瀝青面層施工.ppt

1、道路施工基礎(chǔ)知識(shí) 道路面層瀝青類,雜交稻 2013年11月,市政 公路建造師培訓(xùn),一、有關(guān)概念,1. 粗集料：經(jīng)加工（軋碎、篩分）而成的粒徑大于2.36mm的碎石、破碎礫石、篩選礫石、礦渣等集料。就是我們平常所說(shuō)的0.5-1cm、1-2cm、1-3cm石子。 2. 細(xì)集料：天然形成或經(jīng)軋碎、篩分等加工而成的粒徑小于2.36mm的天然砂、機(jī)制砂及石屑等集料。 3. 填料：在瀝青混合料中起填充作用的粒徑小于0.075mm的礦物質(zhì)粉末。拌和站所指的填料就是礦粉和生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的回收粉。 4. 礦料：用于瀝青混合料的粗集料、細(xì)集料、填料的總稱。,5. 瀝青結(jié)合料：在瀝青混合料中起膠結(jié)作用的瀝青類材料（含

2、摻加的外摻劑、改性劑等）的總稱。 6. 乳化瀝青：石油瀝青與水在乳化劑、穩(wěn)定劑等的作用下經(jīng)乳化得到的瀝青產(chǎn)品。我們常用的是噴灑型陽(yáng)離子乳化瀝青，簡(jiǎn)稱PC。 7. 改性瀝青：摻加橡膠、樹(shù)脂、高分子聚合物、天然瀝青、磨細(xì)的橡膠粉等改性劑，使瀝青或?yàn)r青混合料的性能得以改善而成的結(jié)合料成為改性瀝青。常見(jiàn)的有MAC和SBS。 8. 瀝青混合料:由礦料與瀝青結(jié)合料拌合而成的混合料成為瀝青混合料。按材料組成及結(jié)構(gòu)分成連續(xù)級(jí)配、間斷級(jí)配混合料。按礦料級(jí)配及空隙率大小分為密級(jí)配、半開(kāi)級(jí)配、開(kāi)級(jí)配混合料。按工程最大粒徑的大小可分為特粗式，粗粒式、中粒式、細(xì)粒式、砂粒式。,密級(jí)配瀝青混合料：按密實(shí)級(jí)配原理設(shè)計(jì)組成的

3、混合料，包括空隙率較小的密實(shí)式瀝青混凝土混合料（以AC表示）和密實(shí)式瀝青穩(wěn)定碎石混合料（以ATB表示）。 特點(diǎn)：級(jí)配為連續(xù)密級(jí)配，空隙率較低。 孔隙率為36%的混合料為I型密實(shí)型瀝青混凝土，孔隙率為410的為II型半密實(shí)瀝青混凝土混合料。 10、連續(xù)半開(kāi)級(jí)配瀝青碎石混合料：由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及少量填料（或不加填料）與瀝青結(jié)合料拌和而成，經(jīng)馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)成型試件的空隙率在10以上的半開(kāi)式瀝青碎石混合料（以AM表示）。,11.開(kāi)級(jí)配瀝青混合料：礦料級(jí)配主要由粗集料嵌擠組成，細(xì)集料及填料較少，壓實(shí)后剩余空隙率為15以上的混合料稱為開(kāi)級(jí)配瀝青混合料。 12. 間斷級(jí)配瀝青混合料：礦料級(jí)配組成中

4、缺少1個(gè)或幾個(gè)檔次（或用量極少）而形成的瀝青混合料。SMA就屬于本類型。 14. 瀝青馬蹄脂碎石混合料：由瀝青結(jié)合料與少量的纖維穩(wěn)定劑、細(xì)集料以及較多的填料（礦粉）構(gòu)成，簡(jiǎn)稱SMA。,15. 瀝青面層：由瀝青材料、礦料及其他外摻劑按要求比例混合、鋪筑而成的單層或多層式結(jié)構(gòu)層。一般瀝青面層分為下、中、上三層結(jié)構(gòu)。 *16. 透層：為使瀝青面層與非瀝青材料基層結(jié)合良好，在基層上噴灑液體石油瀝青、乳化瀝青、煤瀝青而形成的透入基層表面一定深度的薄層。 作用： 1. 增進(jìn)基層與瀝青層的粘結(jié)力； 2.封閉基層表面的孔隙，減少水分下滲； 3.防止基層吸收表面處治的第一次噴灑瀝青； 4. 在鋪筑面層前，能作為

5、臨時(shí)性的保護(hù)基層。 17. 粘層：為加強(qiáng)路面瀝青層與瀝青層之間、瀝青層與水泥混凝土路面之間的粘結(jié)而灑布的瀝青材料薄層。,19. 符號(hào)及代號(hào) AC：密級(jí)配瀝青混凝土混合料 AM：半開(kāi)級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石混合料 SMA：瀝青馬蹄脂碎石混合料 SBS：改性瀝青的一種（苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物 ),18. 封層：為封閉表面空隙、防止水分侵入而在瀝青面層或基層上鋪筑的有一定厚度的瀝青混合料薄層。鋪筑在瀝青面層表面的稱為上封層，鋪筑在瀝青面層下面、基層表面的稱為下封層。,二、瀝青路面分類,按強(qiáng)度構(gòu)成原理,密實(shí)類,嵌擠類,密實(shí)類瀝青路面要求礦料的級(jí)配按最大密實(shí)原則設(shè)計(jì)，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性主要取決于混合料的粘聚力

6、和內(nèi)摩阻力。密實(shí)類瀝青路面按其空隙率的大小可分為閉式和開(kāi)式兩種：閉式混合料中含有較多的小于0.5mm和0.074mm的礦料顆粒，空隙率小于6，混合料致密而耐久，但熱穩(wěn)定性較差；開(kāi)式混合料中小于0.5mm的礦料顆粒含量較少，空隙率大于6，其熱穩(wěn)定性較好。,嵌擠類瀝青路面要求采用顆粒尺寸較為均一的礦料，路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性主要依靠骨料顆粒之間相互嵌擠所產(chǎn)生的內(nèi)摩阻力，而粘聚力則起著次要的作用。按嵌擠原則修筑的瀝青路面，其熱穩(wěn)定性較好，但因空隙率較大、易滲水，且耐久性較差。,二、瀝青路面分類,按施工工藝,層鋪法,廠拌法,路拌法,二、瀝青路面分類,瀝青路面的技術(shù)特性,熱拌瀝青碎石,瀝青混凝土,瀝青表面處

7、治,乳化瀝青碎石混合料,瀝青貫入式,瀝青瑪蹄脂碎石SMA,二、瀝青路面分類,按顆粒大小,粗粒式,中粒式,細(xì)粒式,砂粒式,傳統(tǒng)的表面理論認(rèn)為瀝青混合料是由粗、細(xì)集料和填料組配而成的礦質(zhì)骨架和瀝青組成，瀝青分布在礦質(zhì)骨料表面，將礦質(zhì)骨料膠結(jié)成具有強(qiáng)度的整體。其中瀝青的膠結(jié)作用是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，包括物理吸附、化學(xué)吸附、選擇性吸附等。 所謂物理吸附是在固-液界面間產(chǎn)生的表面張力作用下，在礦料表面形成定向吸附和濕潤(rùn)現(xiàn)象，吸附的瀝青沒(méi)有發(fā)生任何化學(xué)變化； 化學(xué)吸附是瀝青中的瀝青酸及瀝青酸酐與礦料表面的金屬陽(yáng)離子間產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，生成了瀝青酸鹽，化學(xué)吸附比物理吸附產(chǎn)生的吸附作用更強(qiáng)烈，形成的瀝青膜更穩(wěn)定

8、； 選擇性吸附主要是由于礦料表面的微孔或毛細(xì)孔產(chǎn)生的吸附作用，使得瀝青中的小分子如油分和樹(shù)脂被吸收而增強(qiáng)了瀝青的粘結(jié)力，從而使瀝青與礦料作用更穩(wěn)固。,三、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代理論,（一）主要優(yōu)點(diǎn)： 優(yōu)良的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和表面功能特性：一般瀝青路面均具有良好的受力特性；路面平整、無(wú)裂縫或接縫、柔韌舒適、噪音小等優(yōu)點(diǎn) 表面抗滑性能好：瀝青路面既平整、表面又粗糙，有一定的粗、細(xì)紋理構(gòu)造，能保證車輛高速安全行駛 施工方便：瀝青路面可以集中拌和（廠拌）、機(jī)械化施工（攤鋪、碾壓等），完全可以實(shí)現(xiàn)大面積施工，質(zhì)量能夠得以保障，開(kāi)放交通早 經(jīng)濟(jì)耐久性好：與水泥路面相比，瀝青路面一次性投資要低得多，其使用壽

9、命達(dá)到15年，若施工質(zhì)量好、養(yǎng)護(hù)保養(yǎng)及時(shí)有的可以使用20年,四、瀝青路面的特點(diǎn),便于再生利用：瀝青再生利用已成為發(fā)達(dá)國(guó)家一項(xiàng)熱門的可持續(xù)發(fā)展和能源再生利用的新型課題，我國(guó)目前也在進(jìn)行這方面的研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)； 其它，如抗震性好、日照下不反射引起眩光、晴天無(wú)揚(yáng)塵、雨后不泥濘等 （二）主要缺點(diǎn)： 瀝青易老化：瀝青是多組分有機(jī)材料，隨著使用期的延長(zhǎng)，瀝青的膠體結(jié)構(gòu)和組成成分發(fā)生變化，使瀝青粘性變差、塑性降低、瀝青路面易表面松散、整體性降低，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞； 一般可以添加抗老化劑，如添加碳黑可以起到抗氧化的作用，增強(qiáng)瀝青的老化特性，還有其他材料如阻酚類、氨基甲酸酯類、鈣鹽、胺類等，但研究不成熟。 溫度

10、敏感性較差：夏季高溫易流淌，高溫穩(wěn)定性差；低溫易發(fā)脆，抗裂性能差?？刹捎脙?yōu)質(zhì)瀝青或采取改性措施等。,五、瀝青類路面材料,1.道路瀝青 根據(jù)氣候、交通性質(zhì)等可選用油-100、油-60等，氣溫較高和交通繁重條件下應(yīng)選用稠度較高的石油，反之可選用稠度較低的石油。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的不同，又分為“重交瀝青”與“普通道路瀝青”。 普通瀝青AH-70中的字母A是Asphalt瀝青的英語(yǔ)翻譯中第一個(gè)字母，H是Highway重交通的英語(yǔ)翻譯中第一個(gè)字母，70是瀝青針入度的范圍中值即60-80（0.1mm），因此說(shuō)針入度是普通瀝青三大指標(biāo)中最重要的，普通瀝青常常作為改性瀝青的基質(zhì)瀝青。,2. 改性瀝青 改性瀝青是指通過(guò)往

11、瀝青中摻加橡膠、樹(shù)脂、高分子聚合物、磨細(xì)的橡膠粉或其它填料等外摻劑（改性劑）或采取對(duì)瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青或?yàn)r青混合料的性能得到改善而制成的瀝青結(jié)合料。而改性劑則是指在瀝青或?yàn)r青混合料中加入的天然或人工的有機(jī)或無(wú)機(jī)材料，它應(yīng)可熔融、分散在瀝青中，能夠改善或提高瀝青路面材料性能，與瀝青發(fā)生反應(yīng)或裹復(fù)在集料表面上 。 改性瀝青的主要功用之一是提高瀝青混合料在高溫下的抵抗變形能力，而在其他溫度下對(duì)瀝青或?yàn)r青混合料的特性無(wú)不利作用。,國(guó)內(nèi)用于瀝青改性的聚合物品種大致可分為三種類型：一是橡膠改性類，如天然橡膠（NR）、丁苯橡膠（SBR）等；二是熱塑性彈性體：如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（S

12、BS）、苯乙烯異二烯苯乙烯嵌段共聚物（SIS）；三是樹(shù)脂類：包括熱塑性樹(shù)脂與熱固性樹(shù)脂。 SBS改性瀝青是在原有基質(zhì)瀝青（AH-70）的基礎(chǔ)上，摻加2.5%、3.0%、4.0的SBS改性劑，改性后的瀝青，與原瀝青相比，其高溫粘度增大，軟化點(diǎn)升高。在良好的設(shè)計(jì)配合比和施工條件下，瀝青路面的耐久性和高溫穩(wěn)定性明顯提高。,4. 碎石 應(yīng)選耐磨、方正有棱角和與瀝青粘結(jié)力較強(qiáng)的堿性石料，如石灰?guī)r、白云巖等，若選用酸性石料（如花崗巖），則在使用前應(yīng)摻加少量（0.6%2%)的表面活性劑預(yù)先堿化。 在改性瀝青中，為了增強(qiáng)骨料的強(qiáng)度，級(jí)別較高的路面采用玄武巖，造價(jià)較高。,細(xì)骨料 瀝青中的細(xì)骨料常常采用干凈的砂或

13、石屑。,3. 乳化瀝青 乳化瀝青適用于表處、貫入式、透層、粘層等，它是用5570瀝青、純凈水在乳化劑的作用下， 由不相容的兩相形成一相的穩(wěn)定分散系。,5. 礦粉 一般采用石灰石粉，其中的粒徑小于0.074mm的成分不宜小于80%，亦可采用水泥、消石灰粉，但消石灰粉不宜超過(guò)3。礦粉在瀝青混合料中的作用是填充混合料的空隙，增強(qiáng)礦料和瀝青的粘結(jié)力，它能顯著的提高混合料的強(qiáng)度和溫度穩(wěn)定性。,六、瀝青砼路面施工工藝,配合比設(shè)計(jì),運(yùn)輸,攤鋪,碾壓,放開(kāi)交通,瀝青加工,骨料加熱,拌和,拌和,運(yùn)輸,攤鋪,石油溫度：130170 砂石溫度：140170 出廠溫度：130160 運(yùn)達(dá)溫度：130 壓實(shí)溫度：801

14、30,1、拌和控制：控制油石比、級(jí)配、溫度，前兩項(xiàng)也是控制造價(jià)的關(guān)鍵。 2、運(yùn)輸控制：根據(jù)運(yùn)輸距離、生產(chǎn)能力、攤鋪壓實(shí)速度和行車情況等因素，遵照生產(chǎn)施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)保留3-5輛等候的原則匹配運(yùn)輸車數(shù)量。確保生產(chǎn)、攤鋪的連續(xù)性和攤鋪質(zhì)量的穩(wěn)定性。 運(yùn)料車每次使用前后必須清掃干凈，在車廂板上涂一層防止瀝青粘結(jié)的隔離劑或防腐劑，運(yùn)料車運(yùn)輸混合料宜用苫布覆蓋保溫、防雨、防污染。 運(yùn)料車應(yīng)在攤鋪機(jī)前1030cm處停住，空擋等侯，由攤鋪機(jī)推動(dòng)前進(jìn)開(kāi)始緩緩卸料，避免撞擊攤鋪機(jī)。運(yùn)料車每次卸料必須倒干凈，尤其是對(duì)改性瀝青或SMA混合料，如有剩余，應(yīng)及時(shí)清除，防止硬結(jié)。,3、攤鋪：瀝青混合料攤鋪機(jī)攤鋪的過(guò)程中，自卸汽

15、車將瀝青混合料卸到攤鋪機(jī)料斗后，經(jīng)鏈?zhǔn)絺魉推鲗⒒旌狭贤髠鞯铰菪龜備伷?，隨著攤鋪機(jī)向前行使，螺旋攤鋪器即在攤鋪帶寬度上均勻地?cái)備伝旌狭?，隨后由振搗板搗實(shí)，并由攤平板整平。 4、碾壓：分層壓實(shí)厚度不得大于10cm。 5、接縫施工 縱縫 盡量采用多臺(tái)聯(lián)合避免縱縫?？p邊應(yīng)保持垂直，涂刷一薄層粘層瀝青之后方可攤鋪新料。 縱縫應(yīng)在攤鋪之后立即碾壓，壓路機(jī)應(yīng)大部分在已鋪好的路面上，僅有1015cm的寬度壓在新鋪的車道上，然后逐漸移動(dòng)跨過(guò)縱縫。,橫縫施工 橫縫應(yīng)與路中線垂直。接縫時(shí)先沿已刨齊的縫邊用熱瀝青混合料覆蓋，以資預(yù)熱，覆蓋厚度約15cm，待接縫處瀝青混合料變軟之后，將所覆蓋的混合料清除，換用新的熱混

16、合料攤鋪，隨即用熱夯沿接縫邊緣夯搗，并將接縫的熱料鏟平，然后趁熱用壓路機(jī)沿接縫邊緣碾壓密實(shí)。 雙層式瀝青路面上下層的接縫應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)2030cm，做成臺(tái)階式銜接。,七、瀝青混合料檢驗(yàn) 1、混合料溫度 瀝青混合料到場(chǎng)溫度是混合料質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)，到攤鋪溫度、初始碾壓溫度、終了碾壓溫度和開(kāi)放交通時(shí)間。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般情況下運(yùn)輸時(shí)間在1h內(nèi)，混合料溫度損失在0-5內(nèi)。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，卸料時(shí)在天氣晴朗的情況下，混合料冒淡淡的青煙，這時(shí)溫度約為130-140；冒較濃的青煙或藍(lán)煙，這時(shí)溫度為145-160；冒白煙，這時(shí)溫度為170-185，冒較濃的白煙或白中帶黃色時(shí)，這時(shí)溫度可能已超過(guò)195，應(yīng)作為廢棄料處理。

17、控制出廠溫度普通瀝青145165；改性瀝青170185； 高于195的混合料視為廢料。,2、抽提篩分試驗(yàn)：將取的混合料拌和均勻按四分法分至要求的試驗(yàn)質(zhì)量約1000g1500g，倒入離心式抽提儀進(jìn)行試驗(yàn)。抽提結(jié)束將礦料烘干篩分，計(jì)算油石比和篩分通過(guò)量，與設(shè)計(jì)油石比和設(shè)計(jì)級(jí)配作比較。抽提篩分應(yīng)至少檢查0.075mm 、2.36mm 、4.75mm公稱最大粒徑及中間粒徑等5個(gè)篩孔的通過(guò)率。 3、馬歇爾試驗(yàn)：取46份要求質(zhì)量(一般在11801220g 左右)的混合料再加熱進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)。測(cè)定馬歇爾試件的空隙率、穩(wěn)定度、流值等物理指標(biāo),計(jì)算合格率,并結(jié)合規(guī)范要求和設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行比較。 4、路面鉆芯：測(cè)定路

18、面鉆芯試件的空隙率及壓實(shí)度。,1、公路標(biāo)準(zhǔn),八、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),2、市政標(biāo)準(zhǔn),九、幾個(gè)問(wèn)題的探討 1.透層油滲透深度多少為最佳？ 通常認(rèn)為至少應(yīng)該有5-10mm以上，如果不能透入基層只灑在表面形成了一層油膜（或油皮），它并不能起到固結(jié)、穩(wěn)定、聯(lián)結(jié)、防水等作用，就不是真正意義上的透層油。這一層油皮很容易在施工過(guò)程中被運(yùn)料車、攤鋪機(jī)粘起、推掉。 2.透層油什么時(shí)候噴灑？噴灑了透層油后不能馬上鋪筑瀝青面層時(shí)采取什么措施？ 柔性基層的透層油何時(shí)噴灑乳化瀝青一般都沒(méi)有疑問(wèn)，時(shí)間上也不太講究，但半剛性基層因?yàn)橛幸粋€(gè)強(qiáng)度形成和增長(zhǎng)的問(wèn)題。要求透層宜選擇在基層施工結(jié)束后表面稍干后澆灑乳化瀝青，這是非常重要，也是正確

19、的。有些工程在施工養(yǎng)生1周后噴灑，這是錯(cuò)誤的做法。為什么必須在半剛性基層碾壓以后立即噴灑呢？,這是因?yàn)榻?jīng)過(guò)養(yǎng)生將逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度，內(nèi)部結(jié)構(gòu)將越來(lái)越致密。試驗(yàn)可知，半剛性基層在水泥尚未結(jié)硬的時(shí)候噴灑透層油透入的深度最深，隨著齡期的增長(zhǎng)與強(qiáng)度的增長(zhǎng)，透層油越來(lái)越難以透入。而且及時(shí)噴灑透層油對(duì)基層的水分有良好的保護(hù)作用，基層表面也不容易松散，透層油起保護(hù)半剛性基層不受太陽(yáng)曝曬開(kāi)裂的作用。 為了保護(hù)透層油不被運(yùn)輸車輛破壞，通常是在上面撒一層石屑或粗砂，乳化瀝青的噴灑可有兩種選擇：不撒石屑或粗砂，可噴灑1.0-1.4kg/m2；噴灑石屑或粗砂時(shí)可噴灑1.5-2.0 kg/m2乳化瀝青，待透層油一破乳立即撒布

20、用量為2m3/1000m2的石屑或粗砂保護(hù)。,3.粘層可不噴灑粘層油嗎？ 粘層的作用在于聯(lián)結(jié)瀝青層，國(guó)外規(guī)范規(guī)定層與層之間必須噴灑粘層瀝青。原規(guī)范定稿時(shí)僅僅從經(jīng)濟(jì)考慮，同意下層是連續(xù)攤鋪并未產(chǎn)生污染時(shí)可省去粘層，當(dāng)已遭污染時(shí)必須打掃干凈，再灑布粘層油。實(shí)際上對(duì)于“尚未產(chǎn)生污染”有不同的理解，北京市以往認(rèn)為第二天就接著攤鋪的可以不灑。但絕大部分地區(qū)則是對(duì)看起來(lái)路面并不太臟的都可以不灑，或者即使臟了，甚至污染已很嚴(yán)重，只要用高壓水沖、掃把掃了，也可以不灑；還有一種情況是即使灑粘層油，也不是滿灑，而是灑成一條一條間隔的；甚至還有人擔(dān)心粘層油會(huì)導(dǎo)致層間滑動(dòng)，產(chǎn)生車轍變形。以上說(shuō)明在噴灑粘層油的問(wèn)題上，認(rèn)識(shí)十分混亂。,瀝青路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以彈性層狀體系理論為基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)層之間完全連續(xù)是一個(gè)整體，只有這樣才能符合完全連續(xù)的界面條件。如果幾層瀝青層沒(méi)有粘結(jié)好，在使用過(guò)程中進(jìn)入水分，則瀝青層與瀝青層之間的界面條件將變成不完全連續(xù)，甚至完全不連續(xù)，就如三合板在使用過(guò)程中逐漸脫落一樣，導(dǎo)致瀝青路面的受力狀態(tài)發(fā)生質(zhì)的變化。因此粘層油是必須噴灑的。粘層油噴灑量根據(jù)情況可噴灑0.2