公路施工技术课件.pptx
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1、铺筑沥青表面处治层铺筑沥青表面处治层2铺筑乳化沥青碎石混合料铺筑乳化沥青碎石混合料4认识沥青路面认识沥青路面3 1铺筑热拌沥青混合料面层铺筑热拌沥青混合料面层3 3v1、沥青路面的特点:、沥青路面的特点:v沥青路面是采用沥青材料作结合料,粘结矿料或混合料修筑沥青路面是采用沥青材料作结合料,粘结矿料或混合料修筑面层的路面结构。沥青路面由于使用了粘结力较强的沥青材面层的路面结构。沥青路面由于使用了粘结力较强的沥青材料作结合料,不仅增强了矿料颗粒间的粘结力、而且提高了料作结合料,不仅增强了矿料颗粒间的粘结力、而且提高了路面的技术品质,使路面具有平整、耐磨、不扬尘、不透水、路面的技术品质,使路面具有平
2、整、耐磨、不扬尘、不透水、耐久等特点。由于沥青材料具有弹性、粘性、塑性,在汽车耐久等特点。由于沥青材料具有弹性、粘性、塑性,在汽车通过时,震动小、噪音低、略有弹性、平稳舒适,是高级公通过时,震动小、噪音低、略有弹性、平稳舒适,是高级公路的主要面层。路的主要面层。v沥青路面的缺点是:易被履带车辆和坚硬物体所破坏;表面沥青路面的缺点是:易被履带车辆和坚硬物体所破坏;表面易被磨光而影响安全,温度稳定性差,夏天易软、冬天易脆易被磨光而影响安全,温度稳定性差,夏天易软、冬天易脆并产生裂缝。此外铺筑沥青路面受气候和施工季节的限制。并产生裂缝。此外铺筑沥青路面受气候和施工季节的限制。雨天不宜铺筑各种沥青面层
3、,冰冻地区在气温较低时铺筑沥雨天不宜铺筑各种沥青面层,冰冻地区在气温较低时铺筑沥青面层难以保证质量。沥青路面属于柔性路面,其力学强度青面层难以保证质量。沥青路面属于柔性路面,其力学强度和稳定性主要依赖于基层与土基的特性。和稳定性主要依赖于基层与土基的特性。v2、沥青路面的分类与选择:v沥青路面的主要形式有沥青表处、贯入式、沥青碎石、沥青混凝土等。这几种沥青路面按强度构成原理可分为嵌挤类和密实类,按施工工艺的不同可分为层铺法和拌和法两种形式。v热拌沥青混合料是由矿料与沥青在热态下拌和而成的混合料的总称。热拌沥青混合料在热态下铺筑施工成形的路面,即称热拌沥青混合料路面。热拌沥青混合料可按混合料的性
4、质、强度构成及矿料级配、最大粒径等进行分类。v按混合料的性质分类: v沥青混合料按混合料的性质分为沥青混凝土混合料、沥青碎石混合料及抗滑表层沥青混合料。 v沥青混凝土混合料: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,与沥青拌和而制成的符合技术标准的沥青混合料(以AC表示),简称为沥青混凝土。用沥青混疑土混合料铺筑面层(下面层或过渡层也可用沥青碎石混合料铺筑)的路面,即称为沥青混凝土路面v沥青碎石混合料: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和而成的沥青混合料(以AM表示),也称半开级配沥青混合料。用沥青碎石混合料铺筑面层的路面,即称为沥青碎石路面。v抗滑表层沥青
5、混合料:由适当比例的中、细集料及填料与沥青拌和而成的沥青混合料(用AK表示。由抗滑表层混合料铺筑,符合规定的宏观粗糙度、微观粗糙度及摩擦系数要求的沥青面层的上面层,即称抗滑表层,也称抗滑磨耗层。v按矿料最大粒径分类:v沥青混合料按矿料最大粒径可分为特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式及砂粒式。v按矿料级配分类:v矿料级配是指矿料中不同位径的粒料相互之间的比例关系,常以不同径粒料的质量比来表示,根据矿料级配的不同,沥青混合料可分为连续级配和间断级配沥青混合料两类。v连续级配沥青混合料:由大到小逐级按一定的质量比例组成的矿料与沥青拌和而成,又分为密级配和开级配两种类型v密级配沥青混合料:各种粒径的颗粒级
6、配连续、相互嵌挤密实的矿料与沥青拌和而成。压实后剩余空隙率小于10%的沥青混合料。剩余空隙率为3%6%的为I型密实式沥青混凝混合料,剩余空隙率为4%10%的为II型半密实式沥青混凝土混合料。 v开级配沥青混合料:由适当比例的粗集料、细集料与沥青拌和而成,压实后剩余空隙率大于10%的沥青混合料。剩余空隙率为10%15%的为半开式沥青混合料,剩余空隙率大于15%的为开式沥青混合料。v间断级配沥青混合料:矿料级配组成中缺少一个或若干个档次而形成的间断级配的沥青混合料。由于间断级配矿质混合料不仅有足够数量的粗粒料可以形成空间骨架,而且又有必要数量的细料填充于骨架间的空隙,使混合料有较高的密实度而形成为
7、一种骨架密实结构,故内摩阻力和粘结力都较高,使沥青混合料既能满足稳定性的要求,同时又具有良好的耐久性。但目前仍属于试验研究阶段。v按强度构成分类:v沥青混合料按其强度构成,可分为嵌挤型和级配型两大类。嵌挤型:是按嵌挤原则构成的沥青混合料,它的强度以矿料之间的嵌挤力和内摩阻力为主,沥青的粘结作用为辅。这类混合料是以颗粒较粗、尺寸均匀的矿料构成骨架,沥青结合料填充空隙,并把矿料粘结成一个整体,这类沥青混合料的结构强度受自然因素的影响较小,沥青碎石就属此类。级配型:是按密实级配原则构成的沥青混合料,它的结构强度以沥青与矿料之间的粘结力为主,矿料的嵌挤力和内摩阻力为辅。这类沥青混合料的结构强度受温度的
8、影响较大,沥青混凝土就属此类。按级配原则构成的沥青混合料,其结构通常可分为悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构三种方式。v2、沥青混合料适合的路面结构:v选择沥青面层时,应综合考虑道路等级、交通类型、要求的使用期、设计年限内标准轴载的累计当量轴次、气候条件、筑路材料、施工机械以及养护条件等因素。v应根据不同地区道路等级及所处层位的功能性要求,选择适当的结构组合,并应符合下列原则: v要综合考虑满足耐久性、抗车辙、抗裂、抗水损害能力、抗滑性能等多方面要求,根据施工机械、工程造价等实际情况选择沥青混合料的种类。沥青混凝土混合料面层宜采用双层或三层式结构,其中必须有至少一层I型密级配沥青混凝土混
9、合料。如各层均采用沥青碎石混合料时,沥青面层必须做下封层。 v多雨潮湿地区的高速、一级公路的上面层宜采用抗滑表层混合料,其它等级公路及少雨干燥地区的高速、一级公路可采用I型沥青混凝土混合料做表层,沥青面层的集料最大粒经应从上至下逐渐增大,中粒式及细粒式用于上层,粗粒式只能用于中、下层,砂粒式仅适用于非机动车道。 v上面层沥青混合料的集料最大粒径不应超过层厚的1/2,中、下面层及联结层的集料最大粒径不应超过层厚的2/3。 v高速公路的硬路肩沥青面层应采用I型沥青混凝土混合料作表层。v3、材料的基本要求: v沥青:沥青路面所用的沥青材料有石油沥青、煤沥青等。使用时应根据交通量、施工方法、沥青路面层
10、类型、材料来源等情况选用。对热拌热铺类沥青路面,由于沥青材料和矿料均须加热拌和,并在热态下铺压,故可采用稠度较高的沥青材料。而热拌冷铺类沥青路面,所用沥青材料的稠度可较低。对浇贯类沥青路面,若采用的沥青材料过稠,难以贯入碎石中,过稀又易流人路面底部。因此,这类路面宜采用中等稠度的沥青材料。v沥青路面所用沥青的标号,应根据地区气候条件、施工季节气候、路面类型、施工方法和矿料性质尺寸等因素选用。所选用的沥青应满足道路用沥青技术标准。v粗集料:沥青路面所用粗集料应洁净、干燥、无风化,而且应具有足够的强度和耐磨性以及良好的颗粒形状。粗集料的规格应满足技术标准要求。粗集料主要有碎石、轧制砾石及筛选砾石。
11、粗集料与沥青材料的粘附性大小,对沥青混合料的强度和耐久性有极大影响,应选用同沥青材料有良好粘附性的碱性粗集料。v细集料:细集料是指粒径小于5mm的天然砂、人工砂、石屑。细集料均要求坚硬、清洁、干燥、无风化、不含杂质,并且具有适当的级配。v填料:填料一般采用石灰岩、岩浆岩或白云岩等中强基性岩石等增水性石料经磨细而得到的矿粉。矿粉应干燥、洁净、无团粒。石灰、水泥、粉煤灰也可作为填料的一部分使用(其用量不宜超过矿料总量的2%)。但应经实验确定其属于碱性,与沥青有良好的粘结力。v沥青类路面施工前的准备工作主要有确定料源及进场材料的质量检验、施工机具检查、修筑试验路段等。v(1)沥青材料v目前,我国高等
12、级公路路面所用的沥青大部从国外进口,主要采用新加坡的壳牌(Shell)、埃索(Esso)、BP等公司的沥青或阿尔巴尼亚沥青。有一些工程,如沪嘉高速公路、沈大高速公路则采用国产重交通道路沥青。如单家寺、欢喜岭、克拉玛依稠油沥青,铺筑的高级沥青路面平整、坚实、无明显车辙,早期的裂缝基本消除或大大减少,路用性能达到或超过了进口沥青。v(2)矿料:v矿料的准备应符合下列要求:不同规格的矿料应分别堆放,不得混杂,并宜加盖防雨顶棚;各种规格的矿料到达工地后,对其强度、形状、尺寸、级配、清洁度、潮湿度等进行检查。 v选择集料料场是十分重要的,对粗集料料场,重要是捡查石料的技术标准能否满足要求,如石料等级、饱
13、水抗压强度、磨耗率、压碎值、磨光值及石料与沥青的粘结力,以确定石料料场。进场的砂、石屑及矿粉应满足规定的质量要求。v(3)施工机械检查:v沥青路面施工前对各种施工机具应作全面检查,并应符合下列要求: v洒油车应检查油泵系统、洒油管道、量油表、保温设备等有无故障,并将一定数量沥青装人油罐,在路上先试洒、校核其洒油量。每次喷晒前应保持喷油嘴干净,管道畅通,喷油嘴的角度应一致,一般与洒油管呈1525的夹角。 v矿料撒铺车应检查其传动和液压调整系统,并应事先进行试撒,以确定撒铺每一种规格矿料时应控制的间隙和行驶速度。v拌和设备在开始运转前要进行一次全面检查,注意联结的紧固情况,检查搅拌器内有无残存余料
14、,冷料运输机是否运转正常,有无跑偏现象,仔细检查沥青管道各个接头,严禁吸沥青管有漏气现象,注意检查电气系统,对于机械传动部分,还要检查传动链的张紧度。 v检查运输车辆是否符合要求,保温设施是否齐全。v摊铺机应检查其规格和主要机械性能,如振捣板、振动器、平熨板、螺旋摊铺器、离合器、刮板送料器、料斗闸门、厚度调节器、自动找平装置等是否正常。压路机应检查其规格和主要机械性能(如转向、启动、振动、倒退、停驶等方面的能力)及滚筒表面的磨损情况,滚筒表面如有凹陷或坑槽不得使用。v(4)铺筑试验路段:v试验段的长度应根据试验目的确定,宜为100200m,试验段宜在直线段上铺筑。如在其它道路上铺筑时,路面结构
15、等条件应相同。热拌热铺沥青混合料路面试验段铺筑分试拌及试铺两个阶段,应包括下列试验内容: v根据沥青路面各种施工机械相匹配的原则,确定合理的施工机械、机械数量及组合方式。通过试拌确定拌和机的上料速度、拌和数量与时间、拌和温度等操作工艺。v通过试铺确定以下各项:v透层沥青的标号与用量、喷洒方式、喷洒温度; v摊铺机的摊铺温度、摊铺速度、摊铺宽度、自动找平方式等操作工艺; v压路机的压实顺序、碾压温度、碾压速度及碾压遍数等压实工艺; v确定松铺系数、接缝方法等; v验证沥青混合料配合比设计结果,提出生产用的矿料配比和沥青用量;v建立用钻孔法及核子密度仪法测定密实度的对比关系,确定粗粒式沥青混凝土或
16、沥青碎石面层的压实标准密度; v确定施工产量及作业段的长度,制订施工进度计划; v全面检查材料及施工质量; v确定施工组织及管理体系、人员、通讯联络及指挥方式。 v在试验段的铺筑过程中,施工单位应认真做好记录分析,监理工程师或工程质量监督部门应监督、检查试验段的施工质量,及时与施工单位商定有关结果。v沥青表面处治是用沥青和集料按拌和法或层铺法施工的一种厚度不大于3cm的薄层沥青面层。由于处治层很薄,一般不起强度作用,其主要作用是抵抗行车的磨耗,增强防水性,提高平整度,改善路面的行车条件。v沥青表面处治大多用于下列场合:v(1)用作碎石路面或基层的磨耗层或面层,以改善行车条件并提高路面等级。v(
17、2)改善或恢复原有面层的使用品质。对原路面磨损较严重的、老化严重的或路面过于光滑的通过表面处治,使其平整度、泌水性、抗滑能力等均得以恢复、改善或提高。v(3)用作封层,即作为空隙较多的沥青面层的防水层。位于沥青面层之上即为上封层,位单元八路面施工于非沥青类基层之上即为下封层。v1、沥青v沥青表面处治可采用道路石油沥青、煤沥青或乳化沥青。沥青表面处治对沥青材料的要求有以下几个方面:渗透性好、凝结时间短、粘结力大、不易老化、便于浇洒、耐久性好。2、矿料v沥青表面处治的设计原则是要确保道路所选择的石屑粒径,应根据预测交通量估计石屑埋入现有磨耗层的情况而定。确定集料的粒径时,应考虑道路的硬度、交通量、
18、轴重和设计行车速度。集料纹理和磨光性能对道路的抗滑能力有很大的影响。具体可根据当地特点选用碎石、轧制碎石或筛选砾石,其质量及规格应符合以下要求:v(1)粗集料应干燥、无风化、清洁、无杂质,具有足够的强度和耐磨性能,应尽量选择质地坚硬、软弱及扁平颗粒含量少的碎石或砾石。v(2)粗集料应具有良好的颗粒形状,通常以接近立方体且多棱角为佳,筛选砾石,因其嵌挤锁结能力差,仅在轻交通的沥青表面处治中使用。用于道路沥青面层的碎石不宜采用鄂式破碎机加工。v(3)用于轧制的砾石必须采用粒径大于50mm的颗粒,破碎砾石中4.75mm及其以上颗粒的破碎面积应不小于规范规定值。v(4)与沥青材料有良好的粘结力,经检验
19、属于酸性岩石的石料,用于高速公路、一级公路时,宜使用针入度较小的沥青,并采用抗剥离措施。v施工方法分为层铺法和拌和法,而层铺法施工又分为先油后料法和先料后油法。v三层式沥青表处的施工工序(先油后料法)v施工前的准备工作安装路缘石浇洒透层沥青浇洒第一层沥青撒铺第一层集料碾压浇洒第二层沥青撒铺第二层集料碾压浇洒第三层沥青撒铺第三层集料碾压控制交通初期养护。v三层式的厚度为2.53.0cm。两层式(厚度为1.52.5cm)与单层式(厚度为11.5cm)的施工程序与三层式的方法相似。v拌和法又分路拌法和厂拌法,厂拌法施工质量容易保证,且用油量少。v1、路拌法施工程序v筛备矿料施工放样、安装路缘石清扫基
20、层备料人工干拌级配矿料掺入沥青并拌匀摊铺并整形碾压初期养护。v2、厂拌法施工程序v熬制沥青定量配制机械集中厂拌运料施工放样、安装路缘石清扫基层卸料摊铺并整形碾压初期养护。v热拌沥青混合料包括热拌沥青碎石、沥青混凝土、抗滑表层等多种类型。热拌沥青混凝土路面是由几种大小不同的矿料,用沥青作结合料,按一定比例配合,在严格的配合比及温度条件下拌和,经压实形成的路面面层。其特点是矿料、沥青及混合料从拌和到铺筑成型均须在较高的温度范围内完成。 1 1、沥青、沥青 拌制沥青混合料用沥青材料的技术性质,随气候条件、交通性质、沥拌制沥青混合料用沥青材料的技术性质,随气候条件、交通性质、沥青混合料的类型和施工条件
21、等因素而异。通常在较热的气候区、较繁重的青混合料的类型和施工条件等因素而异。通常在较热的气候区、较繁重的交通下,细粒式或砂粒式的混合料则应采用稠度较高的沥青;反之,则采交通下,细粒式或砂粒式的混合料则应采用稠度较高的沥青;反之,则采用稠度较低的沥青。在其他配料条件相同的情况下,较粘的沥青配制的混用稠度较低的沥青。在其他配料条件相同的情况下,较粘的沥青配制的混合料具有较高的力学强度和稳定性,但如稠度过高,则沥青混合料的低温合料具有较高的力学强度和稳定性,但如稠度过高,则沥青混合料的低温变形能力较差,沥青路面容易产生裂缝。反之,在其他配料条件相同的条变形能力较差,沥青路面容易产生裂缝。反之,在其他
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