公路沥青路面施工新技术规范PPT幻灯片课件

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1、公路沥青路面施工新技术规范简介张登良教授 1 这次修订的内容主要有 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 在热拌沥青混合料的各部分内容中针对改性沥青和SMA方面的一些特殊要求进行了补充完善 3 调整了沥青混合料的矿料级配范围 及施工质量检验要求 4 修订了沥青混合料配合比设计检验方法和技术要求 2 5 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设计方法及设计指标 标准 修订了确定最佳沥青用量的方法 空隙率的计算方法 6 修订了沥青路面的施工质量检验指标 如压实度 平整度

2、 抗滑标准等 7 为利于压实 调整了不同粒径混合料的适宜厚度 不同层位的沥青混合料种类 规格 8 增加了有关乳化沥青稀浆封层 改性沥青稀浆封层和微表处的内容 合并到沥青表面处治一章中 修订了不同基层上的透层油和粘层油的要求 3 9 在基层中增加了有关柔性基层的内容 10 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 11 根据最新施工设备的发展 修订了对拌和厂的要求 提高平整度的措施 摊铺和路面压实工艺 修订了施工压实度检验方法及标准 12 修订了桥面铺装的厚度 混合料类型 施工工艺 增补了对钢桥面铺装提出了基本要求 4 一 沥青的技术标准1 沥青路用性能气候分区 高温七月

3、平均气温 1 夏炎热 30 2 夏热20 30 3 夏凉 9 5 年降水量 1 潮湿 1000mm 2 湿润500 1000mm 3 半干旱250 500mm 4 干旱 250mm气候区表示 高温序号 低温序号 降水量序号 6 沥青气候分区指标表1 7 沥青混合料气候分区指标表2 8 9 10 11 12 2 沥青的技术标准 1998年中国石油化工集团公司 SINOPEC 提出了1号和2号高等级道路石油沥青企业标准 表3 中国石油天然气集团公司 CNPC 中国海洋石油公司系统也都制定了类似的沥青企业标准 13 中国石油化工集团公司高等级道路石油沥青企业标准表3 14 15 现行的重交通道路石油

4、沥青的技术要求相当于2号标准 1号标准为赶超进口沥青的标准 含蜡量提高到不大于2 软化点提高2 溶解度提高到99 5 增加了密度指标 对薄膜加热试验后的针入度比 质量损失和延度也都提出更高的要求 八 五 国家重点科技项目 攻关 道路沥青及沥青混合料路用性能的研究 专题 充分吸收国外先进技术 尤其是美国战略公路研究计划 SHRP 的最新成果 并考虑我国现状 在深入研究的基础上 初步提出了新的重交通道路沥青技术要求的建议 表4 16 八五 攻关专题建议的重交通道路石油沥青技术要求表4 17 18 道路石油沥青技术要求 初稿 19 1 各级非改性沥青的P1值均不宜大于 1 0 2 缺乏试验条件时 6

5、0 动力粘度可作为非强制性指标处理 2 针入度标号60 80的沥青可根据需要要求供应商提供针入度范围为60 70或70 80的沥青 标号40 60的沥青可要求提供针入度范围为40 50或50 60的沥青 注 20 道路石油沥青技术要求 修订稿 21 1 试验方法按照现行 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ052 规定的方法执行 用于仲载试验求取PI时的5个温度的针入度关系的相关系数不得小于0 997 2 经主管部门同意 表中的PI值 60 动力粘度 10 延度可作为选择性指标 也可不作为施工质量检验指标 3 70号沥青可根据需要要求供应商提供针入度范围为60 70或70 80的沥青 50

6、号沥青可要求提供针入度范围为40 50或50 60的沥青 注 22 4 30号沥青仅适用于沥青稳定基层 130号和160号沥青除寒冷地区可直接在中低级公路上直接应用外 通常用作乳化沥青 稀释沥青 改性沥青的基质沥青 5 老化实验以TFOT为准 也可用RTFOT代替 6 气候分区见附录A 在 八 五 国家科技攻关提出的建议的基础上 综合考虑欧美一些国家的最新标准 提出了新的 道路石油沥青技术要求 的建议如表6 23 3 新的 道路石油沥青技术要求 特点1 取消原来 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 同时根据目前我国的沥青使用和生产水平 将每一个等级的沥青在主要性能上分

7、为A B C三级 A级与石化系统提出的1号沥青标准相近 B级与石化系统提出的2号沥青标准相近 C级沥青相当于一般沥青水平 比现行 中 轻交通道路石油沥青 技术要求稍有提高 高速公路要求采用A级沥青 其他等级公路及高速公路的下面层采用B级 C级沥青用于三级以下公路和维修养护 24 2 沥青等级划分以气候条件为依据 按路用性能及气候区分成三个高温区和四个低温区 二者结合成为9个气候区 为了与目前的针入度等级相适应 表中规定了各气候区适宜的针入度等级 高速公路交通量大的路段及温度高的地区采用针入度小的等级 反之 采用针入度较大的沥青 同时 同一针入度等级的沥青适用于不同的气候区 但其技术要求有所不同

8、 25 3 技术要求的核心是沥青的感温性指标 针入度指数 PI 1 国外一般要求PI在 1 1之间而目前我国的沥青过分强调延度 PI一般较低 大都达不到 1以上 建议中的PI值分别要求不小于 1 5 A 和 1 8 B 2 Pfeiffer提出 或式中 26 其中 1为试验温度为T1时的粘度 2为试验温度为T2时的粘度 八 五 提出按针入度 温度曲线确实A值 即lgP AT K由此 测定三个不同温度时的针入度 通常为15 25 30 回归后即可计算得A值 27 3 感温性的改善 选用性能好的油源感温性低的原油 稠油 低蜡原油 沥青改性 28 4 八 五 国家科技攻关提出的建议中有两个重要指标T

9、800和T1 2 是用来反应高温和低温性能指标的 这次新标准中未列入 并不是说这两个指标不对或者不重要 而是T800和T1 2实际上是与PI指标重复的 只要PI值满足要求 T800和T1 2也一定满足要求 29 5 高温性能指标 八 五 攻关的建议中取消了软化点只保留了T800 原因是对多蜡沥青测得的软化点有假象 偏高 近年来我国沥青的原油发生了很大的变化 大部分沥青厂采用的原油蜡含量已经较低 软化点的意义又被肯定 作为高温指标 除PI和软化点外 对A级沥青还列入60 粘度指标作为非强制性指标 60 粘度与车辙动稳定度相关性好 30 6 低温性能指标 原标准的15 延度对A B级沥青都能大于1

10、00cm 实际上已失去意义 根据 八 五 攻关建议除保留15 延度外 对A B级沥青增加10 延度 对C级沥青 15 延度达到100cm 还比较难 仍然保留 10 时 延度试验是粘性破坏 中间部位呈较为均匀拉长的细丝 5 时 中央变细呈尖端 0 时大都呈脆性破坏 原沥青的5 延度一般较小 测定误差大 且试验难度大 31 八 五 攻关沥青延度试验结果 cm 表7 32 7 含蜡量仍是标准中的重要指标 分为2 2 3 和4 5 三个等级是根据目前实际情况制定的 要求低于2 尚有困难 蜡影响沥青的温度敏感性 结晶蜡对低温性能影响大 无定型蜡对高温性能影响大 含蜡量超过3 后 则起支配作用 高温时 蜡

11、熔化 粘度降低 与石料的亲和力下降 使粘结力和水稳性降低 低温时 蜡结晶析出 易脆裂 33 外掺微晶蜡对沥青性能指标的影响表8 34 8 老化试验 由于施工方法绝大部分采用热拌工艺 所以统一采用薄膜加热试验 TFOT 163 5h 5 5r min 3 2mm厚 薄膜加热相应于施工过程老化 薄膜加热 TFOT 与旋转薄膜加热 RTFOT 试验结果大体相当 35 9 其它 闪点 密度仍保留 密度主要取决于原油 沥青的密度与其性能无内在联系 沥青比重大则用油量大 不经济 实测用于体积设计 沥青的溶解度普遍大于99 无控制意义 改为99 5 36 二 改性沥青1 适用场合 1 气候条件恶劣 2 交通

12、繁重 3 特殊路面结构 4 特殊重要路段 2 聚合物改性沥青技术要求 见表9 37 聚合物改性沥青技术要求表9 38 1 试验方法按照现行 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ052 规定的方法执行 2 若在不改变改性沥青物理力学性质并符合安全条件的温度下易于泵送和拌和 或经证明适当提高泵送和拌和温度时能保证改性沥青的质量 容易施工 可不要求测定135 运动粘度 3 贮存稳定性指标适用于工厂生产的成品改性沥青 现场制作的改性沥青对贮存稳定性指标可不作要求 但必须在制作后 保持不间断的搅拌或泵送循环 保证使用没有明显的离析 注 39 4 老化试验以旋转薄膜加热试验 RTFOT 为准 允许以薄

13、膜加热试验 TFOT 代替 但必须在报告中注明 5 对采用几种不同类型改性剂制备的复合改性沥于 根据不同改性剂的类型和剂量比例 按照工程上改性的目的和要求 参照表中指标综合确定应该达到的技术要求 40 3 改性沥青设计 1 用于制造改性沥青的基质沥青必须与使用的改性剂有良好的配伍性 基质沥青的质量必须符合表6中A级或B级道路石油沥青的技术要求 基质沥青的标号由期望的改性沥青针入度要求通过试验确定 通常应选用比常用的沥青针入度大一级或几个等级的标号 基质沥青的针入度不得低于所制作的改性沥青的针入度 供应商在提供改性沥青的质量报告时必须同时提供基质沥青的质量检验报告 41 2 适用于本规范的聚合物

14、改性剂按如下分类 热塑性橡胶类 代表性品种有笨乙烯一丁二烯一笨乙烯嵌段共聚物 SBS 橡胶类 代表性品种有丁苯橡胶 SBR 及其乳液 热塑性树脂类 代表性品种有乙烯一醋酸乙烯共聚物 EVA 聚乙烯 PE 聚烯烃等 当使用回收废旧塑料制造的再生聚乙烯产品时 必须清洗 切碎处理 且不得混有不能溶解的废旧塑料制品 42 3 根据需要可以进行复合改性 即同时采用几种聚合物改性剂 或聚合物与天然沥青复合改性的措施 4 根据聚合物改性剂的使用目的 宜作如下选择 为提高抗永久变形能力 宜使用热塑性橡胶类或热塑性树脂类改性剂 为提高抗低温开裂能力 宜使用热塑性橡胶类或橡胶类改性剂 为提高抗疲劳开裂能力 宜使用

15、热塑性橡胶类改性剂 为提高抗水损害能力 宜使用各类抗剥落剂 43 5 改性剂剂量通过试验和实践经验论证确定 在改性沥青的质量满足设计要求的前提下 选择较低的剂量 4 改性沥青的制备 1 搅拌法 2 胶乳法 预混法 直接加入法 如胶乳 3 混融法 高速剪切或胶体磨如PE SBS EVA 4 母体法 二次掺配 如SBR等 5 溶剂法 如SBR 二甲苯 44 三 集料1 粗集料沥青面层用粗集料质量技术要求表10 45 坚固性试验可根据需要进行 用于高速公路 一级公路时 多孔玄武岩的视密度可放宽至2 45t m3 吸水率可放宽至3 但必须得到上管部门的批准 且不得用于SMA路面 注 46 高速公路 一

16、级公路上面层或磨耗层和粗集料对磨光值的要求表11 47 粗集料对与沥青的粘附性要求表12 48 粗集料对破碎面的要求表13 49 2 细集料沥青面层用细集料质量要求表14 注 坚固性试验可根据需要进行 砂当量指小于4 75mm集料混合料的要求 50 3 填料沥青面层用矿粉质量要求表15 注 当掺加拌和机回收废石粉时需检验塑性指数 粒度范围 0 6mm 0 15mm 0 075mm 51 四 热拌沥青混合料路面1 类型热拌沥青混合料 HMA 适用于各种等级公路的沥青面层 其种类按集料公称最大粒径 矿料级配 空隙率划分 集料规格以方孔筛为准 并按表16选用 各类沥青混合料的适用范围应遵循以下规定 1 密级配沥青混凝土混合料 DAC 适用于各级公路沥青面层的任何层次 2 沥青玛蹄脂碎石混合料 SMA 适用于铺筑新建公路的表面层 中面层或旧路面加铺磨耗层使用 3 设计空隙率6 12 的半开级配的沥青碎石混合料 AM 仅适用于三级及三级以下公路 乡村公路 且沥青混合料拌和设备缺乏添加矿粉装置和人工炒拌的情况 52 4 设计空隙率3 6 粗粒式及特粗式的密级配沥青稳定碎石混合料 ATB 适用于基层