公路沥青路面施工规范.ppt

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1、公路沥青路面施工技术规范,主要修订内容介绍江苏省交通科学研究院2005年3月,(JTG F40-2004),关于发布公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)的公告第24号 现发布公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004),自2005年1月1日起实施,原公路沥青路面施工技术规范(JTJ032-94)与公路改性沥青路面施工技术规范(JTJ036-98)同时废止。中华人民共和国交通部二四年九月四日,原 规 范 的 不 足 之 处(1)道路沥青标准方面,“八五”国家科技攻关专题提出了按照当地气候条件选择沥青的新的建议标准,国际上美国SHRP及欧洲CEN都提出了新的沥青标准。我国石化

2、和石油系统也纷纷修订沥青标准。规范现有的沥青标准已经明显感到不足。例如按照现有的沥青标准,已经无法区别指标都合格的沥青的优劣。(2)在沥青路面表面层方面,抗滑与路面耐久性显示了明显的矛盾,对抗滑指标必须充分参考国外规范和经验予以合理解决。(3)沥青路面中下层通常采用II型沥青混合料,已经暴露出许多不足。,(4)由于过分强调减薄,沥青层压实厚度与集料粒径之间显示出不匹配的问题比较突出。(5)在沥青混合料的配合比设计方面,美国SUPERPAVE配合比设计方法如何按照我国国情予以借鉴,尤其是确定最佳沥青用量的方法、空隙率的计算方法等问题应该认真考虑。现在的马歇尔设计指标有许多不合理之处。(6)沥青混

3、合料水损害问题相当严重,应完善水稳定性的检验指标。(7)在施工质量检验指标方面,缺乏透水性等指标,对压实度的检验方法及标准有许多不同看法。,(8)在桥面铺装方面,水泥混凝土桥面的铺装层破损严重,近年来又建设了一些钢桥面,桥面铺装的内容明显不足。(9)近年来我国在改性沥青及SMA方面取得了较大的发展,改性沥青路面施工技术规范已经发布,“SMA路面设计施工指南”已经提出,需根据使用情况进行修订,然后合并到一个规范中。(10)半刚性基层透层油、沥青路面防水层、排水层、乳化沥青及改性乳化沥青稀浆封层等许多方面都有较大进展,需对规范内容进行补充。,相 关 研 究 专 题沥青混合料矿料级配及配合比设计方法

4、的修订沥青路面透水测定方法及指标要求超重载交通沥青路面材料试验标准(GTM对比)SUPERPAVE设计方法的引进与开发高速公路沥青路面抗滑标准沥青混合料水稳定性评价指标等另外许多省、市、自治区也开设了相关的研究专题。,新规范修订的主要内容有:(1)在“八五”国家科技攻关成果的基础上,提出了新的道路沥青标准和沥青路面的气候分区;提出了按照当地气候条件及交通情况(公路等级)选择沥青标号的方法。(2)强调了几个与早期病害有关的措施,如防治层间污染、保证合理施工工期等。(3)在材料部分全面修订了道路石油沥青、乳化沥青技术要求,局部修订了集料技术要求。(4)针对改性沥青和SMA方面的一些特殊要求进行了补

5、充完善。,(5)明确了三层矿料级配范围的意义,提出了规范矿料级配范围和调整矿料级配范围的原则。(6)完善了沥青混合料配合比设计方法,调整了马歇尔试验配合比没计方法及设计指标、标准,修订了确定最佳沥青用量的方法,统一了空隙率等体积指标的计算方法。(7)修订并补充了沥青混合料配合比设计检验方法和技术要求,增加了渗水性检验指标。(8)调整了不同粒径混合料的适宜压实层厚度,不同层位的沥青混合料种类、规格;明确施工期间需要对设计结构、使用材料进行审查和监督,予以确认。,(9)在施工工艺部分,主要修订了对拌和厂的要求,提出了过程控制、总量检验的方法,增加了提高路面平整度的措施,强调了摊铺宽度限制和加强轮胎

6、压路机压实等内容,同时强调了在冬季施工及雨季施工需要注意的问题。(10)修改了透层、粘层、封层的内容,将封层部分移入表面处治一章中,并增补了有关稀浆封层、微表处等新型结构的内容。(11)提出了对钢桥面铺装的基本要求。(12)修订了施工质量检验指标、频度、方法,增补了密水性(渗水系数)要求,强调压实度检验主要是工艺控制。,新规范共有11个章节:总则术语、符号、代号基层材料热拌沥青混合料路面沥青表面处治与封层沥青贯入式路面冷拌沥青混合料路面透层、粘层其他沥青铺装工程施工质量管理与检查验收,老规范共有11个章节:总则术语、符号、代号基层材料沥青表面处治路面沥青贯入式路面热拌沥青混合料路面乳化沥青碎石

7、混合料路面透层、粘层与封层其他工程施工质量管理与检查验收,一、基层要求,新规范对于基层的要求有所变化:新规范取消了原规范规定的“对高速公路、一级公路宜采用高强少裂、整体性能好的无机结合料稳定粒料的半刚性基层”的要求,提出了按照结构组合设计要求选用柔性基层(沥青稳定碎石、沥青贯入式、级配碎石、级配砂砾等)、半刚性基层(水泥稳定土或粒料、石灰与粉煤灰稳定土或粒料)、刚性基层(碾压式水泥混凝土、贫混凝土等)、混合式基层(上部使用柔性基层,下部使用半刚性基层)的要求;新规范明确提出了半刚性基层与沥青层宜在同一年内施工,以减少路面开裂;,二、沥青技术指标,原来的“重交通道路石油沥青”的就相当于国际上通行

8、的普通道路沥青标准,而“中、轻交通道路石油沥青”只不过是质量达不到国际上通用水平的质量差的沥青。新规范取消了这两个名称,都称为道路石油沥青。,道路石油沥青,原有的沥青标准明显有不足,它并不能完全反映沥青的路用性能,按照现有的沥青标准,已经无法区别指标都合格的沥青的优劣。国际上美国SHRP的SUPERPAVE及欧洲CEN都提出了新的沥青标准,中国石化和石油系统也纷纷修订沥青标准。1995年结束的“八五”国家科技攻关专题提出了按照当地气候条件选择沥青的新的建议标准。,此建议主要修订了以气候区为沥青标准,并以温度敏感性指标针入度指数PI作为标准体系的核心,它由25、15、30(或5)等35个温度的针

9、入度值通过回归计算得到。沥青的高温指标选择T800代替软化点,低温指标选择当量脆点1.2及10延度作为指标。老化仍采用薄膜加热试验,并以残留针入度比及10延度为指标。含蜡量、密度及闪点等予以保留。,新规范的道路石油沥青要求 沥青路面所适用的沥青品种和等级应符合下表的规定,沥青路面采用的沥青标号,宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位、施工方法等,结合当地的使用经验,经过技术论证后确定。,道路石油沥青选用的一些原则对高速公路、一级公路,夏季温度高、高温持续时间长的地区,对重载交通路段、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度慢的路段,尤其是汽车荷载剪应力大的层次,宜

10、采用稠度大、60粘度大的沥青,也可提高高温气候分区的温度水平选用沥青等级;对冬季寒冷的地区或者交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小、低温延度大的沥青;,对温度日温差、年温差大的地区应选用针入度指数大的沥青;当高温要求和低温要求发生矛盾时,应该优先考虑满足高温的要求;当缺乏所需标号的沥青时,可采用不同标号掺配的调和沥青,其掺配比例由试验决定,掺配后的沥青质量应该符合相应的技术要求。,道路沥青技术要求主要修改点,(1)将原来的“重交通道路石油沥青”和“中、轻交通道路石油沥青”两个技术要求合并为一个“道路石油沥青技术要求”,根据当前的沥青使用和生产水平,按技术性能分为A、B、C三个等级:A级沥青可以

11、认为达到了国际先进水平,比原规范“重交通道路沥青”有所提高;B级沥青与原规范“重交通道路沥青”相近;C级沥青相当于一般沥青水平,比原规范“中、轻交通道路石油沥青”技术要求稍有提高。,道路沥青技术要求主要修改点,(2)沥青等级划分以气候条件为依据,规定了各气候区适宜的沥青针入度等级。(3)增加了沥青的感温性指标针入度指数,PI值。用5个温度的针入度确定,要求相关系数达到0.997以上。考虑到国产沥青和进口沥青的PI水平,比国外的要求适当放宽,对A级沥青要求不小于-1.5,B级沥青要求不小于-1.8。(4)适当提高了软化点指标,A级沥青增加了沥青60温度的动力粘度指标。,道路沥青技术要求主要修改点

12、,(5)A、B级沥青在保留原样沥青15延度的基础上,增加了10延度,C级沥青25延度改为15延度。(6)含蜡量指标仍然是标准中的重要指标。分为2.2、3、4.5三个等级。其中A级沥青不采用2而采用2.2是考虑国产沥青的水平。(7)老化试验统一采用薄膜加热试验(TFOT),也允许用旋转薄膜加热试验(RTFOT)代替。,江苏气候分区 长江以北为1-3 长江以南为1-4 新规范对沥青的储存温度作了修订,贮存的最高温度由原来的180度降为170度。,根据交通部的要求,原公路改性沥青路面施工技术规范(JTJ03698)的内容合并到本规范中,原技术要求是参照国际上代表性国家的标准及我国的实践制订的,经过多

13、年的使用证明基本是合理的。关于聚合物改性沥青的技术要求,仅对原公路改性沥青路面施工技术规范的技术要求作了少量的修改。,改性沥青,主 要 特 点(1)聚合物改性沥青的分类及适用范围。主要规定了SBS、SBR、EVA及PE等三类聚合物改性沥青的技术要求,这是目前国内外最普遍采用的聚合物改性剂。(2)改性沥青以针入度分级(这次修改为一个范围),将感温性即针入度指数PI作为关键性评价指标。(3)相应于不同的气候条件选择使用不同的等级。SBS改性沥青标号的选择:我国大部分地区可以选择I-D,西北和东北地区可以选用I-C,I-B适用于非常寒冷的地区,I-A级除特殊情况外很少使用。,主 要 特 点(4)关于

14、改性沥青性能的评价指标,针对三类改性沥青的不同特点,选择代表性的试验指标作为重点评价指标。SBS改性沥青的高温、低温性能都好,且有良好的弹性恢复性能,所以采用软化点、5低温延度、回弹率作为主要指标。离析是一个量化的控制指标。SBR改性沥青的低温性能较好,所以以5低温延度作为主要指标。另外粘韧性试验对评价SBR改性沥青特别有价值。EVA及PE改性沥青的特点是高温性能改善明显,以软化点作为主要指标。离析是一个量化的控制指标。由于PE不溶于三氯乙烯,对溶解度不要求。,主 要 特 点(5)考虑到普遍反映SBS改性沥青PI值试验误差较大,经常发生争议,因此这次普遍降低了0.2。(6)因为改性沥青用RTF

15、OT做质量损失有困难,而且国外正在修订RTFOT的试验方法,因此老化试验改为以TFOT为主。,改性沥青,2002NCAT试验路表明非改性沥青增加0.5%的油石比将使车辙增加54%。改性沥青的抗车辙性能对沥青用量的敏感性大为降低。但不能盲目使用改性沥青,更应重视提高施工水平,减少施工变异性。制造改性沥青的基质沥青应与改性剂有良好的配伍性,其质量应符合A级或B级道路石油沥青的技术要求。供应商在提供改性沥青的质量报告时应提供基质沥青的质量检验报告或沥青样品。,乳化沥青,原规范关于乳化沥青的内容,是根据“六五”以来我国乳化沥青的研究和应用的成果,参照日本的标准制订的,日本在2001年对JIS及JEAA

16、S乳化沥青标准进行了全面的修改。为适应我国高速公路的发展以及各种新的要求,交通部列了“乳化沥青技术要求”的课题,对此进行了研究,本规范按研究成果进行了修改。,将原规范中的适用于常温沥青混合料路面,以及透层、粘层与封层改为冷拌沥青混合料路面,修补裂缝,喷洒透层、粘层与封层等。技术要求(新规范中新增了非离子喷洒用PN-2和拌和用BN-1的指标,去掉了老规范中的BC-2、BC-3、BA-2、BA-3四个指标。)阳离子乳化沥青可适用于各种集料品种,阴离子乳化沥青适用于碱性石料。乳化沥青的破乳速度、粘度宜根据用途与施工方法选择。老规范是对酸性石料,或当石料处于潮湿状态或在低温下施工时用阳离子乳化沥青;对

17、碱性石料(石料处于干燥状态)或与水泥、石灰、粉煤灰共同使用时,宜采用阴离子乳化沥青。,乳化沥青修订要点(1)将乳化沥青分为阳离子、阴离子、非离子等,按电荷性质和用途重新进行了分类,分别制订了标准并规定了各自的用途;(2)将乳化沥青的筛上剩余量指标修改为1.18mm筛,要求不大于0.1。(3)关于乳化沥青的粘度测定方法,美国采用赛波特粘度计,日本和法国采用恩格拉粘度计,我国原规范有恩格拉粘度计和道路沥青标准粘度计。研究课题的成果认为,这两种粘度计的结果有较好的相关关系,故同时保留,但希望各地尽可能购买恩格拉粘度计,以便下次修改时彻底向恩格拉粘度计过渡。,(4)对目前国际上常用的几种提取乳化沥青蒸

18、发残留物的方法方法进行了试验比较,如美国ASTM D244的蒸馏法和蒸发法,美国加州方法,以及60及105加热鼓风法蒸发等方法,进行对比试验。认为我国原试验规程的方法与加州方法、ASTM方法差别不大,且操作简单,所以仍保留此法。对蒸发残留物的性质测定进行了修订,原规范规定的与基质沥青的比较,由于成品乳化沥青的发展,已经变得不现实,为此修改为残留物的针入度、15延度、溶解度等。残留物含量均提高到50以上。,改性乳化沥青,与普通乳化沥青指标基本相同,增加了蒸发残留物软化点要求;延度采用5(普通乳化沥青采用15),改性乳化沥青技术要求的特点(1)与普通乳化沥青一样,标准中并列了恩格拉粘度和道路标准粘

19、度剂两种方法,其实两种粘度有较好的相关关系。(2)筛上剩余量实测都接近于零,规定筛孔1.18mm,要求0.1。(3)其他关于蒸发残留物的含量、针入度、软化点、延度指标,综合试验结果,与国外要求相近,没有大的变化。但将延度的测定温度按聚合物改性沥青的标准修改为5。(4)对作粘层、封层、防水层使用的喷洒型的改性乳化沥青PCR的标准是参照国外标准制订的。,改性乳化沥青,需要特别注意的是规定了煤沥青的适用范围。这是由于煤沥青是国际上明确的强致癌物质,所以严禁在热拌沥青混合料中使用,国外的公路规范中都没有关于煤沥青的条款。实践中除了在旧路面修复作辅助用的渗透剂外,已经很少见有使用。考虑到我国的实际情况,

20、仍然允许在中低级公路中使用,但使用时必须严格控制,十分谨慎,注意安全和身体保护,不要直接接触皮肤,最好带防毒面具。由于煤沥青的渗透性极好,故常用于半刚性基层上洒透层油,在旧路面的软化剂、补缝中也时有使用。,液体石油沥青和煤沥青的修订,增加了天然沥青作改性剂使用的一些要求,天然沥青可以单独与石油沥青混合使用或与其他改性沥青混融后使用,也可直接投入拌和锅内直接制作改性沥青混合料。天然沥青加热混融过程中必须不断搅拌,防止矿物质沉淀。根据我国实际使用的情况,首先参照美国、英国、日本及特立尼达和多巴哥的标准,并参照我国的实践情况,对使用渐多的特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青制订了的技术要求。,天然沥青,

21、三、集料技术指标,粗 集 料关于粗集料的磨光值等抗滑性能的要求是按照“高速公路抗滑性能指标的研究”的课题成果提出的。由于冲击值与磨光值有较好的相关性,通常可以不要求。,粗 集 料关于集料和沥青的粘附性的要求是根据“沥青混合料水稳定性指标的研究”的成果编写的。在集料规格中列入与沥青的粘附性指标在国外很少见,因为重要的是沥青混合料的水稳定性检验。我国有许多地区盛产花岗岩、石英岩等酸性岩石,这些石料除与沥青粘结性较差外,其他性质一般较好,使用时只要采取抗剥离措施,如掺加消石灰等,并不妨碍使用。,粗 集 料SHRP研究成果对长期以来使用了胺类抗剥落剂的沥青混合料的耐久性再次提出了异议后,各国更加重视采

22、用消石灰和水泥作为主要的抗剥落剂。掺加胺类表面活性剂确实会使粘附性的室内试验结果十分满意,但这种材料的耐热性差和水溶性的缺点将随使用时间的延长,致使长期效果受到影响,甚至成了沥青的乳化剂而使沥青随水流走。,粗 集 料沥青面层用粗集料包括钢渣(老规范中没有),高速公路和一级公路不得使用筛选砾石和矿渣集料应该洁净、干燥、表面粗糙。当单一规格集料的质量指标达不到要求,而按照集料配合比计算的质量指标符合要求时,工程上允许使用对于使用不符合与沥青粘附性要求的粗集料时,宜掺加消石灰、水泥或用饱和石灰水处理后使用,必要时可掺加抗剥落剂 除SMA 和 OGFC结构的路面外,允许在硬质粗集料中掺加部分较小粒径的

23、磨光值达不到要求的粗集料,最大掺加比例由磨光值试验确定,粗 集 料老规范规定了“用于道路沥青面层的碎石不宜采用颚式破碎机加工”,新规范取消了该项要求,主要通过粗集料破碎面的要求来进行质量控制,我们认为对集料加工工艺的要求是合理的。新规范对钢渣的使用比老规范有所放宽。提出了使用钢渣的技术要求。新规范对面层集料的选用提出了指导思想,应根据当地的实际情况合理进行集料的选用,而不能盲目迷信玄武岩。(花岗岩、辉绿岩、安山岩、闪长岩、石灰岩),集料指标,注(1):,粗集料与沥青的粘附性、磨光值的技术要求,细 集 料原规范规定石屑的用量不宜超过细集料总量的一半,主要考虑到当时我国石屑质量一般都比较差的实际情

24、况所提出的。这次修订规范时对石屑的质量有了新的要求,要求生产时采用抽吸的措施,使0.075mm的通过率不得超过10%,故去掉了限制石屑用量的规定,改为限制天然砂的用量不超过20。高速公路的表面层一般不用石灰岩等碱性石料,如果也使用相同集料的石屑,石屑中含有较多的0.075mm以下成分,等于使用了非石灰岩成分的矿粉,那是不能允许的。,细 集 料细集料的质量要求规定甚少,其中最主要的是洁净。针对不同的细集料,根据国际上的新规定,本规范采用了不同的指标:对天然砂采用小于0.075mm含量的百分数表示对石屑和机制砂采用砂当量(适用于04.75mm)或亚甲兰试验(适用于00.15mm或02.36mm)表

25、示。,细 集 料细集料的棱角性。是细集料的另一个重要指标,表征了在集料中的嵌挤能力,细集料的表面粗糙程度对沥青混合料的施工性能和使用性能起着至关重要的作用。美国SUPERPAVE特别强调细集料的棱角性指标,用细集料的毛体积相对密度计算的间隙率表示。欧洲一些国家的棱角性一直采用流值试验(指标为流动指数:flow coefficient)。其实两种方法的意义是一样的,由于欧洲的方法比较简单,而美国的方法需要测定细集料毛体积密度,有不少争议,所以本规范采用欧洲方法。,细 集 料天然砂的规格中,细度模数实际上对沥青混合料并没有什么用处,只要能满足配合比设计的级配范围就行了,所以本次修订去除了表中的细度

26、模数,仍按我国习惯明确分为粗、中、细砂。,细 集 料细集料的洁净程度(天然砂以小于0.075mm含量的百分数表示,石屑和机制砂以砂当量(适用于04.75mm)或亚甲蓝值(适用于02.36mm或00.15mm)表示)增加细集料的棱角性评价指标(流动时间不小于30s)石屑生产时采用抽吸的措施,0.075mm通过率不得超过10%。混合料中天然砂的用量通常不宜超过集料总量的20%,SMA和OGFC不宜使用天然砂。沥青混合料用机制砂或石屑规格有变动,沥青混合料用细集料质量要求,沥青混合料用机制砂或石屑规格,在规范规定的技术指标中,加工性指标具有双重作用。首先它是针对采石场生产的每一个集料规格的产品的,用

27、以检验集料是否合格,达不到要求的就是不合格品。但对工程单位来说可理解是对工程所使用的集料混合料而言的。,填料,新规范中对沥青混合料用矿粉质量要求增加了两个指标:塑性指数 要求小于4%;加热安定性 为实测记录。拌和机的粉尘作为矿粉使用时,每盘用量不得超过填料总量的25%(老规范是50%)。粉煤灰作为填料使用时,与矿粉混合后的塑性指数应小于4%(老规范是单指粉煤灰的塑性指数)。,填料,新规范对于填料采用粉煤灰使用的数量及质量要求没有变化,只允许用于二级及二级以下的公路中。老规范规定“当采用水泥、石灰、粉煤灰作填料时,其用量不宜超过矿料总量的2%”新规范取消了该项要求。我们认为这项要求不能取消,特别

28、是对于水泥的用量应有明确的要求。,欧洲CEN标准对矿粉规定了大量的指标,除细度、含水量外,还要求进行亚甲蓝试验、压实干矿粉的空隙率、环球法软化点差值、矿粉的水溶性、水敏感性、碳酸钙含量、氢氧化钙含量、矿粉的沥青数(矿粉与沥青的粘附性)、密度、比表面积等。相比之下,我国对矿粉的技术要求是较少的,应重视对矿粉的研究。,矿粉质量要求,纤维目前普遍使用于SMA混合料,其实在其他沥青混合料中也可以使用。目前使用的木质素纤维主要是松散的絮状纤维,我国早期使用石棉纤维,由于石棉粉尘属致癌物质,对人体有害,污染环境,绝大部分国家已禁止使用,我国使用也越来越少。近年来美国有一种观点认为木质素纤维拌制的沥青混合料

29、不能再生使用,矿物纤维(大部分是玄武岩纤维)与集料一样,能再生使用,所以矿物纤维用量大为增加,一些州甚至规定不能使用木质素纤维,这是一个值得重视的新动向。本规范没有列入聚合物化学纤维,例如聚酯纤维(涤纶)和丙烯酸纤维(腈纶),国外使用很少,对其机理也还不清楚;另外由于价格过于昂贵,性价比不合理,故规范暂时未作规定,各地在选择时要慎重。,纤维稳定剂,纤维稳定剂的掺加比例以沥青混合料总量的质量百分率计算,通常情况下用于SMA路面的木质素纤维不宜低于0.3,矿物纤维不宜低于0.4,必要时可适当增加纤维用量。纤维掺加量的允许误差宜不超过5。,纤维稳定剂,木质素纤维质量技术要求,四、配合比设计,总 原

30、则:,应满足耐久性、抗车辙、抗裂、抗水损害能力、抗滑性能、施工性能等多方面要求。规范的其他几条都是围绕这个目的。但是目前的现状确实令人忧虑,沥青路面的早期损坏问题成为热门话题,所有工程都必须考虑防止沥青路面的早期损坏。,配 合 比 设 计,国家规范规定的指标是最起码的要求,是一个低要求。规范必须兼顾全国各种不同的情况,有不同的气候条件、不同的交通条件、不同的道路等级、不同的经济基础、不同的材料资源、不同的技术水平。将那么多的不同都统一到一个规范中,规范就不可能有明确的针对性,不能满足每个具体的工程的要求。执行规范的时候,必须考虑到当地的实际情况,允许对技术要求作适当的调整,所有这些,往往都反映

31、在工程的设计文件和招标文件中。各地应该根据当地的材料、施工水平、经济实力、习惯,尤其是使用多年的成功的经验,规定更具体的指标。,新规范取消了II、LS、LH、AK和LK型级配,增加OGFC、ATB、ATPB级配范围,要明确区分集料最大粒径和公称最大粒径.集料最大粒径指集料的100都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸。集料公称最大粒径指集料可能全部通过或允许有少量不通过(一般容许筛余不超过10%)的最小标准筛筛孔尺寸。通常比集料最大粒径小一个粒级。,层厚与最大粒径的匹配问题沥青面层集料的最大粒径宜从上到下逐渐增大,并应该与压实层厚度相匹配。对于热拌热铺密级配沥青混合料,沥青层一层的压实厚度不宜小于集

32、料公称最大粒径的2.53倍,对SMA和OGFC等嵌挤型混合料不宜小于公称最大粒径的22.5倍,以减少离析,便于压实。,层厚与最大粒径的匹配问题新规范对沥青混合料的压实厚度与集料的公称最大粒径的关系作了明确的规定。原规范规定“上面层沥青混合料的集料最大粒径不宜超过层厚的1/2,中下面层及联结层的集料最大粒径不宜超过层厚的2/3”,是沿用原来的上拌下贯式路面的提法。对热拌热铺沥青混凝土路面,此规定明显不合适。实践证明,我国通行的中下面层的层厚在只有5060mm的较薄的情况下,采用的2530mm的公称最大集料粒径与厚度不匹配,导致最大粒径相对过大。,最大粒径相对层厚过大的缺点 1、混合料离析严重(全

33、幅摊铺离析更甚);2、压实不足,达不到提高抗车辙性能的目的;3、不能形成一定的压实层,导致沥青层透水,并导致早期水损害破坏。,各种沥青混合料类型的适用范围 原规范对于如何根据公路等级及各层的功能选择混合料类型和结构组合作了一系列的规定,本次修改已经列入设计规范中。多年来,设计文件对路面的结构层和沥青混合料类型都有所规定。但是多年来,各工程建设单位在审查设计文件时,经常有异议,且经常要通过专家论证提出进行修改,施工单位也经常有不同的看法。因此,作为施工的一环,本规范明确“工程建设单位、监理、施工单位需对路面结构的合理性予以认可,如发现设计明显不适合工程的交通条件时,可提出意见要求修改”。这是施工

34、阶段的一项重要工作,这样做能避免许多由于设计不合理造成的早期破坏。,气候分区,现规范 高温指标:最近30年内年最热月的平均日最高气温的平均值作为反映高温和重载条件下出现车辙等流动变形的气候因子气候划分的一级指标 低温指标:采用最近30年内的极端最低气温作为反映路面温缩裂缝的气候因子气候划分的二级指标 气候分区的雨量指标:采用最近30年内的年降雨量的平均值作为反映沥青路面受雨水影响的气候因子气候划分的三级指标 老规范 按最低月平均气温将气候分为寒区(0),现规范增加了对温度和降雨量的求取步骤现规范增加了气候分区的确定 1.按一级区划分(高温)分为:夏炎热区30,夏热区20-30,夏凉区-9.0

35、3.按三级区划分(雨量):潮湿区1000,湿润区1000-500,半干区500-250,干旱区250按现规范所示,江苏属于夏炎热冬冷区,长江以北为1-3区、长江以南为1-4区 老规范江苏为温区,矿 料 级 配 设 计,沥青混合料的矿料级配应该符合工程设计规定的级配范围。密级配沥青混合料宜根据在表范围内确定工程设计级配范围,通常不宜超出表的要求,其它类型的混合料宜直接以表5.3.2-3表作为工程设计的范围。,示例:4.75 mm 筛孔位于(4.75)0.45=2.02,筛孔位于筛孔尺寸(mm)的0.45次方位置,0,20,40,60,80,100,0,1,2,3,4,通过百分率,0.45 次 方

36、 级 配 图,新老规范密级配沥青混凝土混合料矿料级配范围,新规范将密级配混合料分为粗型和细型,增加了粗型和细型密级配沥青混凝土的关键筛孔通过率,粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率,经调查发现原规范的I型密级配沥青混合料对于二级及二级以下公路基本上是适用的,但对渠化交通的高速公路和一级公路,用于表面层时高温稳定性和抗滑性能总感不足。中面层历来以AC-20I型为主,对密水性起到一定作用,但对重载公路及长大坡度路段,抗车辙能力明显不足。下面层近年来逐步改用AC-25I型沥青混合料,大部分是适用的,但是对较薄的沥青层,重载车能影响到下面层产生车辙,如果厚度太薄,由于离析的原因也不能保证密水。

37、原规范的II型沥青混合料空隙率普遍偏大,不适用于多雨潮湿地区的路面使用,基本上已经停止使用。,原规范要求“多雨潮湿地区”采用AK类抗滑表层混合料,采用AK-13A型的工程,除部分由于片面追求平整度或过分担心构造深度而导致空隙率偏大发生了早期损坏外,大部分使用尚可。近年来不少工程仍在AK-13A型级配范围进行配合比设计,但是不再走中值,适当减少了最粗的粗集料数量及最小的细集料数量,调整成S型级配,使空隙率有所改善,使用效果较好。所以总的来说,这些级配仍然是适用的。然而对AK-13B及AK-16A型,大部分反映离析比较严重,局部空隙率较大,比较难以成功。而AK-16 B型沥青混合料渗水严重,成功者

38、寥寥。,本规范对沥青混合料的矿料级配根据沥青混合料矿料级配和配合比设计方法的修订课题的研究成果作了较大的修改。根据研究成果,关于沥青混合料的矿料级配范围,明确了几个层次的级配范围:第一是规范规定的级配范围,各表的级配范围。由于它适用于全国,适用于不同等级、不同气候条件、不同交通条件、不同层次的各自情况,所以这个范围必然只能规定的很宽。尤其是沥青路面,在同一个级配范围中可以配制出不同空隙率的混合料,以满足各种需要。这样,可以给设计单位和工程建设单位有充分选择级配的自由。相比原规范直接为工程规定一个级配范围,配合比设计时尽可能接近中值是很大的改进。,第二,工程设计矿料级配范围这是设计单位具体对所设

39、计的工程,根据所在地的气候条件、交通条件、公路等级、所处的层位提出的,这个范围是最重要的范围,是工程的真正起到规范作用的范围,是施工的指针。附录B提出了一些如何确定和调整设计矿料级配范围的原则,以及一些单位通过研究的成果作为实例供有关单位参考。工程设计级配范围一般在规范规定的级配范围内,但必要时也允许超出。,第三,施工单位施工质量检验时允许的级配波动范围。经过目标配合比设计、生产配合比设计及试拌试铺等三阶段设计确定标准配合比和级配曲线后,按施工质量检验允许的波动值得到施工质量检验级配范围。同样,标准级配曲线也可能不一定接近工程设计级配范围的中值,它需经建设单位、监理批准,且一经确定不得随意变更

40、。,混 合 料 设 计包括目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及生产配合比验证阶段,通过配合比设计确定沥青混合料的材料品种及配比、矿料级配、最佳沥青用量。本规范采用马歇尔试验配合比设计方法。如采用其他设计方法设计沥青混合料时,应按本规范规定的马歇尔试验及各项配合比设计检验,并报告不同设计方法各自的试验结果,供施工质量检验使用。,配合比设计的标准级配范围是经过三阶段配合比设计确定并经建设单位和监理批准的标准级配曲线,加上施工容许的波动范围形成的。容许波动范围即施工过程中质量检验要求中规定的与生产配合比设计标准级配的差。施工过程中按照施工级配范围进行单点检验,都必须在此范围内,它可能超出规范规定

41、的范围或设计级配范围,都是容许的。,密级配沥青混凝土混合料的马歇尔试验配合比设计应符合下表的技术标准,并有良好的施工性能。试件尺寸及成型击实次数按公称最大粒径选用标准马歇尔试件或大型马歇尔试件。改性沥青混合料马歇尔试验的流值可适当放宽。对二级公路宜参照一级公路的技术标准执行。,注:对集料坚硬不易击碎,通行重载交通的路段,也可将击实次数增加为双面75次。对高温稳定性要求较高的重交通路段或炎热地区,设计空隙率取高限,且允许放宽到4.5,VMA允许放宽到16.5(SMA-16)或16(SMA-19),VFA允许放宽到70。当马歇尔试验的稳定度确实有困难时,对非改性沥青SMA的稳定度可放宽到5.0kN

42、,改性沥青SMA可放宽到5.5kN,但车辙试验的动稳定度必须合格。,对于密级配沥青混凝土混合料的主要设计指标的改进VV:,沥青混合料配合比设计时,最重要的指标莫过于空隙率了,但对于如何确定设计空隙率各国都有不同的做法,大部分国家是规定一个范围,而且普遍为35,或36,美国以前采用马歇尔方法设计时也是这样规定的。后来采用Superpave方法后,统一采用空隙率4。结合我国实际情况,新规范上还是规定一个空隙率范围更能够适应于不同的需要。而且这个范围也与公路等级、气候、交通条件有所不同。,对于密级配沥青混凝土混合料的主要设计指标的改进VMA:,在配合比设计时,VMA是非常重要的参数。本规范的VMA与

43、美国沥青协会 MS-2(1995)马歇尔法、最新的Superpave的规定相同。原规范的VMA是按集料最大粒径取值,现在改为按公称最大粒径后,相当于空隙率4条件下的VMA值。新规范采用MS-2(1995)马歇尔法的建议。当设计的空隙率并非整数时,可以按四舍五入的方法选用设计空隙率,取用最小VMA值。,对于密级配沥青混凝土混合料的主要设计指标的改进VFA:,计算VFA时不再采用总的沥青用量,而改为有效沥青用量,以前我国计算沥青混合料的沥青饱和度VFA没有考虑沥青被集料吸入中的部分,VA是总的沥青用量,沥青混合料试件的间隙率VMAVAVV。当考虑由于沥青吸入集料内部的损失,有效沥青才是真正占用VM

44、A的那部分沥青。有效沥青用量肯定小于总的沥青用量。,在体积设计时,首先是设计一个合理的VMA值,然后向VMA中填充沥青结合料,除去有效沥青含量后剩下的部分就是空隙率。所以如果不管VMA多大,都通过填充沥青来控制混合料的设计空隙率均为4,沥青用量就可能过多或者过少,这是不合适的。为此,检查VFA也十分重要。正因为如此,本规范附录B对体积指标的计算方法规定得很死,不允许随便修改。,沥青混合料体积指标计算方法计算矿料混合料的合成毛体积相对密度sb。式中:P1、P2、Pn为各种矿料成分的配比,其和为100,1、2、n为各种矿料相应的毛体积相对密度,对集料粒径在4.75以上按T0304测定毛体积相对密度

45、,机制砂及石屑可以按T0330测定,也可以用筛出的2.364.75mm部分的毛体积相对密度代替,矿粉用表观相对密度代替。,矿料混合料的合成表观相对密度sa,B.5.5 沥青混合料的油石比预估,式5.5-1。式中:Pa预估适宜的最佳油石比,();Pa1 原工程沥青混合料的标准油石比,();sb集料的合成相对密度;sb1原工程集料的合成相对密度。(Sup技术手册先计算初始沥青用量,再根据计算估算4%空隙率相应的沥青用量及相应体积指标,根据标准确定混合物),B5.6 确定矿料的有效相对密度se1.非改性沥青,用真空法实测,然后进行反算(式B5.6-1)。式B5.6-12.对于改性沥青及SMA等难以分

46、散的沥青混合料,有效相对密度采用合成毛体积相对密度和合成表观相对密度确定(式B5.6-2),其中考虑了沥青吸收系数C值(式B5.6-3)。se=Csa+(1-C)sb 式B5.6-2 C=0.033w2x0.2937 wx+0.9339 式B5.6-3 式B5.6-4,确定沥青混合料的最大理论相对密度1.非改性沥青混合料,采用真空法实测。2.对于改性沥青或者SMA宜采用计算法。式中:t沥青混合料的最大相对密度,无量纲;Pb沥青混合料的沥青用量,;se矿料的有效相对密度,按式(B.5.3.1)计算,无量纲;a沥青的相对密度(25/25),无量纲。,按式(B5.10-1)计算各组试件的空隙率 按式

47、(B5.10-2)计算矿料间隙率VMA老规范VMA=VA+VV按式(B.5.10-3)计算沥青混合料的沥青饱和度VFA(有效沥青含量占VMA的体积比例),沥青结合料被集料吸收的比例:,有效沥青含量:,沥青混合料的粉胶比:,混合料的粉胶比,宜符合0.61.6的要求。对常用的公称最大粒径为13.2mm19mm的密级配沥青混合料,粉胶比宜控制在0.81.2范围内。,体积指标,空气,沥青,集料,在沥青混合料的体积指标的计算方面,本规范首次引进了美国等国家历来考虑集料吸收部分沥青这个重要的概念。由此,总的沥青用量分为沥青被集料吸入的部分和有效沥青用量两部分,集料的相对密度计算时,必须扣除集料内部被沥青占

48、去的一部分体积,成为有效相对密度。沥青混合料试验规程也将随着修改,具体的计算方法参见附录B。这样马歇尔指标也跟着变化,空隙率、VMA、VFA的技术要求也作了相应的修改,概念也有所不同。,最佳油石比的确定,以沥青用量为横坐标,以测定的各项指标为纵坐标,分别将试验结果点入图中,连成圆滑的曲线。确定均符合本规范规定的沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACminOACmax。选择的沥青用量范围必须涵盖设计空隙率的全部范围,并尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围,并使密度及稳定度曲线出现峰值。,根据试验曲线的走势,按下列方法确定沥青混合料的最佳沥青用量OAC1。(1)求取对应于密度最大值、稳定度最大值、目标空

49、隙率(或者中值)、沥青饱和度对应的沥青用量,按式取平均值作为OAC1。OAC1=(a1十a2十a3十a4)/4(B.6.2-1)(2)选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围时,宜分别求取相应于空隙率要求范围的中值或目标空隙率的沥青用量a1、密度最大值的沥青用量为a2、稳定度最大值的沥青用量a3,按式(B.6.2-2)求取3者的平均值作为OAC1。OAC1=(a1十a2十a3)/3(B.6.2-2),(3)当所选择试验的沥青用量范围,不能使密度及稳定度曲线出现峰值时,可直接以目标空隙率所对应的沥青用量作为OAC1,但OAC1必须介于OACminOACmax的范围内,否则应重新进行配合比设

50、计。,3 以各项指标均符合技术标准的沥青用量范围OACminOACmax的中值为OAC2。OAC2=(OACmin十OACmax)/2 4 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=(OAC1十OAC2)/2 5 检查图中相应于此OAC的各项指标是否均符合马歇尔试验技术标准。OAC宜位于VMA凹形曲线最小值的贫油一侧,根据实践经验和公路等级、气候条件、交通情况,调整确定最佳沥青用量OAC。1.调查当地各项条件相接近的工程的沥青用量使用情况,论证适宜的最佳沥青用量范围。计算的最佳沥青用量应与实践论证的最佳沥青用量范围大体吻合,如相差甚远,应查明原因,必要时重新调整

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