高速公路沥青路面下封层施工

1,河南高速公路沥青路面透层和下封层施工建议,主讲xx,xx研究院,x年x月,2,主要内容,1概述:国内现状，透层和下封层的作用，透层和下封层的组合2透层：透层的作用，透层沥青的选择（从材料角度选择，从工程实际角度选择；坚持以试验效果为选择透层沥青的最终依据），透层油施工，对透层油施工技术的探讨3层铺法下封层：层铺法下封层材料选择，层铺法下封层的施工;4改性乳化沥青稀浆封层下封层：施工工艺；改性稀浆封层的施工；改性稀浆封层施工的质量控制5透层和下封层完工后的检测6对河南高速公路沥青路面透层和下封层施工技术的探讨,3,1、概述,1.1国内现状公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）中对下封层提出三条规定：1.1.1多雨潮湿地区高速公路、一级公路的沥青面层空隙率较大，有严重渗水可能，或铺筑基层不能及时铺筑沥青面层而需通行车辆时，宜在喷洒透层油后铺筑下封层。1.1.2下封层宜采用层铺法表面处治或稀浆封层法施工。稀浆封层可采用乳化沥青或改性乳化沥青作结合料。下封层的厚度不宜小于6mm，且做到完全密水。1.1.3以层铺法沥青表面处治铺筑下封层时，通常采用单层式，矿料用量宜为58m3/1000m2，沥青用量可采用要求范围的中高限。,4,1.2透层和下封层的作用,第一，层间联结的作用，增设下封层后，与透层配合，能使面层与基层有效的连成一体，增加层间的连续性，可以更有效的传递荷载这点符合设计理论；第二，沥青面层下设置下封层，防止雨、雪水向基层下渗，开放临时交通时保护基层表面不受损坏；增强了路面的防水能力；第三，在路基水化养生期间和最佳含水量时，提供一个沥青密封保护膜，防止内部水化水蒸发，使路基水化作用充分进行，达到较高的承载强度。,5,1.3透层和下封层的组合,1.3.1近十余年来，我国高速公路沥青路面各类基层喷洒透层油的品种主要有：1）煤焦油2）液体沥青3）乳化沥青1.3.2近十余年来，国内高速公路沥青路面下封层的施工工艺主要有层铺法下封层和稀浆封层下封层两种工艺：1）层铺法（1）改性乳化沥青+碎石（2）聚合物改性沥青+碎石2）乳化沥青稀浆封层（1）普通乳化沥青稀浆封层（2）改性乳化沥青稀浆封层,6,2透层,2.1透层的作用透层油渗透以后基层材料较前模量降低，粘韧性提高封闭基层混合料的开口孔隙起到对基层养生的作用提高了基层材料的稳定性,7,2.2透层沥青的选择,1)从材料角度选择2)从工程实际角度选择3)坚持以试验效果为选择透层沥青的最终依据,8,2.2.1从材料角度选择,1）煤焦油作为炼焦工业副产品，由于其渗透能力强并且能够很快开放交通，所以一度被广泛用作透层材料。煤焦油为芳香碳氢化合物，其中含有萘、蒽、酚、苯等成分。煤焦油自身化学组分对环境有严重的污染，以及煤焦油、煤沥青含强致癌物质，世界各国对煤沥青的使用越来越加以限制。世界发达国家已经禁止煤焦油用于透层油的喷洒，在中国，目前使用煤焦油的地区也是少之又少。,9,2.2.1从材料角度选择,2）液体沥青采用柴油、煤油及汽油等轻质油分，按一定的掺配比例将不同标号的沥青稀释后，用作透层材料喷洒到基层表面。液体沥青由于采用大剂量（例如30%以上）的柴油、煤油及汽油等作为稀释剂，不仅对环境造成一定的污染，而且成本也较高。液体沥青中的轻质油是否挥发殆尽还有异议，如果存于基层内是否对基层乃至下面层有不良影响尚待研究。,10,2.2.1从材料角度选择,3）乳化沥青在国外，作为透层油的乳化沥青种类是根据不同的基层类型来选择的。阳离子乳化沥青透层油通常大量用于级配碎石类的柔性基层。对于半刚性基层，由于材料具有强碱性，则主要采用阴离子乳化沥青或非离子乳化沥青。实际上国内高速公路工程中，采用阴离子乳化沥青的省份并不多，而且对使用阴离子乳化沥青的渗透效果也有不同的看法。近年来半刚性基层要求的强度以及实际强度越来越高的趋势，乳化沥青透层油的渗透效果差强人意。渗透用乳化沥青已经从国外进入国内市场，国内的公路科研单位也已经开发出高渗透乳化沥青产品，并已经在部分高速公路得到验证。,11,2.2.2从工程实际角度选择,1）规范指出“气温低于10或大风天气，即将降雨时不得喷洒透层油。”2）如果完工的半刚性基层工程强度确实很高，应考虑选择高渗透乳化沥青。,12,2.2.3坚持以试验效果为选择透层沥青的最终依据,公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）中9.1.3条指出“透层油的粘度通过调节稀释剂的用量或乳化沥青的浓度得到适宜的粘度，基质沥青的针入度通常宜不小于100。透层用乳化沥青的蒸发残留物含量允许根据渗透情况适当调整，当使用成品乳化沥青时可通过稀释得到要求的粘度。透层用液体沥青的粘度通过调节煤油或轻柴油等稀释剂的品种和掺量经试验确定。”在同一路段选择含不同比例沥青量的渗透用乳化沥青或者液体沥青，进行对比试验，以确定最佳含油量和最佳效果的透层沥青品种和规格。,13,2.3透层油施工,2.3.1制定施工指导意见透层油试验路完成后，业主应组织设计代表、施工方、监理和技术服务方共同对透层油效果给出评价，确定最佳含油量和最佳效果的透层沥青品种和规格，重新修改透层油设计文件。业主应委托一方制定透层油施工指导意见，明确各项施工要求、质量检测和验收标准。,14,2.3.2施工准备要求,1）材料的准备透层油的技术指标应满足公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）中用于半刚性基层的透层油的种类和技术要求：液体沥青为AL（M）-1或2，AL（S）-1或2；乳化沥青为PC-2，PA-2。达到施工指导意见的要求。,15,1）材料的准备,对保证材料质量的两点看法：（1）液体沥青生产工艺和设备（2）尽量降低稀释剂的掺配比例,16,2）机具的准备,透层油的洒布一定要采用专用沥青洒布车沥青洒布车自身带有导热油加热系统和自动控制洒布量的电脑控制系统，洒布宽度和洒布量可调节，每个洒布喷头都是可控的。,17,3）基层的清扫,先用扫帚将基层表面进行全面清扫，再用森林灭火鼓风机将浮尘吹净，必要时用水冲洗,18,2.3.3透层油施工,1）用专用沥青洒布车喷洒透层油（渗透用乳化沥青或煤油稀释沥青），洒布量渗透用乳化沥青为0.6-0.9L/，蒸发残留物含量宜大于40%；煤油稀释沥青0.8-1.2L/。2）为了使洒布的透层沥青渗透入基层一定深度，又不在表面流淌或形成油膜，选择好适合本路段的最佳沥青洒布量是很重要的，基层表面不应存浮油，透层在路面结构中应当是没有“厚度”的。,19,2.3.3透层油施工,3）沥青用量可剪一块11硬纸板，称好重量，铺在基层表面，待洒过透层油后再称其重量，反算出沥青用量。4）液体沥青在制作、储存、使用的全过程中必须通风良好，并有专人负责，确保安全。基质沥青的加热温度严禁超过140，液体沥青的储存温度不得高于50。,20,2.3.4养生,喷洒透层沥青后严禁车辆通行，对于乳化沥青要有足够的破乳时间，而对于煤油稀释沥青在可能的情况下，尽可能多给养生时间，以便煤油挥发。,21,2.4对透层油施工技术的探讨,应十分重视透层油的洒布对透层油的洒布要从观念上引起重视，同时开发出来针对目前的基层强度高，结构致密的特点，开发环保、高效（高性价比）的透层油。,22,2.4对透层油施工技术的探讨,渗透深度受表面的致密程度、养生时间、洒布量、透层油的有效沥青含量等因素影响。基层表面致密程度的差异，钻芯取样观测到的渗透深度难以是一个均一的数值，因此在用渗透深度这一定量指标来评价渗透效果时需要综合考虑致密处和非致密处的渗透深度，应取其平均值。,23,2.4对透层油施工技术的探讨,1）透层油要和基层粘结良好。洒布的透层油经过一段时间后形成一层较厚的沥青膜。要求这层沥青膜即便是在没有洒布石屑的情况下，有工程车通行时不会将沥青膜带起，只会留下轮印。2）沥青混凝土下面层施工完毕后，下面层与基层之间也要粘结良好。,24,撒了石屑的普通乳化沥青透层油并无渗透，极易被揭起,施工时的行车将“透层油”粘起,25,2.4对透层油施工技术的探讨,2.4.4关于时机的选择半刚性基层养生3d和10d的基层要比养生21d和45d的基层下渗效果好一些。因此建议透层油在基层完工3d10d内洒布，这也与工程上的一般做法相符合。,26,2.4对透层油施工技术的探讨,2.4.5洒布量的确定对水泥稳定类基层在表面洒布渗透用油：1）渗透用乳化沥青，洒布量宜为0.71.0L/m2，洒布时有效沥青含量宜为40%45%。2）煤油稀释沥青，洒布量宜为0.8-1.2L/。,27,3层铺法下封层,在河南省境内，高速公路沥青路面下封层层铺法材料主要采用改性乳化沥青和改性沥青作结合料。,28,3.1层铺法下封层材料选择,3.1.1聚合物改性乳化沥青选用阳离子快开放交通型的聚合物改性乳化沥青。聚合物改性剂的种类及其最小用量是按技术要求试验确定的。一般情况下，聚合物改性剂剂量（固胶占沥青的质量百分比）不得小于3%。,29,改性乳化沥青技术指标,30,3.1.2聚合物改性沥青,河南省高速公路沥青路面普遍采用SBS改性沥青，并且下封层材料也采用与上面层相同的SBS改性沥青，从技术指标看，完全可以满足下封层材料的功能要求。,31,3.2层铺法下封层的施工,3.2.1透层的养生及准备透层施工完成后，要有足够的养生时间，然后进行下封层施工。透层一定要干燥、干净、无污物。,32,3.2.2沥青的洒布,1）洒布机械同透层一样，采用专用沥青洒布机械。2）施工前要进行试洒，以确定喷洒速度和洒布量。3）关于沥青的洒布量，公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）中有规定。目前国内各高速公路工程还有自己的相应规定。,33,3.2.3碎石的撒布,1）碎石的粒径碎石规格和用量按公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）中表6.2.1的规定执行。2）碎石的覆盖率100%的覆盖率，基层完成后，有临时交通。60%的覆盖率，下封层完工后，马上进行面层施工，改性沥青做为应力吸收膜中间层时，覆盖率为60%。3）碎石撒布必须采用碎石撒布专用设备，以保证碎石撒布的均匀。,34,3.2.4碾压用胶轮压路机进行碾压，掌握好碾压的时间。,3.2.5养生60%的碎石覆盖率不能开放临时交通。,35,4改性乳化沥青稀浆封层下封层,为了保证河南省高速公路沥青路面下封层的质量，稀浆封层下封层应该确保使用改性乳化沥青为粘结料，即改性乳化沥青稀浆封层。,36,4.1改性乳化沥青稀浆封层的原理和作用,以连续级配矿料、改性乳化沥青、水、填料、助剂等按照一定的比例经稀浆封层机连续制浆并摊铺，经碾压养生成型的一种常温施工工艺。目前随着高速公路建设要求的提高，这种工艺正被广泛地用于高速公路下封层施工中。建议用于河南省高速公路沥青路面下封层采用中型级配的改性稀浆封层施工工艺,37,4.2改性稀浆封层混合料的组成和技术要求,38,改性稀浆混合料技术指标,4.3改性稀浆封层混合料的室内试验技术指标,39,4.4矿料的选择,1）矿料在改性稀浆封层混合料中起骨架作用，其最大粒径决定稀浆封层的厚度。2）矿料用矿质材料，可采用石屑、天然砂、机制砂等。3）矿料作为稀浆封层混合料的主要组成材料，其材质、规格必要符合规范中级配要求。4）一般情况下矿料最大粒径不超过设计摊铺厚度，从而避免下封层形成软油层和滑动层。,40,矿料的级配表,4.4.1矿料的级配,41,4.4.2材质要求坚硬耐磨、干净、粗糙、超规格粒径的颗粒要彻底清除。,4.4.3细料的砂当量技术指标应满足大于65。,42,4.5改性乳化沥青的选择,建议河南省高速公路下封层选用阳离子快开放交通型的聚合物改性乳化沥青。1）聚合物改性剂的种类及其最小用量是由混合料的配合比设计确定的。一般情况下，聚合物改性剂剂量（固胶占沥青的质量百分比）不得小于3%；2）如果现场存储的聚合物改性乳化沥青在装运后36小时以内就将使用，或是使用前又作了数量添加，则可以不做5天储存稳定性试验。,43,改性乳化沥青技术指标改性乳化沥青应符合下表的规定，其试验方法遵照公路工程沥青及沥青混合试验规程（JTJ052-2000）中的规定执行,44,4.6水的选择,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。,45,4.7矿粉,1）改性稀浆封层用矿料中可以掺加矿粉。矿粉应干燥、疏松，无结团，矿粉的质量应符合公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）的有关规定。2）矿粉的作用主要是改善改性稀浆封层矿料级配，加快或减缓稀浆混合料的可拌和时间和成浆状态，提高稀浆混合料的稳定性和封层的强度。3）矿粉的掺加必须通过混合料设计试验确定。,46,4.8改性稀浆封层的施工,4.8.1准备工作1）基层表面洒布透层油后有足够的养生时间。2）施工用的矿料必须过筛，把超大粒径的石料筛出去，以免大粒径石料给拌和、摊铺带来不利影响；3）对筛后的矿料进行质量检查，检查的内容主要包括：级配、砂当量、含水量、干容重等，检测的结果必须符合要求，与实验室的结果应一致；4）对施工中采用的稀浆封层机、压路机等机具设备进行调试。5）稀浆封层机的计量控制系统，施工前应进行严格的计量标定工作，应根据室内试验确定的稀浆混合料设计配合比，对矿料、矿粉、改性乳化沥青、水等各种材料的用量，进行单位输出量的标定。,47,4.8.2施工程序,48,4.9改性稀浆封层施工的质量控制,4.9.1施工前的材料与设备检查1)施工前必须提供原材料的检测报告，必须提供稀浆混合料的设计报告和检测报告，并确认符合要求；必须提供施工生产配合比报告；必须提供摊铺车标定报告。在确认材料、设计等没有变化和符合本施工指