沥青路面1.ppt
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1、城镇道路沥青路面和砼路面城镇道路沥青路面和砼路面热点、难点探讨热点、难点探讨2007年9月目目录录1.高速公路沥青路面面层的施工高速公路沥青路面面层的施工2.沥青路面结构层厚度与沥青混合料类型选择沥青路面结构层厚度与沥青混合料类型选择3.影响城市道路沥青路面使用寿命的因素及对策影响城市道路沥青路面使用寿命的因素及对策4.沥青路面产生不平整的原因及处理措施沥青路面产生不平整的原因及处理措施5.沥青路面推移拥包形成的原因及防治措施沥青路面推移拥包形成的原因及防治措施6.张剑飞谈沥青路面早期破损张剑飞谈沥青路面早期破损2007-1-77.析高速公路沥青路面过早破坏原因析高速公路沥青路面过早破坏原因8
2、.城市沥青混凝土路面工程病害及防治技术浅析城市沥青混凝土路面工程病害及防治技术浅析9.高速公路材料质量控制高速公路材料质量控制10.美国高性能沥青路面的新进展美国高性能沥青路面的新进展11.高沥青价格下的水泥路面与沥青路面路用经济性能比较高沥青价格下的水泥路面与沥青路面路用经济性能比较12.水泥混凝土路面的病害分析与处治对策探讨水泥混凝土路面的病害分析与处治对策探讨13.旧水泥砼路面加铺沥青路面产生反射裂缝机理及防治的探讨旧水泥砼路面加铺沥青路面产生反射裂缝机理及防治的探讨14.水泥混凝土路面断板的处理高速公路沥青路面面层的施工高速公路全长28.756km,双幅四车道,设计行车速度120km/
3、h。全线设四处互通式立交,三处收费站,除收费广场为水泥混凝土路面外,主线与匝道均为沥青混凝土路面。主线路面结构为:20cm石灰、粉煤灰土底基层,34cm石灰、粉煤灰、碎石基层,6cmAC-25型沥青混凝土下面层,6cmAC-25沥青混凝土中面层,4.5cmAC-16B沥青混凝土上面层;匝道的路面结构为:20cm石灰、粉煤灰土底基层,40cm石灰、粉煤灰、碎石基层,6cmAC-25沥青混凝土中面层,4cmAC-16B沥青混凝土上面层。主线与匝道上硬路肩的路面结构与行车道、超车道相同。沥青面层施工严格按交通部行业标准公路沥青路面施工技术规范(JTJ032-94)规定进行,为适应机场高速公路争创精品
4、在总结现有国内高速公路沥青面层施工经验的基础上,编制了南京新机场高速公路沥青路面施工指导意见和南京新机场高速公路沥青路面上面层施工指导意见,使沥青面层施工更具有操作性,并对沥青路面上面层施工质量提出了较高标准。沥青路面面层质量与其他各单位工程一样,经检测,达到优质工程标准。专家评议认为,高速公路工程总体水平是国内领先,国际先进,代表了目前我国高速公路建设的新水平。本文详细介绍了高速公路沥青面层施工方法,并对施工中一些问题进行论述与探讨。2原材料质量控制原材料质量控制选用合格且优质的原材料,对生产沥青面层用沥青混合料的质量十分关键,是确保沥青面层达到优质工程标准的主要技术措施。2.1粗集料粗集料
5、粒径大于2.36mm的矿料称粗集料。沥青中、下面层沥青混合料粗集料为13cm石灰岩碎石和0.51.0cm石灰岩碎石,北段中、下面层用粗集料来自南京的汤山,南段中、下面层用粗集料产自南京的高淳;上面层沥青混合料用粗集料为玄武岩碎石,1号料(1913.2mm)、2号料(13.24.75mm)和3号料(4.752.36mm),北段用玄武岩粗集料产自句容天王,南段用玄武岩碎石产生句容磨盘。粗集料质量检验结果见表1。2.2细集料细集料粒径2.360.075mm之间的矿料称为细集料。中、下面层沥青混凝土用细集料有石屑和江砂,石屑产地与粗集料相同,江砂均产自安徽无湖;上面层沥青混凝土用细集料有4号玄武岩石屑
6、和江砂,石屑产地与粗集料相同。细集料质量检验结果见表2。检验结果表明,石屑含泥量(0.075mm颗粒)远大于规范标准不超过3%的限制,这些粉粒中除泥土成分外,尚有部分石粉。由于混合料中石屑用量较少,同时在矿料加热时,粉粒被除尘设备吸出,拌和楼回收矿粉全部弃掉(包括下、中、上面层混合料),不再使用,故该石屑仍然使用。经检验沥青混合料的残留稳定度符合规定。2.3填料混合料中粒径小于0.075mm的矿料称为填料。填料采用水泥厂生产石灰岩石粉,省交通工程总公司施工的北段,路面面层沥青混凝土用填料系南京大连山水泥厂生产,无锡市公路处施工的南段路面面层沥青混凝土用填料系溧阳水泥厂生产。填料由散装水泥车运至
7、拌和厂卸入拌和楼的矿粉仓中。填料质量检验结果见表3。2.4沥青沥青面层的上、中、下三层沥青混合料均为新加坡进口ESSOAH-70石油沥青。散装石油沥青由油船运至镇江大港,经油库用保温沥青车送至拌和厂,卸入沥青加热槽内。保温运输车内沥青温度约100C,以便于用沥青泵装卸。沥青质量检验结果见表4。3沥青混合料配合比设计沥青混合料配合比设计根据设计,高速公路路面面层三层结构采用热拌沥青混凝土混合料铺筑,混合料的配合比按热拌沥青混合料的配合比设计方法进行。热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准如表5。对于上面层和中面层的沥青混凝土还应通过车辙试验机对抗车辙能力检验,在温度60C、轮压0.7MPa条件下进行车
8、辙试验的动稳度,不应小于800次/min。热拌沥青混合料的配合比设计遵照下列步骤进行:3.1目标配合比设计阶段(1)确定各矿料的组成。分别用各施工段实际使用的矿料进行筛分,用计算机(中心试验室)或图解(施工单位)计算各矿料的用量,使合成的矿料级配符合表6的范围。本计算应反复进行几次,使合成矿料级配曲线基本上与要求级配范围中值线相重合,直至满意为止。(2)确定沥青的最佳油石比。用以上计算确定的矿料组成和表6推荐油石比范围,按0.5%间隔变化,取5个不同的油石比,用实验室的小型拌和楼与矿质混合料拌和成沥青混合料,按表5规定的击实次数成型马歇尔试件,成型温度130C5C,按部标准公路工程沥青及沥青混
9、合料试验规程(JTJ052-93)规定的方法,测定试件的密度,并计算空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等物理指标进行体积组成分析;进行马歇尔试验,测定马歇尔稳定度及流值等物理力学性质。以油石比为横坐标,以测定的密度、稳定度、空隙率、流值、饱和度各项指标为纵坐标,分别将试验结果点入图中,连成圆滑曲线。从图中求取相对密度最大值的油石比a1,相应于稳定度最大值的油石比a2,相应于规定空隙率范围中值的油石比a3,按下式求取三者的平均值作为最佳沥青油石比的初始值OAC1。OAC1=(a1+a2+a3)/3求出各项指标均符合表5沥青混合料技术标准的油石比范围OACminOACmax,按下式求取中值OAC2。O
10、AC2=(OACmin+OACmax)/2如果最佳油石比初始值OAC1在OACmin与OACmax之间,则认为设计是合理的,取OAC1和OAC2的均值OAC为最佳油石比值;如果OAC1偏出OACmin和OACmax范围,应调整级配,重新进行配合比设计,直到各项指标均能符合要求为止。以最佳油石比OAC用实验室小型拌和机制备两组沥青混合料马歇尔试件,检验残留稳定度,符合表5规定时,以上目标配合比即可作为生产配合比设计的依据。如残留稳定度不符合规定,重新选择原材料进行上述配合比设计。(3)目标配合比设计中几点说明。)目标配合比设计中几点说明。试件密度测定:下面层AC-25型沥青混凝土用蜡封法,中面层
11、AC-25型沥青混凝土和上面层AC-16B沥青混凝土用水中重法;计算试件理论密度时,粗集料采用表观密度(视密度)与表干密度(饱和面干密度)的平均值。每组马歇尔试件(同一个油石比)均制备6个。每组测定结果某个数据与平均值之差大于标准差k倍时,该测定值应予舍弃,以其测定值的平均值作为试验结果。为慎重,各面层混凝土目标配合比设计分别由指挥部中心试验室、东南大学和施工单位分别进行,最后由指挥部结合三家结果综合确定。实践表明,三家设计结果是十分相近的。(4)三层面层沥青混凝土混合料目标配合比汇总于表7,试验结果列于表8。3.2生产配合比设计阶段目标配合比经指挥部审核批准后,即按以下程序进行沥青混凝土混合
12、料生产配合比设计。(1)确定各热料仓矿料和矿粉的用量。面层用沥青混合料生产均采用最先进的间断式固定的拌和楼进行,必须从二次筛分后进入各热料仓的材料取样进行分筛,用计算机计算或图解法确定各热料仓的材料和矿粉比例,使矿料合成级配接近表6规定级配范围的中值,供拌和楼控制使用。由于不同的拌和楼各振动筛孔径不同,以及振动筛的倾角和振动强度均有差别,相应热料仓的矿料筛分结果也不相同。故每台拌和楼均进行了沥青混合料的生产配合比的计算。(2)确定生产用的最佳油石比。取目标配合比设计的最佳油石比OAC、OAC-0.3%和OAC+0.3%等三个油石比与计算确定的生产配合比矿质混合料拌制沥青混合料进行马歇尔试验,确
13、定生产配合比的最佳油石比。如果以上三个油石比的混合料试件的各项试验结果符合表5规定,则取OAC为生产配合比的最佳油石比;如果其中一个油石比试件不能符合规定,则应再补做石油比相差0.3%的一组混合料试件进行检验,并取符合表5规定中间油石比作为生产配合比的最佳油石比。机场路实践中,OAC和OAC0.3三组油石比试件试验结果,均能符合规定。面层各类沥青混合料各拌和楼生产配合比汇于表9。确定生产油石比有两种试件混合料的拌制方法:即用试验室小型拌和机(施工规范方法)和现场生产用拌和楼。前者油石比易于控制,节约沥青混合料;后者因拌和油石比量与实际油石比有一定误差,必须通过抽提试验后才能确定油石比的数值,同
14、时需23锅稳定后才能取混合料试样进行试验,由于它结合试拌与生产用沥青混合料相一致,故生产配合比设计采用了现场拌和楼拌制沥青混合料试样。3.3生产配合比验证阶段生产配合比经监理审核,报指挥部批准后,才能进行试拌试铺,验证生产配合比的正确性。拌和楼采用生产配合比进行试拌,试铺试验路段,在试铺时取现场沥青混合料进行马歇尔试验,验证沥青混合料的各项技术指标。由此确定生产用标准配合比,以此标准配合比作为生产上控制的依据和质量检验的标准。各面层试验段均在主线上实施,每段长度不小于250m。由于在试铺中精心组织,充分准备,严格施工,各段均一次试铺成功,沥青混合料性能及试铺层的各项技术指标均达到标准。热拌热铺
15、沥青混合料路面试验段分试拌与试铺两个阶段,包括以下试验内容:(1)确定合宜的施工机械和机械组合方式;(2)通过试拌,确定拌和楼的上料速度、拌和数量、拌和时间、生产能力、拌和温度等,验证沥青混合料的配合比设计,提供正式生产用的各热仓集料、矿粉配合比和油石比(生产配合比)(见表9);(3)通过试铺确定摊铺的操作方式:摊铺温度、摊铺速度、摊铺宽度、自动找平方式等;(4)通过试铺确定压实机具类型与组合,压实顺序、压实温度、碾压速度及碾压遍数等;(5)施工缝的处理方法;(6)沥青面层的松铺系数;(7)确定施工进度、作业长度、修订施工组织计划;(8)检查原材料及施工质量是否符合要求;(9)确定施工组织及管
16、理体系、人员、机械设备、通迅及指挥方式。试拌试铺结束后,立即对试铺面层进行各项技术的检测,按以上所列试验内容编写试铺总结,经驻地监理工程师审核认可,报指挥部批准后才能进行正式路段沥青面层的施工。4面层沥青混合料的拌和面层沥青混合料的拌和对沥青混合料生产的基本要求是混合料配合比正确以及混合料的均匀性、出厂温度等符合规定。(1)先进的沥青混合料拌和楼并且具有足够的生产能力是确保沥青混合料以及沥青面层质量的关键,是选择面层施工单位的主要条件之一。机场高速公路两家面层施工单位的拌和设备均具备了上述条件;省交通工程总公司两台是1995年分别从英国进口的ACP沥青混合料拌和楼(产量180t/h)和从意大利
17、进口的MARINI沥青混合料拌和楼(产量160t/h);无锡市公路处2台是1996年从意大利进口的MARINI沥青混合料拌和楼(每台产量均为100t/h)。4台拌和楼均为间歇式沥青混合料拌和设备,是生产高速公路沥青面层混合料所必须的拌和楼类型,拌和楼均配有先进的电子重量传感器和红外线温度传感器。计算机控制系统将生产流程、配合比的控制和称料数量实现自动化,而且均在频幕上显示,并将每拌材料的配合比、加入数量、拌和时间、每天产量打印出来。(2)生产中、下面层沥青混合料时,1#热料仓料粒径为31.513.2mm,2#仓为13.24.75mm,3#仓为4.752.36mm,4#仓为2.360,0.075
18、mm颗粒等于0;生产上面层沥青混合料时,1#热料仓料粒径为19mm13.2mm,2#仓为13.2mm4.75mm,3#仓为4.75mm2.36mm,4#仓为2.36mm0。以上各热料仓矿料粒径各拌机并非完全相同。由于振动筛倾角与振力不同,因而振动筛孔径与上述尺寸是不一样的。拌和楼从上料、拌和到出料一个循环约4050s。由拌和楼的拌和能力和拌和强度决定,其中拌和时间占循环时间50%55%。由于拌和楼配料均为自动称料,因此矿料级配和油石比在整个过程中是比较稳定的。(3)矿料加热温度(矿粉不加热)和沥青加热温度决定着沥青混合料的出厂温度,混合料出厂温度又决定混合料运到施工现场温度、摊铺温度和碾压温度
19、,因此,控制好沥青混合料出厂温度十分重要。由于料场均无雨棚,矿料因落雨含水量变化较大,故影响着矿料的加热温度。凡不符合表10规定的沥青混合料不出厂而弃掉,每车混合料在出厂时均检测温度,两家单位为此已废弃过数车混合料。混合料拌和的均匀性随时进行检查,如果出现花白石子,应停机分析原因予以改进。其原因大致如下:搅拌时间不够;细颗粒矿料比例增大,特别是加入矿粉量增多;沥青用量不够;矿料或沥青加热温度不够。可能是其中一项原因,也可能是几项原因,对于花白混合料不能出厂,必须废弃。(4)生产高速公路沥青面层混合料的拌和楼应有贮料仓设备,拌好的沥青混合料从拌缸卸入提升小车,送入贮料仓中暂存,而后再卸入运料汽车
20、内。施工北段面层的ACP拌和楼配有80t的贮料仓,MARINA拌和楼贮仓为60t的储量;施工南段面层的两台MARINA拌和楼具各具有40t储量的贮料仓。混合料由贮料仓中卸入运输汽车比由拌缸直接卸入运料汽车具有如下优点:经贮料仓储存的混合料温度更加均匀;缩短汽车装料等待时间;不致因运料车往返摊铺现场来不及装料引起拌和楼停拌;在拌和楼产量较摊铺能力不足的情况下,每天可提早开机将贮料仓储满再开始摊铺,以确保摊铺机连续作业;经料仓储存的沥青混合料沥青膜能更加均匀完整地包复在矿料颗粒表面,增强了沥青与矿料表面的吸附。贮料仓应有保温设备,贮存时间以符合混合料出厂温度为限,但不要超过72h,以防沥青老化。施
21、工单位每台拌和楼上午、下午各取样进行马歇尔检验和抽提筛分分析,指挥部中心试验室抽检频率是施工单位的25%。对各面层沥青混合料抽检结果汇于表11。表中各统计量表明,密度变动较小,而空隙率的变动较大,虽然它们之间互有计算因果关系,因基数大小不同,故Cv相差较大;各面层混合料比较,上面层各统计量Cv较小,下面层则较大,这也是在情理之中。5沥青混合料的运输沥青混合料的运输对沥青混合料运输的基本要求是确保混合料的保温、不离析和具有足够的运量。面层施工北段配有20辆自卸运输车,具有350t的运量;南段面层施工单位配20辆汽车运量300t,每辆汽车均备有复盖混合料的蓬布,混合料装足车箱后由专人复盖缚牢,以免
22、汽车行驶途中吹落。施工前应对全体驾驶员进行培训,加强对汽车维护,避免运料途中汽车抛锚混合料冷却受损;装料时汽车应前后移动,避免混合料离析;运料汽车应在摊铺机前1030cm处停住,不得撞击摊铺机;卸料过程中运料汽车应挂空档,靠摊铺机推动前进,以确保摊铺层的平整度。6沥青混合料的摊铺沥青混合料的摊铺对沥青混合料摊铺层的基本要求是:表面均匀一致无离析条带和离析块,具有高标准的平整度、规定的松铺厚度和要求的初始压实度。混合料摊铺质量是确保面层达到以上高质量标准的关键环节。先进的摊铺机械、高素质的施工队伍和良好的施工方法,是实现以上目标的有效措施。机场高速公路沥青面层施工队伍的选择充分考虑了以上因素。(
23、1)道路北段中、下面层分别采用德国生产的ABG-T422型履带式摊铺机和VOGELE-2000型履带式摊铺机施工,上面层全部用ABG-T422型履带式摊铺机施工;南段三层均用ABG-T422履带式摊铺机施工。两种摊铺机均为目前世界上较先进的摊铺设备,最大摊铺宽度12m,机上配有电子自动调整摊铺厚度装置,装有可调整振幅与频率的熨平板,使摊铺层初始压实度达85%以上,并确保摊铺层规定的松铺厚度和平整度。(2)为保证沥青面层的标高,下面层摊铺厚度采用两侧钢丝引导的高程控制方式。钢丝为扭绕式,直径6mm,钢丝按装拉力大于800N,每8m10m间距设一支架,严格测量架上钢丝顶点标高,以确保下面层的高程和
24、平整度;中、上面层均采用摊铺层前后保持相同高差的雪撬式摊铺厚度控制方式。用美国BLAW-KNOX公司生产的移动式自动找平基准装置,由于面层采用全幅摊铺,每台摊铺机两侧各安装一台基准装置。该装置总长16.77m,每副装置的前端基梁上装有12个可上下伸缩的“雪撬”板,滑行在下承层的表面上,后端基梁装有8对可上下伸缩的橡胶轮,行驶在已摊铺的沥青混合料层表面上。由于基准装置的雪撬板和橡胶轮均能上下自由伸缩,因而可消除下承层和摊铺层表面的局部不平整,使基准装置的中部在摊铺过程中一直保持在设计纵坡相应的高程上。由于它与摊铺机上的自动调整摊铺厚度装置联合作用,使摊铺层即达到了设计标高和要求的摊铺厚度,又提高
25、了摊铺的平整度。实践表明:钢丝引导控制方式能确保摊铺层平整的效果,但不如移动式基准装置控制方式;BLAW-KNOX公司的移动式自动找平基准装置对控制摊铺层厚度和提高摊铺层平整度的效果是十分明显的。(3)混合料摊铺温度严格按表10规定进行,由于新机场高速公路各面层摊铺安排在晚秋和初夏,气温较低,故摊铺温度控制在140C5C之间。为确保摊铺层的质量,气温低于10C时停止施工。(4)沥青面层摊铺前对下承层表面进行清扫与冲洗,将表面污染的杂物洗刷干净,下封层上的浮砂扫掉;对下面层和中面层表面所污染的水泥砂浆不能清除干净时,在铺其上沥青面层时还应局部涂刷粘层沥青,数量0.5kg/m2,以确保各沥青层之间
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