沥青路面施工技术讲义(1.5hours)

1江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE高速公路沥青路面施工技术白琦峰江苏省交科院道路工程研究所2江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE内容一、混合料配合比设计二、原材料三、拌和四、装料与运输五、层间粘结六、摊铺七、碾压八、压实度、渗水检测九、离析检测3江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE一、沥青混合料配合比设计4江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE配合比设计方法维姆法马歇尔法SuperpaveGTM5江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE维姆法该方法应用较少，仅在美国少数几个州存在。技术指标与路用性能符合较好。试验方法、设备较复杂6江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE马歇尔法在20世纪30年代末由美国密西西比州公路局BruceMarshall发明试验方法、试验设备较简单，是目前我国应用范围最广的混合料设计方法。8江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTESuperpave体系Superpave是美国SHRP（1987-1993年）沥青项目，五年、五千万美元的研究主要成果，是沥青路面技术的里程碑从传统的经验规范转变成性能规范Superpave技术已成为美国热拌沥青路面（HMA）标准的常规实践，是一项成熟的技术AASHTO已颁布了所有的标准规范和试验方法体系已在2005年全部完成还在不断地精炼和完善9江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE沥青胶结料PG性能规范沥青混合料设计方法沥青混合料分析和性能预测Superpave技术主要内容10江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTESuperpaveSuperpave设计方法对于我国《公路工程沥青路面施工技术规范》（JTGF40－2004）产生了深远的影响。11江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE矿料级配组成设计时已不拘泥接近级配范围中值，对原规范的级配适当调粗，增加中间颗粒数量，级配曲线呈“S”型，路面更均匀，离析较少，而且高温稳定性有所提高。嵌挤有利于抗车辙、均匀有利于减少离析。Superpave12江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTESuperpave设计集料结构10000.0750.32.3612.519.013江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTESuperpave采用旋转压实法成型试件100次压实次数14江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTESuperpave体积法设计不论什么交通状况，气候特点，都采用4％的设计空隙率。VV为4.0%，从防水和抗车辙的角度考虑。一方面压实度为97％时，实际空隙率为7％左右，研究表明，当路面空隙率大于8％时，是容易发生水损害的临界点。另一方面，4.0%的设计空隙率对应为路面经过交通追密以后的VV，国外研究表明，路面实际空隙率小于3%时，是容易发生车辙的临界点，因此设计空隙也不宜小于4％。15江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE为什么要体积性质?ColoradoStudy01234567805101520253035Projects(SortedbyAirVoids)In-placeAirVoids(WheelPath)RuttingNoRuts3%Va16江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTESuperpave路面17江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTEGTM法18江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTEGTM(旋转剪切压实试验机)简介GTM（GyratoryTestingMachine）旋转试验机是美国工程兵团在60年代发明的,它把混合料成型压实实验机、力学剪切实验机和车辆模拟机合并成为了一台实验机美国空军为解决重型轰炸机跑道容易破损的问题，又专门组织人员对GTM进行了研究开发。GTM采用类似于施工中压路机作用的搓揉方法压实沥青混合料，并且模拟了现场压实设备与随后交通的作用。19江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTEGTM法最大的特点在于模拟路面行车荷载作用下沥青混合料的最终压实状态即平衡状态，并测试分析试样在被压实到平衡状态过程中剪切强度SG和最终塑性形变大小，以判断混合料组成是否合理。在混合料被压实到平衡状态过程中，若机器角上升，滚轮压力下降，说明混合料的抗剪强度在降低，变形在增加，呈现出了塑性状态，即表明沥青混合料的沥青用量已经过大。GTM法——直接针对混合料最终状态的设计20江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTEGTM法目前，GTM在天津、河北、河南、北京、内蒙古等地区得到3000余公里的成功应用。尤其在一些重载交通路面工程中表现出优秀的抗车辙性能：在山西煤炭外运的超重交通高速公路交通繁重的河南黄河二桥高速公路等，GTM的抗车辙性能令人满意。21江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE对沥青混合料配合比设计的看法级配、油石比、密度三指标的和谐设计，重点关注如下方面：1沥青混合料的成型方式要最大限度的模拟路面实际成型过程；2沥青混合料设计指标应与沥青路面的工作性有一定的联系；3合理利用体积参数以减小配合比设计的工作量和并避免盲目性；4设计出的混合料应便于施工、易于压实。22江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE国内正在应用的混合料“类型”以混合料设计方法区分：AC（SAC、GAC、AC-L、AC-S）SuperpaveGTMSMA以胶结料或混合料性能特点区分普通沥青混合料SBS/SBR改性沥青混合料橡胶沥青混合料高模量沥青混合料其他改性沥青混合料……23江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE3、原材料二、集料堆放24江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE材料堆放要求场地硬化，注意排水。细集料均采用覆盖措施，避免受潮。25江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE不同料源，不同规格的集料，分堆堆放，采用挡墙隔开避免混料。26江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE为减少冷料变动对混合料级配影响，建议铲车装料时固定一个地方装，保证每个阶段的料源稳定。避免在料堆底部铲料，此处粗料较为集中，且粉尘较多。27江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE三、拌和工艺28江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE间歇式拌合楼的工艺冷料添加烘干加热热料筛分称重拌合储存/运输除尘29江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE冷料添加30江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE冷料添加比例不同冷料仓的流量不同取决输送带马达的转速人工调节仓门可以控制最大/最小流量输送带31江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE1#料流量曲线图35.040.045.050.055.0500550600650700750800转速比（%）流量（t/h）2#料流量曲线图45.050.055.060.065.070.075.0700800900100011001200转速比（%）流量（t/h）3#料流量曲线图18.020.022.024.026.028.0300350400450500转速比（%）流量（t/h）4#料流量曲线图45.050.055.060.065.070.075.0550600650700750800850转速比（%）流量（t/h）32江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE冷料仓离析与混料梯形开口，人工松动；保证料位稳定，加高挡板，勤上料。33江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE34江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE烘干加热35江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE混合料温度控制的关键----通过干燥筒的矿料能否保持在所要求的温度范围内对温度探头经常性的检查热集料的残余含水量----矿料中所含的水份能否得到充分蒸发36江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE热料仓筛分37江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE38江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE筛网设置很重要筛分效率热料仓设置级配形式及控制关键点与冷料规格有对应关系标准筛与振动筛的筛孔对应不能超产量生产39江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE保证冷、热料的平衡建议拌和楼筛网尺寸与原材料规格相对应筛网尺寸与拌和楼型号相关40江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE如何确保生产中混合料质量的稳定性41江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE保证混合料质量稳定不同料源原材料，分堆使用；定期进行热料仓筛分（原材料级配变化、窜仓）；混合料抽提（滞后性）与铺面外观相结合，发现级配变动及时调整；配备打印装置，逐盘打印混合料生产记录。重视打印记录：判定拌和楼稳定性，热料仓筛分与打印记录结合，进行分盘和总量校核；及时发现拌和楼系统误差。《沥青路面施工技术规范》（JTGF40－2004）：…“必须”…“逐盘采集打印”…42江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE-3.0-2.0-1.00.01.02.03.04.005101520253035计量偏差值(%)1#仓2#仓3#仓4#仓计量波动明显43江苏省交通科学研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE搅拌设备性能要求静态称量准确度动态称量准确度骨料0.5%1.5%粉料0.5%0.5%沥青0.3%0.1%筛分效率（标定生产率条