合六叶改建高强沥青施工指导意见.docx
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合六叶改建高强沥青施工指导意见
合六叶高速公路沥青路面上面层
(高强沥青AC-13)施工指导建议
沥青面层是位于高速公路路面基层上最重要的路面结构层,它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。
根据部颁标准JTGD50−2006《公路沥青路面设计规范》和JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》相关规定及设计文件,合六叶高速上面层为连续型密级配沥青混合料。
结合多条新建和改建高速公路的施工经验,对史河大桥高强沥青混凝土施工提出如下指导意见。
史河大桥面层采用AC-13改进的级配类型。
沥青混合料矿料级配应符合表1的规定。
表1高强沥青混凝土矿料级配通过率范围(%)
层次
范围
方筛孔尺寸(mm)
AC-13上面层
级配上限
级配下限
级配中值
16
100
100
100
13.2
100
80
90
9.5
73
62
67.5
4.75
48
37
42.5
2.36
34
28
31
1.18
26
19
22.5
0.6
18
12
15
0.3
16
10
13
0.15
14
7
10.5
0.075
8
4
6
一、各种材料必须认真选择、试验、审定及验收
1.沥青沥青面层采用高强沥青,其技术要求见表2。
业主应要求沥青供应商提供全套检测报告(按设计文件要求),沥青性能全套检验由合六叶高速公路砼路改造建设办公室委托有资质和经验的专业检测单位进行,施工单位和总监办工地实验室对已进场的高强沥青进行试验指标的抽检即包括沥青的针入度、延度、软化点等常规指标进行检验,并留样封存以备检。
表2高强沥青技术要求
检验项目
技术要求
检测方法
针入度(25℃,100g,5S)(0.1mm)
20-40
T0604
针入度指数PI不小于
-0.4
延度(5cm/min,5℃)(cm)不小于
20
T0605
软化点(环球法)(℃)不小于
60
T0606
运动粘度60℃(Pa.s)不小于
4000
T0620
运动粘度135℃(Pa.s)不大于
3
T0625
粘韧性(N.m)不小于
5
T0624
韧性(N.m)不小于
2.5
T0624
闪点(℃)不小于
230
T0611
溶解度(%)不小于
99
T0607
弹性恢复25℃(%)不小于
65
T0662
贮存稳定性离析,48h软化点差(℃)不大于
2.5
T0661
动态剪切(60℃,G*/sinδ)KPa不小于
18
AASHTOT315-02
动态剪切(135℃,G*/sinδ)KPa不小于
980
AASHTOT315-02
旋转薄膜加热试验163℃,5h
质量损失(%)不大于
±1.0
T0609
针入度比25℃(%)不小于
65
T0604
延度(5℃)(cm)不小于
15
T0605
SHRP沥青性能等级
PG82-22
AASHTOM320-03
2.粗集料应采用石制坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石,粒径大于2.36mm。
应采用玄武岩石料,用反击式破碎机轧制的碎石,严格控制细长扁平颗粒含量,以确保粗集料的质量。
集料质量应从源头抓起,派专人进驻集料加工厂,对不合格的集料不得装车、装船,对进场粗集料每500t检验一次。
粗集料技术要求见表3。
表3沥青上面层用粗集料质量技术要求
检测项目
技术标准
检测方法
石料压碎值不大于(%)
常温
20
T0316
高温
26
洛杉矶磨耗损失不大于(%)
25
T0317
视密度不小于(t/m3)
2.60
T0304
吸水率不大于(%)
2.0
T0304
对沥青的粘附性不小于
5级
T0616T0663
坚固性不大于(%)
12
T0314
针片状颗粒(混合料)含量不大于(%)
10
T0312
其中粒径大于9.5mm含量不大于(%)
其中粒径小于9.5mm含量不大于(%)
水洗法<0.075mm颗粒含量不大于(%)
1
T0310
软石含量不大于(%)
3
T0320
3.细集料
沥青路面的细集料包括天然砂、机制砂、石屑。
细集料必须由具有生产许可证的采石场、采砂场生产。
细集料规格见表4。
表4沥青上面层用细集料(机制砂或石屑)规格
规格
公称粒径(mm)
通过下列方孔筛(mm)的质量百分率(%)
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
S16
0-3
-
100
80-100
50-80
25-60
8-45
0-25
0-15
注:
1.当生产石屑采用喷水抑制扬尘工艺时,应特别注意含粉量控制,其中小于0.075mm质量百分率宜不大于12.5%。
沥青混合料用的细集料质量要求见表5。
表5沥青上面层用细集料质量技术要求
质量标准
技术要求
检测方法
合六叶
部标
表观相对密度不小于
2.50
2.50
T0328
坚固性(>0.3mm部分)不大于(%)
12
12
T0340
含泥量(<0.075mm含量),不大于(%)
3
3
T0333
砂当量,不小于(%)
70
60
T0334
亚甲蓝值,不大于g/kg
25
25
T0349
棱角性(流动时间),不小于(s)
30
30
T0345
机制砂宜采用专用的制砂机制造,并选用优质石料生产,其级配应符合S16的要求。
细集料每200t检验一次。
4.填料必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉,原石料中的泥土杂质应除净。
矿粉必须干燥、洁净,能自由地从矿粉仓流出。
矿粉质量技术要求见表6,每50t检验一次。
拌和机回收的粉料不可作为矿粉的一部分回收使用。
表6沥青面层用矿粉质量技术要求
指标
技术要求
检测方法
视密度(t/m3)不小于
2.50
T0352
含水量(%)不小于
1
T0103
粒度范围<0.6mm(%)
<0.15mm(%)
<0.075mm(%)
100
90-100
75-100
T0351
外观
无团粒结块
—
亲水系数
<1
T0353
塑性指数
<4
T0354
加热安定性
实测记录
T0355
注:
亲水系数宜小于0.8。
二、施工质量管理与检查验收
沥青路面施工应根据全面质量管理的要求,建立健全有效的质量保证体系,对施工各工序的质量进行检查评定,达到规定的质量标准,确保施工质量的稳定性。
对施工过程质量控制,实行动态质量管理。
本技术的要求是工程管理和交工验收的依据。
所有与工程建设有关的原始记录、试验检测及计算数据、汇总表格、必须如实记录和保存。
对已经采取措施进行返工和补救的项目,可在原记录和数据上注明,但不得销毁。
正式开工前各种原材料的试验结果,及据此进行的目标配合比设计和生产配合比设计结果,应在规定期限内向业主及总监办提出正式报告,待取得正式认可后,方可使用。
提交的正式报告至少应包含以下内容:
1.详尽的施工组织设计和施工方案。
完善的质量保证体系包括主要工序的机构组织和岗位职责。
依据技术规范列明本项工程的质量控制指标及检验频率和方法。
2.说明材料、设备、劳力及现场管理人员等项的准备情况。
并提供放样测量、标准试验、施工图等必要的基础资料。
3.各种材料的来源和质量。
供货单位必须提交最新的正式试验报告。
所有材料都应按规定取样检测,经质量认可后方可进场并对材料的存放场地、防雨和排水措施进行确认。
4.必须配备齐全施工机械和配件,做好开工前的保养、调试和试机,并保证在施工期间一般不发生有碍施工进展和质量的故障。
并对机械设备的配套情况、技术性能、传感器计量精度等进行认真检查、标定,并得到总监办的认可。
沥青面层宜采用单幅全宽机械化连续摊铺作业。
必须配备以下主要施工机械。
(1)间歇式沥青混合料拌和机,产量大于320t/h,另宜配有80t以上热贮料仓。
全部生产过程由必须由计算机自动控制,配有良好的打印装置,实现同步打印,所有资料整理汇编成册。
(2)进口沥青混合料摊铺机两台(其中一台备用)
(3)非接触式平衡梁2只或移动式自动找平基准装置两套(2只),安装长度应能达到16m。
(4)压路机:
25t以上轮胎压路机3台,10t以上双钢轮压路机3台。
(5)载重量15t以上的自卸汽车不少于20辆。
5.必须配备性能良好、精度符合规定的质量检测仪器,并配备足够的易损部件。
主要仪器设备如下。
(1)针入度仪
(2)延度仪
(3)软化点仪
(4)马歇尔稳定度试验仪(附自动打印装置)
(5)马歇尔试件击实成型仪
(6)试验室用沥青混合料小型拌和机
(7)脱模器
(8)沥青混合料离心抽提仪
(9)标准筛(方筛孔)
(10)集料压碎值试验仪
(11)烘箱
(12)试模(不少于12只)
(13)恒温水浴
(14)冰箱
(15)路面取芯机
(16)路面弯沉仪
(17)砂当量仪
(18)最大理论密度仪(抽真空装置)
三、上面层高强沥青混凝土的技术标准
按沥青面层所选定的沥青混凝土类型,为热拌密级配沥青混凝土混合料。
根据设计文件的规定,上面层沥青混凝土应符合表7规定的马歇尔试验技术标准。
表7热拌沥青混凝土马歇尔试验技术标准
试验项目
沥青混合料类型
技术标准
击实次数(次)
AC-13
两面各75
稳定度(kN)
>8
流值(0.1mm)
15-40
空隙率深约90mm以内(%)
3-5
空隙率深约90mm以下(%)
3-5
沥青饱和度(%)
65-75
残留稳定度(%)
85
注:
1.沥青混凝土混合料矿料间隙率(VMA)宜不小于13%。
2.高强沥青的马歇尔流值可适当放宽。
对于合六叶高速的高强沥青混合料,需在配合比设计的基础上按设计文件的要求进行各种使用性能的检验。
配合比设计检验按计算确定的设计最佳沥青用量在标准条件下进行。
表8热拌沥青混凝土路用性能技术标准
检测项目
技术要求
试验方法
路用性能
车辙试验动稳定度量
>6000(次/mm)
T0719
高温稳定性
浸水马歇尔试验残留稳定度
>85(%)
T0790
水稳定性
冻融劈裂试验的残留强度比
>80(%)
T0729
密级配沥青混凝土(室内)
<60(ml/min)
T0730
渗水系数
低温弯曲试验(破坏应变)
>2500(µε)
T0728
低温稳定性
四、必须进行完善的沥青混凝土配合比设计
1.热拌沥青混凝土配合比设计应通过目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段,确定沥青混合料的材料品种及配合比、矿料级配、最佳沥青用量。
规范采用马歇尔试验配合比设计方法。
由马歇尔试验设计、浸水马歇尔试验残留稳定度检验及车辙试验抗车辙能力检验三部分组成。
2.热拌沥青混凝土配合比设计遵照下列步骤进行:
(1)目标配合比设计阶段
a、确定各矿料的组成比例。
从施工现场分别取各类矿料进行筛分,用计算机或图解计算各矿料的用量,使合成的矿质混合料级配符合表1的范围。
本计算应反复进行,使矿质混合料级配曲线应接近一条顺滑的曲线,其中特别注意使0.075mm、2.36mm、4.75mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近标准级配的中值。
设计合成级配不得有太多的锯齿形交错,且在0.3-0.6mm范围内不出现“驼峰”。
对确定的标准配合比,宜进行车辙试验和水稳定性检验。
当反复调整不能满意时,宜更换材料设计。
b、确定沥青的最佳油石比。
用计算确定的矿料组成和JTJ014-97推荐的油石比范围,按0.5%间隔变化,取五个不同的油石比,用实验室小型拌和机拌制沥青混合料,制备五组马歇尔试件。
测定试件的毛体积密度、空隙率、沥青饱和度、稳定度和流值,分别绘制各项指标的曲线。
取相应于毛体积密度最大值的油石比a1、稳定度最大值的油石比a2、空隙率范围中值(或目标空隙率值)的油石比a3和沥青饱和度的中值a4,按下式取三者的平均值作为最佳油石比初始值OAC1。
OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4
注:
1.如果在所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围,则取OAC1=(a1+a2+a3)/3
2.如在选择的沥青用量范围,毛体积密度或稳定度没有出现峰值(最大值经常在曲线的两端)时,可直接以目标空隙率所对应的沥青用量a3作为OAC1,但OAC1必须介于OACmax和OACmin范围内
求出能满足沥青碎石混合料各项标准的最大油石比OACmax和最小油石比OACmin,按下式取中值OAC2。
OAC2=(OACmax+OACmin)/2
通常情况下取OAC1及OAC2的中值作为计算的最佳沥青用量OAC。
OAC=(OAC1+OAC2)/2
由计算所得的OAC,查绘制各项指标的曲线所对应的空隙率和VMA值,检验是否满足本技术标准表7关于最小VMA值。
OAC宜位于VMA凹形曲线最小值的贫油一侧。
当空隙率不是整数时,最小VMA按内插法确定。
检查OAC所对应的各项指标是否符合马歇尔试验技术标准。
如果最佳油石比的初始值OAC1在OACmax和OACmin之间,则认为设计结果是可行的,可取OAC1和OAC2的中值作为目标配合比最佳油石比OAC,并结合安徽地区气候特点论证地取用,其对应的试件空隙率在3%~4.5%范围内。
如OAC1处在上述范围之外,应调整级配,重新进行配合比设计。
c、残留稳定度检验。
按以上配合比制备沥青混凝土马歇尔试件,做浸水48小时马歇尔试验,检验残留稳定度必须满足表8的规定。
(2)生产配合比设计阶段
a、确定各热料仓矿料和矿粉的用量。
必须从二次筛分后进入各热料仓的矿料取样进行筛分,根据筛分结果,通过计算,使矿质混合料的级配符合表1的规定,以确定各热料仓矿料和矿粉的用料比例,供拌和机控制室使用。
同时反复调整冷料仓进料比例,以达到供料均衡。
b、确定最佳油石比。
取目标配合比设计的最佳油石比OAC和OAC
0.3%三个油石比,取以上计算的矿质混合料,用试验室的小型拌和机拌制沥青混合料进行马歇尔试验,确定生产配合比的最佳油石比。
如果三组沥青混凝土各项技术指标均符合表7的规定,则取中间值OAC为生产配合比的最佳油石比;否则应再补做增减油石比的沥青混凝土试验,以选定适宜的最佳油石比。
或以OAC为中值,制备五组不同油石比的沥青混合料按目标配合比设计方法选定最佳油石比。
c、残留稳定度检验。
按以上生产配合比,用室内小型拌和机拌制沥青混合料,做浸水48小时马歇尔试验,检验残留稳定度,必须满足表8的规定。
(3)生产配合比验证阶段
用生产配合比进行试拌,沥青混合料的技术指标合格后铺筑试铺段。
取试铺用的沥青混合料进行马歇尔检验试验和沥青含量、筛分试验,检验标准配合比矿料合成级配中,至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近表1级配范围的中值,并避免在0.3mm~0.6mm处出现驼峰。
由此确定正常生产用的标准配合比。
对确定的标准配合比,宜再次进行车辙试验和水稳定性试验。
经确定的标准配合比在施工过程中不得随意变更。
生产过程中应加强跟踪检测,严格控制进场材料的质量,如遇材料发生变化并经检测沥青混合料的矿料级配、马歇尔技术指标不符合要求时,应及时调整配合比,使沥青混合料的质量符合要求并保持相对稳定,必要时重新进行配合比设计。
3.关于沥青混凝土马歇尔室内试验中几点统一做法
(1)进行目标配合比设计和生产配合比设计时,制备试件的混合料,需采用小型沥青混合料拌和机拌和,以模拟生产实际情况。
(2)每组试件个数一律用6个;在配合比设计中,人工配制沥青混合料制作试件时宜采用替代法,施工现场采集的沥青混合料试样宜采用直接法制件。
(3)试件成型温度:
应由沥青等粘温度曲线确定,在缺乏沥青粘度条件时,参照下表选用:
表9上面层高强沥青混合料试验与击实温度(℃)
矿料(包括矿粉)加热温度
190-200
沥青加热温度
160-170
沥青混合料拌和温度
175-185
试模预热温度
160-170
试件开始击实温度
155-165
试件成型终了温度
不低于145
(4)沥青混合料试件密度试验方法:
上面层沥青混合料统一用表干法的毛体积密度。
(5)理论密度统一采用实测法。
无实测条件时也可采用计算法。
计算沥青混合料试件理论密度时,大于4.75mm(T0304)集料,小于4.75mm集料(机制砂、石屑用T0330)均采用毛体积密度、矿粉和沥青采用表观密度。
(6)试件的配料、拌和均应单个进行,以确保试验结果的一致性。
五、做好桥面防水层的检查与清扫
1.检查桥面防水层的工程质量,对桥面防水层局部质量缺陷应按规定进行修复。
2.桥面防水层表面杂物亦清扫干净。
灰尘应提前冲洗干净。
六、铺筑试铺阶段
沥青各层面施工开工前,均需先做试铺路段。
各个面层施工单位通过合格的沥青混合料组成设计,拟定试铺路段铺筑方案,采用重新调试的正式施工机械,铺筑试铺路段。
高强沥青试铺路段长度不少于100m。
试铺路段施工分为试拌和试铺两个阶段,需要决定的内容包括:
1.根据各种机械的施工能力相匹配的原则,确定适宜的施工机械,按生产能力决定机械能量与组合方式。
2.通过试拌决定:
(1)拌和机的操作方式——如上料速度、拌和数量和拌和时间、拌和温度等。
(2)验证沥青混合料的配合比设计和沥青混合料的技术性质,决定正式生产用的矿料配合比和油石比。
3.通过试铺决定:
(1)摊铺机的操作方式——摊铺温度、摊铺速度、初步振捣夯实的方法和强度、自动找平方式等。
(2)压实机具的选择、组合、压实顺序、碾压温度、碾压速度及遍数。
(3)施工缝处理方法。
(4)沥青面层的松铺系数。
4.确定施工产量及作业段的长度,修订施工组织计划。
5.全面检查材料及施工质量是否符合要求。
6.确定施工组织及管理体系、质保体系、人员、机械设备、检测设备、通讯及指挥方式。
试铺段的铺筑,严格按部颁标准JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》规定操作。
在试铺段的铺筑过程中,监理工程师应一起参加,检查施工工艺、技术措施是否符合要求,测温、观色、取样,并记录试验与检测结果,检查各种技术指标情况,对提出的问题提出改进意见。
各层试铺,必须力争一次铺筑成功,使试铺面层成为正式路面的组成部分。
否则应予铲除。
试铺段的质量检查频率应根据需要比正常施工时适当增加(一般增加一倍)。
试铺结束后,试铺段应基本上无离析和石料压碎现象,经检测各项技术指标均符合规定,施工单位应立即提出试铺段总结报告,由监理工程师审查,总监代表确认,经总监批准后即可作为申报正式开工的依据。
七、沥青层施工
1.把好原材料质量关。
(1)要注意粗集料和填料的质量,应从源头抓起,对不合格的矿料,不准运进拌和厂。
(2)堆放各种矿料的地坪必须硬化,并具有良好的排水系统,避免材料被污染;各种材料间应用墙体隔开,以免相互混杂。
(3)细集料及矿粉宜覆盖,细集料潮湿将影响喂料数量和拌和机产量。
2.关于沥青混凝土配合比设计的统一规定
(1)对同一拌和厂两台拌和机,如果使用相同品种的矿料,可使用同一目标配合比。
目标配合比需经监理工程师审查,报总监代表批准确认后才能进行生产配合比设计。
如果某种矿料产地、品种发生变化,必须重新进行目标配合比设计。
(2)每台拌和机均应进行生产配合比设计,由监理工程师审查,总监代表确认,经总监批准后,才能进行试拌与试铺。
3.沥青混合料的拌制
(1)严格掌握沥青和集料的加热温度以及沥青混合料的出厂温度。
集料温度应比沥青温度高30℃,热混合料成品在贮料仓储存后,其温度下降不应超过10℃,沥青混合料的施工温度控制范围见表10。
(2)拌和楼控制室要逐盘打印沥青及各种矿料的用量和拌和温度,并定期对拌和楼的计量和测温进行校核;没有材料用量和温度自由记录装置的拌和机不得使用。
(3)拌和时间由试拌确定。
必须使所有集料颗粒全部裹覆沥青结合料,并以沥青混合料拌和均匀为度。
(4)要注意目测检查混合的均匀性,及时分析异常现象。
如混合料有无花白、冒青眼和离析等现象。
如确认是质量问题,应作废料处理并及时予以纠正。
在生产开始以前,有关人员要熟悉本项目所用各种混合料的外观特征,这要通过细致地观察室内试拌的混合料而取得。
表10沥青混合料的施工温度(℃)
沥青加热温度
160-175
矿料温度
190-220
混合料出厂温度
正常范围175-185超过195作废
混合料贮存温度
出料后温度降低不超过10
混合料运输到现场温度
不低于165,低于145作废
摊铺温度
不低于160
碾压温度(开始)
不低于150
碾压温度(终了)
不低于90
开放交通的路表温度,不高于
50
注:
沥青混合料的施工温度采用金属探测针的插入数显温度计测量。
表面温度可采用表面接触式温度计测定。
当采用红外线温度计测量表面温度时,应进行标定。
高强沥青施工可在改性沥青AC-13基础上将各项施工温度提高约5℃为佳。
(5)每台拌和机每天上午、下午各取一组混合料试验做马歇尔试验和抽提筛分试验,检验油石比、矿料级配和沥青混凝土的物理力学性质。
油石比与设计值的允许误差-0.1%至+0.2%。
矿料级配与生产设计标准级配的允许差值
0.075mm±2%
≤2.36mm±5%
≥4.75mm±6%
(6)每天结束后,用拌和楼打印的各料数量,以总量控制,以各仓用量及各仓级配计算平均施工级配、油石比并与施工厚度和抽提结果进行校核。
频度与质量要求见下表:
表11沥青混合料矿料级配检查的频率与质量要求
项目
检查频度及单点检验评价方法
质量要求或允许偏差
试验方法
矿料级配筛孔
0.075mm
逐盘在线检测
±2%
计算机采集数据计算
≤2.36mm
±5%
≥4.75mm
±6%
0.075mm
逐盘检查,每天汇总1次取平均值评定
±1%
总量检测
≤2.36mm
±2%
≥4.75mm
±2%
0.075mm
每台拌和机每天1-2次,以2个试样的平均值评定
±2%
T0725抽提筛分与标准级配比较的差
≤2.36mm
±5%
≥4.75mm
±6%
4.沥青混合料的运输
(1)采用数字显示插入式热电偶温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。
插入深度要大于150mm。
在运料卡车侧面中部设专用检测孔,孔口距车箱底面约300mm。
(2)拌和机向运料车放料时,汽车应前后运动,分几堆装料,以减少粗集料的分离现象。
(3)沥青混合料运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余,摊铺机前方至少应有五辆运料车等候卸料。
(4)运料车应有蓬布覆盖设施,以资保温或避免污染环境。
(5)连续摊铺过程中,运料车在摊铺机前10-30cm处停住,不得撞击摊铺机。
卸料过程中运料车应当挂空档,靠摊铺机推动前进。
5.沥青混合料的摊铺
(1)连续稳定地摊铺,是提高路面平整度最主要措施。
摊铺机地摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊
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