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1、庄河至盖州高速公路路面 设计与施工材料、级配、施工工艺辽宁省交通勘测设计院 2011-06路面设计的总体思想沥青路面的病害分类： 结构性破坏路面结构承载力不足（弯沉）疲劳开裂（拉应力）功能性破坏裂 缝横缝、纵缝、网裂变 形 类车辙、推移、拥包表面损坏水损害（泛油、推移、坑洞）、桥面铺装脱落我国沥青路面使用状况与破坏模式 路面设计首先要防止发生的病害 路面水损害 路面高温车辙 路面耐久性 路面低温开裂沥青路面的功能设计 表面层：抗滑、防水、耐久性 中面层：抗车辙、防水 下面层：抗疲劳、抗车辙路面水损害路面车辙水损害的诱因 交通量大； 面层透水，而水分无法排除； 动水压力，导致沥青从集料表面剥落，
2、路面产生坑槽。产生车辙的诱因 交通量； 沥青的高温性能； 长上坡路段； 沥青混合料的级配和油石比开裂的诱因 沥青路面的温度收缩 半刚性基层的反射裂缝 路面疲劳开裂庄盖高速公路路面结构表面层3cm沥青玛蹄脂碎石（SMA13型）中面层5cm中粒式沥青混凝土（AC20型）下面层7cm粗粒式沥青混凝土（AC25型）封层0.5cm稀浆封层透层高渗透乳化沥青基层20cm厂拌水泥稳定碎石底基层20cm厂拌水泥稳定碎石垫层15.5cm级配碎石 总厚度71cmSBS改性沥青我省SBS改性沥青的技术性能指标沥青种类 技术指标SBS改性沥青针入度 25,100g,5s （0.1mm）50 针入度指数PI-0.2 延
3、 度5,5cm/min （cm）45 软化点TR&B（）70 运动粘度135（Pas）3 闪 点（COC）（）230 溶解度（三氯乙稀）（%）99 离析,软化点差（）2.5 弹性恢复25（%）85 旋转薄膜烘箱试验 （RTFOT）后残留物 质量损失（%）1.0 针入度比25（%）60 延度5（cm）25配伍性 选择不同沥青与各种改性剂进行室内掺 配试验，比较改性沥青的性能指标； 不同批次的沥青与改性剂的质量都可能 发生变化，选定材料之后，应要求厂家 保证供货材料质量的稳定性；改性剂剂量 基质沥青不变的条件下，改性沥青的各种 性能基本上随着改性剂剂量的增加而提高 ； 剂量在3%以下时，对沥青性能
4、的改善不明 显；剂量大于4%时，改善幅度明显增加。改性沥青的加工 大规模生产采用固定式或移动式设备进行生产； 应对设备进行不断的调试直至达到最佳状态为止 ，包括胶体磨的间隙、温度、遍数，剪切机的转 速、时间这些参数 ； 应要求生产设备厂家派专门人员到场对设备进行 调试，设计改性沥青的专业配方；改性沥青的质量检验与控制 现场检查软化点、低温 延度、PI值、弹性恢复 四大指标； 采用显微镜观察分散的 均匀性；粗集料 中下面层采用石灰岩，表面层采用玄武岩或辉绿 岩，大型反击式破碎机加工成具有良好的颗 粒形状应满足技术指标的要求；项目压碎值 （%）洛杉矶 磨耗损 失 （%）视密度 （T/m3）吸水率
5、（%）与沥青粘附性（级）坚固性 （%） 改性沥青普通沥青指标22 (24)28(30 )2.6(2.5 )2.0548项目细长扁平颗粒含 量（%）0.075颗粒含量 （%）软石含量 （%）磨光值 （PSV）指标10(12)1.01(5)42SMA粗集料规格筛孔尺寸 （mm）通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）16.011.48.05.62.3611.416.0100020.08.011.410085100020055.68.01009010001505中下面层粗集料规格筛孔尺寸 （mm）通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）37.531.526.519.016.013.29.54.752.3
6、64.759.510090100015059.513.2100901000150513.2161009010001505161910085100015051926.5100851000150526.531.51008510001505细集料 使用石灰岩机制砂，采用专用制砂机制造 ，机制砂分为三档，有利于级配设计。 应注意0.075mm筛孔的通过量。 在拌和站采取措施防止细集料受雨淋或受 潮，冷料仓开启困难，细集料量数量不准 。 细集料干燥、加棚十分必要。机制砂规格筛筛孔 尺寸 (mm)通过过下列筛筛孔（方孔筛筛，mm）的质质量百分率（%）9.54.752.361.180.60.30.150.0
7、752.36 4.7510090100010051.18 2.36100851000150501.181008010050802050530010填料 在中下面层沥青混合料中掺加42.5级普通硅 酸盐水泥代替部分矿粉，水泥用量为矿料总 量的1.52%。 面层用填料必须采用由石灰石磨细的矿粉。 矿粉必须保持干燥，能从石粉仓中自由流出 。 沥青混凝土拌和站除尘装置回收的粉尘不得 作为填料使用。层间的要求 沥青路面的设计是在层间完全连续的条件下进行 的； 面层施工前，绝对保证下承层顶面干净，没有污 染； 严禁中央分隔带的填土散落到下面层或摊铺完成 的面层表面； 采用改性乳化沥青粘层。拉应力曲线剪应力
8、曲线结构剪应变横断面图沥青混合料 剪切流变性SMA级配范围筛孔通过量（）筛孔通过量（）161002.36172511.485951.1815239.554750.612188.040590.310165.620350.159144.7518320.075810中下面层的级配范围筛筛孔 (方孔筛筛 ,mm)通过质过质 量百分率（%）中面层层LAC20型面层层LAC25型37.510031.5100 26.595100 19.0951008793 16.087936276 13.262755367 9.552654356 4.7533453042 2.3622342032 1.1814241424
9、 0.610181018 0.3713713 0.15510510 0.07535.535.5中下面层沥青混合料的指标要求指标标层层位击实击实 次数 (次)油石比 （%）稳稳定度 (kN)流值值 (0.1mm)空隙率 (%)沥沥青 饱饱和度 (%)LAC20型两面各754.89.02050356575LAC25型两面各754.558.02040356575指标标层层位残留稳稳定度 (%)动稳动稳 定 度 (次/mm)冻冻融劈裂 残留强度 (%)渗水系数 （ml/min ）弯曲试验试验 破坏应变应变 -10,50mm/min ()LAC20型853000801202800LAC25型801500
10、751202300压实度要求 沥青中下面层的压实度以马歇尔试验密度 为标准，其代表值应大于97%。 表面层SMA应不小于98。配合比设计的建议 可以适当减少4.75mm以下细集料的用量，有利于 解决路面压实时的推拥现象； 马歇尔试验时，击实的温度一定要保证，否则会 造成路面实际空隙率偏低，容易导致路面产生车 辙； 保证混合料的VMA值，这样在一定的油石比条件下 仍然可以保证混合料空隙率； 在不使用天然砂的条件下，级配曲线通过限制区 一般不会产生问题；配合比设计的建议施工温度要求工序改性沥青要求普通沥青要求出厂温度175185150165摊铺温度不低于160不低于130初压温度不低于150不低于
11、120终压温度不低于120不低于80保证级配的稳定性 料源要固定，不能随意变更； 随时检查冷料仓的进料速度，尤其是细集料部分； 反复调整冷料的进料速度，尽量避免溢料； 拌和站要自动控制，不可手动调整，尤其在有溢料的 时候； 逐锅在线监测时各筛孔级配允许的波动范围：4.75mm筛：5%；0.15mm2.36mm筛：3%0.075mm筛：2%油石比：0.3%保证高温施工 运料车加强覆盖； 配备足够的压实设备； 紧跟摊铺机进行碾压； 事先预热胶轮压路机，尝试先上胶轮再振动碾压； 控制压路机的洒水量。离析的控制l 集料级配离析最常见的沥青混合料离析形式。表现为粗细集料分离，铺筑的路面可见表面局 部粗细
12、差别大，表面构造深度、透水性、材料密 度、空隙率等均匀性不好、离散性大。 l 混合料温度离析由于混合料生产、储存、运输、摊铺过程造成的内部温度的不均匀分布，使 得路面压实效果不均匀。温度低、压实度不足的 区域可能会发生早期破坏。不详无显著影响车辙隐 患99%80%38%无疲劳寿命损 失暂无评价方法低温拉伸应 力30%50%75%80-90%饱水拉伸强 度30-50%50-80%90-100%110%拉伸强度50-70%70-80%80-90%没变化动模量50-70%70-80%80-90%没变化回弹模量随离析的严重程度增加轻微增加透水性严重离析中等水平离析轻微离析无离析离析程度对混合料性质的损
13、害 混合料性质改性沥青路面施工质量圆锥形料堆的离析锥角处的离析大料跌落集中集料传送带温度离析防止离析的方法 分成小堆存料； 装车时挪动车位； 加强覆盖，避免温度离析； 摊铺机在还剩较多料时，提前收料斗； 调整摊铺机到最佳状态； 控制摊铺速度；基层设计的主要原则 保证路面足够的承载能力； 足够厚度保证基层底面的容许拉应力； 足够厚度保证土基顶面的压应变； 良好的抗收缩性能。原材料技术要求 水泥 选用终凝时间较长(宜在6h以上)的水泥。快 硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不能使 用，保证有足够的时间进行拌和、运输、摊铺、 碾压以及保证其后期具有足够的强度，采用32.5 级的矿渣硅酸盐水泥。 集
14、料 集料应坚硬、耐久并具有足够的强度。基层 和底基层用碎石和砂砾的压碎值应不大于30%， 液限应小于28，塑性指数应小于9。水泥稳定碎 石集料对岩性没有特殊要求，但一般多采用石灰 岩。原材料的技术要求 最大粒径均采用31.5mm，可以有效减少基层混合 料在拌和运输、摊铺过程中产生离析现象，减少“ 粗集料窝” 。 石屑建议2档分为03mm和35mm。基层的组成结构组成结构 悬浮密实结构 骨架空隙结构 骨架密实结构骨架密实型基层的优点 优良的抗裂性能和力学性能； 减轻沥青路面的裂缝率； 降低水泥用量，节约工程造价； 提高路面的承载力； 提高沥青路面的耐久性。骨架密实型混合料级配设计 综合采用了计算
15、法和捣实法； 以筛孔尺寸4.75mm作为粗细集料的分界线 ； 骨架密实型混合料中细料的压实体积应填 充粗集料形成的空隙体积； 粗集料在混合料中起到骨架作用； 混合料中掺加3%的粉煤灰，降低水泥用量 为4%。骨架密实型混合料的芯样骨架密实型混合料基层基层、底基层混合料中集料的级配 范围表层位通过下列方孔筛（mm）的质量百分率（%）31.5199.54.752.360.60.075基层1006886 3858 2232 162881503底基层1007590 5070 2950 153582005基层混合料配合比设计 粗集料形成稳定的骨架； 提供细集料和粘结料的填充空间； 减少离析； 细集料不宜过多； 保证0.6mm筛孔的通过率； 限制0.075mm筛孔的通过率； 生产配合比曲线的确定，其波动范围作为施工控制范围。室内试验 原材料含水量测定，确定施工过程中水流量计的合理设定范围； 采用振动成型法； 通过击实试验，得出曲线，确定混合料最大干密度和最佳含水量以及参数变化对混合料性能的影响。 通过抗压强度的试验，确定混
