二级建造师《公路工程管理与实务》精讲课第十六讲
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2B312022 沥青路面面层施工

一、沥青路面结构组成

1.沥青路面结构层可由面层、基层、底基层、垫层组成。

2.面层是直接承受车轮荷载反复作用和自然因素影响的结构层,可由13层组成。 表面层应根据使用要求设置抗滑耐磨、密实稳定的沥青层;中面层、下面层应根据公路等级、沥青层厚度、气候条件等选择适当的沥青结构层。


一、沥青路面结构组成

1.沥青路面结构层可由面层、基层、底基层、垫层组成。

2.面层是直接承受车轮荷载反复作用和自然因素影响的结构层,可由13层组成。 表面层应根据使用要求设置抗滑耐磨、密实稳定的沥青层;中面层、下面层应根据公路等级、沥青层厚度、气候条件等选择适当的沥青结构层。

3.基层是设置在面层之下,并与面层一起将车轮荷载的反复作用传布到底基层、垫 层、土基,起主要承重作用的层次。当基层较厚需分两层施工时,可分别称为上基层、 下基层。

4.底基层是设置在基层之下,与面层、基层一起承受车轮荷载反复作用,并起承重作用的层次。

5.垫层是设置在底基层与土基之间的结构层,起排水、隔水、防冻、防污等作用

1.按技术品质和使用情况分类

1)沥青混凝土路面适用于各级公路面层

2)热拌沥青碎石适宜用于三、四级公路。 中粒式、粗粒式沥青碎石宜用作沥青混凝土面层下层、联结层或整平层。

3)沥青贯入式适用于三、四级公路,也可作为沥青混凝土面层的联结层。

4)沥青表面处治,一般用于三、四级公路,也可用作沥青路面的磨耗层、防滑层。


2.按组成结构分类

1)密实一悬浮结构:工 程中常用的AC-I型沥青混凝土就是这种结构的典型代表。

2)骨架一空隙结构:工程中使用的沥青碎石混合料(AM)和排水沥青 混合料(OGFC)是典型的骨架空隙型结构。

3)密实一骨架结构:沥青碎石玛蹄脂混合料(SMA)是一种典型的密实一骨架型结构。


3.按矿料级配分类

1密级配沥青混凝土混合料:剩余空隙率为3%6% (行人道路2%6% )的是I型密实式改性沥青混凝土混合料;剩余空隙率为4%10%的是型半密实式改性沥青混凝土混合料。代表类型有沥青混凝土、沥青稳定碎石。

2)半开级配沥青混合料:由适当比例的粗集料、细集料及少量填料(或不加填料)与沥青拌合而成,压实后剩余空隙率在10%以上的半开式改性沥青混合料。代表类型 有改性沥青稳定碎石,用AM表示。

3)开级配沥青混合料:矿料级配主要由粗集料组成,细集料和填料较少,采用高黏度沥青结合料粘结形成,压实后空隙率大于15%的开式沥青混合料。代表类型有排水式沥青磨耗层混合料,以OGFC表示;另有排水式沥青稳定碎石基层,以ATPB表示。

4)间断级配沥青混合料:代表类型有沥青玛蹄脂碎石(SMA)。

4.按矿料粒径分类

按矿料粒径分为砂粒式沥青混合料、细粒式沥青混合料、中粒式沥青混合料、粗粒式 沥青混合料和特粗式沥青混合料。

三、沥青路面面层原材料要求

1.道路石油沥青

沥青等级

适用范围

A级沥青

各个等级的公路,适用于任何场合和层次

B级沥青

(1)高速公路、一级公路沥青下面层及以下层次,二级及二级公路以下公路的各个层次;

(2)用作改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青

C级沥青

三级及三级以下公路的各个层次

三、沥青路面面层原材料要求

5.改性乳化沥青

品   种

代号

适用范围

改性乳化沥青

喷洒型改性乳化沥青

PCR

粘层、封层、桥面防水粘结层用

拌和用乳化沥青

BCR

改性稀浆封层和微表处用

6.粗集料

1)沥青面层使用的粗集料包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等,但高速公路和一级公路不得使用筛选砾石和矿渣。

2)粗集料与沥青的粘附性应符合要求,当使用不符要求的粗集料时,宜掺加消石灰、水泥或用饱和石灰水处理后使用,必要时可同时在沥青中掺加耐热、耐水、长期性能好的抗剥落剂,也可采用掺加改性沥青的措施,使沥青混合料的水稳定性检验达到要求。

8)筛选砾石仅适用于三级及三级以下公路的沥青表面处治路面。

7.细集料

1)沥青面层的细集料可采用天然砂机制砂、石屑。

2SMAOGFC(排水沥青混合料)混合料不宜使用天然砂。

四、热拌沥青混合料面层施工技术

四、热拌沥青混合料面层施工技术

1.施工准备

2)做好配合比设计报送监理工程师审批,对各种原材料进行符合性检验。

四、热拌沥青混合料面层施工技术

5)试验段开工前28d安装好试验仪器和设备,配备好后试验人员报请监理工程师审核。各层开工前14d在监理工程师批准的现场备齐全部机械设备进行试验段铺筑,以确定松铺系数、施工工艺、机械配备、人员组织、压实遍数,并检查压实度,沥青含量,矿料级配,沥青混合料马歇尔各项技术指标等。

四、热拌沥青混合料面层施工技术

2.沥青混合料的拌制

4)沥青的加热温度控制在规范规定的范围之内,即145170。混和料的出料温度控制在135170。当混合料出料温度过高即废弃,混合料运至施工现场的温度控制在不低于135150℃。

5)出厂的混合料须均匀一致,无白花料,无粗细料离析和结块现象,不符合要求时应废弃。

3.混合料的运输

3)已离析、硬化在运输车箱内的混合料,低于规定铺筑温度或被雨淋的混合料予以废弃。

4.混合料的摊铺

2)下、中面层采用走线法施工,表面层采用平衡梁法施工。

4)沥青混合料的摊铺温度一般正常施工控制在不低于125140℃。

5)开铺前将摊铺机的熨平板进行加热至不低于100

6)采用双机或三机梯进式施工时,相邻两机的间距控制在1020m。两幅应有30~60mm宽度的搭接。

9)摊铺机无法作业的地方,在监理工程师同意后采取人工摊铺施工。

四、热拌沥青混合料面层施工技术

5.混合料的压实

1)压路机釆用23台双轮双振压路机及23台重量不小于16t胶轮压路机组成。

四、热拌沥青混合料面层施工技术

5.混合料的压实

2)初压:采用钢轮压路机静压1~ 2遍,正常施工情况下,温度应不低于120℃并紧跟摊铺机进行。

复压:紧跟在初压后开始,不得随意停顿。密级配沥青混凝土优先采用胶轮压路机进行搓揉碾压,以增加密水性,总质量不宜小于25t。边角部分压路机碾压不到的位置,使用小型振动压路机碾压。

3)采用雾状喷水法,以保证沥青混合料碾压过程中不粘轮。

4)不在新铺筑的路面上进行停机,加水、加油活动,以防各种油料、杂质污染路面。压路机不准停留在温度尚未冷却至自然气温以下已完成的路面上。

5)碾压进行中压路机不得中途停留、转向或制动,压路机每次由两端折回的位置阶梯形随摊铺机向前推进,使折回处不在同一横断面上,振动压路机在已成型的路面上行驶关闭振动。

四、热拌沥青混合料面层施工技术

6.接缝处理

1)梯队作业采用热接缝,施工时将已铺混合料部分留下100200mm宽暂不碾压, 作为后摊铺部分的高程基准面,后摊铺部分完成立即骑缝碾压,以除缝迹。

2)横接缝的处理

j首先用3m直尺检查端部平整度,不符合要求时,垂直于路中线切齐清除。

k清理干净后在端部涂粘层沥青接着摊铺。

l横向接缝的碾压先用双轮双振压路机进行横压,碾压时压路机位于已压实的混合料层上伸入新铺层的宽为150mm,然后每压一遍向铺混合料移动150~200mm,直至全部在新铺层上为止,再改为纵向碾压。

五、沥青表面处治施工技术

沥青表面处治通常采用层铺法施工。按照洒布沥青及铺撒矿料的层次的多少,可分为单层式、双层式和三层式3种。

三层法施工工序是:施工准备→撒透层油撒第一层沥青撒第一层集料碾压撒第二层沥青→撒第二层集料→碾压→撒第三层沥青→撒第三层集料→碾压→初期养护成型。

六、沥青贯入式面层施工技术

乳化沥青贯入式面层铺筑在半刚性基层上时,应铺筑下封层。沥青贯入层作为联结层使用时,可不撒表面封层料。

沥青贯入式面层的施工工艺流程为:清扫基层→撒透层或粘层沥青→撒主层矿料→碾压→撒布第一遍沥青→撒布第一遍嵌缝料→碾压→撒布第二遍沥青→撒第二遍嵌缝料→碾压→撒布第三遍沥青→撒封层料→碾压→初期养护。

七、水泥路面改造加铺沥青面层

水泥路面改造加铺沥青面层主要有两种方法:直接加铺法、碎石化法

七、水泥路面改造加铺沥青面层

1.直接加铺法

1.直接加铺法

1)对边角破碎损坏较深和较宽的路面,先用切割机切除损坏部分,然后浇筑同强度等级混凝土;

对破损较浅、较窄的,可凿除5cm以上,然后用细石拌制的混凝土混合料填平。

2)对发生错台或板块网状开裂,应首先考虑是路基质量出现问题,必须将整个板全部凿除,重新夯实路基及基层。浇筑同强度等级混凝土,传力杆按原水泥混凝土面板的设置情况进行设置。

3对于板块脱空、桥头沉陷、板的不均匀沉陷及弯沉较大的部位,应钻穿板块,然后用水泥浆高压灌注处理。

具体的工艺流程:定位→钻孔→制浆(热沥青、水泥浆、水泥粉煤灰浆、水泥砂浆等)→灌浆(灌浆标准:浆液进入结构孔隙,一直到相邻孔出浆、以浆液从纵横缝里冒出,或水泥混凝土板有翘起现象为止;不得过量灌浆,造成孔周辐射裂缝。)→灌浆孔封堵→交通控制

(压浆完成后的板块,禁止车辆通行,待灰浆强度达到3MPa方可开放交通)→弯沉检测(当弯沉值超过0.3mm时,应重新钻孔补压)。

4对接缝的处理。

对纵横缝清缝,清除缝内原有的填充物和杂物,再用手持式注射枪进行沥青灌缝,然后用改性沥青油毡等材料贴缝,有必要时再加铺一层特殊沥青材料的过渡层,吸收或抵抗纵横缝的向上扩展的能量,防止产生反射裂缝。


     

七、水泥路面改造加铺沥青面层

2.碎石化法

4)路面碎石化施工

j在路面碎石化施工正式开始之前,选择有代表性的路段作为试验段,获取破碎参数。

k路面破碎时,先破碎路面侧边的车道,然后破碎中部的行车道。两幅破碎一般要保证10cm左右的搭接破碎宽度。

l路面碎石化后应清除路面中所有松散的填缝料、胀缝料、切割移除暴露的加强钢筋或其他类似物。

④表面凹处在10cm×10cm以内,在压实前可以用密级配碎石回填;表面凹处在10cm×10cm以上的应利用沥青混合料找平,以保证加铺沥青面层的平整度。

5)破碎后的压实

破碎后的路面采用Z型压路机振动压实23遍,测标高进行级配碎石调平,检测平整度,光轮压路机振动压实3-4遍,压实速度不超过 5km/h

6)乳化沥青透层的洒布

为使表面较松散的粒径有一定的结合力,使用慢裂乳化沥青做透层。乳化沥青透层表面再撒布适量石屑后进行光轮静压,石屑用量以不粘轮为标准。

八、旧沥青路面再生

 (一)现场冷再生法           1.整形再生法

(二)现场热再生法           2.重铺再生法

                             3.复拌再生法

(三)厂拌热再生

八、旧沥青路面再生

(一)现场冷再生法

1.适用范围

现场冷再生工艺一般适用于病害严重的一级以下公路沥青路面的翻修、重建,冷再生后的路面一般需要加铺一定厚度的沥青罩面。

2.优缺点

优点

(1)原路面材料就地实现再生利用,节省了材料转运费用;

(2)施工过程能耗低、污染小;

(3)适用范围广。

缺点

(1)施工质量较难控制;

(2)一般需要加铺沥青面层,再生利用的经济性不太明显。

3.关键技术

现场冷再生中关键技术是添加的胶粘剂(如乳化沥青、泡沫沥青、水泥)与旧混合料的均匀拌和技术,其余如旧沥青混合料的铣刨、破碎技术,胶粘剂配比性能也很关键。

(二)现场热再生法

1.适用范围

适用于老化不太严重,但平整度较差的高等级公路沥青路面上面层病害的修复,可恢复沥青上面层物理力学性能,修复沥青路面的车辙。

2.优缺点

优点

(1)施工速度快

(2)原路面材料就地实现再生利用

(3)节省了材料转运费用

缺点

(1)再生深度通常在2.56cm,难以深入

(2)对原路面材料的级配调整幅度有限,也难以去除不适合再生的旧料

(3)再生后路面的质量稳定性和耐久性有所减弱

3.关键技术

现场热再生中旧沥青混合料的加热重熔技术,新加沥青、再生剂与旧混合料的均匀复拌技术是关键问题。

4.类型

1)整形再生法

j原理:整形再生法适合23cm表面层的再生,是由加热机对旧沥青路面加热至60180℃后,由再生主机将路面翻松并将翻松材料收集到再生主机的搅拌锅中,同时在搅拌锅中加入适量的沥青再生剂,将拌和均匀的再生混合料重新摊铺到路面上,用压路机碾压成型。

k适用范围:微型裂纹、磨耗层损坏及破损面积较小的路面,修复后可消除原路面的轻度车辙、龟裂等病害,恢复路面的平整度,改善路面性能。

2)重铺再生法

j原理:重铺再生法适合46cm面层的再生,是用两台加热机分次对旧沥青路面进行加热。再由再生机主机翻松,将翻松材料收集到再生主机的搅拌锅中,加入适量的沥青再生剂搅拌,将拌和均匀的再生混合料摊铺到路面上作为路面下面层,其上再铺设一层新的沥青混合料作为磨耗层,形成全新材料的路面,最后用压路机碾压成型。

k适用范围:破损较严重路面(如出现大面积坑槽)的维修翻新和旧路升级改造施工。

l重铺再生法工艺

加热(火焰加热、红外线加热、热气加热、微波加热)→旧料再生(翻松、添加再生剂、搅拌等)→摊铺整形→压入碎石工艺(罩新面工艺)。

3)复拌再生法

复拌再生法适合46cm面层的再生,其方法是用两台加热机分次对旧沥青路面进行加热,加热方式与重铺再生法基本相同。由再生机主机铣刨翻松,并把翻松后的材料与新沥青混合料及再生剂,在再生机主机的搅拌器中拌和均匀,形成新品质的沥青混合料。

(三)厂拌热再生法

1.优缺点

优点

再生工艺易于控制,再生后的沥青混合料性能也比较理想,若采用适当的配合比设计和严格的质量控制措施,再生路面具有与普通沥青路面相同或相近的路用性能和耐久性。

缺点

再生成本较高。

2.关键技术

厂拌热再生中的关键技术是必须解决旧沥青混合料中沥青的加热重熔问题与旧沥青混合料的精确计量问题。

九、 SMA沥青混凝土路面施工

(一)沥青玛蹄脂碎石(SMA

其具有抗滑耐磨、密实耐久、抗疲劳、抗车辙、 减少低温开裂的优点,适用于高速公路、一级公路的 抗滑表层材料。

九、 SMA沥青混凝土路面施工

(二)施工技术

2. SMA混合料的拌和

3)沥青混合料拌和时间应以混合料拌和均匀、纤维掺加剂均匀分布在混合料中、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度。

6SMA结构路面碾压施工

2SMA的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。SMA路面碾压宜采用钢轮压路机初压12遍、复压24遍、 终压1遍的组合方式。

SMA面层施工切忌使用胶轮压路机或组合式压路机,以防止胶轮压路机或组合式压路机的轮胎将结构部沥青“泵吸”到路表面,使路表失去纹理和粗糙度。

7SMA路面接缝处理

1)施工中要尽可能避免冷接缝。如不可避免冷接缝,应在施工完毕、路面尚未完全冷却前,用切割机切割好,然后用水将缝处冲刷干净,继续施工时,涂刷粘层油即可摊铺新混合料施工。

十、SAC沥青混凝土路面施工

(四)施工技术

1.防止离析现象的发生

1)集料的堆放:堆料采用小料堆,避免大料堆放时大颗粒流到外侧,集料产生离析。

2)填料的含量:填料的含量应严格控制。

3)拌和时间:通常的干拌时间不少于10s,对于粗集料级配混合料的干拌时间应是1315s。混合料的湿拌时间一般在35s左右。

4)混合料的运输:卡车装料应分三个不同位置往车中装料,第一次装料靠近车厢的前部,第二次装料靠近后部车厢门,第三次装料在中间,这样可以消除装料时的离析现象。

听完整课程请联系老师或致电400-650-6339


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