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开普封层施工技术指南开普封层施工技术指南 Cape seal construction technology guide 前前 言言 随着交通的不断发展 如何能够使沥青路面既保证路用性能 又 能加快进度 节约成本 一直是公路专家们关心的问题 开普封层施 工技术开普封层属于复合结构形式 它以碎石封层为下承层 微表 处作为面层形成整体的结构层次 这种结构结合了碎石封层和稀浆 封层 微表处两者的优点 在具有优良的抗滑性能和良好的平整度的 同时 该技术施工方便 速度快 缩短交通开放时间 维修养护操 作简易 且该技术全部机械化施工更加便捷 目目 录录 1 1 总则总则 2 2 2 2 术语术语 3 3 3 3 一般规定一般规定 5 5 4 4 材料设计材料设计 6 6 5 5 设备的选择设备的选择 1 10 0 6 6 施工前的准备施工前的准备 1 11 1 7 7 铺筑实验路铺筑实验路 1 14 4 8 8 施工工艺施工工艺 1515 9 9 养生及交通管制养生及交通管制 2 20 0 1010 质量控制质量控制 2 22 2 1111 注意事项注意事项 2 24 4 2 1 1 总则总则 1 1 为贯彻 精心施工 质量第一 的方针 保证开普封层的施工 质量 特制定本指南 1 2 本指南适用于各等级新建和改建公路的沥青路面工程和养护 1 3 开普封层施工必须符合国家环境和生态保护的规定 1 4 开普封层施工必须有施工组织设计 并保证合理的施工日期 沥青路面不得在气温低于 5 以及雨天 路面潮湿的情况下施工 1 5 开普封层宜连续施工 避免与可能污染沥青层的其它工序交叉 干扰 以杜绝施工和运输污染 1 6 开普封层材料应满足公路交通条件及工程所在地的气候条件的 需要 气候分区按 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40 2004 附录 A 的分区执行 1 7 开普封层施工应有良好的劳动保护 确保施工安全 沥青拌和 厂具备防火设施 配制和使用液体石油沥青的全过程严禁烟火 使 用煤沥青时应采取措施防止工作人员吸入煤沥青蒸气或避免皮肤直 接接触煤沥青造成身体损害 1 8 开普封层试验检测的实验室应通过认证 取得相应的资质 试 验人员持证上岗 仪器设备必须鉴定合格 1 9 开普封层应积极采用经试验和实践证明有效的新技术 新材料 新工艺 3 2 2 术语术语 2 1 开普封层 Cape seal 在一层碎石封层之后 再进行一层稀浆封层 微表处 开普封层 主要应用于路面预防性养护 2 2 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 3 当量轴次 equivalent single axle loads 按弯沉等效或拉应力等效的原则 将不同车型 不同轴载作用 次数换算为与标准轴载 100KN 相当的轴载作用次数称为当量轴次 2 4 累计当量轴次 cumulative equivalent axle loads 在设计年限内 考虑车道系数后 一个车道上的累计当量轴次 总和 2 5 设计弯沉值 design deflection 根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次 公路等 级 面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值 2 6 最大粒径 maximum grain size 最大粒径是指混合料中筛孔通过率为 100 的最小标准筛孔尺寸 2 7 公称最大粒径 nominal maximum aggyegate size 公称最大粒径是指混合料中筛孔通过率为 90 100 的最小标准 4 筛孔尺寸 2 8 最不利季节 worst season 路面材料 路基路面结构处于最不利工作状态的季节称最不利 季节 在测试或确定有关材料参数值时 应考虑工程所在地在不同 年份 不同季节变化或考虑一年中最不利季节的温度 湿度状态的 影响 2 9 非不利季节 non disadvantageous season 一年中除去不利季节之外的季节为非不利季节 2 10 微表处 The micro table place 微表处是采用专用设备将聚合物改性乳化沥青 集料 填料 水和添加剂等按合理配比拌和并摊铺到原路面上 并能够在摊铺后 1 2h 内迅速开放交通的薄层结构 简称 MS 2 11 乳化沥青 asphalt emulsion 将石油沥青 或煤沥青 与水在乳化剂 稳定剂的作用下经乳 化加工制得的水乳交融的均匀的沥青制品 也称沥青乳液 按沥青 乳液破乳快慢可分为快裂 RS 中裂 MS 慢裂 SS 三种 按电荷 性能又可分为阴离子乳化沥青 阳离子乳化沥青 非离子乳化沥青 2 12 添加剂 additive 为了调节稀浆混合料的施工性能而添加到混合料中的材料和试剂 2 13 稀浆混合料 slurry mixture 乳化沥青 矿料 填料 水等按一定比例拌和所形成的浆状混合 5 物 2 14 粘结力 cohension torque 用粘接力试验仪 模拟车辆行驶时产生的水平力对材料层的影响 其施力手柄上试验后扭力表的读数 用以确定稀浆混合料的初凝时 间和开放交通时间 6 3 3 一般规定一般规定 3 1 开普封层宜选择在干燥和较热的季节施工 避免在雨季施工 一 上封层 3 2 根据情况可选择乳化沥青稀浆封层 微表处 改性沥青集料封 层 薄层磨耗层或其他适宜的材料 3 3 铺设上封层的下卧层必须彻底清扫干净 对车辙 坑槽 裂缝 进行处理或挖补 3 4 上封层的类型根据使用目的 路面的破损程度选用 3 4 1 对二级及二级以下公路的旧沥青路面可以采用普通的乳化沥 青稀浆封层 也可在喷洒道路石油沥青后撒布石屑 砂 后碾压作封 层 3 4 2 对用于改善抗滑性能的上封层可采用稀浆封层或微表处 3 4 3 本项目微表处施工根据项目情况选用 MS 2 型 厚度按照 0 6cm 控制 二 下封层 3 4 4 下封层宜石油沥青或乳化沥青碎石封层 特殊条件可选用改 性乳化沥青碎石封层 3 4 5 碎石封层厚度根据道路等级和交通量情况确定厚度按照 0 8 1 0cm 控制 7 4 4 材料设计材料设计 一 同步碎石封层 4 1 同步碎石封层所用粗集料技术要求与沥青混合料用石料基本相 同 应是洁净 干燥 无风化 无杂质 形状规正 并具有足够的 强度和耐磨耗性的单级配集料 优先选用中性偏碱的石料 如玄武 岩 安山岩 辉绿岩 闪长岩等 对强碱性石料应慎重选用 集料 要求是经过反击 锤式 破碎的集料 且必须经水洗风干或拌和楼 烘干 以保证集料洁净 干燥 无石粉和尘土 4 1 1 岩性 应优先选用中性偏碱的石料 如玄武岩 安山岩 辉 绿岩 闪长岩等 对强碱性石料应慎重选用 一般不考虑使用大理 岩 石英岩等酸性石料 4 1 2下封层同碎石料源 应干净 干燥 且采用从沥青拌合楼经烘干 振 动 过筛 吸尘处理后的热碎石料 温度达到 150 4 1 3 集料要求是经过反击 锤式 破碎的集料 且必须经水洗风 干或拌和楼烘干 以保证集料洁净 干燥 无石粉和尘土 碎石经 烘干后 针片状严格限制在 15 以下 压碎值 26 为宜 具体物理 力学性能见下表 4 1 1 表表 4 1 14 1 1 石料的物理力学性能石料的物理力学性能 项目指标备注 磨耗值 30 针片状 15 压碎值 26 8 吸水率 2 5 抗压强度 120Mpa 软化系数 0 75 抗冻系数 0 80 磨光值 42 36 粘附性 4 根据气候分区的温度与 雨量选择 级配单级配 单粒径 4 1 4 级配为单级配 考虑到加工难度 允许有一定粒径差 但一 般不得超过 5mm 本项目粒径宜选用 10 14 mm 石料规格 岩性可 根据原路面状况 交通荷载及封层厚度与层位等情况综合考虑确定 4 1 5 改性沥青对由交通量较大 交通荷载较重或其它技术要求较 高的同步碎石封层 可采用改性沥青 除基质沥青应满足 公路沥 青路面施工技术规范 JTG F40 2004 的规定外 改性沥青也必 须满足该规范中有关改性沥青的条款 改性剂的品种和剂量可参考 以往成功的工程经验确定 但必须经过试验验证 并符合上述规范 中改性沥青的技术要求 4 1 6 本项目改性沥青指标要求 在标准气温 25 C 时的拌和 时间不小于 120s 在气温 30 C 时拌和时间不小于 180s 拌和后的 混合料 沥青能均匀的裹覆在骨料表面 没有白花现象 改性沥青 中沥青消耗量为 2 0 2 2kg 改性沥青的性能满足表 4 2 1 要求 改性沥青的性能要求改性沥青的性能要求 表表 4 1 14 1 1 项目单位技术要求实验方法 针入度 25 100g 5s 0 1mm60 100T0604 针入度指数 PI 0 4T0604 延度 5 C 5cm min cm 30T0605 软化点 C 55T0606 9 运动粘度 135 Pa S 3T0625 闪点 C 230T0611 溶解度 99T0607 弹性恢复 25 65T0662 粘韧性 N m T0624 韧性 N m T0624 贮存稳定性离析 48h 软化点 差 C 2 5T0661 二 微表处 4 2 1 微表处混合料的配合比设计 应充分考虑原路面状况 交通 量 气候条件 使用要求等因素 选择适当的微表处类型 决定结 构方案 4 2 2 微表处混合料按矿料最大公称粒径的不同 可分为 II 型和 III 型 4 2 3 根据本项目情况微表处采用不同规格的粗细集料掺配而成 也 可以用大粒径的块石 卵石等经多级破碎而成 用矿料采用粒径为 3mm 5mm 的矿料 矿料指标应满足表 4 2 1 4 2 2 要求 微表处用矿料规格微表处用矿料规格 表表 4 2 14 2 1 标准 材料名称项目 微表处 试验方法备注 石料压碎值 不大于 26T 0316 洛杉矶磨耗损失 不大于 28T 0317 石料磨光值 不小于 BPN 42T 0321 坚固性 不大于 12T 0314 粗集料 针片状含量 不大于 15T 0312 细集料坚固性 不大于 12T 0340 0 3mm 部分 矿料砂当量 不小于 65T 0334 合成矿料中 4 75mm 部分 通过下列筛孔 通过下列筛孔 mmmm 的质量百分率 的质量百分率 表表 4 2 24 2 2 通过下列筛选 mm 的质量百分率 级配类型 9 54 752 361 180 60 30 150 075 MS 2100 90 10065 9045 7030 5018 3010 215 15 10 允许波动范围 5 5 5 5 4 3 2 4 2 4 矿粉矿料中可以掺加矿粉 微表处用矿粉应干燥 疏松 无 结团 并应符合 公路沥青路面施工技术规范 JTGF40 2004 中 的相 4 2 5 矿粉的掺加必须应该通过混合料设计试验确定 4 2 6 微表处添加剂包括无机结合料类添加剂如普通硅酸盐水泥 消石灰等 无机盐类添加剂如硫酸铝 氯化钙等 有机类增稠剂如 聚乙烯醇 羧甲基纤维素等 乳化剂水溶液类添加剂等 4 2 7 添加剂种类的选择和剂量的确定是微表处混合料设计的一项 重要内容 添加剂的加入不得对混合料整体性能产生不利影响 4 2 8 未经试验验证的添加剂不得在施工中采用 4 2 9 微表处用水应采用可饮用水 水中不含有害的可溶性盐类 能引起化学反应的物质和其它污染物 4 2 10 微表处混合料油石比的确定应充分考虑微表处的应用场合 气候条件 交通量等因素 并借鉴当地的成功经验 进行合理选择 4 2 11 原路面贫油或老化较重的 宜选择相对较大的油石比 原路 面有泛油情况的 宜选择相对较小的油石比 4 2 12 原路面表面层空隙率大 渗水系数大的宜采用相对较大的油 石比 4 2 13 应用于中 小交通量道路时 宜选择相对较大的油石比 应 用于大交通量道路时 宜选择相对较小的油石比 4 2 14 用于车辙填充的微表处混合料宜采用相对小的油石比 11 4 2 15 如果有其它备选的混合料配方 则按照上述步骤重新进行设 计 5 5 设备的选择设备的选择 一 碎石封层设备 5 1 洒 撒 布设备 8T 智能型沥青碎石同步洒布车 1 台或 8T 智能 型沥青洒布车 1 台及配套 2 台碎石撒布车 5 2 碾压设备 9 16T 胶轮压路机 2 台 5 3 加温装置 25T 沥青移动式加热罐 50T 储存加热罐 5 4 其它配套设备 装载机 2 台 吹风车 2 台 人工补料车 1 辆 后勤安全保障车两辆 水车 1 辆 5 5 碎石筛分设备一套 控制碎石级配 沥青拌合楼两套 加热 除尘 5 6 在同步碎石封层车的使用上 该项技术对操作手的要求较高 操作人员必须懂得机械的工作原理 同时操作要相当熟练 5 7 微表处摊铺设别 2 台套 12 6 6 施工前的准备施工前的准备 6 1 路况调查 同步碎石封层施工前 应对路面进行路况调查 制定原路面的清理 与病害治理方案及要求 并形成详细记录 根据旧路状况提出针对 性病害处理方案 同时确保原路上方净空不低于 6 4m 以满足碎石 封层车料斗卸料时的工作高度 6 2 原路面处理 横向裂缝 轻 中 重 纵向裂缝 轻 中 重 块裂 轻 中 重 的处理 由于这种裂缝对路面结构没有影响 而且切缝效果不佳 没有 可控性 同时改性沥青同步碎石封层可以抑制裂缝发展 故直接进 行开普封层施工 松散 坑槽等病害的处理 由于损坏仅发生在沥青面层 基层结构完好 故开普封层施工 方案前先挖除产生松散 坑槽的沥青面层 松动的基层也应挖除 3 5cm 基层顶面应清扫干净 压实处理 洒布透层油 再铺筑 AM 20 13 混合料 压实处理后的顶面应与周围沥青面层平齐连接紧密 并尽 可能的对路拱横坡进行控制 再进行开普封层施工 挖补范围的轮 廓线应与路面中心线平行或者垂直 并在病害面积范围以外至少 15 20cm 修补工作应该当日开挖当日修补 6 3 清洁路面 对己处理完毕的下承层进行彻底清扫 清除一切松散材料 杂 物及尘土 防止喷洒的沥青被粉尘包裹而形成隔离层 6 4 确定施工幅宽 根据原路面的宽度及施工设备性能 合理确定碎石封层的施工 幅数及每幅施工宽度 同时 选定标尺 确定参照物 一般以路缘 石 路面标线为参照物 使司机能够按照参照物行走 这样既能保 持封层的线形 又可以保证在下一幅施工时前后两幅的顺利接缝 确定施工幅宽时 应尽量减少施工幅数 以减少纵接缝的数量 6 5 备料 根据工程量大小及工程进展情况分批备料 且每批石料不得混 杂堆放 施工前对石料进行筛分 以防止超粒径的石料堵塞卸料孔 如石料粉尘超标 则要事先清洗 晾晒 以保证石料的清洁 干燥 6 6 检查 预热设备 检查车体有无损伤 轮胎及外部螺丝有无松动 检查发动机的 各工作系统是否正常 按下发动机预热钮 待发动机正常运转后 松开启动及预热按钮 等气压达到 4bar 后 打开液压开关和燃料器 14 开关 加热沥青罐 沥青泵及喷洒杆 6 7 微表处施工前对材料应按下列要求进行准备 1 施工用的改性沥青 矿料 水 填料等应进行质量检查 符合本指南的要求后方可使用 2 矿料中的超粒径颗粒必须筛除 3 取矿料堆中间部位的样品进行含水量测定 检测的矿料含 水量用于调整摊铺机的设定 4 各种施工机械和辅助工具均应备齐 并保持良好工作状态 6 8 交通管制 提前封闭交通 设置安全导帽 指标牌及限速牌等交通标志 15 7 7 铺筑试验路铺筑试验路 7 1 试验路段的施工 经过对 300m 试验段的铺筑达到以下目的 1 验证用于正式施工 SBS 改性沥青洒布量和碎石洒布量 2 确定洒布车行驶的速度 3 确定 SBS 改性沥青洒布的温度 4 确定每一作业面的合适长度 5 确定压路机碾压的遍数 6 确定接缝的处理方案 7 确定封层的标准施工方法 使用的原材料 施工机械 施工方法及试验段各项检测项目都符合规定 经监理抽检确认合格 即可按以上内容编写 试验段施工总结 经驻地办初 审 报总监办审核批复 即可开始 1km 标准段的施工 1km 标准段结束后报驻 地办审核批复 即可进行大面积施工 16 8 8 施工工艺施工工艺 8 1 施工工艺流程 如下图 8 1 1 施工前的准备 铲装石料 标定 撒布摊铺 缺陷修复 压实及成型 施工结束 接缝处理 微表处施工 图 8 1 1 施工工艺流程图 8 2 铲装石料 装入料斗的石料应与料斗左右挡板的高度持平 防因料过多而 洒落地上 8 3 抽取沥青 沥青泵温度达到要求时开始抽取沥青 并注意沥青罐标尺的变 化 防止抽油冒罐 装入罐内的沥青最多为 6000L 在抽取沥青时 应检查抽油管及其接头是否密封良好 严禁沥青飞溅 17 8 4 标定 打开启动阀门 使其处于管路循环状态 喷洒杆沥青温度与沥 青罐内温度保持一致 在沥青结合料稳控器上标定用油量和行驶速 度 行车速度一般设定为 60 70m min 8 5 撒布摊铺 使发动机处于高速旋转状态 设定沥青 石料的喷洒高度及用 量 打开石料洒布器与沥青喷洒杆 在摊铺过程中 随时调整左右 喷洒杆 保证接缝的完整性 洒布时应符合下列要求 8 5 1 封层过程中 封层车要行驶平稳 匀速 8 5 2 普通热沥青的洒布温度控制在 150 165 SBS 改性热沥青 的洒布温度控制在 165 180 最高温度不得超过 190 200 8 5 3 根据交通量 旧路状况 气候条件 集料情况 封层厚度与 封层用途等确定单位面积的沥青洒布量与石料撒布量 以确保石料 埋入深度 沥青爬高高度 与石料覆盖率 8 5 4 从左向右进行封层施工时 施工第一幅时 应在左侧石料洒 布器上加上夹板 防止石料飞溅 施工最后一幅时 在右侧采用同 样方法 洒布中间路幅时 要保持右侧沥青喷洒宽度比石料的喷洒 宽度多 8 10cm 8 6 缺陷修复 8 6 1 当发现浇洒沥青后有空白时 应及时进行人工补洒 当有沥 青积聚时应刮除 防止因沥青结合料的不均匀喷洒导致石料的剥离 斑纹 泛油 18 8 6 2 当发现有油条时 应及时关闭喷油嘴和料门 检查喷油嘴的 压力是否符合要求 料门是否被大粒径石料堵塞 8 6 3 当发现有泛油时 应在泛油处补撒嵌缝料 嵌缝料应与最后 一层石料格相同或略低于最后一层 并应扫匀 当有过多的浮动石 料时 应扫出路面 并不得搓动已经粘着在位的石料 8 6 4 当车内任何一种材料用完时 应立即关闭所有输送材料的阀 门 一般是先关石料开关 后关沥青开关 要留有 50cm 的沥青油膜 以便接缝 然后将封层车按前进方向开出施工作业段 8 7 接缝处理 在施工缝及构造物两端的新旧路面及前后两侧喷洒 时产生的接缝应搭接良好 8 7 1 横缝的处理 在施工初始前的新旧路面及前后两车喷洒时产 生的接茬应搭接良好 横缝可采用对接法处理 在每段接茬处 用 铁板或油毡纸横铺在本段起洒点前及终点后 其长度为 1 1 5m 以杜绝重复洒油 重复洒料的情况出现 避免影响平整度并杜绝油 包出现 8 7 2 纵缝的处理 沥青洒布要保证行车直顺 在施工下一幅时 封层左侧石料的撒布应与上一幅右侧的石料对齐 保证纵缝对接良 好接缝沥青重叠部分不得超过 10cm 避免泛油 8 8 压实及成型 用改性沥青作为胶结料进行封层时 当封层车前进约 10m 左右 时 用 9t 13t 以上胶轮压路机跟机碾压 相邻两幅初压完成后 即 可进行错轮碾压 全幅遍数不少于 5 遍 碾压时 应遵循先两边后 19 中间 先慢后快的原则 碾压时每次轮迹重叠 30cm 碾压速度控制 在 70m min 且压路机每次折回位置避免在同一断面上 8 9 施工结束 施工结束要清洁封层车 清洗时一般按以下步骤进行 8 9 1 施工结束 收标杆 喷洒杆 洒布器 放下料斗驶回指定清 洗场地 8 9 2 到达清洗场地停好车位 打开洒布器 喷洒杆 8 9 3 关闭出口阀 打开过滤器上的通气阀 调整沥青结合稳控器 处于手动状态 让沥青泵与管路里的沥青流回沥青罐 8 9 4 关闭启动阀门组 打开喷油嘴 让剩余沥青喷出管路并逐个 喷嘴清洗 清洗时一定要彻底 不能把沥青留在沥青罐 喷油嘴内 8 9 5 清洗完毕 回收洒布器 喷洒杆 关闭过滤器上通气阀 使 稳控器处于自动状态 关闭喷洒杆自动循环的启动阀门 关闭燃烧 器 液压开关 发动机 8 9 6 将封层车驶入无过往车辆 无斜坡等指定安全地点停放 8 9 7 初期养护及开放交通 沥青及改性沥青封层结束 48 小时后 将符合本指南要求的微表处各种材料装入摊铺车内 8 9 8 将装好料的摊铺车开至施工起点 对准控制线 放下摊铺槽 调整摊铺槽使其周边与原路面贴紧 8 9 9 打开摊铺车各传动离合器 开动发动机 使各部位准备进入 工作状态 20 8 9 10 按室内设计和现场矿料含水量 依次按配比输出矿料 填料 水和乳液 进行拌和 8 9 11 拌好的混合料流入摊铺槽 当混合料注满摊铺槽容积的三分 之二时 开动摊铺车匀速前进 需要时同时打开摊铺车下边的喷水 管 喷水湿润路面 8 9 12 摊铺速度以保持混合料摊铺量与搅拌量基本一致 保持摊铺 槽中混合料的体积为摊铺槽容积的二分之一左右为准 8 9 13 稀浆混合料摊铺后的局部缺陷 应及时使用橡胶耙等工具进 行人工找平 找平的重点是 超大粒径矿料产生的纵向刮痕 横 纵向接缝 过厚 过薄或不平处 等等 8 9 14 超大粒径矿料产生的纵向刮痕应尽快清除 不能及时清除的 必须立即停止摊铺 直至问题解决后方可继续施工 8 9 15 当摊铺车内任何一种材料用完时 应立即关闭所有输送材料 的阀门 让搅拌器中的混合料搅拌完 并送入摊铺槽摊铺完后 摊 铺车停止前进 提起摊铺槽 将摊铺车移出施工点 用水清洗搅拌 器和摊铺槽 21 9 9 养生及交通管制养生及交通管制 9 1 改性沥青封层结束后即可限速开放交通 在通车 2h 之内 应设 专人控制行车 使车速不得超过 30km h 9 2 安全通车 48 小时候进行微表处施工 施工结束后即可开发交通 在通车 2h 之内 应设专人控制行车 使车速不得超过 30km h 六 小时后完全开放交通 22 1010 质量控制质量控制 施工过程中随时对所用材料进行原材料检验和试验 进场试验 和过程检验等 具体检查项目见表 10 1 检验验收内容分为外业和 内业两项见表 10 2 和 10 3 外业包括路面宽度 厚度 平整度 渗水系数 摩擦系数 构造深度 1 年后石料的剥落度 外观质量 等 内业包括原材料试验单 施工记录 质量检验单等 表表 10 110 1 施工过程中材料质量检查内容与要求施工过程中材料质量检查内容与要求 材料检查项目检查频率检验标准要求 外观随时目测 针片状含量随时T0302 粉尘率 0 075mm 颗粒含量 随时T