測(cè) 瀝青混合料質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 編號(hào)檢查內(nèi)容頻率要求1出料溫度隨時(shí)檢查符合施工時(shí)的溫度規(guī)定2混合料外觀隨時(shí)檢查拌和均勻,無(wú)花白料3攤鋪溫度1次/車(chē)普通瀝青混合料140改性瀝青混合料1504碾壓溫度隨時(shí)檢查符合施工時(shí)的溫度規(guī)定5礦料級(jí)配20、25型混合料1次/1000噸13型混合料1次/600噸0.075mm篩孔料的誤差2%4.75mm篩孔料的誤差5%4.75mm以上篩孔誤差6%6油石比與設(shè)計(jì)值差

42、 -0.3%,+0.3%7最大理論密度實(shí)測(cè) (0.015)8空隙率生產(chǎn)配合比時(shí)空隙率1%9VMA生產(chǎn)配合比時(shí)的VMA1%10VFA生產(chǎn)時(shí)不作要求瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制 瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)指標(biāo)很多,如壓實(shí)度、高程、平整度、厚度、滲水系數(shù)等。但壓實(shí)度和路面滲水系數(shù)是決定響瀝青路面質(zhì)量的兩個(gè)重要指標(biāo);目前,建議對(duì)壓實(shí)度采用馬氏密度壓實(shí)度和理論最大相對(duì)密度壓實(shí)度“雙控”,并將路面滲水系數(shù)提到很高的位置。 某高速公路AC-25現(xiàn)場(chǎng)空隙率分布圖 某高速公路AC-20現(xiàn)場(chǎng)空隙率分布圖 瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 編號(hào)檢查項(xiàng)目要求值檢查方法1路面空隙率4-7每200m為一段,每段檢查2處(鉆芯取樣)2平整度(均方差

43、)上面層不大于1.2mm中面層不大于1.5mm下面層不大于1.8mm每100m為一個(gè)單位,用八輪儀量測(cè)3寬 度不小于設(shè)計(jì)值每100m(單幅)用尺量2處4厚 度-3 mm(厚度50mm以下)-5 mm(厚度50mm以上)每100m(單幅)鉆芯取樣檢1處5橫坡度0.5%每100m(單幅)檢查三個(gè)斷面6滲水系數(shù)300mL/min(普通瀝青混合料)200mL/min(SMA混合料)1點(diǎn)/單幅200m(每點(diǎn)3處取平均值)五、瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)一、瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)介1、定義 路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種在路面沒(méi)有結(jié)構(gòu)性損壞、存著功能性缺陷的情況下,采取的對(duì)現(xiàn)有道路系統(tǒng)進(jìn)行有計(jì)劃的、基于費(fèi)用-效益的養(yǎng)護(hù)策

44、略。 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)可以延遲路面的損壞,維持或改善路面現(xiàn)有的通車(chē)條件,通過(guò)延長(zhǎng)原有路面的使用壽命來(lái)推遲昂貴的大修和重建活動(dòng)。一、瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)介2、內(nèi)涵預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)可修復(fù)路面功能性損壞,延緩路面結(jié)構(gòu)性損壞。是“未雨綢繆”式的技術(shù)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)是科學(xué)的技術(shù)體系,而非單一的養(yǎng)護(hù)措施的應(yīng)用。在最合適的時(shí)間,將最合適的措施,應(yīng)用在最合適的位置。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)僅針對(duì)項(xiàng)目級(jí)系統(tǒng),不適用于網(wǎng)級(jí)系統(tǒng)。一、瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)介3、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的主要措施(1)預(yù)修補(bǔ)(裂縫、坑槽、松散、老化等預(yù)處理)(2)霧封層(3)微表處(4)碎石封層(5)超薄磨耗層(6)薄層熱拌瀝青混凝土(7)銑刨罩面(8)就地?zé)嵩?/p>

45、生(9)廠拌熱再生一、瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)介4、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的分類(lèi) 可按照養(yǎng)護(hù)措施厚度的大小和養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度的強(qiáng)弱分類(lèi):(1)015mm,輕強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)措施,主要包括霧封層、 微表處和碎石封層。(2)1030mm,中強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)措施,主要包括超薄磨耗層。(3)2040mm,重強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)措施,主要包括薄層熱拌瀝青混凝土。(4)2050mm,強(qiáng)強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)措施,主要包括銑刨罩面、就地?zé)嵩偕蛷S拌熱再生。一、瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)介常用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施分類(lèi)情況一、瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)介5、當(dāng)路面存在以下情況時(shí),不能應(yīng)用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),而應(yīng)考慮其它養(yǎng)護(hù)技術(shù): 路面出現(xiàn)嚴(yán)重的縱、橫向裂縫; 路面出現(xiàn)嚴(yán)重的塊狀裂縫或龜裂

46、; 路面出現(xiàn)大面積嚴(yán)重坑槽; 路面的承載能力不足; 路面排水性能不良。 (一)封縫1、封縫簡(jiǎn)介封縫是最常用的瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施,包括裂縫填封和裂縫密封兩種方式。封縫可防止水分進(jìn)入基層和路基,保護(hù)路面,減緩裂縫邊緣材料破碎,進(jìn)而阻止更為嚴(yán)重的破壞。裂縫密度較低和中等水平時(shí),能取得良好的應(yīng)用效果。使用壽命:最少2 年,最長(zhǎng)10 年,一般為4 年,重載條件下多為2 年。(一)封縫1、封縫簡(jiǎn)介封縫處理(一)封縫2、封縫的功能屬性封縫的主要功能屬性為封水,其余各種附屬功能屬性如圖:(一)封縫3、封縫措施適用條件和工藝選擇:封縫措施針對(duì)路面的非結(jié)構(gòu)性裂縫,適用于裂縫率小于50%的瀝青路面。工藝選擇如下

47、表:3、封縫措施適用條件和工藝選擇:裂縫密度大,或?qū)挾瘸^(guò)20mm ,不宜采用封縫?。ㄒ唬┓饪p(一)封縫4、封縫材料類(lèi)型冷補(bǔ)材料,包括液態(tài)瀝青(乳化瀝青)和聚合物改性液態(tài)瀝青。熱補(bǔ)材料,包括改性瀝青,如橡膠瀝青等。其它化學(xué)處置材料,如低硅樹(shù)脂等。預(yù)制成型的密封材料,如抗裂貼,壓縫帶等。(二)霧封層1、簡(jiǎn)介霧封層是一種將乳化瀝青稀釋液或特制路面保護(hù)劑噴灑在現(xiàn)有瀝青路面上的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。能密封原有瀝青路面表面層,提高路面的密封性和防水性,防止骨料進(jìn)一步松散剝落;同時(shí)能封閉細(xì)小裂縫,為老化的路表補(bǔ)充新鮮瀝青,延長(zhǎng)路面使用壽命。也可使用在碎石封層上,固定碎石??煞譃槠胀ㄈ榛癁r青類(lèi)霧封層和含再生劑類(lèi)霧

48、封層兩大類(lèi)。(二)霧封層1、簡(jiǎn)介霧封層施工(二)霧封層2、霧封層的功能屬性霧封層的成本較低,使用壽命較短,其主要的功能屬性是密水,其余各種附屬功能屬性如圖所示:(二)霧封層3、適用條件用在乳化瀝青滲透性好的瀝青路面上,比如老化松散的熱瀝青混合料表面,碎石封層表面,開(kāi)級(jí)配瀝青混合料表面等。使用時(shí)機(jī)上,霧封層一般在新路面通車(chē)24 年或者路面大修后12 年時(shí)可考慮使用。霧封層不能夠修復(fù)車(chē)轍、基層失效、過(guò)多骨料損失、以及其他嚴(yán)重的路面損壞。(二)霧封層3、適用條件合適路表:嚴(yán)重老化的密級(jí)配HMA(二)霧封層3、適用條件合適路表:開(kāi)級(jí)配HMA(二)霧封層3、適用條件合適路表:碎石封層(二)霧封層3、適用

49、條件不合適路表:表面致密的密級(jí)配(二)霧封層3、適用條件施工前 施工后碎石封層上霧封層施工前后對(duì)比(二)霧封層3、適用條件施工前 施工后表面粗糙的密級(jí)配HMA,霧封層施工前后對(duì)比(二)霧封層4、霧封層施工的適用性和局限性(二)霧封層5、霧封層材料(1)普通乳化瀝青類(lèi)霧封層材料通常是乳化瀝青和水的稀釋液。乳化瀝青可以是陽(yáng)離子乳化瀝青或者陰離子乳化瀝青。一般常用的慢裂型陽(yáng)離子乳化瀝青型號(hào)是CSS-1 型和CSS-1h 型;一般常用的陰離子乳化瀝青型號(hào)是SS-1 型和SS-1h 型。(二)霧封層(2)含再生劑類(lèi)霧封層材料含再生劑類(lèi)封層材料有多種形式,可能含有瀝青、聚合物乳化液及其他添加劑。它只用在發(fā)

50、生明顯老化、膠結(jié)料變脆、混合料松散的路面上。在某些情況下,為了特殊的目的,乳化液會(huì)加入一些添加劑。比如加入再生油可以軟化路面的老化膠結(jié)料和恢復(fù)其性能。(三)微表處1、微表處簡(jiǎn)介微表處是采用專(zhuān)用機(jī)械設(shè)備將聚合物改性乳化瀝青、粗細(xì)集料、填料、水和添加劑等按照設(shè)計(jì)配比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上,并很快開(kāi)放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄層。微表處可修復(fù)路面車(chē)轍、松散、泛油病害,顯著提高路面的抗滑能力。級(jí)配設(shè)計(jì)良好的微表處可完全不滲水,達(dá)到保護(hù)路面結(jié)構(gòu)、封堵路面微小孔隙、修復(fù)路面輕微裂縫的目的。微表處的使用壽命一般為46 年,可延長(zhǎng)原路面使用壽命一般為35 年。(三)微表處1、微表處簡(jiǎn)介微表處施工(

51、三)微表處2、微表處的功能屬性微表處措施的主要功能屬性為密水,其余各種附屬功能屬性如圖所示:(三)微表處3、微表處分類(lèi)和適用條件按礦料公稱最大粒徑的不同,可分為MS-2 型和MS-3 型:MS-3型公稱最大粒徑為9.5mm,適用于高速公路、一級(jí)公路的罩面和車(chē)轍填充;MS-2型公稱最大粒徑為4.75mm,適用于中等級(jí)交通量高速公路、一二級(jí)公路的罩面;微表處僅用于結(jié)構(gòu)性能良好、不存在結(jié)構(gòu)性病害的路面,應(yīng)用前必須修復(fù)原路面裂縫、坑槽病害。(三)微表處4、微表處材料要求微表處用的改性乳化瀝青須滿足“慢裂快凝”的要求,須選用陽(yáng)離子聚合物改性乳化瀝青。集料的最大粒徑和砂當(dāng)量對(duì)微表處攤鋪的成功與否影響很大。

52、微表處礦料中可以摻加礦粉、水泥、消石灰等填料。混合料的級(jí)配要求:(四)碎石封層1、簡(jiǎn)介碎石封層是指用專(zhuān)用設(shè)備即碎石封層車(chē)將單一粒徑的石料及瀝青膠結(jié)料幾乎同時(shí)灑布在路面上,在膠輪壓路機(jī)或自然行車(chē)碾壓下,使膠結(jié)料與石料之間有最充分的表面接觸,以達(dá)到它們之間最大限度的粘結(jié)性,從而形成保護(hù)原有路面的瀝青碎石磨耗層。碎石封層可修復(fù)原路面的裂縫、松散、老化等病害,并提供抗滑性能優(yōu)越的罩面層。單層碎石封層不適宜修復(fù)原路面的車(chē)轍病害。(四)碎石封層1、簡(jiǎn)介碎石封層施工(四)碎石封層2、碎石封層的功能屬性(五)超薄磨耗層1、簡(jiǎn)介超薄磨耗層是用專(zhuān)用機(jī)械將間斷級(jí)配的熱拌瀝青混合料直接鋪筑在改性乳化瀝青粘結(jié)層上,總厚

53、度約13cm,可快速開(kāi)放交通的薄層結(jié)構(gòu)。超薄磨耗層可以提供卓越的抗滑性能,同時(shí)可修復(fù)路面的輕微裂縫、松散、老化等病害,并可減少行駛噪音,增強(qiáng)路面的橫向排水能力。(五)超薄磨耗層1、簡(jiǎn)介超薄磨耗層照片(五)超薄磨耗層2、超薄磨耗層的功能屬性主要功能屬性為功能修復(fù),附屬功能屬性如圖:(五)超薄磨耗層3、代表性的超薄磨耗層代表性的超薄磨耗層結(jié)構(gòu)為UTAC-10 和殼牌公司的專(zhuān)利產(chǎn)品Novachip。UTAC-10 是一種抗構(gòu)造深度較大,抗滑性能較好的薄層結(jié)構(gòu),其級(jí)配要求為:(五)超薄磨耗層4、NovaChip介紹是一種間斷級(jí)配粗集料與改性瀝青(Nova Binder)的熱拌混合料攤鋪形成的超薄磨耗層

54、。使用專(zhuān)用一體化設(shè)備N(xiāo)ova Paver 施工,首先在舊瀝青路面上噴灑一層較厚的特種改性乳化瀝青(Nova Bond)粘結(jié)層(1.1 L/m2),隨即鋪筑熱拌瀝青混合料,此時(shí)乳化瀝青上升裹附在熱拌瀝青混合料的石料四周,乳化瀝青粘接層迅即破乳, 使超薄熱瀝青層與原路面實(shí)現(xiàn)充分粘接,隨后壓路機(jī)碾壓成型,厚度一般為1025mm,20 分鐘內(nèi)即可開(kāi)放交通。(五)超薄磨耗層5、NovaChip的適用條件NovaChip超薄層與舊路面粘結(jié)很強(qiáng),不會(huì)發(fā)生剝落、松散等病害;NovaBond 粘結(jié)層封水效果好,有效封堵地表水下滲,加上斷級(jí)配混合料的疏水效果,防止地表水對(duì)舊路面的侵害;施工方便迅速,對(duì)交通影響小。

55、不能提高原路面結(jié)構(gòu)承載能力,可用在原路面結(jié)構(gòu)性能良好,沒(méi)有結(jié)構(gòu)性損壞的路段。施工前需修復(fù)原路面裂縫、坑槽、修補(bǔ)損壞等破壞,厚度大于1.5cm 的車(chē)轍應(yīng)預(yù)先填充。(五)超薄磨耗層5、NovaChip的適用條件超薄磨耗層可適當(dāng)提高路面的平整度水平,但當(dāng)路面平整度水平相對(duì)較低時(shí),如IRI2.3,超薄磨耗層對(duì)于平整度水平的提高可能幫助不大。當(dāng)路面裂縫密度較大時(shí),如20CR50,需在設(shè)置應(yīng)力吸收層后再進(jìn)行超薄磨耗層的施工。(五)超薄磨耗層6、NovaChip的三種主要級(jí)配(五)超薄磨耗層6、NovaChip的三種主要級(jí)配級(jí)配A比較密實(shí),在一般路面上應(yīng)用得比較少,在機(jī)場(chǎng)道路用得比較多;級(jí)配B應(yīng)用比較廣泛,

56、它比A 級(jí)配的構(gòu)造深度要大、摩擦性能要好;級(jí)配C主要應(yīng)用在大交通量的路面上,它提供的構(gòu)造深度更大、摩擦性能更好。(六)薄層熱拌瀝青混凝土1、簡(jiǎn)介薄層熱拌瀝青混凝土是將密級(jí)配、開(kāi)級(jí)配或間斷級(jí)配的廠拌瀝青混合料直接攤鋪在路面上,厚度約24cm 的薄層結(jié)構(gòu)。相對(duì)于其它類(lèi)型預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施具有更好的耐久性、抗車(chē)轍、抗裂能力,并能顯著提高原路面的平整度水平,修復(fù)原路面輕微病害,提供優(yōu)良的服務(wù)性能。薄層熱拌瀝青混凝土作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施,不能提高原路面結(jié)構(gòu)承載能力,應(yīng)用在原路面結(jié)構(gòu)性能良好,沒(méi)有結(jié)構(gòu)性損壞的路段。(六)薄層熱拌瀝青混凝土2、代表性的混合料類(lèi)型薄層熱拌瀝青混凝土具有代表性的混合料類(lèi)型為AC-13

57、C,SMA-10 和OGFC-10。AC-13C:造價(jià)便宜,施工技術(shù)易于掌握。SMA-10:更強(qiáng)的車(chē)轍抵抗能力和耐久性能,造價(jià)相對(duì)較高。OGFC-10:更好的抗滑性能和路面橫向排水性能,能顯著減少雨天路面水霧,降低行駛噪音,防止車(chē)輛打滑。造價(jià)較高,塵土易污染堵塞空隙。(六)薄層熱拌瀝青混凝土3、功能屬性SMA-10主要功能屬性為結(jié)構(gòu)補(bǔ)充,功能屬性如圖:(六)薄層熱拌瀝青混凝土3、功能屬性O(shè)GFC-10主要功能屬性為結(jié)構(gòu)補(bǔ)充,功能屬性如圖:(六)薄層熱拌瀝青混凝土4、適用條件施工前必須認(rèn)真修復(fù)原路面裂縫、坑槽、修補(bǔ)損壞等破壞,對(duì)于厚度大于1.5cm 的車(chē)轍應(yīng)預(yù)先填充,在混合料攤鋪前需要噴灑粘層瀝

58、青,粘層瀝青宜優(yōu)先采用熱瀝青。在路面裂縫很多的情況下(裂縫率20CR50),宜考慮結(jié)合應(yīng)力吸收層一起使用。(七)銑刨罩面1、簡(jiǎn)介銑刨罩面是指將路面狀況較差的瀝青面層銑刨后,再加鋪熱拌瀝青混合料,以恢復(fù)路面的使用性能,銑刨厚度一般為25cm。銑刨罩面適用于不存在結(jié)構(gòu)性損壞,且功能性損壞相對(duì)較為嚴(yán)重的路面,如40SFC48、2.3IRI3.5、20CR50。應(yīng)積極考慮再生利用的技術(shù),對(duì)銑刨的瀝青混合料進(jìn)行處理,以節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境。(七)銑刨罩面1、簡(jiǎn)介銑刨罩面施工(七)銑刨罩面2、功能屬性銑刨罩面主要功能屬性為結(jié)構(gòu)恢復(fù),其余各種附屬功能屬性見(jiàn)下圖:(八)就地?zé)嵩偕?、簡(jiǎn)介就地?zé)嵩偕遣捎脤?zhuān)用的就

59、地?zé)嵩偕O(shè)備,對(duì)瀝青路面進(jìn)行加熱、銑刨,就地?fù)饺胍欢〝?shù)量的新瀝青、新瀝青混合料、再生劑等,經(jīng)熱態(tài)拌和、攤鋪、碾壓等工序,一次性實(shí)現(xiàn)對(duì)表面一定深度范圍內(nèi)的舊瀝青混凝土路面再生的技術(shù)。就地?zé)嵩偕m用于不存在結(jié)構(gòu)性損壞,且功能性損壞相對(duì)較為嚴(yán)重的路面,如40SFC48、2.3IRI3.5、20CR50。再生厚度一般為25cm。(八)就地?zé)嵩偕?、簡(jiǎn)介就地?zé)嵩偕ò耍┚偷責(zé)嵩偕?、就地?zé)嵩偕墓δ軐傩跃偷責(zé)嵩偕闹饕δ軐傩詾榻Y(jié)構(gòu)恢復(fù),其余各種附屬功能屬性如圖所示:(八)就地?zé)嵩偕?、就地?zé)嵩偕姆诸?lèi)可以分為復(fù)拌再生、加鋪再生兩種。復(fù)拌再生是將舊瀝青路面加熱、銑刨,就地?fù)郊右欢〝?shù)量的再生劑、新瀝青、新

60、瀝青混合料,經(jīng)熱態(tài)拌和、攤鋪、壓實(shí)成型。摻加的新瀝青混合料比例一般控制在30%以內(nèi)。加鋪再生是將舊瀝青路面加熱、銑刨,就地?fù)郊右欢〝?shù)量的新瀝青混合料、再生劑,拌和形成再生混合料,利用再生復(fù)拌機(jī)的第一熨平板攤鋪再生混合料,利用再生復(fù)拌機(jī)的第二熨平板同時(shí)將新瀝青混合料攤鋪于再生混合料之上,兩層一起壓實(shí)成型。(八)就地?zé)嵩偕?、就地?zé)嵩偕倪m用條件再生時(shí)原路面應(yīng)具備以下條件:原路面整體強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求;原路面病害主要集中在表面層,通過(guò)再生施工可得到有效修復(fù)。原路面瀝青的 25針入度不低于20(0.1mm)。原路面上有稀漿封層、微表處、碎石封層、超薄磨耗層等養(yǎng)護(hù)措施時(shí),應(yīng)經(jīng)充分試驗(yàn)論證,判斷是否適宜直

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