莊河至蓋州高速公路瀝青路面設計與施工

莊河至蓋州高速公路路面

設計與施工——資料、級配、施工工藝遼寧省交通勘測設計院2021-06

路面設計的總體思想瀝青路面的病害分類：構造性破壞路面構造承載力缺乏〔彎沉〕疲勞開裂〔拉應力〕

功能性破壞裂縫——橫縫、縱縫、網(wǎng)裂變形類——車轍、推移、擁包外表損壞——水損害〔泛油、推移、坑洞〕、橋面鋪裝零落我國瀝青路面運用情況與破壞方式路面設計首先要防止發(fā)生的病害路面水損害路面高溫車轍路面耐久性路面低溫開裂瀝青路面的功能設計外表層：抗滑、防水、耐久性中面層：抗車轍、防水下面層：抗疲勞、抗車轍路面水損害路面車轍水損害的誘因交通量大；面層透水，而水分無法排除；動水壓力，導致瀝青從集料外表剝落，路面產(chǎn)生坑槽。產(chǎn)生車轍的誘因交通量；瀝青的高溫性能；長上坡路段；瀝青混合料的級配和油石比開裂的誘因瀝青路面的溫度收縮半剛性基層的反射裂痕路面疲勞開裂莊蓋高速公路路面構造表面層3cm瀝青瑪蹄脂碎石（SMA—13型）中面層5cm中粒式瀝青混凝土（AC—20型）下面層7cm粗粒式瀝青混凝土（AC—25型）封層0.5cm稀漿封層透層高滲透乳化瀝青基層20cm廠拌水泥穩(wěn)定碎石底基層20cm廠拌水泥穩(wěn)定碎石墊層15.5cm級配碎石總厚度71cmSBS改性瀝青我省SBS改性瀝青的技術性能目的瀝青種類技術指標SBS改性瀝青針入度25℃,100g,5s（0.1mm）≥50針入度指數(shù)PI≥-0.2延度5℃,5cm/min（cm）≥45軟化點TR&B（℃）≥70運動粘度135℃（Pa·s）≤3閃點（COC）（℃）≥230溶解度（三氯乙稀）（%）≥99離析,軟化點差（℃）≤2.5彈性恢復25℃（%）≥85旋轉薄膜烘箱試驗（RTFOT）后殘留物質量損失（%）≤1.0針入度比25℃（%）≥60延度5℃（cm）≥25配伍性選擇不同瀝青與各種改性劑進展室內(nèi)摻配實驗，比較改性瀝青的性能目的；不同批次的瀝青與改性劑的質量都能夠發(fā)生變化，選定資料之后，應要求廠家保證供貨資料質量的穩(wěn)定性；改性劑劑量基質瀝青不變的條件下，改性瀝青的各種性能根本上隨著改性劑劑量的添加而提高；劑量在3%以下時，對瀝青性能的改善不明顯；劑量大于4%時，改善幅度明顯添加。改性瀝青的加工大規(guī)模消費采用固定式或挪動式設備進展消費；應對設備進展不斷的調試直至到達最正確形狀為止，包括膠體磨的間隙、溫度、遍數(shù)，剪切機的轉速、時間這些參數(shù)；應要求消費設備廠家派專門人員到場對設備進展調試，設計改性瀝青的專業(yè)配方；改性瀝青的質量檢驗與控制現(xiàn)場檢查軟化點、低溫延度、PI值、彈性恢復四大目的；采用顯微鏡察看分散的均勻性；粗集料中下面層采用石灰?guī)r，外表層采用玄武巖或輝綠巖，大型還擊式破碎機加工成具有良好的顆粒外形應滿足技術目的的要求；項目壓碎值（%）洛杉磯磨耗損失（%）視密度（T/m3）吸水率（%）與瀝青粘附性（級）堅固性（%）改性瀝青普通瀝青指標≯22(24)≯28(30)≮2.6(2.5)≯2.0≮5≮4≯8項目細長扁平顆粒含量（%）<0.075顆粒含量（%）軟石含量（%）磨光值（PSV）指標≯10(12)≯1.0≯1(5)≮42SMA粗集料規(guī)格篩孔尺寸（mm）通過下列篩孔（mm）的質量百分率（%）16.011.48.05.62.3611.4～16.01000～20.08.0～11.410085～1000～200～55.6～8.0——10090～1000～150～5中下面層粗集料規(guī)格篩孔尺寸（mm）通過下列篩孔（mm）的質量百分率（%）37.531.526.519.016.013.29.54.752.364.75～9.510090～1000～150～59.5～13.210090～1000～150～513.2～1610090～1000～150～516～1910085～1000～150～519～26.510085～1000～150～526.5～31.510085～1000～150～5細集料運用石灰?guī)r機制砂，采用公用制砂機制造，機制砂分為三檔，有利于級配設計。應留意0.075mm篩孔的經(jīng)過量。在拌和站采取措施防止細集料受雨淋或受潮，冷料倉開啟困難，細集料量數(shù)量不準。。細集料枯燥、加棚非常必要。機制砂規(guī)格篩孔尺寸(mm)通過下列篩孔（方孔篩，mm）的質量百分率（%）9.54.752.361.180.60.30.150.0752.36～4.7510090～1000～100～5——————1.18～2.3610085～1000～150～50～1.1810080～10050～8020～505～300～10填料在中下面層瀝青混合料中摻加42.5級普通硅酸鹽水泥替代部分礦粉，水泥用量為礦料總量的1.5～2%。面層用填料必需采用由石灰石磨細的礦粉。礦粉必需堅持枯燥，能從石粉倉中自在流出。瀝青混凝土拌和站除塵安裝回收的粉塵不得作為填料運用。層間的要求瀝青路面的設計是在層間完全延續(xù)的條件下進展的；面層施工前，絕對保證下承層頂面干凈，沒有污染；嚴禁中央分隔帶的填土散落到下面層或攤鋪完成的面層外表；采用改性乳化瀝青粘層。拉應力曲線剪應力曲線構造剪應變橫斷面圖瀝青混合料剪切流變性SMA級配范圍篩孔通過量（％）篩孔通過量（％）161002.3617～2511.485～951.1815～239.554～750.612～188.040～590.310～165.620～350.159～144.7518～320.0758～10中下面層的級配范圍篩孔(方孔篩,mm)通過質量百分率（%）中面層LAC—20型面層LAC—25型37.510031.5100——26.5——95～10019.095～10087～9316.087～9362～7613.262～7553～679.552～6543～564.7533～4530～422.3622～3420～321.1814～2414～240.610～1810～180.37～137～130.155～105～100.0753～5.53～5.5中下面層瀝青混合料的目的要求指標層位擊實次數(shù)(次)油石比（%）穩(wěn)定度(kN)流值(0.1mm)空隙率(%)瀝青飽和度(%)LAC—20型兩面各75≥4.8≥9.020～503～565～75LAC—25型兩面各75≥4.55≥8.020～403～565～75指標層位殘留穩(wěn)定度(%)動穩(wěn)定度(次/mm)凍融劈裂殘留強度(%)滲水系數(shù)（ml/min）彎曲試驗破壞應變-10℃,50mm/min(με)LAC—20型≥85＞3000≥80≤120≥2800LAC—25型≥80＞1500≥75≤120≥2300壓實度要求瀝青中下面層的壓實度以馬歇爾實驗密度為規(guī)范，其代表值應大于97%。外表層SMA應不小于98％。配合比設計的建議可以適當減少4.75mm以下細集料的用量，有利于處理路面壓實時的推擁景象；馬歇爾實驗時，擊實的溫度一定要保證，否那么會呵斥路面實踐空隙率偏低，容易導致路面產(chǎn)生車轍；保證混合料的VMA值，這樣在一定的油石比條件下依然可以保證混合料空隙率；在不運用天然砂的條件下，級配曲線經(jīng)過限制區(qū)普通不會產(chǎn)生問題；配合比設計的建議施工溫度要求工序改性瀝青要求普通瀝青要求出廠溫度175～185150～165攤鋪溫度不低于160不低于130初壓溫度不低于150不低于120終壓溫度不低于120不低于80保證級配的穩(wěn)定性料源要固定，不能隨意變卦；隨時檢查冷料倉的進料速度，尤其是細集料部分；反復調整冷料的進料速度，盡量防止溢料；拌和站要自動控制，不可手動調整，尤其在有溢料的時候；逐鍋在線監(jiān)測時各篩孔級配允許的動搖范圍：≥4.75mm篩：±5%；0.15mm～2.36mm篩：±3%0.075mm篩：±2%油石比：±0.3%保證高溫施工運料車加強覆蓋；配備足夠的壓實設備；緊跟攤鋪機進展碾壓；事先預熱膠輪壓路機，嘗試先上膠輪再振動碾壓；控制壓路機的灑水量。離析的控制集料級配離析——最常見的瀝青混合料離析方式。表現(xiàn)為粗細集料分別，鋪筑的路面可見外表部分粗細差別大，外表構造深度、透水性、資料密度、空隙率等均勻性不好、離散性大?；旌狭蠝囟入x析——由于混合料消費、儲存、運輸、攤鋪過程呵斥的內(nèi)部溫度的不均勻分布，使得路面壓實效果不均勻。溫度低、壓實度缺乏的區(qū)域能夠會發(fā)生早期破壞。不詳無顯著影響車轍隱患99%80%38%無疲勞壽命損失暫無評價方法低溫拉伸應力30%50%75%80-90%飽水拉伸強度30-50%50-80%90-100%110%拉伸強度50-70%70-80%80-90%沒變化動模量50-70%70-80%80-90%沒變化回彈模量隨離析的嚴重程度添加細微添加透水性嚴重離析中等程度離析細微離析無離析離析程度對混合料性質的損害混合料性質改性瀝青路面施工質量圓錐形料堆的離析錐角處的離析大料跌落集中集料傳送帶溫度離析防止離析的方法分成小堆存料；裝車時挪動車位；加強覆蓋，防止溫度離析；攤鋪機在還剩較多料時，提早收料斗；調整攤鋪機到最正確形狀；控制攤鋪速度；基層設計的主要原那么保證路面足夠的承載才干；足夠厚度保證基層底面的允許拉應力；足夠厚度保證土基頂面的壓應變；良好的抗收縮性能。原資料技術要求水泥選用終凝時間較長(宜在6h以上)的水泥。快硬水泥、早強水泥以及已受潮蛻變的水泥不能運用，保證有足夠的時間進展拌和、運輸、攤鋪、碾壓以及保證其后期具有足夠的強度，采用32.5級的礦渣硅酸鹽水泥。集料集料應鞏固、耐久并具有足夠的強度?；鶎雍偷谆鶎佑盟槭蜕暗[的壓碎值應不大于30%，液限應小于28，塑性指數(shù)應小于9。水泥穩(wěn)定碎石集料對巖性沒有特殊要求，但普通多采用石灰?guī)r。原資料的技術要求最大粒徑均采用31.5mm，可以有效減少基層混合料在拌和運輸、攤鋪過程中產(chǎn)生離析景象，減少“粗集料窩〞。石屑建議2檔分為0～3mm和3～5mm?；鶎拥慕M成構造組成構造⑴

懸浮密實構造⑵骨架空隙構造⑶骨架密實構造骨架密實型基層的優(yōu)點優(yōu)良的抗裂性能和力學性能；減輕瀝青路面的裂痕率；降低水泥用量，節(jié)約工程造價；提高路面的承載力；提高瀝青路面的耐久性。骨架密實型混合料級配設計綜合采用了計算法和搗實法；以篩孔尺寸4.75mm作為粗細集料的分界限；骨架密實型混合料中細料的壓實體積應填充粗集料構成的空隙體積；粗集料在混合料中起到骨架作用；混合料中摻加3%的粉煤灰，降低水泥用量為4%。骨架密實型混合料的芯樣骨架密實型混合料基層基層、底基層混合料中集料的級配范圍表層位通過下列方孔篩（mm）的質量百分率（%）31.5199.54.752.360.60.075基層10068～8638～5822～3216～288～150～3底基層10075～9050～7029～5015～358～200～5基層混合料配合比設計粗集料構成穩(wěn)定的骨架；提供細集料和粘結料的填充空間；減少離析；細集料不宜過多；保證0.6mm篩孔的經(jīng)過率；限制0.075mm篩孔的經(jīng)過率；消費配合比曲線確實定，其動搖范圍作為施工控制范圍。室內(nèi)實驗原資料含水量測定，確定施工過程中水流量計的合理設定范圍；采用振動成型法；經(jīng)過擊實實驗，得出曲線，確定混合料最大干密度和最正確含水量以及參數(shù)變化對混合料性能的影響。經(jīng)過抗壓強度的實驗，確定混合料水泥劑量?；旌狭辖M成為加強和易性，在基層水泥穩(wěn)定碎石混合料中外摻粉煤灰，摻量為3%～5%，基層混合料水泥的引薦劑量為4.0%〔外摻〕，底基層混合料水泥的引薦劑量為3.5～4.0%〔外摻〕。粉煤灰中SiO2、Al2O3和Fe2O3的總含量應大于70%，粉煤灰的燒失量不應超越20%，經(jīng)過0.3mm篩孔的顆粒含量應大于90%，經(jīng)過0.075mm篩孔的顆粒含量應到達70%以上?；旌狭辖M成水泥穩(wěn)定碎石基層室內(nèi)成型宜采用振動成型方法，基層混合料室內(nèi)實驗混合料7天〔試件在20℃條件下濕養(yǎng)6天、浸水1天〕的無側限抗壓強度應不小于3.3MPa，底基層不低于2.0MPa?；鶎訅簩嵍取舶粗匦蛽魧嵰?guī)范〕應不小于98％，底基層壓實度不小于97％。基層混合料的干縮特性干縮主要發(fā)生在成型后初期階段，在枯燥環(huán)境中，水泥與集料和水經(jīng)拌和壓實后，由于蒸發(fā)和混合料內(nèi)部發(fā)生水化作用而引起的體積變化。基層混合料的干縮特性水泥劑量添加，干縮應變和干縮系數(shù)隨之增大，尤其是當水泥劑量超越6%時，干縮應變和干縮系數(shù)急劇增大〔由于細集料與水泥反響構成的膠結料干縮性較大〕。所以，水泥穩(wěn)定級配碎石的水泥劑量用量不宜超越6%，最好控制在4~5%之間，假設強度缺乏，可經(jīng)過改善集料級配來調整?；鶎踊旌狭系母煽s特性從抗干縮的角度，道路粒料類無機穩(wěn)定資料基層和底基層，壓實度宜不小于98%。從控制干縮的角度講，水泥穩(wěn)定級配碎石的適宜含水量范圍為最正確含水量±1%。當含水量上升或下降時都會對混合料抗干縮性能不利，但含水量大時不利的影響大于含水量較低時，因此在含水量控制方面寧低勿高?；鶎踊旌狭系臏乜s特性由固、液、氣三相資料組成的半剛性資料，其外觀脹縮性是三相在降溫過程中相互作用，使無機結合料穩(wěn)定資料產(chǎn)生體積收縮，即溫度收縮。基層混合料的溫縮特性隨著水泥劑量的添加，資料溫縮系數(shù)不斷增大，特別是水泥劑量超越5%時，溫縮系數(shù)具有迅速添加的趨勢。水泥劑量不應超越5%。最正確含水量附近，資料的溫縮系數(shù)最??；當含水量大于最正確含水量時，其溫縮系數(shù)有急劇添加趨勢，因此施工中含水量應不大于最正確含水量?；旌狭系臏乜s系數(shù)隨著壓實度的添加而減小基層施工工藝－集料堆放隔離明晰，細集料應覆蓋，水泥防潮，防止細料在傳送帶上不延續(xù)分布。主要控制水泥和細料的遭雨淋?；鶎邮┕すに嚮鶎蛹暗谆鶎踊旌狭暇捎脧S拌，拌和設備要求配備六個上料斗，其中一個為粉煤灰備用料斗，兩個細集料斗，三個粗集料斗4.75～9.5、9.5～19、19～31.5，上料斗之間應設置隔離，防止串倉，防止混料。采用二個拌和缸進展二次拌和，混合料均采用攤鋪機攤鋪，以保證均勻性和外表的平整度?；鶎影韬驼镜漠a(chǎn)量能保證進展延續(xù)作業(yè)。拌和時配料必需準確，拌和應均勻，顆粒級配應符合設計要求。嚴厲控制水泥劑量?；鶎邮┕すに嚢雱傂曰鶎訑備仌r，