GTM优化设计的沥青混合料生产和沥青路面施工技术指南

1、GTM优化设计的沥青混合料生产和沥青路面施工技术指南在目标配合比设计和生产配合比设计完成并经过批准之后进行生产配合比验证，铺筑试验段。1.施工及质量控制方案i.i试验段目的及意义主要目的有以下几方面：(D锻炼施工队伍，检验施工机具，使施工人员熟悉和适应各面层沥青混合料施工条件和施工要求；(2)检验实际铺装效果，对于生产配合比设计、工艺设计等工作，通过试验路的实施进行验证，检验其能否满足设计要求以及设计指标的合理性，在施工效果检测的基础上，评价实际铺装效果；(3)完善摊铺工艺、碾压工艺；(4)规范各种类型沥青及改性沥青混合料施工过程中的检验项目和检验方法。1.2试验段的试验内容及预期目标开工前必

2、须上报“试验段施工组织和技术方案”，经有关方面批准后方可实施。“试验段施工组织和技术方案”的内容可包含：(1)原材料质量控制方案；(2)混合料生产的组织和质量控制方案；(3) 运输方案；(4) 摊铺方案；(5)碾压方案(不少于三种为宜)；(6)测量、检测方案；(7)每阶段或环节所需的设备、仪器名称和数量；(8)每阶段或环节的人员组织、分工，明确必须获得的数据和信息。试验内容及预期目标主要包含以下内容：(1)原材料的主要性质确认。(2)确定混合料拌和温度、拌和时间、拌和质量及矿料级配和油石比等是否符合JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范和目标配合比设计的相关要求。确认混合料生产阶段的诸

3、技术参数是否需要调整。确定混合料拌和生产能力、运输能力、摊铺温度、摊铺速度、碾压长度、碾压速度、碾遍数、各阶段碾压温度等工艺参数，使之协调(3) 确定合理的摊铺碾压工艺及达到压实度、平整度要求的保证措施。(5)确定松铺系数。(6)试验段检测。(7)编写试验段施工总结报告。1.3 施工方法1、施工现场施工前对施工路段下承层表面的浮料、杂物等进行清理，确保沥青各面层施工质量。(1) 调查材料料源的材质情况，对不符合各类型沥青及改性沥青混合料使用要求的材料清除出场。(2) 对下承层标高和横坡进行校核，发现高程或横坡误差及时与监理单位协商纠正办法，原则是保证各沥青面层的施工厚度。施工前对各种施工机具作

4、全面检查，并经调试证明处于性能良好状态，机具数量足够，施工能力配套，重要机械宜有备用设备。(3) 确定路中心位置，以中线为基准，在质量合格的下承层表面测量放线，架设好高程控制装置。2、目标配合比设计见沥青混合料目标配合比设计报告。3、生产配合比设计按照目标配合比设计结果对投料进行控制，确保混合料生产配合比准确。通过试验，取得包括油石比、级配、密度、马歇尔试验、体积参数(有条件时进行GTM试验复核)、技术性能等数据。由沥青拌和厂技术负责人对部分技术指标进行微调，达到最佳的熟练生产效果，以此指导混合料生产。生产配合比应尽量贴近目标配合比，且不得超出目标配合比设计报告中给定的级配范围和油石比范围。4

5、、生产配合比验证阶段从试验段现场取样，按规范要求进行抽提筛分、马歇尔试验，计算空隙率等体积参数。如有可能，对现场取样进行GTM旋转试验，测定GTM试件密度，并确定两种成型方式对应的密度关系。或以现场取样的马歇尔试件密度乘以目标配合比设计确定的修正系数得到“等效密度”作为现场压实度控制标准。对于中面层、表面层改性沥青混合料还要进行车辙试验。5、混合料生产工艺控制(1) 生产所用原材料需分别堆放。对于改性沥青，应制定防离析的措施，如果改性沥青储24h存罐无搅拌装置且改性沥青的储存稳定性不良，则改性沥青的储存时间不宜超过施工过程中应对细集料和矿粉采用苫盖及棚盖等保护措施，防止受潮，影响混合料的生产质

6、量。(2) 原则上不使用回收粉尘，考虑到生产过程中的实际情况，应控制粉尘和矿粉的投入比例不超过1:1。(3) 为防止混合料出现不均匀现象，应严格控制冷料的上料速度和各种材料的称量。混合料生产配比一经确定，控制室操作人员不得随意调整称料的比例，以避免混合料配比混乱。(4) 矿料、沥青的加热温度及混合料的拌和温度应根据所用沥青的粘温曲线和实践经验确定。拌和时间需经试拌确定，原则是无花白料、结团和离析。6、混合料运输(1) 采用专用自卸汽车运输混合料，并设专人观测运至现场的混合料质量，检测温度，不合格的混合料不得铺筑。(2) 采用自卸汽车运输混合料时，车辆干净，车厢底板和侧板应清洁，光滑，并涂上油水

7、混合物的隔离剂，且箱底不得有积液。(3) 用帆布麻袋棉被等物双层苫盖保护混合料，超温，离析，结团，和雨淋的混合料废弃不用。(4) 混合料施工配备足够的自卸汽车，保证运量，以保障沥青及改性沥青混合料连续摊铺。开始摊铺时在施工现场等候的料车不少于5辆。7、混合料的摊铺(1) 摊铺机前必须有5辆以上的运输车辆等候，才可以进行摊铺作业，必须做到有运料车等摊铺机，禁止摊铺机等运料车。(2) 混合料的摊铺应采用带有预热、自动找平装置和自动调节摊铺厚度的摊铺机。(3) 摊铺机在开始受料前应在受料斗表面薄涂少量的油水混合物，以防止混合料粘附，但不得有积液。(4) 摊铺机的输出量应与沥青混合料的拌和能力及运输量

8、相匹配，以确保沥青混合料连续摊铺。如不能连续摊铺时，摊铺机应将剩余的混合料铺完，抬起熨平板，随时做好施工缝，避免出现冷接缝、结硬的现象。(5) 底面层摊铺采用双侧架设铝合金板引导的高程控制方式(或其他可行的方式)，中面层及表面层宜采用平衡梁技术，在确保厚度和压实度的情况下，提高平整度。(6) 沥青混合料必须缓慢、均匀、连续不断的摊铺。在摊铺过程中，摊铺机螺旋送料器要不停顿地转动，两侧应保持不少于送料器高度2/3的混合料。(7) 摊铺好的混合料应及时碾压，如因故不能及时碾压或遇雨要停止摊铺。8、混合料的碾压沥青及改性沥青混合料的压实按初压、复压和终压三个阶段进行。(1) 初压应在混合料摊铺后较高

9、温度下进行。压路机从外侧向路中心碾压，相邻碾压带应重叠1/31/2轮宽。当边缘有支挡时，应紧靠支挡碾压；当边缘无支挡时，可在边缘先空出宽3040cm,待压蔓第一遍后，将压路机大部分重量位于已压实过的混合料面上再压边缘，以减少向外推移。碾压时应将驱动轮面向摊铺机，碾压路线及碾压方向不应突然改变而导致混合料产生推移，压路机起动、停止必须减速缓慢进行。(2) 复压紧接初压进行，碾压控制同初压。(3) 终压紧跟复压进行，从路边向路中全幅静压至无轮迹。(4) 压路机的碾压段长度以与摊铺机速度平衡为原则选定，并保持大体稳定。对于改性沥青混合料，碾压段长度应尽可能缩短，以保证在较高的温度要求下完成碾压作业。

10、压路机每次应由两端折回的位置应成阶梯形的随摊铺向前推进，禁止是折回处于同一横断面上。(5) 碾压过程中，压路机起车，停车要缓慢，不得在热的混合料上急停或掉头。压路机碾压过程中为避免出现混合料粘轮现象，可向压路机碾压轮喷洒少量水；但应采用间歇喷水方式，且严格控制喷水间歇时间，以不粘轮为原则。(6) 当改性沥青混合料路面由于碾压不当造成损坏，或达不到技术规范要求时，应坚决铲除重新铺筑。9、施工接缝横向施工缝全部采用平接缝，在已摊铺段端部用3米直尺画线定出接缝位置，用锯缝机割齐后去掉多余料，继续摊铺前将切缝上的灰浆清除，薄涂少量粘层沥青，摊铺机熨平板从接缝后起步摊铺，碾压时用钢筒压路机进行横向压实，

11、逐渐移向新铺面层。2混合料生产质量控制方案(1) 2.1温度控制沥青混合料各施工工序温度控制见表1。经验证明，表1中的终碾温度偏低，应提高10C。表1拌沥青混合料的施工温度(C)施工工序石油沥青的标号50号70号90号110号沥青加热温度C160170155165150160145155矿料加热温度C间歇式拌和机集料加热温度比沥青温度高1030连续式拌和机矿料加热温度比沥青温度高510沥青混合料出料温度C150170145165140160135155混合料贮料仓贮存温度C贮料过程中温度降低不超过10混合料废弃温度，高于C200195190185运输到现场温度，不低于C150145140135

12、混合料摊铺温度，不低于C正常施工140135130125低温施工160150140135开始碾压的混合料内部温度，不低于C正常施工135130125120低温施工150145135130碾压终了的表面温度，不低于C钢轮压路机80706560轮胎压路机85807570振动压路机75706055开放交通的路表温度，不高于C50505045(2)改性沥青混合料各施工工序温度控制见表2表2改性沥青混合料的施工控制温度(SBS改性沥青)各工序温度名称各工序温度控制要求沥青加热温度160C165C现场制作温度165C170C成品改性沥青加热温度不大于175C矿料加热温度190C220C混合料出厂温度正常范

13、围170C185C混合料最高195C混合料运输到现场温度160C170C摊铺温度不低于160C初压开始温度不低于150C碾压终了温度不低于100C2.2混合料生产过程中的质量控制1、原材料质量控制沥青所使用的沥青的主要指标应满足JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范中相应的各项指标要求。改性沥青所用SBS改性沥青的各项技术指标应满足JTGF40-2004公路改性沥青路面施工技术规范中关于SBS改性沥青相应的各项指标要求。粗集料选用粗集料洁净无风化、无杂质、具有足够强度，并满足JTGF40-2004沥青路面施工技术规范中关于“沥青面层用粗集料质量技术要求”的规定。见表3。表3粗集料技术性

14、质技术指标单位高速公路技术要求试验方法表面层其它层次集料压碎值，不大于%2628T0316洛杉矶磨耗损失，不大于%2830T0317表观相对密度，不小于2.602.50T0304吸水率，不大于%2.03.0坚固性，不大于1212T0314对沥青的粘附性，不小于级44T0616针片状含量(混合料)，不大于其中粒径大于9.5mm,不大于其中粒径小于9.5mm,不大于%1518T0312%1215%1820软石含量，不大于%35T0320水洗法v0.075mm颗粒含量，不大于%11T0310(1) 细集料要求细集料洁净、无风化、无杂质、具有足够的强度，并满足JTGF40-2004沥青路面施工技术规范

15、中关于“沥青面层用细集料质量技术要求”的规定。见表4。表4细集料技术性质技术指标单位高速公路技术要求试验方法表观相对密度，不小于-2.50T0328坚固性(0.3mm部分)，不大%12T0340砂当量，不小于%60T0334亚甲兰值，不大于g/Kg25T0346棱角性(流动时间)，不小于S30T0345(2) 矿粉所选用的矿粉应满足JTGF40-2004沥青路面施工技术规范中关于“沥青面层用矿粉质量技术要求”的规定。见表5。表5矿粉技术性质技术指标单位高速公路技术要求试验方法表观密度，不小于t/m32.50T0352含水量，不大于%1T0103烘干法粒度范围v0.6mm%1000.15mm%9

16、0100T03510.075mm%75100外观无团粒结块塑性指数V4T0354加入安定性实测记录T0355亲水系数各热料仓原材料筛分矿料规格(mm)种类总计(%)设计级配范围(%)目标设计级配(%)特仓大仓中仓小仓石粉特仓大仓中仓小仓石粉矿料配合比例(%)22.020.016.038.04.0各种矿料通过百分率(配合前)(%)各规格种类矿料通过百分率(配合后)(%)26.5100.0100.0100.0100.0100.022.020.016.038.04.0100.0100100.01990.8100.0100.0100.0100.020.020.016.038.04.098.095100

17、97.51646.4100.0100.0100.0100.010.220.016.038.04.088.2809082.513.23.982.4100.0100.0100.00.916.516.038.04.075.3627871.09.50.08.092.1100.0100.00.01.614.738.04.058.3526862.04.750.12.595.2100.00.00.436.24.040.6345048.02.360.070.9100.00.026.94.030.9243637.01.180.048.9100.00.018.64.022.6152427.00.631.0100.

18、011.84.015.891821.00.317.6100.06.74.010.771415.00.1511.699.04.44.08.451010.00.0755.089.61.93.65.5376.0油石比的确定及检验根据目标配合比确定的最佳油石比(4.2%4.6%)，按仓料配比分别进行4.2%、4.4%和4.6%三个油石比的AC20I型改性沥青混合料的拌合。分别取样，在155C击实温度下，以两面各击实85次制作马歇尔试件，测定混合料的毛体积相对密度、稳定度和流值，计算混合料空隙率VV、矿料间隙率VMA、饱和度VFA。AC20I型改性沥青混合料生产配合比试验及计算结果见表7。以率分百过通1

19、009080706050403020100.o.,设十归目/f级配上限，设计级配k命.，设十e生Ef级配下限X设计级配.项u；|b,r,i：/7FX争*VA查*r-70.0750.150.30.61.182.364.759.513.2161926.5筛孔尺寸(mm图1生产配合比计算矿料级配曲线表7AC20I型改性沥青混合料生产配合比试验及计算结果编号油石比(%)毛体积相对密度空隙率(%)饱和度(%)矿料间隙率(%)稳定度(kN)流值(0.1mm)14.22.5064.0973.114.7910.826.724.42.5153.4576.714.7311.427.534.62.5252.8081

20、.014.7711.227.9目标设计4.42.5242.1483.112.6519.0535.3马歇尔法技术要求4.06.0一36708514.07.52040由表7可见，就混合料体积参数而言，同一油石比时生产配合比设计的混合料毛体积相对密度小于目标配合比设计结果，因此，与目标配合比设计结果相比，生产设计混合料的空隙率偏大，矿料间隙率偏大，沥青饱和度偏小。稳定度也较目标设计结果相差较大。但油石比为4.2%、4.4%和4.6%时，AC20I型改性沥青混合料的诸项指标均符合马歇尔法相关技术要求；考虑到施工过程中便于质量控制，油石比范围可控制为4.2%4.6%,生产配合比为：特仓：大仓：中仓：小仓

21、：石粉=22%20%16%38%4%油石比为4.4%0.2%。(1) 施工方案混合料生产AC20I型改性沥青混合料由一台国产LB-2000型沥青拌和机进行生产。生产之前由生产单位进行原材料检验和生产配合比设计，生产配合比经监理审批合格后方可用于试验路用混合料的生产。混合料摊铺AC20I型改性沥青混合料的摊铺采用两台带有自动找平装置的ABG423摊铺机，一前一后相距20m呈阶梯状连续摊铺。摊铺采用平衡梁的高程控制方式，摊铺机摊铺速度为2.53m/min，摊铺机熨平板、夯锤振级为4级，松铺系数暂定为1.15。(2) 碾压混合料的压实按初压、复压和终压三个阶段进行。为摸索经验，采用两种碾压组合方案。

22、方案1(K20+100K20+250)(1) 初压采用两台SW-100双钢轮振动压路机进行。一台由路肩向1/2路宽处碾压，另一台由1/2路宽处向路中同时碾压，碾压遍数为2遍，碾压时单轮全程振压，振压轮与压路机行驶方向相反。(2) 复压紧接初压进行，用两台CP271轮胎压路机，一台由路肩向1/2路宽处碾压，另一台由1/2路宽处向路中同时碾压，碾压遍数为4遍。(3) 终压采用两台DD110双钢轮压路机从路边向路中全幅静压不少于两遍，达到无轮迹。方案2(K20+050K20+100)(1) 初压采用两台SW-100双钢轮振动压路机进行。碾压遍数为2遍，第一遍碾压时单轮全程静压，第二遍全程振压。(2)

23、 复压采用两台CP271轮胎压路机，碾压遍数为6遍。(3) 终压采用两台DD110双钢轮压路机从路边向路中全幅静压不少于两遍，达到无轮迹。生产配合比检验AC20I型改性沥青混合料生产时的质量检验主要是生产配合比检验，包括混合料矿料级配和油石比检验，以及马歇尔试验、车辙试验等。矿料级配和油石比检验在混合料生产过程中，采用离心法检验AC20I型改性沥青混合料的油石比，并对试验后的矿质混合料进行筛分以检验混合料的级配变化。不同时间两次取样试验结果见表8,级配曲线变化情况见图2。以率分百过通10090807060504030201001*设计级配上限4fp-i一日一目标设计级配设计级配下限&生产设计级

24、配X检验结果A据检京金结果2LX!t10.0750.150.30.61.182.364.759.513.2161926.5筛孔尺寸（mm表8矿料级配及油石比检验结果内容通过下列筛孔百分率(26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075第1次检验级配10098.685.272.354.739.833.321.816.111.08.25.7油石比4.33第2次10097.083.572.555.842.031.121.516.09.36.75.2油石比4.30设计士里_10096.783.168.056.141.233.023.218.09.88.25.9油石

25、比4.24.6设计亥脸10098.088.275.358.340.630.922.615.810.78.45.5要求级配范围1009510080906278526834502436152491871451037油石比亦较为适使得混合料从配图2AC20I型沥青混合料矿料级配曲线表8及图2表明，两次检验的混合料的矿料级配均较为接近目标设计级配,宜。说明混合料生产过程中，冷料上料比例适宜，拌和机计量控制准确度较高，合上满足目标配合比设计的要求。油石比检验结果表明，油石比均符合设计要求，拌和机沥青用量控制较为准确，混合料油石比较为稳定。(1) 混合料体积参数及马歇尔试验检验AC20I型改性沥青混合料体

26、积参数及马歇尔试验检验结果见表9。表9马歇尔试验结果编号油石比(%)毛体积相对密度空隙率(%)饱和度(%)矿料间隙率(%)稳定度(kN)流值(0.1mm)14.332.5202.481.212.712.230.524.302.5132.779.113.011.828.4目标设计4.42.5242.183.112.619.035.3(2) 车辙试验车辙试验结果见表10。结果表明该混合料具有较好的高温稳定性。表10车辙试验结果混合料类型平均DS值(次/mm)变异系数(%)AC20I(改性)420012.72.4 AC20I型改性沥青混合料碾压工艺的确定(1)各施工工序控制温度试验段施工过程中，各施

27、工工序温度测量结果统计后见表11表11各施工工序温度测量结果桩号摊铺后温度(C)初压温度(C)复压温度(C)终压了温度(C)K20+24015813812697K20+200160144134102K20+16015413412189K20+120165146138105K20+080158138132101温度测试均采用红外线测温仪进行，测得数值为沥青路面表面温度。由表11检测结果表明,混合料摊铺及碾压各工序混合料温度基本满足改性沥青混合料温度控制要求。(2) 压实度检验对试验路段进行压实度检验的结果见表12。表12压实度检测结果标准毛体积相对密度超车道行车道桩号(km+m)毛体积相对密度空

28、隙率(%)压实度(%)桩号(km+m)毛体积相对密度空隙率(%)压实度(%)2.520K20+0802.4754.1498.2K20+1002.4704.3498.0K20+1402.4624.6597.7K20+1602.4525.0397.3K20+2102.4574.8497.5K20+2302.4654.5397.8检测结果表明，试验段的压实度普遍较高，两个车道的压实度均达到97%以上，路面空隙率在5.0%以下；说明对于AC20I型改性沥青混合料施工，上述两种碾压方案均可行；单从检测结果来看，由于方案2中轮胎压路机的碾压遍数较多，方案2要优于方案1。(3) 平整度检验试验段铺筑结束后，

29、用三米直尺平整度仪进行了测试，测试结果见表13。测试结果表明，采用上述施工工艺条件下，施工后路面平整度能够达到JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范中的相关技术要求。表13平整度标准差检测结果(mm)桩号部位路段长度(m数据点数(个)最大间隙(mm平均间隙(mm变异系数(%K20+050K20+250超车道200102.01.265.7K20+050K20+250行车道200102.01.167.1(4)松铺系数施工中仍然以压实后路面实际标高与设计标高的差值来反映施工前确定的松铺系数是否合理，并依此进行调整。标高测试结果见表14。试验段施工后标高测试结果表明，按原定松铺系数1.15施工后，路面实际标高部分低于设计标高、部分高于设计标高。单