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文档简介

1、公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)主要修订内容介绍副研究员年月 关于发布公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)的公告第24号 现发布公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004),自2005年1月1日起实施,原公路沥青路面施工技术规范(JTJ032-94)与公路改性沥青路面施工技术规范(JTJ036-98)同时废止。 公路沥青路面施工技术规范是各国沥青路面建设的最主要的规范,一般每隔一定时间,甚至每年都在进行不断的研究和修订,只要认识到与生产实际有不合理之处,就应该及时修订,以便能指导施工,满足施工的需要。老规范公路沥青路面施工技术规范(JTJ 032-94

2、)于1994年颁布施行以来,在公路沥青路面建设中起到了很大的作用。原 规 范 的 不 足 之 处(1)道路沥青标准方面,“八五”国家科技攻关专题提出了按照当地气候条件选择沥青的新的建议标准,国际上美国SHRP及欧洲CEN都提出了新的沥青标准。我国石化和石油系统也纷纷修订沥青标准。规范现有的沥青标准已经明显感到不足。例如按照现有的沥青标准,已经无法区别指标都合格的沥青的优劣。(2)在沥青路面表面层方面,抗滑与路面耐久性显示了明显的矛盾,对抗滑指标必须充分参考国外规范和经验予以合理解决。(3)沥青路面中下层通常采用II型沥青混合料,已经暴露出许多不足。 (4)由于过分强调减薄,沥青层压实厚度与集料

3、粒径之间显示出不匹配的问题比较突出。 (5)在沥青混合料的配合比设计方面,美国SUPERPAVE配合比设计方法如何按照我国国情予以借鉴,尤其是确定最佳沥青用量的方法、空隙率的计算方法等问题应该认真考虑。现在的马歇尔设计指标有许多不合理之处。 (6)沥青混合料水损害问题相当严重,应完善水稳定性的检验指标。 (7)在施工质量检验指标方面,缺乏透水性等指标,对压实度的检验方法及标准有许多不同看法。 (8)在桥面铺装方面,水泥混凝土桥面的铺装层破损严重,近年来又建设了一些钢桥面,桥面铺装的内容明显不足。(9)近年来我国在改性沥青及SMA方面取得了较大的发展,改性沥青路面施工技术规范已经发布,“SMA路

4、面设计施工指南”已经提出,需根据使用情况进行修订,然后合并到一个规范中。(10)半刚性基层透层油、沥青路面防水层、排水层、乳化沥青及改性乳化沥青稀浆封层等许多方面都有较大进展,需对规范内容进行补充。 相 关 研 究 专 题沥青混合料矿料级配及配合比设计方法的修订沥青路面透水测定方法及指标要求超重载交通沥青路面材料试验标准(GTM对比)SUPERPAVE设计方法的引进与开发高速公路沥青路面抗滑标准沥青混合料水稳定性评价指标等另外许多省、市、自治区也开设了相关的研究专题。本次修订全面总结了我国10余年来高速公路的建设经验,充分参考了国外的经验和最新成果,吸收了国内的许多研究成果和成功的实践经验,本

5、规范是在原公路沥青路面施工技术规范的基础上,合并了公路改性沥青路面施工技术规范及公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南的相关内容,并充分吸收了各专题的研究成果,汇总、修订而成的。新规范在许多方面有了新的发展,例如:(1)在“八五”国家科技攻关成果的基础上,提出了新的道路沥青标准和沥青路面的气候分区;提出了按照当地气候条件及交通情况(公路等级)选择沥青标号的方法。(2)强调了几个与早期病害有关的措施,如防治层间污染、保证合理施工工期等。(3)在材料部分全面修订了道路石油沥青、乳化沥青技术要求,局部修订了集料技术要求。(4)针对改性沥青和SMA方面的一些特殊要求进行了补充完善。(5)明确了三层矿料级配范围

6、的意义,提出了规范矿料级配范围和调整矿料级配范围的原则。(6)完善了沥青混合料配合比设计方法,调整了马歇尔试验配合比没计方法及设计指标、标准,修订了确定最佳沥青用量的方法,统一了空隙率等体积指标的计算方法。(7)修订并补充了沥青混合料配合比设计检验方法和技术要求,增加了渗水性检验指标。(8)调整了不同粒径混合料的适宜压实层厚度,不同层位的沥青混合料种类、规格;明确施工期间需要对设计结构、使用材料进行审查和监督,予以确认。 (9)在施工工艺部分,主要修订了对拌和厂的要求,提出了过程控制、总量检验的方法,增加了提高路面平整度的措施,强调了摊铺宽度限制和加强轮胎压路机压实等内容,同时强调了在冬季施工

7、及雨季施工需要注意的问题。(10)修改了透层、粘层、封层的内容,将封层部分移入表面处治一章中,并增补了有关稀浆封层、微表处等新型结构的内容。(11)提出了对钢桥面铺装的基本要求。(12)修订了施工质量检验指标、频度、方法,增补了密水性(渗水系数)要求,强调压实度检验主要是工艺控制。1.材 料1.1道路石油沥青标准的修订原来的“ 重交通道路石油沥青”的就相当于国际上通行的普通道路沥青标准,而“ 中、轻交通道路石油沥青”只不过是质量达不到国际上通用水平的质量差的沥青。新规范取消了这两个名称,都称为道路石油沥青。 原有的沥青标准明显有不足,它并不能完全反映沥青的路用性能,按照现有的沥青标准,已经无法

8、区别指标都合格的沥青的优劣。国际上美国SHRP的SUPERPAVE及欧洲CEN都提出了新的沥青标准,中国石化和石油系统也纷纷修订沥青标准。我们在1995年结束的“ 八五”国家科技攻关专题提出了按照当地气候条件选择沥青的新的建议标准。工程招标文件普遍提出了更高的要求 近年来,交通部门在执行“ 重交通道路沥青”技术要求的过程中,根据工程的需要和各地的具体情况,按照市场竞争的原则,已经在工程招标文件中向供货方提出了更高的要求,例如:(1) 大部分工程将含蜡量的要求提高到不大于2;(2) 对薄膜加热试验后的沥青15延度提高到100或150 cm以上;(3)有的工程提出了60动力粘度的要求,如要求AH-

9、70沥青的60粘度为20020Pa.s;(4)有的工程对沥青密度重新提出了不小于1.01g/cm3要求;(5) 有的工程对低温延度提出了要求。 1998年起,几大沥青生产企业开始制订新的沥青企业标准,中国石油化工集团公司(SINOPEC)提出了1号及2号高等级道路石油沥青企业标准。中国石油化工集团公司高等级道路石油沥青企业标准 “ 八五”攻关专题建议的重交通道路石油沥青技术要求 此建议主要修订了以气候区为沥青标准,并以温度敏感性指标针入度指数PI作为标准体系的核心,它由25、15、30(或5)等35个温度的针入度值通过回归计算得到。沥青的高温指标选择T800代替软化点,低温指标选择当量脆点1.

10、2及10延度作为指标。老化仍采用薄膜加热试验,并以残留针入度比及10延度为指标。含蜡量、密度及闪点等予以保留。 道路沥青新标准建议的提出 “ 八五”建议的技术要求得到了相当程度的推广应用,同时也为这次修订规范收集到许多宝贵的意见。在此期间,除了SUPERPAVE沥青结合料规范(PG)外,欧洲共同体的欧洲标准化组织CEN(Comite European de Normalisation,EN 12591)的沥青标准也受到注目。 在这些研究的基础上,综合考虑欧美一些国家的最新标准,提出的新的道路沥青技术要求的建议。 新规范的道路石油沥青要求 沥青路面所适用的沥青品种和等级应符合下表的规定,沥青路面

11、采用的沥青标号,宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位、施工方法等,结合当地的使用经验,经过技术论证后确定。道路石油沥青选用的一些原则对高速公路、一级公路,夏季温度高、高温持续时间长的地区,对重载交通路段、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度慢的路段,尤其是汽车荷载剪应力大的层次,宜采用稠度大、60粘度大的沥青,也可提高高温气候分区的温度水平选用沥青等级;对冬季寒冷的地区或者交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小、低温延度大的沥青;对温度日温差、年温差大的地区应选用针入度指数大的沥青;当高温要求和低温要求发生矛盾时,应该优先考虑满足高温的要求;当缺乏所需标号的沥

12、青时,可采用不同标号掺配的调和沥青,其掺配比例由试验决定,掺配后的沥青质量应该符合相应的技术要求。道路石油沥青技术要求(新规范)道路沥青技术要求主要修改点 (1)将原来的“重交通道路石油沥青”和“中、轻交通道路石油沥青”两个技术要求合并为一个“道路石油沥青技术要求”,根据当前的沥青使用和生产水平,按技术性能分为A、B、C三个等级: A级沥青可以认为达到了国际先进水平,比原规范“重交通道路沥青”有所提高; B级沥青与原规范“重交通道路沥青”相近; C级沥青相当于一般沥青水平,比原规范“中、轻交通道路石油沥青”技术要求稍有提高。 道路沥青技术要求主要修改点 (2)沥青等级划分以气候条件为依据,规定

13、了各气候区适宜的沥青针入度等级。 (3)增加了沥青的感温性指标针入度指数,PI值。用5个温度的针入度确定,要求相关系数达到0.997以上。考虑到国产沥青和进口沥青的PI水平,比国外的要求适当放宽,对A级沥青要求不小于-1.5,B级沥青要求不小于-1.8。 (4)适当提高了软化点指标,A级沥青增加了沥青60温度的动力粘度指标。 道路沥青技术要求主要修改点(5)A、B级沥青在保留原样沥青15延度的基础上,增加了10延度,C级沥青25延度改为15延度。 (6)含蜡量指标仍然是标准中的重要指标。分为2.2、3、4.5三个等级。其中A级沥青不采用2而采用2.2是考虑国产沥青的水平。 (7)老化试验统一采

14、用薄膜加热试验(TFOT),也允许用旋转薄膜加热试验(RTFOT)代替。 经过建设单位同意,PI值、60度动力粘度、10度延度可以作为选择性指标。这主要考虑到这些指标是初次列入规范,有一个滞后的时间。1.2乳化石油沥青的修订原规范关于乳化沥青的内容,是根据“六五”以来我国乳化沥青的研究和应用的成果,参照日本的标准制订的,日本在2001年对JIS及JEAAS乳化沥青标准进行了全面的修改。为适应我国高速公路的发展以及各种新的要求,交通部列了“乳化沥青技术要求”的课题,对此进行了研究,本规范按研究成果进行了修改。乳化沥青修订要点(1)将乳化沥青分为阳离子、阴离子、非离子等,按电荷性质和用途重新进行了

15、分类,分别制订了标准并规定了各自的用途;(2) 将乳化沥青的筛上剩余量指标修改为1.18mm筛,要求不大于0.1。(3)关于乳化沥青的粘度测定方法,美国采用赛波特粘度计,日本和法国采用恩格拉粘度计,我国原规范有恩格拉粘度计和道路沥青标准粘度计。研究课题的成果认为,这两种粘度计的结果有较好的相关关系,故同时保留,但希望各地尽可能购买恩格拉粘度计,以便下次修改时彻底向恩格拉粘度计过渡。(4) 对目前国际上常用的几种提取乳化沥青蒸发残留物的方法方法进行了试验比较,如美国ASTM D244的蒸馏法和蒸发法,美国加州方法,以及60及105加热鼓风法蒸发等方法,进行对比试验。认为我国原试验规程的方法与加州

16、方法、ASTM方法差别不大,且操作简单,所以仍保留此法。对蒸发残留物的性质测定进行了修订,原规范规定的与基质沥青的比较,由于成品乳化沥青的发展,已经变得不现实,为此修改为残留物的针入度、15延度、溶解度等。残留物含量均提高到50以上。1.3液体石油沥青和煤沥青的修订需要特别注意的是规定了煤沥青的适用范围。这是由于煤沥青是国际上明确的强致癌物质,所以严禁在热拌沥青混合料中使用,国外的公路规范中都没有关于煤沥青的条款。实践中除了在旧路面修复作辅助用的渗透剂外,已经很少见有使用。考虑到我国的实际情况,仍然允许在中低级公路中使用,但使用时必须严格控制,十分谨慎,注意安全和身体保护,不要直接接触皮肤,最

17、好带防毒面具。由于煤沥青的渗透性极好,故常用于半刚性基层上洒透层油,在旧路面的软化剂、补缝中也时有使用。1.4 改性沥青的修订根据交通部的要求,原公路改性沥青路面施工技术规范(JTJ03698)的内容合并到本规范中,原技术要求是参照国际上代表性国家的标准及我国的实践制订的,经过多年的使用证明基本是合理的。关于聚合物改性沥青的技术要求,仅对原公路改性沥青路面施工技术规范的技术要求作了少量的修改。主 要 特 点 (1)聚合物改性沥青的分类及适用范围。主要规定了SBS、SBR、EVA及PE等三类聚合物改性沥青的技术要求,这是目前国内外最普遍采用的聚合物改性剂。 (2)改性沥青以针入度分级(这次修改为

18、一个范围),将感温性即针入度指数PI作为关键性评价指标。(3)相应于不同的气候条件选择使用不同的等级。SBS改性沥青标号的选择:我国大部分地区可以选择I-D,西北和东北地区可以选用I-C,I-B适用于非常寒冷的地区,I-A级除特殊情况外很少使用。主 要 特 点 (3)关于改性沥青性能的评价指标,针对三类改性沥青的不同特点,选择代表性的试验指标作为重点评价指标。SBS改性沥青的高温、低温性能都好,且有良好的弹性恢复性能,所以采用软化点、5低温延度、回弹率作为主要指标。离析是一个量化的控制指标。SBR改性沥青的低温性能较好,所以以5低温延度作为主要指标。另外粘韧性试验对评价SBR改性沥青特别有价值

19、。EVA及PE改性沥青的特点是高温性能改善明显,以软化点作为主要指标。离析是一个量化的控制指标。由于PE不溶于三氯乙烯,对溶解度不要求。主 要 特 点(4)考虑到普遍反映SBS改性沥青PI值试验误差较大,经常发生争议,因此这次普遍降低了0.2。(5)因为改性沥青用RTFOT做质量损失有困难,而且国外正在修订RTFOT的试验方法,因此老化试验改为以TFOT为主。当使用表列以外的改性剂或者进行复合改性时,应该经过试验研究制订相应的技术要求。用于加工改性沥青的基质沥青的质量应该符合道路石油沥青中A级或者B级的技术要求。供应商在提供改性沥青的质量报告时,应该同时提供基质沥青的质检报告或者沥青样品。1.

20、5 天然沥青的技术要求增加了天然沥青作改性剂使用的一些要求,天然沥青可以单独与石油沥青混合使用或与其他改性沥青混融后使用,也可直接投入拌和锅内直接制作改性沥青混合料。天然沥青加热混融过程中必须不断搅拌,防止矿物质沉淀。根据我国实际使用的情况,首先参照美国、英国、日本及特立尼达和多巴哥的标准,并参照我国的实践情况,对使用渐多的特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青制订了的技术要求。1.6改性乳化沥青的技术要求改性乳化沥青技术要求的特点(1)与普通乳化沥青一样,标准中并列了恩格拉粘度和道路标准粘度剂两种方法,其实两种粘度有较好的相关关系。(2)筛上剩余量实测都接近于零,规定筛孔1.18mm,要求0.1。

21、(3)其他关于蒸发残留物的含量、针入度、软化点、延度指标,综合试验结果,与国外要求相近,没有大的变化。但将延度的测定温度按聚合物改性沥青的标准修改为5。(4)对作粘层、封层、防水层使用的喷洒型的改性乳化沥青PCR的标准是参照国外标准制订的。1.7 集料粗 集 料关于粗集料的磨光值等抗滑性能的要求是按照“高速公路抗滑性能指标的研究”的课题成果提出的。由于冲击值与磨光值有较好的相关性,通常可以不要求。粗 集 料关于集料和沥青的粘附性的要求是根据“沥青混合料水稳定性指标的研究”的成果编写的。在集料规格中列入与沥青的粘附性指标在国外很少见,因为重要的是沥青混合料的水稳定性检验。我国有许多地区盛产花岗岩

22、、石英岩等酸性岩石,这些石料除与沥青粘结性较差外,其他性质一般较好,使用时只要采取抗剥离措施,如掺加消石灰等,并不妨碍使用。粗 集 料SHRP研究成果对长期以来使用了胺类抗剥落剂的沥青混合料的耐久性再次提出了异议后,各国更加重视采用消石灰和水泥作为主要的抗剥落剂。掺加胺类表面活性剂确实会使粘附性的室内试验结果十分满意,但这种材料的耐热性差和水溶性的缺点将随使用时间的延长,致使长期效果受到影响,甚至成了沥青的乳化剂而使沥青随水流走。细 集 料原规范规定石屑的用量不宜超过细集料总量的一半,主要考虑到当时我国石屑质量一般都比较差的实际情况所提出的。这次修订规范时对石屑的质量有了新的要求,要求生产时采

23、用抽吸的措施,使0.075mm的通过率不得超过10%,故去掉了限制石屑用量的规定,改为限制天然砂的用量不超过20。高速公路的表面层一般不用石灰岩等碱性石料,如果也使用相同集料的石屑,石屑中含有较多的0.075mm以下成分,等于使用了非石灰岩成分的矿粉,那是不能允许的。细 集 料细集料的质量要求规定甚少,其中最主要的是洁净。针对不同的细集料,根据国际上的新规定,本规范采用了不同的指标: 对天然砂采用小于0.075mm含量的百分数表示 对石屑和机制砂采用砂当量(适用于04.75mm)或亚甲兰试验(适用于00.15mm或02.36mm)表示。细 集 料细集料的棱角性。是细集料的另一个重要指标,表征了

24、在集料中的嵌挤能力,细集料的表面粗糙程度对沥青混合料的施工性能和使用性能起着至关重要的作用。美国SUPERPAVE特别强调细集料的棱角性指标,用细集料的毛体积相对密度计算的间隙率表示。欧洲一些国家的棱角性一直采用流值试验(指标为流动指数:flow coefficient)。其实两种方法的意义是一样的,由于欧洲的方法比较简单,而美国的方法需要测定细集料毛体积密度,有不少争议,所以本规范采用欧洲方法。细 集 料天然砂的规格中,细度模数实际上对沥青混合料并没有什么用处,只要能满足配合比设计的级配范围就行了,所以本次修订去除了表中的细度模数,仍按我国习惯明确分为粗、中、细砂。1.8 纤 维纤维目前普遍

25、使用于SMA混合料,其实在其他沥青混合料中也可以使用。目前使用的木质素纤维主要是松散的絮状纤维,我国早期使用石棉纤维,由于石棉粉尘属致癌物质,对人体有害,污染环境,绝大部分国家已禁止使用,我国使用也越来越少。近年来美国有一种观点认为木质素纤维拌制的沥青混合料不能再生使用,矿物纤维(大部分是玄武岩纤维)与集料一样,能再生使用,所以矿物纤维用量大为增加,一些州甚至规定不能使用木质素纤维,这是一个值得重视的新动向。本规范没有列入聚合物化学纤维,例如聚酯纤维(涤纶)和丙烯酸纤维(腈纶),国外使用很少,对其机理也还不清楚;另外由于价格过于昂贵,性价比不合理,故规范暂时未作规定,各地在选择时要慎重。2.热

26、拌沥青混合料路面2.1沥青混合料类型、层厚选择要明确区分集料最大粒径和公称最大粒径集料最大粒径指集料的100都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸。集料公称最大粒径指集料可能全部通过或允许有少量不通过(一般容许筛余不超过10%)的最小标准筛筛孔尺寸。通常比集料最大粒径小一个粒级。 例如AC-20,公称最大粒径为19mm,最大粒径为26.5mm。各种沥青混合料类型的适用范围 原规范对于如何根据公路等级及各层的功能选择混合料类型和结构组合作了一系列的规定,本次修改已经列入设计规范中。多年来,设计文件对路面的结构层和沥青混合料类型都有所规定。但是多年来,各工程建设单位在审查设计文件时,经常有异议,且经常要

27、通过专家论证提出进行修改,施工单位也经常有不同的看法。因此,作为施工的一环,本规范明确“工程建设单位、监理、施工单位需对路面结构的合理性予以认可,如发现设计明显不适合工程的交通条件时,可提出意见要求修改”。这是施工阶段的一项重要工作,这样做能避免许多由于设计不合理造成的早期破坏。 层厚与最大粒径的匹配问题沥青面层集料的最大粒径宜从上到下逐渐增大,并应该与压实层厚度相匹配。对于热拌热铺密级配沥青混合料,沥青层一层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.53倍,对SMA和OGFC等嵌挤型混合料不宜小于公称最大粒径的22.5倍,以减少离析,便于压实。 层厚与最大粒径的匹配问题新规范对沥青混合料的压实

28、厚度与集料的公称最大粒径的关系作了明确的规定。原规范规定“上面层沥青混合料的集料最大粒径不宜超过层厚的1/2,中下面层及联结层的集料最大粒径不宜超过层厚的2/3”,是沿用原来的上拌下贯式路面的提法。对热拌热铺沥青混凝土路面,此规定明显不合适。实践证明,我国通行的中下面层的层厚在只有5060mm的较薄的情况下,采用的2530mm的公称最大集料粒径与厚度不匹配,导致最大粒径相对过大。 最大粒径相对层厚过大的缺点 1、混合料离析严重(全幅摊铺离析更甚); 2、压实不足,达不到提高抗车辙性能的目的; 3、不能形成一定的压实层,导致沥青层透水,并导致早期水损害破坏。 2.2热拌沥青混合料的配合比设计总

29、原 则: 应满足耐久性、抗车辙、抗裂、抗水损害能力、抗滑性能、施工性能等多方面要求。 规范的其他几条都是围绕这个目的。但是目前的现状确实令人忧虑,沥青路面的早期损坏问题成为热门话题,所有工程都必须考虑防止沥青路面的早期损坏。配 合 比 设 计国家规范规定的指标是最起码的要求,是一个低要求。规范必须兼顾全国各种不同的情况,有不同的气候条件、不同的交通条件、不同的道路等级、不同的经济基础、不同的材料资源、不同的技术水平。将那么多的不同都统一到一个规范中,规范就不可能有明确的针对性,不能满足每个具体的工程的要求。执行规范的时候,必须考虑到当地的实际情况,允许对技术要求作适当的调整,所有这些,往往都反

30、映在工程的设计文件和招标文件中。各地应该根据当地的材料、施工水平、经济实力、习惯,尤其是使用多年的成功的经验,规定更具体的指标。矿 料 级 配 设 计沥青混合料的矿料级配应该符合工程设计规定的级配范围。密级配沥青混合料宜根据在表5.3.2-2范围内确定工程设计级配范围,通常不宜超出表5.3.2-2的要求,其它类型的混合料宜直接以表5.3.2-3表5.3.2-7作为工程设计的范围。经调查发现原规范的I型密级配沥青混合料对于二级及二级以下公路基本上是适用的,但对渠化交通的高速公路和一级公路,用于表面层时高温稳定性和抗滑性能总感不足。中面层历来以AC-20I型为主,对密水性起到一定作用,但对重载公路

31、及长大坡度路段,抗车辙能力明显不足。下面层近年来逐步改用AC-25I型沥青混合料,大部分是适用的,但是对较薄的沥青层,重载车能影响到下面层产生车辙,如果厚度太薄,由于离析的原因也不能保证密水。原规范的II型沥青混合料空隙率普遍偏大,不适用于多雨潮湿地区的路面使用,基本上已经停止使用。原规范要求“多雨潮湿地区”采用AK类抗滑表层混合料,采用AK-13A型的工程,除部分由于片面追求平整度或过分担心构造深度而导致空隙率偏大发生了早期损坏外,大部分使用尚可。近年来不少工程仍在AK-13A型级配范围进行配合比设计,但是不再走中值,适当减少了最粗的粗集料数量及最小的细集料数量,调整成S型级配,使空隙率有所

32、改善,使用效果较好。所以总的来说,这些级配仍然是适用的。然而对AK-13B及AK-16A型,大部分反映离析比较严重,局部空隙率较大,比较难以成功。而AK-16 B型沥青混合料渗水严重,成功者寥寥。本规范对沥青混合料的矿料级配根据沥青混合料矿料级配和配合比设计方法的修订课题的研究成果作了较大的修改。根据研究成果,关于沥青混合料的矿料级配范围,明确了几个层次的级配范围:第一是规范规定的级配范围,各表的级配范围。由于它适用于全国,适用于不同等级、不同气候条件、不同交通条件、不同层次的各自情况,所以这个范围必然只能规定的很宽。尤其是沥青路面,在同一个级配范围中可以配制出不同空隙率的混合料,以满足各种需

33、要。这样,可以给设计单位和工程建设单位有充分选择级配的自由。相比原规范直接为工程规定一个级配范围,配合比设计时尽可能接近中值是很大的改进。第二,工程设计矿料级配范围这是设计单位具体对所设计的工程,根据所在地的气候条件、交通条件、公路等级、所处的层位提出的,这个范围是最重要的范围,是工程的真正起到规范作用的范围,是施工的指针。附录B提出了一些如何确定和调整设计矿料级配范围的原则,以及一些单位通过研究的成果作为实例供有关单位参考。工程设计级配范围一般在规范规定的级配范围内,但必要时也允许超出。第三,施工单位施工质量检验时允许的级配波动范围。经过目标配合比设计、生产配合比设计及试拌试铺等三阶段设计确

34、定标准配合比和级配曲线后,按施工质量检验允许的波动值得到施工质量检验级配范围。同样,标准级配曲线也可能不一定接近工程设计级配范围的中值,它需经建设单位、监理批准,且一经确定不得随意变更。混 合 料 设 计包括目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及生产配合比验证阶段,通过配合比设计确定沥青混合料的材料品种及配比、矿料级配、最佳沥青用量。本规范采用马歇尔试验配合比设计方法。如采用其他设计方法设计沥青混合料时,应按本规范规定的马歇尔试验及各项配合比设计检验,并报告不同设计方法各自的试验结果,供施工质量检验使用。 混 合 料 设 计配合比设计的标准级配范围是经过三阶段配合比设计确定并经建设单位和监理

35、批准的标准级配曲线,加上施工容许的波动范围形成的。容许波动范围即施工过程中质量检验要求中规定的与生产配合比设计标准级配的差。施工过程中按照施工级配范围进行单点检验,都必须在此范围内,它可能超出规范规定的范围或设计级配范围,都是容许的。 密级配沥青混凝土混合料的马歇尔试验配合比设计应符合下表的技术标准,并有良好的施工性能。试件尺寸及成型击实次数按公称最大粒径选用标准马歇尔试件或大型马歇尔试件。改性沥青混合料马歇尔试验的流值可适当放宽。对二级公路宜参照一级公路的技术标准执行。 l注:对集料坚硬不易击碎,通行重载交通的路段,也可将击实次数增加为双面75次。 对高温稳定性要求较高的重交通路段或炎热地区

36、,设计空隙率取高限,且允许放宽到4.5,VMA允许放宽到16.5(SMA-16) 或16(SMA-19),VFA允许放宽到70。 当马歇尔试验的稳定度确实有困难时,对非改性沥青SMA的稳定度可放宽到5.0kN,改性沥青SMA可放宽到5.5kN,但车辙试验的动稳定度必须合格。沥青混合料体积指标计算方法按式B.5.3计算矿料混合料的合成毛体积相对密度sb。 (B.5.3)式中:P1、P2、Pn为各种矿料成分的配比,其和为100, 1、2、n为各种矿料相应的毛体积相对密度,对集料粒径在4.75以上按T0304测定毛体积相对密度,机制砂及石屑可以按T0330测定,也可以用筛出的2.364.75mm部分

37、的毛体积相对密度代替,矿粉用表观相对密度代替。B.5.5 沥青混合料的油石比预估,式5.5-1。式中:Pa预估适宜的最佳油石比,(); Pa1 原工程沥青混合料的标准油石比,(); sb集料的合成相对密度; sb1原工程集料的合成相对密度。B5.6 确定矿料的有效相对密度se1.非改性沥青,用真空法实测,然后进行反算(式B5.6-1)。式B5.6-12.对于改性沥青及SMA等难以分散的沥青混合料,有效相对密度采用合成毛体积相对密度和合成表观相对密度确定(式B5.6-2),其中考虑了沥青吸收系数C值(式B5.6-3)。 se=Csa+(1-C)sb 式B5.6-2 C=0.033w2x0.293

38、7 wx+0.9339 式B5.6-3 式B5.6-4确定沥青混合料的最大理论相对密度1.非改性沥青混合料,采用真空法实测。2.对于改性沥青或者SMA宜采用计算法。式中:t沥青混合料的最大相对密度,无量纲; Pb沥青混合料的沥青用量,; se矿料的有效相对密度,按式(B.5.3.1)计算,无量纲;a沥青的相对密度(25/25) ,无量纲。按式(B5.10-1)计算各组试件的空隙率 按式(B5.10-2)计算矿料间隙率VMA按式 (B.5.10-3)计算沥青混合料的沥青饱和度VFA 现在马歇尔试验配合比设计方法基本上还停留在体积设计的阶段,但是我国对于沥青混合料试件的各项体积指标,即密度、空隙率

39、、VMA、VFA的计算方法却一直有许多争议。甚至是严重的混乱,想怎么算就怎么算,许多配合比设计都说是4的空隙率,但实际上可能相差很大。应该说,世界各国对这些体积设计指标的测定和计算方法都不尽相同,在一个国家,则只有一个统一的方法。 最佳油石比的确定1 以沥青用量为横坐标,以测定的各项指标为纵坐标,分别将试验结果点入图中,连成圆滑的曲线。确定均符合本规范规定的沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACminOACmax。选择的沥青用量范围必须涵盖设计空隙率的全部范围,并尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围,并使密度及稳定度曲线出现峰值。2 根据试验曲线的走势,按下列方法确定沥青混合料的最佳沥青用量OAC1

40、。 (1)求取对应于密度最大值、稳定度最大值、目标空隙率(或者中值)、沥青饱和度对应的沥青用量,按式B.6.2-1取平均值作为OAC1。 OAC1= (a1十a2十a3十a4)/4 (B.6.2-1) (2)选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围时,宜分别求取相应于空隙率要求范围的中值或目标空隙率的沥青用量a1、密度最大值的沥青用量为a2、稳定度最大值的沥青用量a3,按式(B.6.2-2)求取3者的平均值作为OAC1。 OAC1= (a1十a2十a3)/3 (B.6.2-2) (3)当所选择试验的沥青用量范围,不能使密度及稳定度曲线出现峰值时,可直接以目标空隙率所对应的沥青用量作为OA

41、C1,但OAC1必须介于OACminOACmax的范围内,否则应重新进行配合比设计。3 以各项指标均符合技术标准的沥青用量范围OACminOACmax的中值为OAC2。OAC2=(OACmin十OACmax)/2 4 通常情况下取OAC1及OAC2的中值作为计算的最佳沥青用量OAC。OAC=(OAC1十OAC2)/2 5 检查图中相应于此OAC的各项指标是否均符合马歇尔试验技术标准。根据实践经验和公路等级、气候条件、交通情况,调整确定最佳沥青用量OAC。 1.调查当地各项条件相接近的工程的沥青用量使用情况,论证适宜的最佳沥青用量范围。计算的最佳沥青用量应与实践论证的最佳沥青用量范围大体吻合,如

42、相差甚远,应查明原因,必要时重新调整级配,进行配合比设计。2.对炎热地区公路以及高速公路、一级公路的重载交通路段,山区公路的长大坡度路段,预计有可能产生较大车辙时,宜在空隙率符合要求的范围内将计算的最佳沥青用量减小0.10.5作为设计沥青用量。配合比设计报告或设计文件必须予以说明,施工时的密度或压实度不低于未减小沥青用量时的水平,且渗水系数符合要求。如果试拌试铺达不到此要求时,宜调整所减小的沥青用量的幅度。3. 对寒区公路、旅游公路,最佳沥青用量可以在OAC的基础上增加0.10.3,以适当减小设计空隙率,但不得降低压实度要求。2.3 配合比设计检验 对用于高速公路和一级公路的公称最大粒径等于或

43、小于19mm的密级配沥青混合料,(AC),以及SMA、OGFC混合料宜在配合比设计的基础上按下列步骤进行各种性能检验,不符要求的沥青混合料,必须更换材料或重新进行配合比设计。二等级公路的沥青混合料可参照以下要求执行。1、高温稳定性检验 在试验温度为60、轮压0.7MPa条件下进行车辙试验的动稳定度,根据气候条件的不同,应符合下表的要求。当使用改性沥青且以提高高温抗车辙能力的主要目的的新拌沥青混合料,在动稳定度符合要求的同时,经改性的沥青混合料的低温抗裂性能不得低于未改性的沥青混合料,同时低温弯曲试验的破坏应变不得小于1200。 必须在规定的试验条件下进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验以检验沥青混

44、合料的水稳定性。根据气候条件的不同,不同沥青混合料的浸水马歇尔试验的残留稳定度以及冻融劈裂试验的残留强度比应符合下表的要求,达不到要求时必须掺加消石灰、水泥或相应的抗剥落措施。2、水稳定性检验3、低温抗裂性能检验 对热拌沥青混合料在试验温度-10、加载速率50mm/min的条件下进行弯曲试验,测定破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量,并根据应力应变曲线的形状,综合评价沥青混合料的低温抗裂性能。根据气候条件的不同,不同沥青混合料的低温弯曲试验的破坏应变宜不小于下表的要求。4、渗水性检验 利用轮碾机成型的车辙试件进行渗水试验,其渗水系数宜符合下表的要求。5、SMA性能检验 对SMA混合料,除按前述规定

45、的项目进行配合比设计检验外,尚应按下表所列项目进行检验。其中谢伦堡沥青析漏试验在最高施工温度条件下进行,无明确规定时,非改性沥青混合料的试验温度宜为170,改性沥青混合料的试验温度宜为185。各项检验均应符合表中要求。 对改性沥青混合料的性能检验,应针对改性目的进行。以提高高温抗车辙性能为主要目的的改性沥青混合料,在车辙试验动稳定度符合要求的同时,其低温性能不得低于未改性的基质沥青混合料的指标。以提高低温抗裂性能为主要目的的改性沥青混合料,在低温弯曲试验的破坏应变在符合要求的同时,其高温稳定性不得低于未改性的基质沥青混合料的指标。3.施工工艺要点混合料拌和工艺1、拌和厂地面要硬化,细集料加顶棚

46、;2、宜采用间歇式拌和机;3、必须配备自记打印设备,拌和过程中必须逐盘打印沥青及各种矿料的用量及拌和温度,进行施工质量的总量检验。4、选择适宜的筛孔很重要,二次筛分的振动筛最大筛孔宜小于混合料的最大粒径,且略大于公称最大粒径,其安装角度应认真调整,使级配符合试件要求,超过公称最大粒径的量不大于5(我国规范规定的通过率是95100)。混合料拌和工艺 生产SMA混合料尚应符合以下要求: 1 拌和机必须配备有纤维稳定剂投料装置,根据纤维的品种和形状的不同,可选择采用适当的方式与拌和周期同步添加,纤维不加热,在拌和过程中必须充分分散,与沥青混合料拌和均匀。 2 松散的絮状纤维宜采用风送设备自动打散上料

47、,并在喷入沥青的同时或稍后喷入拌和锅内与沥青混合料拌和,拌和时间一般需要延长5s以上。 3 颗粒纤维宜采用专用设备自动上料,纤维应在粗集料投入的同时加入,经58s的干拌,再投入矿粉,总的干拌时间应比普通沥青混合料增加510s。 混合料拌和工艺 生产SMA混合料尚应符合以下要求:4 当工程量很小,且缺乏机械添加纤维设备,只能由人工添加时,颗粒纤维可将每拌一锅所需的数量换算成体积由人工量取直接投入拌和锅中拌和;絮状纤维可预先分装成塑料小包,按照每拌一锅所需的数量,添加一包或两包,包装纤维用的塑料袋应能在拌和过程中遇热熔化。5 拌和SMA混合料的拌和机应有良好的密闭性,防止纤维、石粉飞扬,影响添加数

48、量。混合料的运输 从拌和机向运料车上装料时,应每卸一斗混合料挪动一下汽车位置,以减少粗细集料的离析现象。 运输车的标准载重不宜小于15吨、车厢侧板和底板可涂一薄层油水混合液。 运料车应用篷布覆盖,夏季运输时间短于0.5h时,也可不盖。但对改性沥青或SMA混合料,任何情况都必须覆盖。 施工过程中摊辅机前方应有运料车在等候卸料,开始摊铺时等候卸料的运料车不宜少于5辆。 摊铺过程中,运料车应在摊辅机前l030cm处停住,不得撞击摊辅机。卸料过程中运料车应挂空挡,靠摊辅机推动前进。混合料的运输为了解决沥青路面施工过程中的交叉污染,本规范作了一系列规定。对运料车的轮胎要求干净是首次列入,这在国外似乎是常

49、识,但我国许多工程往往很成问题,必须下功夫改进。近年来在美国等发达国家,一种称为转运车的装置已经开始越来越多地出现在沥青路面施工中,它介于运料车与摊铺机之间,运料车将混合料卸在转运车上,转运车一边对混合料进行二次拌和,一边与摊铺机完全同步前进,向摊铺机供料。由于运料车的混合料不直接卸在摊铺机上,可有效地改善混合料的离析和温度不均的问题。这是国外提高沥青路面综合质量的重要措施,最近我国一些地方已经开始使用此类设备,有望取得良好效果。混合料的摊铺 摊铺沥青混合料应缓慢、均匀、连续不间断地摊铺。摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。在铺筑过程中,摊铺机螺旋送料器应不停顿地转动,两侧应保持有不少于送料

50、器高度2/3的混合料,并保证在摊铺机全宽度断面上不发生离忻。 摊辅机自动找平时,中、下面层宜采用一侧钢丝绳引导的高程控制方式。表面层宜采用摊铺层前后保持相同高差的平衡梁或雪橇式摊铺厚度控制方式。经摊铺机初步压实的摊铺层应符合平整度、横坡的要求。 用机械摊铺的混合料,不应用人工反复修整。人工找补或更换混合料应在现场主管人员指导下进行。 当高速公路和一级公路施工气温低于1OC 、其他等级公路施工气温低于5C时,不宜摊铺热拌沥青混合料。 有些工程出于平整度的考虑,不切实际的采用一台摊铺机全幅摊铺的方法,容易造成离析,振捣力较小,压实不均匀。国外普遍采用两台摊铺机梯队式的摊铺方式,这种特别加长的摊铺机

51、是国外厂商专门为中国特制的。规范修改准备限制一台摊铺机的铺筑宽度不大于6m8m,高速公路必须采用两台摊铺机梯队式的摊铺方式。相邻两幅之间应有5l0cm左右宽度的摊铺重叠。相邻两台摊铺机宜相距1030m,且不得造成前面摊铺的混合料冷却,影响热接缝。 混合料的压实 压实是沥青路面施工中最重要的一个工序! 现在,压实不足是一个比较突出的问题!是导致沥青路面早期损坏的重要原因。 有些单位对压实度的重要性认识不足。追求平整度和担心构造深度使压实受到影响。 一些工程主管部门提出了一些不切实际的平整度要求和奖惩措施,导致片面追求平整度,放松了对压实度的控制。这些工程的共同点是通车以后平整度迅速衰减,面层压实变形明显。 有的工程担心影响平整度和构造深度而不用振动压路机,但轮胎压路机的吨位又偏轻(国外一般大于25吨)。 这些工程尽管压实度的测定数据都合格,但其真实性有怀疑,有的不按照规范要求的方法测定压实度(不随机取样),或随意调整标准密度。平整度固然重要,但压实度更重要,必须在确保压实度的前提下提高平整度! 碾压过程中有一些问题特别应该注意:普遍存在压路机碾压速度过快的问题;普遍存在碾压过程中喷水过多的问题,喷水必须是雾状的,不得自流的,喷嘴必须经常检查有没有堵塞。对轮胎压路机,不必洒水。开始碾压之前必须将轮胎预热,除了开始阶段可能会沾轮要注意清理外,很快轮胎发热了就不会沾轮了。透层

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