沥青路面施工要点
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高速公路沥青路面施工要点
沥青路面是位于高速公路沥青路面基层上最重要的路面结构层,直接承受车轮荷载和大气自然因素的作用,应具有平整、坚实、耐久及抗车辙、抗裂、抗滑、抗水害等多方面的综合性能。
自沪宁路至今,为了提高沥青路面质量,我省道路工作者一直在进行探索,有很多成功的经验,也有失败的教训。影响沥青路面质量的因素很多,包括混合料类型选择及路面结构设计、原材料质量控制、沥青路面配合比设计、施工过程质量控制、沥青路路面检测等诸多方面。
目前,盐通高速公路水稳碎石基层施工已经完成,明年3月份左右将大面积展开沥青面层施工。为更好的确保盐通高速公路沥青路面施工质量,结合近几年我省高速公路建设经验和科研主要成果,对盐通高速公路沥青面层施工质量控制等方面提出建议如下:
1、基层裂缝的处理
盐通高速公路全线采用水泥稳定碎石作为基层的结构形式,项目实施过程中虽然采取了一系列措施如:
①限制水泥剂量不超过5.5%;
②严格控制集料中水洗法小于0.075mm颗粒含量;
③控制碾压含水量不大于最佳含水量的1%等措施。
但限于水泥稳定碎石自身不可克服的缺陷,基层表面或多或少有裂缝存在,为减少或延缓半刚性基层对沥青路面面层的反射裂缝。建议在沥青面层施工前,结合下封层的施工需进行适当处理,采取玻纤网(玻纤网应有足够宽度)对水泥稳定碎石基层裂缝进行处治,处治前应采用热沥青对裂缝进行贯缝处理,并对玻纤网粘贴处进行处理保证粘贴面清洁干燥,处治基层后应及时进行下封层施工,下封层施工期间,施工车辆不得在玻纤网上刹车、转弯、调头。
2、路面结构设计和混合料类型选择
盐通高速公路采用沥青路面结构形式,基本为我省高速公路建设推荐的沥青结构:上面层(4cm)+中面层(6m)+下面层(8cm)。沥青混合料类型分别为:上面层,改性沥青AK13A或SMA13;中面层,改性沥青AC20改进型或Sup20;下面层,普通沥青AC25型或Sup25,部分标段(YT-YC21)下面层采用了改性沥青AC25。
近年来的研究表明,路面厚度在不小于沥青混合料最大公称粒径的3倍的情况下,可较好的减轻路面因摊铺而造成的离析现象,提高路面均匀性,保证路面压实,盐通高速公路面层厚度与混合料公称最大粒径对照如表1所示,可见盐通高速公路各沥青面层厚径比,均满足不小于3的要求,路面厚度和混合料类型是匹配的,结构是合理的。
面层厚度与混合料公称最大粒径表表1
盐通高速公路部分标段中、下面层采用了Superpave结构型式。Superpave 理论自95年引入我省至今,已经为大多数人所接受,在我省高速公路中下面层较大规模采用。和传统的AC、AK型路面相比,Superpave沥青混合料抗车辙性能明显提高,抗水损害性能相当;同时,路面均匀性好,具有较好的骨料嵌挤结构。2004年我省对采用Superpave路面的高速公路,施工现场采用旋转压实仪进行施工质量控制。在沥青混合料质量过程控制发现,与马歇尔击实试验相比,旋转压实试验对沥青混合料级配油石比的波动较为敏感,采用旋转压实仪进行日常施工质量控制更为合适,有利于确保沥青混合料的质量。鉴于此,盐通高速公路建设过程中,技术服务小组将委派专人进驻现场,采用旋转压实仪对Superpave 结构,进行日常施工质量控制,修筑真正意义上的Superpave路面。
本项目中下面层普遍采用的是AC-20改进型、AC-25改进型,该混合料结构类型借鉴了Superpave的一些设计思想,对粗细料多中间料少、容易发生级配离析的传统AC-20I、AC-25I的级配进行了改进,即增加了中间集料用量,与规范级配相比,粗筛孔通过率较多,细筛孔通过率较少,中等筛孔间的颗粒较多,级配呈“S”型级配,更为嵌挤密实。沥青混合料施工中离析较少,矿料间隙率VMA 较大,混合料呈嵌挤结构,提高了路面抗车辙能力。
项目上面层采用AK-13A 或SMA-13结构形式,江苏省已有应用实践表明上
面层采用此两种结构形式是合适的。
AK-13A具有抗滑和密水的功能,由于采用双面各击75次击实的马歇尔试验设计,取用试件空隙率 4.0%左右的油石比,重点控制实测空隙率和表面构造深度,混合料性能稳定,面层外观均匀一致,各项检测指标均符合省高指的规定。
SMA-13是沥青上面层良好结构类型,其综合性能明显高于AK-13A,江苏省通过几年的运用,SMA-13通车里程已达到了1000km,而且多数施工单位已掌握混合料设计和施工方法。SMA具有路面均匀、粗糙、不透水、抗车辙能力强、表面美观等特点。为了适应项目气候、重载交通、集料质量较好的现状,项目在进行SMA13配合比设计时,将采用双面各击实75次的马歇尔设计方法进行设计。
3、加大原材料质量控制
原材料是保证沥青路面质量的先决条件,必须从源头对原材料进行质量控制,材料进场后应采取妥善措施进行储存,减少储存过程造成原材料质量不利影响。
根据2004年通车高速公路沥青材料抽检结果如表2、表3所示,可见,我省沥青材料不合格指标主要为以下指标:
(1)重交沥青主要不合格指标为针入度指数、60℃动力粘度、蜡含量以及老化延度等。
(2)改性沥青主要不合格指标为针入度指数、135℃动力粘度、原样及老化后延度、离析等。
改性沥青不合格指标统计(江苏省交通科学研究院检测)表2
重交沥青不合格指标统计(江苏省交通科学研究院检测)表3
以上不合格指标属于非常规试验指标,结合整个施工过程,施工、监理单位常规检测仅对三大指标进行检测,就造成部分不合格指标沥青应用的工程中,对工程质量不利。因此,为了确保沥青质量,施工、监理单位进行常规的检测的同时,应做好各沥青运输车的留样备检工作,留样应具体到路面施工的大致路段,省、市高指则应加强沥青全套指标的抽检,确保沥青材料质量。
总体而言,我省集料质量较高,但由于工期压力大,正常施工时石料供应商所供集料一般都比招标要求集料质量差,石料需要重点关注的指标主要有:粗集料为针片状、压碎值(包括常温、高温)、磨耗值、粉尘含量及规格等;细集料为砂当量、0.075mm筛网通过率等。矿粉则应关注筛分结果,同时,严禁拌和搂回收粉作为矿粉采用。
为了确保集料材料质量,施工、监理应在料场安插人员对料源进行把关,严格控制头破材料质量、材料规格等。另外,在材料进场前应对集料进行抽检,在材料指标满足省高指指导意见的情况下,准予进场。建议省、市高指在施工过程中,加大对集料及矿粉质量抽检频率。
4、严格配合比设计及验证过程
沥青混合料目标配合比设计分目标配合比、生产配合比、试验路铺筑(即试拌试铺)三个阶段。目前我省高速公路沥青路面目标配合比一般委托具有丰富工程经验的单位进行,较好的保证了目标配合比质量。
生产配合比是施工过程控制的基础,因而生产配合比更应该引起足够的重视。目前,由于目标配合比设计时施工单位进料较少,生产配合比调试时施工单位的工地石料与目标配合比设计时的石料材质、级配相差较大,导致生产配合比级配与目标配合比级配差别较远。另外在进行生产最佳油石比的确定时,进行目