一級(jí)建造師市政講義第3講

1K411013掌握水泥混凝土路面構(gòu)造特點(diǎn)本條文介紹了水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要原材料選擇。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的組成包括路基(見(jiàn)1K411012)、墊層、基層以及面層。一、構(gòu)造特點(diǎn)（一）墊層在溫度和濕度狀況不良的環(huán)境下，城市水泥混凝土道路應(yīng)設(shè)置墊層，以改瞢路面結(jié)構(gòu)的使用性能。1．在季節(jié)性冰凍地區(qū)，道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總厚度小于最小防凍厚度要求時(shí)，根據(jù)路基干濕類(lèi)型和路基填料的特點(diǎn)設(shè)置墊層；其差值即是墊層的厚度。水文地質(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹，路基土濕度較大時(shí)，宜設(shè)置排水墊層。路基可能產(chǎn)生不均勻沉降或不均勻變形時(shí)，宜加設(shè)半剮性墊層。2．墊層的寬度應(yīng)與路基寬度相同，其最小厚度為150mm。3．防凍墊層和排水墊層宜采用砂、砂礫等顆粒材料。半剛性墊層宜采用低劑量水泥、石灰等無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定粒料或土類(lèi)材料。（二）基層1．水泥混凝土道路基層作用：防止或減輕由于唧泥產(chǎn)生板底脫空和錯(cuò)臺(tái)等病害；與墊層共同作用，可控制或減少路基不均勻凍脹或體積變形對(duì)混凝土面層產(chǎn)生的不利影響；為混凝土面層施工提供穩(wěn)定而堅(jiān)實(shí)的工作面，并改善接縫的傳荷能力．。2．基層材料的選用原則：根據(jù)道路交通等級(jí)和路基抗沖刷能用。（五）鋼筋的品種、規(guī)格、成分，應(yīng)符合設(shè)計(jì)和現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，具有生產(chǎn)廠的牌號(hào)、爐號(hào)，檢驗(yàn)報(bào)告和合格證，并經(jīng)復(fù)試（含見(jiàn)證取樣）合格。鋼筋不得有銹蝕、裂紋、斷傷和刻痕等缺陷。傳力桿（拉桿）、滑動(dòng)套材質(zhì)、規(guī)格應(yīng)符合規(guī)定。（六）脹縫板宜用厚20mm，水穩(wěn)定性好，具有一定柔性的板材制作，且經(jīng)防腐處理。填縫材料宜用樹(shù)脂類(lèi)、橡膠類(lèi)、聚氯乙烯膠泥類(lèi)、改性瀝青類(lèi)填縫材料，并宜加入耐老化劑。1K411014熟悉瀝青混合料組成與材料本條文介紹了瀝青混合料組成與材料，以及按級(jí)配原則劃分的結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)。一、結(jié)構(gòu)組成與分類(lèi)（一）材料組成1．瀝青混合料是一種復(fù)合材料，主要由瀝青、粗骨料、細(xì)骨料、礦粉組成，有的還加入聚合物和木纖維素拌合而成的混合料的總稱(chēng)；由這些不同質(zhì)量和數(shù)量的材料混合形成不同的結(jié)構(gòu)，并具有不同的力學(xué)性質(zhì)。2．瀝青混合料結(jié)構(gòu)是材料單一結(jié)構(gòu)和相互聯(lián)系結(jié)構(gòu)的概念的總和，包括瀝青結(jié)構(gòu)、礦物骨架結(jié)構(gòu)及瀝青一礦粉分散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等。瀝青混合料的結(jié)構(gòu)取決于下列因素：礦物骨架結(jié)構(gòu)、瀝青的結(jié)構(gòu)、礦物材料與瀝青相互作用的特點(diǎn)、瀝青混合料的密實(shí)度及其毛細(xì)孔隙結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。3．瀝青混合料的力學(xué)強(qiáng)度，主要由礦物顆粒之間的內(nèi)摩阻力和嵌擠力，以及瀝青膠結(jié)料及其與礦料之間的粘結(jié)力所構(gòu)成。（二）基本分類(lèi)1．按材料組成及結(jié)構(gòu)分為連續(xù)級(jí)配、間斷級(jí)配混合料。按礦料級(jí)配組成及空隙率大小分為密級(jí)配、半開(kāi)級(jí)配、開(kāi)級(jí)配混合料。密級(jí)配開(kāi)級(jí)配半開(kāi)級(jí)配連續(xù)級(jí)配間斷級(jí)配間斷級(jí)配瀝青碎石瀝青混凝土瀝青穩(wěn)定碎石瀝青瑪蹄脂碎石排水式瀝青磨耗層排水式瀝青碎石基層2．按公稱(chēng)最大粒徑的大小可分為特粗式(公稱(chēng)最大粒徑大于31.5mm)、粗粒式(公稱(chēng)最大粒徑等于或大于26.5mm)、中粒式(公稱(chēng)最大粒徑16mm或19mm)、細(xì)粒式(公稱(chēng)最大粒徑9.5mm或13.2mm)、砂粒式(公稱(chēng)最大粒徑小于9.5mm)瀝青混合料。3．按生產(chǎn)工藝分為熱拌瀝青混合料、。冷拌瀝青混合料、再生瀝青混合料等。詳見(jiàn)1K411012。（三）結(jié)構(gòu)類(lèi)型瀝青混合料，可分為按嵌擠原則構(gòu)成和按密實(shí)級(jí)配原則構(gòu)成的兩大結(jié)構(gòu)類(lèi)型。1．按嵌擠原則構(gòu)成的瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，是以礦質(zhì)顆粒之間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力為主、瀝青結(jié)合料的粘結(jié)作用為輔而構(gòu)成的。這類(lèi)路面是以較粗的、顆粒尺寸均勻的礦物構(gòu)成骨架，瀝青結(jié)合料填充其空隙，并把礦料粘結(jié)成一個(gè)整體。這類(lèi)瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受自然因素（溫度）的影響較小。2．按密實(shí)級(jí)配原則構(gòu)成的瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，是以瀝青與礦料之間的粘結(jié)力為主，礦質(zhì)顆粒間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力為輔而構(gòu)成的。這類(lèi)瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受溫度的影響較大。3．按級(jí)配原則構(gòu)成的瀝青混合料，其結(jié)構(gòu)組成通常有下列三種形式：(1)密實(shí)一懸浮結(jié)構(gòu)：由次級(jí)骨料填充前級(jí)骨料（較次級(jí)骨料粒徑稍大）空隙的瀝青混凝土具有很大的密度，但由于前級(jí)骨料被次級(jí)骨料和瀝青膠漿分隔，不能直接互相嵌鎖形成骨架，因此該結(jié)構(gòu)具有較大的黏聚力c，但內(nèi)摩擦角φ較小，高溫穩(wěn)定性較差。通常按最佳級(jí)配原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。(2)骨架一空隙結(jié)構(gòu)：粗骨料所占比例大，細(xì)骨料很少甚至沒(méi)有。粗骨料可互相嵌鎖形成骨架，嵌擠能力強(qiáng)；但細(xì)骨料過(guò)少不易填充粗骨料之間形成的較大的空隙。該結(jié)構(gòu)內(nèi)摩擦角φ較高，但黏聚力c也較低。瀝青碎石混合料(AN)和OGFC排水瀝青混合料是這種結(jié)構(gòu)典型代表。(3)骨架一密實(shí)結(jié)構(gòu)：較多數(shù)量的斷級(jí)配粗骨料形成空間骨架，發(fā)揮嵌擠鎖結(jié)作用，同時(shí)由適當(dāng)數(shù)量的細(xì)骨料和瀝青填充骨架間的空隙形成既嵌緊又密實(shí)的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)不僅內(nèi)摩擦角φ較高，黏聚力c也較高，是綜合以上兩種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。瀝青瑪諦脂混合料(簡(jiǎn)稱(chēng)SMA)是這種結(jié)構(gòu)典型代表。三種結(jié)構(gòu)的瀝青混合料由于密度ρ、空隙率W、礦料間隙率VMA不同，使它們?cè)诜€(wěn)定性和路用性能上亦有顯著差別。它們的典型結(jié)構(gòu)組成示意圖見(jiàn)圖1K411014。圖1K411014瀝青混合料的結(jié)構(gòu)組成示意圖(a)懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)，(b)骨架空隙結(jié)構(gòu)；(c)骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)二、主要材料與性能（一）瀝青我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》CJJ1規(guī)定：城鎮(zhèn)道路面層宜優(yōu)先采用A級(jí)瀝青，不宜使用煤瀝青。其主要技術(shù)性能如下：1．粘結(jié)性瀝青材料在外力作用下，瀝青粒子產(chǎn)生相互位移的抵抗變形的能力即瀝青的黏度。常用的是條件黏度，我國(guó)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF40也列入了60℃動(dòng)力黏度（絕對(duì)黏度）作為道路石油瀝青的選擇性指標(biāo)。對(duì)高等級(jí)道路，夏季高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、重載交通、停車(chē)場(chǎng)等行車(chē)速度慢的路段，尤其是汽車(chē)荷載剪應(yīng)力大的結(jié)構(gòu)層，宜采用稠度大（針入度?。┑臑r青；對(duì)冬季寒冷地區(qū)、交通量小的道路宜選用稠度小的瀝青。當(dāng)需要滿足高、低溫性能要求時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮高溫性能的要求。2．感溫性瀝青材料的黏度隨溫度變化的感應(yīng)性。表征指標(biāo)之一是軟化點(diǎn)，指的是瀝青在特定試驗(yàn)條件下達(dá)到一定黏度時(shí)的條件溫度。軟化點(diǎn)高，意味著等黏溫度也高，因此軟化點(diǎn)可作為反應(yīng)感溫性的指標(biāo)?！豆窞r青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF40規(guī)范新增了針入度指數(shù)(PI這一指標(biāo)，它是應(yīng)用針入度和軟化點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)表征瀝青感溫性的一項(xiàng)指標(biāo)。對(duì)日溫差、年溫差大的地區(qū)宜選用針入度指數(shù)大的瀝青。高等級(jí)道路，夏季高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的地區(qū)、重載交通、停車(chē)站、有信號(hào)燈控制的交叉路口、車(chē)速較慢的路段或部位需選用軟化點(diǎn)高的瀝青；反之，則用軟化點(diǎn)較小的瀝青。3．耐久性瀝青材料在生產(chǎn)、使用過(guò)程中，受到熱、光、水、氧氣和交通荷載等外界因素的作用而逐漸變硬變脆，改變?cè)械酿ざ群偷蜏匦阅?，這種變化稱(chēng)為瀝青的老化。瀝青應(yīng)有足夠的抗老化性能即耐久性，使瀝青路面具有較長(zhǎng)的使用年限。我國(guó)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，采用薄膜烘箱加熱試驗(yàn)，測(cè)老化后瀝青的質(zhì)量變化、殘留針人度比、殘留延度（10℃或5℃）等來(lái)反映其抗老化性。通過(guò)水煮法試驗(yàn)，測(cè)定瀝青和骨料的黏附性，反映其抗水損害能力，等級(jí)越高，黏附性越好。4．塑性瀝青材料在外力作用下發(fā)生變形而不被破壞的能力，即反映瀝青抵抗開(kāi)裂的能力。過(guò)去曾采用25℃的延度而不能比較黏稠石油瀝青的低溫性能。現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定：25℃延度改為10℃延度或15℃延度，不同標(biāo)號(hào)的瀝青延度就有了明顯的區(qū)別，從而反映出它們的低溫性能，一般認(rèn)為，低溫延度越大，抗開(kāi)裂性能越好。在冬季低溫或高、低溫差大的地區(qū)，要求采用低溫延度大的瀝青，5．安全性確定瀝青加熱熔化時(shí)的安全溫度界限，使瀝青安全使用有保障。有關(guān)規(guī)范規(guī)定，通過(guò)閃點(diǎn)試驗(yàn)測(cè)定瀝青加熱點(diǎn)閃火的溫度——閃點(diǎn)，確定它的安全使用范圍。瀝青越軟（標(biāo)號(hào)高），閃點(diǎn)越小。如瀝青標(biāo)號(hào)110號(hào)到160號(hào)，閃點(diǎn)不小于230℃，標(biāo)號(hào)90號(hào)不小于245℃。（二）粗骨料1．粗骨料應(yīng)潔凈、干燥、表面粗糙；質(zhì)量技術(shù)要求應(yīng)符合《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》CJJ1有關(guān)規(guī)定。2．每種粗骨料的粒徑規(guī)格（即級(jí)配）應(yīng)符合工程設(shè)計(jì)的要求。3．粗骨料應(yīng)具有較大的表觀相對(duì)密度，較小的壓碎值、洛杉磯磨耗損失、吸水率、針片狀顆粒含量、水洗法<0..075mm顆粒含量和軟石含量。如城市快速路、主干道路表面層粗骨料壓碎值不大于26%、吸水率不大于2．O%等。4．城市快速路、主干道路的表面層（或磨耗層）的粗骨料的磨光值PSV應(yīng)不少于36～42（雨量氣候分區(qū)中干旱區(qū)一潮濕區(qū)），以滿足瀝青路面耐磨的要求。5．粗骨料與瀝青的黏附性應(yīng)有較大值，城市快速路、主干道的骨料對(duì)瀝青的黏附性不應(yīng)大于或等于4級(jí)，次干路及以下道路在潮濕區(qū)應(yīng)大于或等于3級(jí)。（三）細(xì)骨料1．細(xì)骨料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，質(zhì)量技術(shù)要求應(yīng)符合《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》CJJ1有關(guān)規(guī)定。2．熱拌密集配瀝青混合料中天然砂用量不宜超過(guò)骨料總量的20%，SMA、OGFC不宜使用天然砂。（四）礦粉1．應(yīng)采用石灰?guī)r等憎水性石料磨成，且應(yīng)潔凈、干燥，不含泥土成分，外觀無(wú)團(tuán)粒結(jié)塊。2．城市快速路、主干道的瀝青路面不宜采用粉煤灰作填料。3．瀝青混合料用礦粉質(zhì)量要求應(yīng)符合《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》CJJ1有關(guān)規(guī)定。（五）纖維穩(wěn)定劑1．木質(zhì)纖維技術(shù)要求應(yīng)符合《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范>CJJ1有關(guān)規(guī)定。2．不宜使用石棉纖維。3．纖維穩(wěn)定劑應(yīng)在2sopc高溫條件下不變質(zhì)。三、熱拌瀝青混合料主要類(lèi)型（一）普通瀝青混合料即AC型瀝青混合料，適用于城市次干道、輔路或人行道等場(chǎng)所。（二）改性瀝青(Modifiedbitumen)混合料1．改性瀝青(Modifiedb．tumen)混合料是指摻加橡膠、樹(shù)脂、高分子聚合物、磨細(xì)的橡膠粉或其他填料等外摻劑（改性劑）．使瀝青或?yàn)r青混合料的性能得以改善制成的瀝青混合料。2．改性瀝青(Modifiealbitumen)混合料與AC型混合料相比具有較高的路面抗流動(dòng)性即高溫下抗車(chē)轍的能力，良好的路面柔性和彈性即低溫下抗開(kāi)裂的能力，較高的耐磨耗能力和延長(zhǎng)使用壽命。3．改性瀝青(Modifiedbitumen)混合料面層適用城市主干道和城鎮(zhèn)快速路。（三）瀝青瑪蹄脂碎石混合料(Stonemasticasphalt，簡(jiǎn)稱(chēng)SMA)1．SMA（混合料）是一種以瀝青、礦粉及纖維穩(wěn)定荊組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料，填充于間斷級(jí)配的礦料骨架中，所形成的混合料。2．SMA是一種間斷級(jí)配的瀝青混合料，5mm以上的粗骨料比例高達(dá)70%～80%．礦粉的用量達(dá)7%～13%（¨粉膠比”超出通常值1.2的限制）；瀝青用量較多；高達(dá)6.5%～7%，粘結(jié)性要求高，且