沥青路面施工技术

沥青路面施工技术1沥青路面相关名词术语术语沥青路面类型沥青路面对材料要求施工机械施工工艺施工质量管理和验收21.沥青路面重要术语及特性沥青结合料：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。乳化沥青：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。液体沥青：用汽油、煤油、柴油等溶剂将石油沥青稀释而成的沥青产品，也称轻制沥青或稀释沥青。1.1沥青路面重要术语3改性沥青：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。改性乳化沥青：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。天然沥青：石油在自然界长期受地壳挤压、变化，并与空气、水接触逐渐变化而形成的、以天然状态存在的石油沥青，其中常混有一定比例的矿物质。按形成的环境可以分为湖沥青、岩沥青、海底沥青、油页岩等。4透层：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。粘层：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。封层：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。5稀浆封层用适当级配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉等）与乳化沥青、外掺剂和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料，将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层。沥青混合料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。6开级配沥青混合料矿料级配主要由粗集料嵌挤组成，细集料及填料较少，设计空隙率18％的混合料。半开级配沥青碎石混合料由适当比例的粗集料、细集料及少量填料（或不加填料）与沥青结合料拌和而成，经马歇尔标准击实成型试件的剩余空隙率在6％～12％的半开式沥青碎石混合料（以AM表示）。间断级配沥青混合料矿料级配组成中缺少1个或几个档次(或用量很少)而形成的沥青混合料。7沥青稳定碎石混合料(简称沥青碎石)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)。沥青玛蹄脂碎石混合料由沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多量的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂，填充于间断级配的粗集料骨架的间隙，组成一体形成的沥青混合料，简称SMA。8油石比是指沥青混凝土中沥青与矿料质量比的百分数，它是沥青用量的指标之一。它的用量高低直接影响路面质量，油石比大则路面容易泛油，反之则影响强度和防水效果。9沥青路面的结构沥青路面的优缺点1.2沥青路面的基本特性101.2.1沥青路面的结构11AC密级配沥青混凝土混合料,粗型、细型两类ATB密级配沥青稳定碎石混合料12131.2.2沥青路面的优缺点沥青路面是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。与水泥混凝土路面比，沥青路面优点：表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建。14缺点（1）属柔性路面,强度与稳定性在很大程度上取决于土基和基层的特性;抗弯强度较低；（2）低温时易缩裂.抗变形能力很低，在寒冷地区为了防止土基不均匀冻胀而使沥青路面开裂，需设置防冻层。（3）沥青面层的透水性小，从而使土基和基层内的水分难以排出，在潮湿路段易发生土基和基层变软，导致路面破坏。（4）高温时易产生车辙。152沥青路面的分类（1）密实类沥青路面矿料的级配按最大密实原则设计，其强度和稳定性主要取决于混合料的粘聚力和内摩阻力。密实类沥青路面按空隙率的大小可分为闭式和开式两种：闭式混合料致密而耐久，但热稳定性较差；开式混合料热稳定性较好。2.1按强度构成原理，分为密实类和嵌挤类两大类16（2）嵌挤类沥青路面采用颗粒尺寸较为均一的矿料，路面的强度和稳定性主要依靠骨料颗粒之间相互嵌挤所产生的内摩阻力，粘聚力则起着次要的作用。按嵌挤原则修筑的沥青路面，其热稳定性较好，但因空隙率较大、易渗水，因而耐久性较差。17（1）层铺法①概念：是用分层洒布沥青，分层铺撒矿料和碾压的方法修筑。②特点：工艺和设备简便、功效较高、施工进度快、造价较低，缺点是路面成型期较长，需要经过炎热季节行车碾压之后路面方能成型。③适宜路面类型：沥青表面处治和沥青贯入式两种。2.2按施工工艺分为层铺法、路拌法和厂拌法三类18（2）路拌法①概念：是在路上用机械将矿料和沥青材料就地拌和摊铺和碾压密实而成的沥青面层。此类面层所用的矿料为碎（砾）石者称为路拌沥青碎（砾）石；所用的矿料为土者则称为路拌沥青稳定土。②路拌沥青面层，通过就地拌和，沥青材料在矿料中分布比层铺法均匀，可以缩短路面的成型期。但因所用的矿料为冷料，需使用粘稠度较低的沥青材料，故混合料的强度较低。19（3）厂拌法将规定级配的矿料和沥青材料用专用设备加热拌和，然后送到工地摊铺碾压而成的沥青路面；矿料中细颗粒含量少，不含或含少量矿粉，混合料为开级配的（空隙率达10%～15%），称为厂拌沥青碎石；若矿料中含有矿粉，混合料是按最佳密实级配配制的（空隙率10%以下）称为沥青混凝土。按混合料铺筑时温度不同，可分为热拌热铺和热拌冷铺两种：热拌热铺是混合料在专用设备加热拌和后立即趁热运到路上摊铺压实。如果混合料加热拌和后储存一段时间再在常温下运到路上摊铺压实为热拌冷铺。厂拌法使用较粘稠的沥青材料，矿料经过精选，因而混合料质量高，使用寿命长，但修建费用较高。202.3沥青马蹄脂碎石路面指用沥青玛蹄脂碎石混合料作面层或抗滑层的路面。沥青玛蹄脂碎石混合料（简称SMA）是以间断级配为骨架，用改性沥青、矿粉及木质纤维素组成的沥青马蹄脂为结合料，经拌和、摊铺、压实而形成的一种构造深度较大的抗滑面层。具有抗滑耐磨、孔隙率小、抗疲劳、高温抗车辙、低温抗开裂的优点，是一种全面提高密级配沥青混凝土使用质量的新材料，适用于高速公路、一级公路和其他重要公路的表面层。21改性沥青SMA路面已经被公认为是性价比最好的沥青路面结构，在全国20几个省、市、自治区得到了推广应用。现在，SMA已经成为我国高速公路的主要路面结构形式之一，是一些大交通量、重载交通道路或重要高速公路首选的结构形式。22八达岭高速公路231996年首都国际机场东跑道241997年长安街施工252000年首都机场西跑道26各地SMA路面27SMA路面优缺点沥青玛蹄脂碎石(SMA)是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙组成一体的沥青混合料，其混合料具有以下特点：281)粗集料多在SMA的组成中，矿料是间断级配，粗集料占到70%以上，粗集料颗料之间有良好的嵌挤作用。沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力，即使在高温条件下，沥青玛蹄脂的粘度下降时，这种抵抗能力的影响也不会减小，因而有较强的高温抗车辙能力。AC-13AC-16SMA-13SMA-164.75mm通过率38~6834~6220~3420~32292)矿粉和沥青用量高，采用纤维稳定剂SMA使用矿粉高达8%～12%，沥青用量高达5.7%～6.5%，比一般AC-13/AC-16高1%左右。同时要使用纤维作稳定剂，由此组成的沥青玛蹄脂包裹在粗集料表面，充分填充集料间隙，在温度下降、混合料收缩变形时，玛蹄脂有较好的粘结作用，它的韧性和柔性使混合料有较好的低温变形性能，低温抗裂性能得到大大提高。AC-13AC-16SMA-13SMA-160.075mm通过率4~84~88~128~12303)空隙率小SMA混合料的内部空隙率很小(3%～4%)，混合料渗水很少或几乎不渗水，混合料内部的水属毛细水形态，不易成为大的动力水，再加上玛蹄脂与集料的粘结力好，混合料的水稳定性也有较多改善。同时由于密水性好，对下面的沥青层和基层有较强的保护作用和隔水作用，使路面能保持较高的整体强度和稳定性。314)路面表面粗糙，构造深度大SMA一方面要求采用坚硬的、耐磨的优质石料;另一方面矿料采用间断级配，粗集料含量高，路面压实后表面形成大的孔隙，构造深度大0.8~1.3mm，使雨天高速行车下不易产生水漂，抗滑性能提高，较好地解决了抗滑与耐久的矛盾。同时，雨天交通不会产生大的水雾和溅水，路面噪音可降低3～5dB，从而可以全面提高路面的表面功能。325)耐久性良好SMA的混合料内部被沥青玛蹄脂充分填充，空隙率小，沥青与空气接触少，沥青老化降低，因而沥青混合料的耐久性能良好。33▲抗高温变形能力强；▲抗开裂、疲劳性能良好，提高耐久性和早期裂缝较少；▲不透水，抗水损坏性能强；▲表面粗糙度大，抗滑性能好，提高行车安全▲降低行车噪音▲雨天减小灯光反射，减小水雾，提高能见度34①施工复杂、难度大。对施工队伍的要求较高；SMA的施工工艺要求较高，对施工因素的敏感性较强，矿料级配及沥青用量的小的波动和变化，很容易造成路面质量的大的波动，也会造成局部泛油、油斑、透水等。②对集料要求较高。由于同时由于沥青用量和矿粉多，混合料的成本会显著增加。不足之处35项目增加的费用纤维30增加沥青用量12.6增加矿粉用量6采用高质量集料14拌和延时、增加燃料费和人工费5利润和税金16.9增加管理费8.788合计增加93.288SMA混合料较一般改性沥青混合料成本增加情况(元/吨)363SMA沥青混合料的原材料要求3.1沥青的技术标准牌号质量指标试验方法1号(Q/SHR003-2000)2号(Q/SHR004-2000)AH-90AH-70AH-90AH-70密度（25℃），g/cm31.01-1.05报告GB/T8928蜡含量，%不大于23SH/T0425薄膜加热试验(163℃,5h)GB/T5304质量变化，%不大于0.50.8GB/T5304针入度比，%不小于50705055GB/T4509延度(25℃,5cm/min)，cm不小于10010075GB/T4508延度(15℃,5cm/min)，cm不小于10050报告GB/T450837根据目前我国的沥青使用和生产水平，将每一个等级的沥青在主要性能上分为A、B、C三级。A级与石化系统提出的1号沥青标准相近；B级与石化系统提出的2号沥青标准相近；C级沥青相当于一般沥青水平，比现行“中、轻交通道路石油沥青”技术要求稍有提高。高速公路要求采用A级沥青；其他等级公路及高速公路的下面层采用B级；C级沥青用于三级以下公路和维修养护。①沥青分级38结晶蜡对低温性能影响大；无定型蜡对高温性能影响大。含蜡量超过3%后，则起支配作用。高温时，蜡熔化，粘度降低，与石料的亲和力下降，使粘结力和水稳性降低。低温时，蜡结晶析出，易脆裂。②蜡对沥青温度敏感性的影响39③改性沥青的应用（1）适用场合气候条件恶劣；交通繁重；特殊路面结构；特殊重要路段。40（2）根据需要可以进行复合改性，即同时采用几种聚合物改性剂，或聚合物与天然沥青复合改性的措施。（3）根据聚合物改性剂的使用目的，宜作如下选择：①为提高抗永久变形能力，宜使用热塑性橡胶类或热塑性树脂类改性剂。②为提高抗低温开裂能力，宜使用热塑性橡胶类或橡胶类改性剂。③为提高抗疲劳开裂能力，宜使用热塑性橡胶类改性剂。