呼包高速改扩建工程沥青混合料施工技术指南.pdf

呼和浩特至包头高速公路改扩建工程呼和浩特至包头高速公路改扩建工程 沥青混合料沥青混合料 施工作业指导书施工作业指导书 二一二年五月二一二年五月 目目 录录 编制依据编制依据i 1 总则总则 1 2 术语、符号、代号术语、符号、代号3 2.1 术语3 2.2 符号及代号5 3 基层的验收和清洁基层的验收和清洁8 4 材料材料 9 4.1 一般规定.9 4.2 道路石油沥青 .9 4.3 改性沥青.11 4.4 沥青质量管理与检查 .11 4.5 粗集料规格及要求 .13 4.6 细集料规格及要求 .16 4.7 集料质量管理与检查 .17 4.8 填料.19 4.9 填料质量控制 .20 5 透层、粘层、封层透层、粘层、封层21 5.1 一般规定.21 5.2 透层21 5.3 粘层23 5.4 封层.24 6 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 .25 6.1 一般规定.25 6.2 试验室仪器配置 .26 6.3 混合料技术标准 .27 6.4 工程级配范围 .29 6.5 目标配合比设计 .32 6.6 生产配合比设计 .33 6.7 生产配合比验证 .35 6.8 施工准备及设备强制要求36 6.9 沥青混合料拌和 .38 6.10 沥青混合料运输 .41 6.11 沥青混合料摊铺42 6.12 沥青路面的压实和成型44 6.13 接缝处理及其他 .47 7 施工控制关键指标施工控制关键指标50 7.1 一般规定.50 7.2 厚度.50 7.3 理论最大相对密度 .50 7.4 压实度和现场空隙率 .51 7.5 级配和沥青用量 .51 7.6 渗水系数.52 7.7 离析控制.53 7.8 其他说明.53 8 施工质量管理施工质量管理 .54 8.1 一般规定.54 8.2 集料检验项目和频率 .55 8.3 沥青结合料检验频率 .57 8.4 沥青混合料检验 .58 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 i 编制依据编制依据 施工作业指导书主要依据施工图设计文件、 合同文件及以下施工 技术规范、试验规程及检验评定标准进行编制。 1. 公路沥青路面施工技术规范(jtg f40-2004） 2. 公路工程施工安全技术规程 （jtj076-95） 3. 公路工程质量检验评定标准 （jtjf80/1-2004） 4. 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 （jtg e20-2011） 5. 公路工程集料试验规程 （jtg e42-2005） 6. 公路沥青路面设计规范 （jtg d50-2006） 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 1 1 总则总则 1.0.1 呼和浩特至包头高速公路改扩建工程（以下简称本项目）是北 京至西藏高速公路的一部分， 该高速公路是国家高速公路网的重要组 成部分，是内蒙古自治区的进京通道。本项目主线全长 217 公里，全 线采用双向八车道高速公路标准进行扩建，其中呼和浩特段 102 公 里，包头段 115 公里。 本项目起点位于呼和浩特市保合少互通处，经巴彦镇、毫沁营， 沿呼市北侧山脚，经毕克齐、察素齐、萨拉齐、东兴，止于包头。共 设互通式立交 15 处，其中改建 13 处，新建 2 处；服务区 4 处，其中 改建 2 处，新建 2 处。全线涵洞扩建 545 道，新建 17 道。盖板通道 扩建 87 道，新建 11 道；桥式通道扩建 118 座，新建 10 座。新建天 桥 13 处。分离式立交主线上跨扩建 16 座，新建 7 座；新建主线下穿 7 座。k455+100 至 k610+500 设计速度 120 公里/小时，k610+500 至 k672+600 设计速度 100 公里/小时，路基宽度 42 米；包钢互通 a 匝 道延伸线按一级公路标准建设，设计速度 80 公里/小时，路基宽度为 24.5 米，桥涵设计汽车荷载等级采用公路-i 级。 本项目主线沥青路面结构为：上面层 5cm ac-16 沥青混凝土， 下面层 6cm ac-20 沥青混凝土，柔性基层 11cmatb-30 沥青稳定碎 石。 为贯彻本项目沥青路面“精心施工，过程控制，确保质量，提高 性能”的方针，保证沥青混合料的施工质量，提高路面的使用性能和 服务能力，延长使用寿命，确保本项目达到“精品”工程，特制定本指 导书。 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 2 1.0.2 沥青路面不得在雨天施工，当施工中遇雨时，应停止施工，雨 季施工时应采取路面排水措施。 1.0.3 施工时应严格管理，认真按要求的质量、检测项目、频率检查 控制。文明施工，施工场地清洁整齐，各种原材料整齐堆放。 1.0.4 路面施工应确保施工安全，施工人员应有良好的劳动保护。 1.0.5 本指导书仅作为呼包高速公路改扩建工程沥青混合料施工的补 充部分，参照了有关技术规范、设计文件、公路工程质量检验评定标 准、有关招标文件编写，未提及部分可参考招标文件、现行国家标准 及交通运输部行业技术标准。 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 3 2 术语、符号、代号术语、符号、代号 2.1 术语术语 2.1.1 沥青结合料 asphalt binder，asphalt cement 在沥青混合料中起胶结作用的沥青类材料(含添加的外掺剂、改 性剂等)的总称。 2.1.2 乳化沥青 emulsified bitumen(英), asphalt emulsion，emulsified asphalt(美) 石油沥青与水在乳化剂、 稳定剂等的作用下经乳化加工制得的均 匀的沥青产品，也称沥青乳液。 2.1.3 改性沥青 modified bitumen(英) , modified asphalt cement(美) 掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉或者 其他材料等外掺剂（改性剂） ，使沥青或沥青混合料的性能得以改善 而制成的沥青结合料。 2.1.4 改性乳化沥青 modified emulsified bitumen (英), modified asphalt emulsion(美) 在制作乳化沥青的过程中同时加入聚合物胶乳， 或将聚合物胶乳 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 4 与乳化沥青成品混合， 或对聚合物改性沥青进行乳化加工得到的乳化 沥青产品。 2.1.5 透层 prime coat 为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好， 在基层上喷洒液体石 油沥青、乳化沥青、煤沥青而形成的透入基层表面一定深度的薄层。 2.1.6 粘层 tack coat 为加强路面沥青层与沥青层之间、 沥青层与水泥混凝土路面之间 的粘结而洒布的沥青材料薄层。 2.1.7 沥青混合料 bituminous mixtures(英)， asphalt(美) 由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。 按材料组成及结 构分为连续级配、间断级配混合料，按矿料级配组成及空隙率大小分 为密级配、半开级配、开级配混合料。按公称最大粒径的大小可分为 特粗式(公称最大粒径等于或大于 31.5mm)、粗粒式(公称最大粒径 26.5mm)、中粒式(公称最大粒径 16 或 19mm)、细粒式(公称最大粒径 9.5 或 13.2mm)、 砂粒式(公称最大粒径小于 9.5mm)沥青混合料。 按制 造工艺分热拌沥青混合料；冷拌沥青混合料；再生沥青混合料等。 2.1.8 密级配沥青混合料 dense-graded bituminous mixtures(英)， dense-graded asphalt mixtures (美) 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 5 按密实级配原理设计组成的各种粒径颗粒的矿料， 与沥青结合料 拌和而成，设计空隙率较小（对不同交通及气候情况、层位可作适当 调整）的密实式沥青混凝土混合料（以 ac 表示）和密实式沥青稳定 碎石混合料(以 atb 表示)。按关键性筛孔通过率的不同又可分为细 型、粗型密级配沥青混合料等。粗集料嵌挤作用较好的也称嵌挤密实 型沥青混合料。 2.1.9 沥青稳定碎石混合料 bituminous stabilization aggregate paving mixtures（英） ，asphalt-treated permeable base（美） 由矿料和沥青组成具有一定级配要求的混合料，按空隙率、集料最大 粒径、添加矿粉数量的多少，分为密级配沥青碎石(atb)，开级配沥 青碎石(ogfc 表面层及 atpb 基层)、半开级配沥青碎石（am） 。 2.1.10 封层 seal coat 为封闭表面空隙、防止水分侵入而在沥青面层或基层上铺筑的 有一定厚度的沥青混合料薄层。铺筑在沥青面层表面的称为上封层， 铺筑在沥青面层下面、基层表面的称为下封层。 2.2 符号及代号符号及代号 本规范各种符号、代号以及意义详见表 2.2。 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 6 符号及代号符号及代号 表表 2.2 编号 符号或代号 意义 2.2.1 a 道路石油沥青 2.2.2 pc 喷洒型阳离子乳化沥青 2.2.3 hma 热拌沥青混合料，hot mix asphalt 2.2.4 ac 密级配沥青混凝土混合料，分为粗型和细型两类 2.2.5 atb 密级配沥青稳定碎石混合料 2.2.6 oac 沥青混合料的最佳沥青用量，optimum asphalt content 之略语 2.2.7 ms 马歇尔稳定度 2.2.8 fl 马歇尔试验的流值 2.2.9 se 沥青混合料中合成矿料的有效相对密度 2.2.10 sb 沥青混合料中矿料的合成毛体积相对密度 2.2.11 sa 沥青混合料中矿料的合成表观相对密度 2.2.12 pa 沥青混合料的油石比 2.2.13 pb 沥青混合料中的沥青含量 2.2.14 pbe 沥青混合料中的有效沥青用量 2.2.15 c 集料的沥青吸收系数 2.2.16 b 沥青的相对密度 2.2.17 t 沥青混合料的最大相对密度 2.2.18 dp 沥青混合料的粉胶比(0.075mm 通过率与有效沥 青含量的比值) 2.2.19 vv 压实沥青混合料的空隙率，即矿料及沥青以外的 空隙(不包括矿料自身内部的孔隙)的体积占试件 总体积的百分率，volume of air voids 之略语 2.2.20 vma 压实沥青混合料的矿料间隙率，即试件全部矿料 部分以外的体积占试件总体积的百分率， voids in mineral aggregate 之略语 2.2.21 vfa 压实沥青混合料中的沥青饱和度，即试件矿料间 隙中扣除被集料吸收的沥青以外的有效沥青结合 料部分的体积在 vma 中所占的百分率，voids filled with asphalt 之略语 2.2.22 ds 沥 青 混 合 料 车 辙 试 验 的 动 稳 定 度 ,dynamic stability 之略语 2.2.23 evt 等粘度温度，equi-viscous temperature 之略语 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 7 编号 符号或代号 意义 2.2.24 coc 沥 青 的 克 利 夫 兰 杯 开 式 闪 点 ， cleaveland open-cup method 之略语 2.2.25 toc 沥青的泰格杯开式闪点，tag open -cup method 之略语 2.2.26 psv 石料磨光值，polished stone valve 之略语 2.2.27 fb（bpn） 用摆式仪测定的路面磨擦系数摆值，其单位 bpn 是 british pendulum（tester）number 之略语 2.2.28 tfot 沥青的薄膜加热试验 thin film oven test 之略语 2.2.29 rtfot 沥青的旋转薄膜加热试验 rolling thin film oven test 之略语 2.2.30 pi 沥青的针入度指数，penetration index 之略语 2.2.31 cl 动态质量管理图上质量指标的平均值 2.2.32 ucl 动态质量管理图上质量控制的上限值 2.2.33 lcl 动态质量管理图上质量控制的下限值 2.2.34 qc/qa 质量控制和质量保证，施工质量管理体系 2.2.35 pmb(或 pma) 聚合物改性沥青,polymer modified bitumen(或 asphalt)的略语 2.2.36 sbs 苯 乙 烯 丁 二 烯 苯 乙 烯 嵌 段 共 聚 物 ， styrene-butadiene-styrene block copolymer 之略 语。 2.2.37 superpave 美国 shrp(stratebic highway reseach program) 沥青混合料配合比设计体系的注册名称， superior performing asphalt pavements 之略语 2.2.38 pg 美国沥青路用性能分级规格， performance graded 之略语 2.2.39 sgc 沥青混合料搓揉压实试验机，superpave gyratory compactor 之略语 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 8 3 基层的验收和清洁基层的验收和清洁 3.0.1 下基层的材料、施工工艺应符合现行公路施工技术规范要求。 3.0.2 下基层具有良好的整体稳定性，基层强度、刚度、干燥收缩和 温度收缩变形等符合要求。 3.0.3 下基层表面平整、密实，无坑槽、松散等现象。 3.0.4 无横坡超限，或中线偏移、平整度差等缺陷。 3.0.5 在透层施工前，应根据下基层实际情况采取必要的修补措施消 除病害。 3.0.6 表面清洁、干燥、无灰尘、无杂物。如表面有浮动矿料应扫至 路面以外，表面杂物亦清扫干净。灰尘应提前冲洗，风吹干净。 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 9 4 材料材料 4.1 一般规定一般规定 4.1.1 材料供应商应提供质量检验单，运至现场的各种材料必须按有 关要求进行试验，经评定合格方可使用。 4.1.2 路面材料进入施工场地时，应登记，并签发材料验收单，验收 单应包括材料来源、品种、规格、数量、使用目的、购置日期、存放 地点及其它应注明的事项。 4.1.3 所有的矿料必须无塑性，沥青混合料中的粘土颗粒成分可以引 起沥青混合料的体积膨胀， 在水的作用下引起沥青膜与矿料间的剥离 现象，要求矿料中0.3mm 部 分）不大于 备料前每料源 2 个样品或料源变化及必要时 12% 砂当量 不小于 备料前每料源 2 个样品或料源变化及必要时 65 颗粒分析 每 500 立方米测 2 个样品或料源变化及必要 时 符合设计要 求 注： 1.表列内容是在材料进场时已按“批”进行了全面检查的基础上， 日常施工过 程中质量检查的项目与要求。 2.“必要时”是指施工各方任何一个部门对其质量发生怀疑，提出需要检查 时，或是根据需要商定的检查频度。 8.2.4 矿粉必须干燥、清洁，按表 8.2.4 规定的检查项目与频度，每个 检查项目的平行试验次数或一次试验的试验数必须按相关试验规程 的规定执行，并以平均值评价是否合格。未列入表中的材料的检查项 目和频度按材料质量要求确定。 本项目沥青混合料用矿粉质量检验本项目沥青混合料用矿粉质量检验 表表 8.2.4 检验项目 检验频率 质量标准 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 57 视密度 不小于备料前每料源 2 个样品或料源变化及必要时2.50t/m3 亲水系数不大于备料前每料源 2 个样品或料源变化及必要时1 塑性指数不大于备料前每料源 2 个样品或料源变化及必要时4 含水量不大于 每 300 吨测 2 个样品或料源变化及必要时 1% 颗粒分析 每 100 吨测 2 个样品或料源变化及必要时 符合设计要求 8.3 沥青结合料检验频率沥青结合料检验频率 8.3.1 沥青结合料为大宗关键材料，施工前必须对沥青性能进行整套 检验。 8.3.2 各施工单位和驻地监理组工地试验室按照表 8.3.2 的规定对到场 90 号道路石油沥青进行检测，并留样备检。并确保在整个施工过程 中至少进行 12 次全套指标试验。 本项目沥青混合料用本项目沥青混合料用 a 级级 90 号沥青质量检验号沥青质量检验 表表 8.3.2 指 标 频率 质量标准 针入度 （25，100g,5s） 1 次/50t 80-100（0.1mm） 延度（5cm/min，15）不小于1 次/50t 100 cm 软化点（环球法）不小于 1 次/50t 44 薄膜老化试验 1 次/600t 符合指导书要求 8.3.3 各施工单位和驻地监理组工地试验室按照表 8.3.3 的规定对到场 改性沥青进行检测，并留样备检。并确保在整个施工过程中至少进行 12 次全套指标试验。 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 58 本项目沥青混合料用本项目沥青混合料用 sbs 改性沥青质量检验改性沥青质量检验 表表 8.3.3 指 标 频率 质量标准 针入度 （25，100g,5s） 1 次/50t 6080（0.1mm） 延度（5cm/min，5） 不小于1 次/50t 35 cm 软化点（环球法） 不小于1 次/50t 75 弹性恢复 25 不小于1 次/50t 80 离析试验，软化点差 不大于1 次/150t 2.5 运动粘度 135 1 次/300t 1.23.0 pa.s 8.4 沥青混合料检验沥青混合料检验 8.4.1 沥青拌和厂必须按下列步骤对沥青混合料生产过程进行质量 控制，并按表 8.4.1 规定的项目和频度检查沥青混合料产品的质量， 如实计算产品的合格率。 单点检验评价方法应符合相关试验规程的试 样平行试验的要求。 8.4.1.1 观察料堆和皮带输送机各种材料的质量和均匀性，检查 泥块及超粒径碎石， 检查冷料仓有无窜仓。 目测混合料拌和是否均匀、 有无花白料、油石比是否合适，检查集料和混合料的离析情况。 8.4.1.2 检查控制室各项设定参数、显示屏的示值，核对计算机采 集和打印记录的数据与显示值是否一致。 进行沥青混合料生产过程的 在线监测、总量检验。进行沥青混合料动态管理。 8.4.1.3 检测沥青混合料的材料加热温度、混合料出厂温度，取 样抽提、筛分检测混合料的矿料级配、油石比。抽提筛分应至少检查 0.075mm、2.36mm、4.75mm、公称最大粒径及中间粒径等 5 个筛孔 的通过率。 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 59 8.4.1.4 取样成型试件进行马歇尔试验，测定空隙率、稳定度、流 值、vma，计算合格率。对 vfa 指标可只作记录。同时按规范确定 标准密度。沥青混合料的存放时间对体积指标有一定影响，施工质量 检验的马歇尔试验以拌和厂取样后立即成型的试件为准， 但成型温度 和试件高度必须符合试验要求。 热拌沥青混合料的检验频度和质量要求热拌沥青混合料的检验频度和质量要求 表表 8.4.1 质量要求 项 目 检查频度及单点检 验评价方法 或允许偏差 试验方法 混合料外观 随时 观察集料粗细、均匀性、离析、 油石比、色泽、冒烟、有无花白 料、油团等各种现象 目测 沥青、集料 的加热温度 逐盘检测评定 符合本指南规定 传感器自动检测、 显示并打印 逐车检测评定 符合本指南规定 出厂时逐车按 t0981 人工检测 拌和 温度 混合料出厂 温度 逐盘测量记录，每 天取平均值评定 符合本指南规定 传感器自动检测、 显示并打印 0.075mm 2% 2.36mm 5% 4.75mm 逐盘在线检测 6% 计算机采集数据计 算 0.075mm 1% 2.36mm 2% 4.75mm 逐盘检查，每天汇 总 1 次取平均值评 定 2% 规范附录 g 总量检 验 0.075mm 1.5% 2.36mm 4% 矿料 级配 （筛 孔） 4.75mm 每台拌和机每天 12 次，以 2 个试 样的平均值评定 5% t 0725 抽提筛分与 标准级配比较的差 逐盘在线监测 0.3% 计算机采集数据计 算 逐盘检查，每天汇 总 1 次取平均值评 定 0.1% 规范附录 f 总量检 验 沥青用量（油石 比） 每台拌和机每 12 次，以 2 个试样的 平均值评定 0.2% 抽提 t 0722、t 0721 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 60 马歇尔试验： 空隙率、稳定度、 流值 每台拌和机每天 12 次，以 46 个 试件的平均值评定 空隙率：生产配合比时空隙 率1.5% vma：生产配合比时 vma 1.05% t 0702、 t 0709、 规 范附录 b、附录 c 浸水马歇尔试验 必要时（试件数同 马歇尔试验） 符合本指南规定 t 0702、t 0709 车辙试验 必要时（以 3 个试 件的平均值评定） 符合本指南规定 t 0719 注：1.单点检验是指试验结果以一组试验结果的报告值为一个测点的评价依据， 一组试验（如马歇尔试验、车辙试验）有多个试样时，报告值的取用按公 路工程沥青与沥青混合料试验规程的规定执行。 2.对高速公路，矿料级配和油石比必须进行总量检验和抽提筛分的双重检验 控制，互相校核。油石比抽提试验应事先进行空白试验标定，提高测试数据 的准确度。 8.4.2 沥青路面铺筑过程中必须随时对铺筑质量进行检查， 质量检查 的内容、频度、允许差应符合表 8.4.2 的规定。 沥青混合料路面施工过程中工程质量的控制标准沥青混合料路面施工过程中工程质量的控制标准 表表 8.4.2 质量要求或允许偏差 项目 检查频度及单点 检验评价方法 高速公路 试验方法 外观 随时 表面平整密实，不得有明显轮 迹、裂缝、推挤、油汀、油包等 缺陷，且无明显离析 目测 随时 紧密平整、顺直、无跳车 目测 接缝 逐条缝检测评定3mm t 0931 摊铺温度 逐车检测评定 符合本指南规定 t 0981 施工 温度 碾压温度 随时 符合本指南规定 插入式温度计实测 每一层次 随时 厚度 50mm 以下 厚度 50mm 以上 设计值的 5% 设计值的 8% 施工时插入法量测 松铺厚度及压实厚 度 每一层次 1 个台班区段的 平均值 厚度 50mm 以下 厚度 50mm 以上 -3mm -5mm 按规范附录 g 总量 检验 总厚度 每 2000m2一点单 点评定 设计值的-5% 厚度 上面层 每 2000m2一点单 点评定 设计值的-10% t 0912 呼和浩特至包头高速改扩建工程沥青混合料施工指导书 61 压实度 每 2000m2检查 1 组 逐个试件评定并 计算平均值 实验室标准密度的 98% 最大理论密度的 93% t 0924、t 0922 规范附录 e 上面层 随时，接缝处单 杆评定 3mm t 0931 平整 度 （最 大间 隙） 下面层 随时，接缝处单 杆评定 5mm t 0931 上面层 连续测定 0