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1、市政工程沥青混凝土质量监管宣贯,市政一级建造师继续教育 2013年6月,目录,一前言二沥青混凝土及相关材料定义三沥青混合料的分类四、生产与施工工艺和质量要求五沥青混凝土路面质量通病和防治措施六质量监督工作重点七试验报告解读,一前言,城市道路路面是用各种筑路材料铺筑在道路路基上直接承受车辆荷载的层状构造物。,道路横断面,一前言,路面结构自上而下通常可分成面层、基层和垫层三个结构层。,一前言,路面工程是道路建设中的一个重要组成部分，它的技术性能好坏，直接影响行车速度、安全和运营经济。路面结构应具有足够的强度以抵抗车轮荷载引起的各个部位的应力，保证路面不破坏。（图示）,一前言,为了保证路面的使用年限
2、，路面应具有：充分的强度、稳定性、耐久性；为了保证行车舒适安全，路面还必须具有：较高的平整度和抗滑性。,一前言,城市道路通常采用：,沥青混凝土路面（柔性路面）,水泥混凝土路面（刚性路面）,二沥青混凝土及相关材料定义,沥青混合料：矿料+沥青结合料沥青混凝土：由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥青结合料拌和而制成的符合技术标准的沥青混合料称为沥青混凝土混合料，简称沥青混凝土。,二沥青混凝土及相关材料定义,矿料：用于沥青混合料的粗集料、细集料、填料的总称。粗集料：粒径2.36（4.75）mm的碎石、砾石等集料细集料：粒径2.36（4.75）mm的砂、石屑等集料填料：在沥青混
3、合料中起填充作用，粒径0.075mm的矿物质粉末,二沥青混凝土及相关材料定义,沥青结合料：起胶结作用的沥青类材料，含添加的外掺剂、改性剂等。沥青：是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂有机胶凝状混合物，包括天然沥青、石油沥青和煤焦油沥青。石油沥青：是将精制加工石油所残余的渣油，经适当的工艺处理后得到的产品。根据提炼程度的不同，在常温下成液体、半固体或固体。,二沥青混凝土及相关材料定义,道路石油沥青分三个等级（公路沥青路面施工技术规范标准 F40-2004）A级沥青：适用于各个等级的路面B级沥青：高速公路、一级公路沥青下面层，二级及二级以下公路的各个层次；用作改性沥青、乳化沥
4、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,二沥青混凝土及相关材料定义,改性沥青：掺加橡胶、树脂、高分子聚合物，天然沥青与磨细的橡胶粉或者其他材料等外掺剂（改性剂），使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料,基质沥青,橡胶粉颗粒、SBS改性剂、聚酯纤维、木质纤维,三沥青混合料的分类,（一）根据矿料最大粒径分类（二）根据生产工艺分类（三）根据矿料级配组成和空隙率大小（四）从沥青混合料结构组成上分为（五）根据路用性能分类,三沥青混合料的分类,根据混合料类型、矿料公称最大粒径（mm）常用品种：1、特粗式31.5，ATB-40沥青稳定碎石道路基层；2、粗粒式
5、31.5/26.5，AC-30/AC-25沥青混凝土下面层；3、中粒式19/16，AC-20/AC-16沥青混凝土中面层、上面层；4、细粒式13.2/9.5，AC-13/AC-10沥青混凝土上面层砂（微）粒式4.75AC-5沥青混凝土磨耗层,三沥青混合料的分类,（二）根据生产工艺分类：1热拌沥青混合料 2温拌沥青混合料 3冷拌沥青混合料 4再生沥青混合料,三沥青混合料的分类,热拌沥青混合料：矿料与沥青在专门设备中加热拌和而成，用保温运输工具运至施工现场，在热态下进行摊铺和压实的混合料。,三沥青混合料的分类,2温拌沥青混凝土：在沥青和集料拌和过程中掺入一种表面活性添加剂，在同样原材料条件下，温拌
6、拌和与施工温度比热拌工艺低3060。优点:(1)温拌沥青混合料技术应用于隧道沥青路面摊铺时，大大减少沥青烟气的排放，改善施工作业环境，较好地保证生产施工工人的身体健康；(2)温拌沥青混合料比热拌沥青混合料具有更为宽泛的碾压温度区间范围，为低温季节沥青路面摊铺施工提供了更长的碾压时间，保证路面压实质量；(3)由于温拌沥青混合料在生产拌和、运输、施工过程中温度比热拌沥青混合料低3060,大大降低了燃油费用，据统计燃油消耗可降低30%以上，同时有效控制沥青的老化程度，能够有效提高路面的耐久性，延长沥青路面的使用寿命。,三沥青混合料的分类,冷拌沥青混凝土：一般由矿料、洗刨料、乳化沥青、水泥、水等构成。
7、特点：（1）冷拌沥青混合料适用于三级及三级以下的公路的沥青面层、二级公路的罩面层施工以及各级公路沥青路面的基层、联接层或整平层。（2）冷拌改性沥青混合料可用于沥青路面的坑槽冷补。（3）也有冷再生沥青混合料用于一级公路基层，为增加强度，常掺入一定比例水泥，冷拌沥青混凝土施工后，常存在一定的养生期，便于水份蒸发与水泥强化。,三沥青混合料的分类,再生沥青混凝土：用沥青作结合料，与RAP（回收沥青路面材料）、再生剂、新添加的矿质集料和矿粉按一定比例配制，经加热、拌和、压实而成的产品。（GB/T 25033-2010）按施工场合与工艺分为：厂拌热再生沥青混凝土与就地热再生沥青混凝土。厂拌热再生的沥青混凝
8、土适用于各等级公路和城市道路面层及柔性基层。就地热再生沥青混凝土仅适用于浅层轻微病害和各等级公路和城市道路的沥青面层，对于新建公路仅可用于中、下面层。（英达）,三沥青混合料的分类,厂拌热再生设备 就地热再生设备,三沥青混合料的分类,（三）根据矿料级配组成和空隙率大小：1连续级配沥青混合料：是矿料按级配原则，从大到小各级粒径都有，按比例相互搭配组成的沥青混合料。孔径：（31.5mm、26.5mm、19mm、16mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm）2间断级配沥青混合料：是矿料级配组成中缺少1个或几个档次而形成的级配间断的
9、沥青混合料。,三沥青混合料的分类,3密级配沥青混合料：各种粒径的颗粒级配连续、相互嵌挤密实的矿料，与沥青结合料拌合而成，压实后剩余空隙率小于10%的沥青混合料，通常以AC表示4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）与沥青结合料拌合而成，压实后剩余空隙率在10%以上半开式沥青混合料，也称为沥青碎石混合料。5开级配沥青混合料：矿料级配主要由粗集料嵌挤组成，细集料及填料较少，矿料相互拨开，压实后空隙率大于15%的沥青混合料。,三沥青混合料的分类,开级配沥青混合料以沥青混合料OGFC与ATPB为代表，用于排水式路面的面层与基层,三沥青混合料的分类,（四）从沥青混合料结构
10、组成上分为：1悬浮密实结构2骨架空隙结构3骨架密实结构,三沥青混合料的分类,1悬浮密实结构：是连续密级配沥青混合料。由于前级密排粗集料受次级集料的干涉，前级粗集料被次级集料挤开，不能直接靠拢形成骨架，粗集料有如悬浮于次级集料和沥青胶浆之间。特点是具有较高的密实度，但稳定性较差。如AC类型,（悬浮密实结构）,三沥青混合料的分类,2骨架空隙结构：是粗集料数量较高，且相互接触形成骨架，但细集料数量较少，不足以填充粗集料之间的空隙，粗集料之间不仅紧密相连，而且有较多的空隙。沥青混合料的内摩阻力起重要作用，因此，沥青混合料受沥青材料的变化影响较小，稳定性较好。结构空隙率较大而密实度低。如：开级配的沥青混
11、合料OGFC与ATPB，可用于排水式沥青磨耗层与排水式沥青碎石基层，但下面需做下封层。,（骨架空隙结构）,三沥青混合料的分类,3骨架密实结构：间断密级配的沥青混合料，是上面两种结构形式的有机组合。它既有一定数量的粗集料形成骨架结构，又有足够的细集料填充到粗集料之间的空隙中去。因此，这种结构的沥青混合料的密实度、强度和稳定性都比较好。例如：沥青玛蹄脂碎石混合料SMA-16、SMA-13。,（骨架密实结构）,三沥青混合料的分类,（五）根据路用性能分类：1改性沥青混凝土2橡胶沥青混凝土 3彩色（沥青）路面 4抗车辙沥青混凝土 5大空隙排水式沥青混凝土 6环氧沥青混凝土,三沥青混合料的分类,1改性沥青
12、混凝土：采用改性沥青与矿料拌合而成的混合料。改性沥青是在基质沥青中掺加了橡胶、树脂、高分子聚合物等改性剂，使基质沥青的性能得以改善。,橡胶粉颗粒、SBS改性剂、聚酯纤维、木质纤维,三沥青混合料的分类,例如，SBS改性沥青：基质沥青+2.5%、3.0%、4.0%的SBS改性剂 特点：改性后的沥青，与原沥青相比（1）高温粘度增大，软化点升高（2）在良好的设计配合比和施工条件下，沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。,三沥青混合料的分类,2橡胶沥青混凝土：橡胶沥青一词来自英文Asphalt Rubber，主要是通过一定的生产加工工艺将橡胶粉加入至沥青当中。特点：针入度减小，软化点提高，粘度增大。沥青
13、的高温稳定性提高，对高温下车辙、推挤现象有明显改善；沥青温度敏感性低，更有利于抵抗不利气候的循环作用；抗流动性提高，具有较强抗流变性能,三沥青混合料的分类,改善沥青的低温性能，胶粉可提高沥青的低温下延度，增加了沥青的柔韧性；增强粘附性，石料表面粘附的橡胶沥青膜厚度增加，可提高沥青路面抗水损害性能，延长道路使用寿命；降低噪声污染，对高速公路和城市道路改造工程有重要意义；增加车辆轮胎与路面的抓着性，提高行驶安全性；减少和消除废轮胎堆放导致的公害，同时又得到合理的二次资源利用，获得资源和环境的双重效果。,三沥青混合料的分类,3彩色路面：目前南京彩色路面可分为以下几类：1）彩色路面涂层 在原有路面上喷
14、涂所需的颜色，主要用于人行道、过街通道、广场等，与正常道路的标识明示。2）彩色颗粒石子路 属于水泥混凝土类型或环氧类混凝土，用于人行道、花坛、广场等,三沥青混合料的分类,（3）彩色防滑层 在原有路面上涂一层环氧胶结料，在其上面撒一层拷色细石料。,三沥青混合料的分类,4）彩色沥青混凝土 脱色沥青+各种颜色石料、色料+添加剂,三沥青混合料的分类,4抗车辙沥青混凝土：通过对沥青改性与沥青混合料的改进，可有效提升沥青混凝土路面的抗高温性能。其中采用抗车辙剂的沥青混合料，在抗车辙性能方面最为显著。选择使用合适的添加剂可大幅度提高沥青混合料的胶结作用从而增加沥青混合料的高温稳定性。,三沥青混合料的分类,三
15、沥青混合料的分类,5大空隙排水式沥青混凝土：矿料级配主要由粗集料嵌挤组成，细集料及填料较少，矿料相互拨开，压实后空隙率15%20%的沥青混合料，主要作为路面磨耗层，抗磨耗和抗滑。,三沥青混合料的分类,6环氧沥青混凝土：环氧沥青是由A、B组分混和后，经化学反应形成的不可逆的具有三维立体互穿网络结构的热固性半刚性材料，兼具沥青和环氧树脂两种材料的优点，是高强度、高粘结力、高柔韧性的新型复合材料。采用环氧沥青作为防水粘结层和铺装层，具有良好的高温稳定性及低温抗裂性能、超强的抗疲劳性能和优异的耐久性。,三沥青混合料的分类,南京玄武大道花园路跨线桥水泥混凝土桥面铺装与古平岗及滨江大道跨线钢桥面铺装二种，
16、分采用5210型、2910型环氧沥青。其中水泥混凝土桥面采用的5210型成本低于钢桥面材料，结构层为环氧沥青混凝土（下层）改性沥青SMA（上层）。,铺装结构示意图,城镇道路改造加铺 工程技术,1、前言,都市化城市建设和城市交通需要，对城镇道路建设、管理和养护提出了更高的要求。道路的功能也从满足基本的通行能力的需要，向行车舒适、出行安全、节约能源、环保美观等全方位、多功能的需求转变。近年来城镇道路改造加铺工程已成为城镇市政建设的重要内容，加铺改造技术发展得到了快速发展。本教材结合B市二环道路改造工程简要介绍混凝土道板加铺沥青混合料面层技术。,2、工程案例,二环路是城市主干道，路面严重破损，旧水泥
17、混凝土路面的混凝土板块之间伸缩缝处错台、裂缝及板面破损等缺陷造成了行车舒适度低、平稳性差、环境噪声大。改造工程全长32.7km，投资3.6亿元。工程内容主要：全面加铺主辅路沥青路面，更新方砖、人行步道、桥梁伸缩缝、整治中央隔离带，调整部分进出口，优化辅路路口及公交港湾的交通组织。工程规模大、技术复杂、施工难度高（不得中断交通），采用了一些新技术、新材料、新工艺。,三、路面加铺主要技术,旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土，必须解决下列主要技术问题：1、水平变形反射裂缝 水平变形反射裂缝的产生是因为旧水泥混凝土路板上存在接缝和裂缝，如果直接加铺沥青混凝土，在温度变化和形成荷载的作用下，水泥混凝土路面沿
18、着接缝和裂缝处伸缩，当沥青混凝土路面的伸缩变形与其不一致时，就会在这些部位开裂，这就是产生反射裂缝的机理。,三、路面加铺主要技术,反射裂缝的存在不仅影响路面美观，降低平整度，还削弱了路面的整体强度。特别是加铺层开裂后，水分通过反射裂缝渗透到基层、基底层甚至土基，削弱其强度，进而加速路面破坏，增加养护费用，缩短加铺层的使用寿命。因此，在旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土必须处理好反射裂缝问题，尽可能地减少或延缓反射裂缝的出现。,三、路面加铺主要技术,2、垂直变形破坏水泥混凝土路面下的基层、土基因行车荷载作用和自然沉降，会产生部分沉陷，造成地基应力分布不均匀和局部脱空，使原混凝土路面板在上部荷载作用时
19、发生较大的垂直变形甚至破坏，从而导致加铺后的沥青混凝土随之发生坑洼、壅包及至破坏。这是加铺工程需要解决的第二个问题。,三、路面加铺主要技术,3、局部破损快速修补 原二环路局部破损部位进行过多次小修，由于管理体制和资金条件有限，大多是临时性的表面处理，修补材料不统一，存在缺陷。有的部位年年修复年年破坏。为保证这次加铺改造的质量，必须将这些皮损部位彻底剔除并诚信修复。在二环路改造工程夜间施工、白天开放交通的条件下，需要解决局部破损快速修补的材料和工艺问题。,四、现有水泥混凝土路面处理,基底的不均匀垂直变形导致原水泥混凝土路面板局部脱空，严重脱空部位的路面板局部断裂或碎裂为保证水泥混凝土路面板的整体
20、刚性，加铺路面混凝土面层前，必须对脱空和路面板局部破裂处的基底进行处理，并对破损的路面板进行修复。1、基底的处理基底处理方法有两种：1）换填基底材料，2）注浆填充脱空部位的空洞。,四、现有水泥混凝土路面处理,（1）开挖式基底处理对于原水泥混凝土路面局部断裂或碎裂部位，将破坏部位凿除，换填基底并压实后，重新浇筑混凝土。这种常规的处理方法，工艺简单，修复液比较彻底，但对交通影响较大，适合交通不繁忙的路段。（2）非开挖式基底处理对于脱空部位的空洞，采用从地面钻孔注浆的方法进行基底处理。这是二环路改造工程中使用比较广泛和成功的方法。处理前使用探地雷达进行详细探查，测出路面板下松散、脱空和既有管线附近沉
21、降区域。,四、现有水泥混凝土路面处理,2、破损路面板的快速修补破碎深度小于板体厚度的这种破碎不同于混凝土板整体碎裂，因为不需要将板体整块凿除重新浇筑，采用局部修补的方法即可。二环路改造工程只能在夜间施工，白天必须开放交通，选用修补采用快凝、快硬混凝土（双快混凝土），双快混凝土的胶结材料为快硬硫铝酸盐水泥，促硬剂为CNL型。在环境温度535范围内，4h的抗压强度大于20MPa，初凝时间达30min。同时满足了早起强度和施工作业时间要求。,五、预防反射裂缝的技术,1、沥青混凝土加铺层在国内首次引用进口天然湖沥青用于旧水泥混凝土路加铺沥青混合料面层。在原有SMA改性沥青的基础上加入25%的天然湖沥青
22、；加铺厚度改为8cm，其中：TLA-16：40mm、（AC-16掺加25%湖沥青）TLA+SMA-13：40mm（国产AH-90：TLA:SBS=71：25：4）。提高了加铺层的抗老化、抗高温、防滑降噪的性能，并有一定的防止反射裂缝的功效。,五、预防反射裂缝的技术,2、旧水泥混凝土道板接缝和裂缝处理使用泰国泰普克沥青公司提供的TIPCO沥青密封膏处理旧水泥混凝土板缝。它具有很好的粘结力和抗水平与垂直变形能力，可以有效防止雨水渗入结构而引发冻胀。由于其对温度变化适应性强，在北方地区集结温差变化大的环境下，性能稳定，受加铺层高温材料的影响很小。,五、预防反射裂缝的技术,3、加铺防反射裂缝应力吸收层
23、为预防反射裂缝、延长路面使用寿命，在沥青加铺层与旧水泥混凝土路面之间设置防反射裂缝应力吸收层（美国科氏材料STRATA）。STARATA系统沥青胶结料为科氏专有技术生产的聚合物改性沥青，具有较高的高温黏度和低温抗疲劳性能,六、工程结果,1、二环路改造完成后通车运行以来，沿旧水泥混凝土路段加铺路面没有发生重大缺陷，至今仍保持得比较完好。2、实践表明：旧水泥混凝土路段加铺路面技术方案是成功的，特别是铺防反射裂缝应力吸收层沥青混合料取得了很好效果。3、旧水泥混凝土路面加铺改造不只是简单的加铺沥青混合料面层，而是从板下基层、土基到板体局部破损修补，从板体接缝和裂缝处理到沥青加铺层的过渡层，最后沥青混凝土加铺是所以工序效果的体现。,谢谢！,
