f402004《公路沥青路面施工技术规范》条文说明x 本文上传自【路桥吾爱lq52】.docx
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1、附件:公路沥青路面施工技术标准 (JTG F40-2004)条文说明 公路沥青路面施工技术标准条文说明1 总那么本条规定制订本标准的目的,是为贯彻沥青路面“精心施工,质量第一的方针,保证沥青路面的施工质量,使铺筑的沥青路面坚实、耐久、平整、稳定,提供平安、舒适、顺畅的交通条件。这也是评价沥青路面的性能的标准。沥青路面施工必须有详细的施工组织设计,施工组织设计不能仅仅为了应付招标,而应该真正按照设计去做。现在有的工程组织管理混乱,不按科学规律管理,建设“形象工程、“业绩工程,随便要求缩短工期,赶工、抢工,成为路面早期损坏的重要原因。因此在这一条专门提出了合理工期。本条还规定不得在低于最低气温和施
2、工遇雨时施工,这也是十分重要的。由于赶工期的需要,硬性要求在当年完工,便不顾施工气温,在寒冷的气候条件下施工,严重影响了沥青路面的压实,往往导致早期损坏。 本标准规定“沥青路面不得在气温10(高速公路和一级公路)或5(其他等级公路)的情况下施工,这是考虑我国施工季节太短的实际情况又放宽了国际上的规定规定的。美国AASHTO对不同层位及厚度的混合料施工温度规定如下表。在我国接近冬季施工的往往是外表层,厚度更薄,要求应该更严。压实层厚度(mm)外表层()中、下面层()63.515.6104.412.87.21.7沥青路面的层间污染,沥青层不成整体是沥青层早期损坏的重要原因。本条规定沥青面层宜连续施
3、工,在没有特殊情况下,沥青面层和基层最好在一年内施工完毕,包括强化粘层油都是为了解决层间污染的问题。对柔性基层沥青路面,可以在级配碎石铺筑后过冬隔年施工沥青层,而半刚性基层过冬比拟困难,根本上都是在铺筑沥青层下面层后过冬,第二年施工中面层,以后又要等到快交工验收前再铺筑外表层,一层与一层的铺筑间隔都很长,这样交出去的工程外表上很干净,实质各层之间的联结受到严重影响,这种情况必须改变。我国沥青路面设计所采用的弹性层状体系是严格按照层间连续的假定进行计算的,如果由于层间污染使沥青层不能成为一个整体,路面内部的受力状态将发生重大改变,路面的疲劳寿命会受到很大的影响。实践证明,缩短标段长度,各层连续施
4、工,施工污染的顽疾是能够根治的。条对施工平安问题作了明确的要求。关于石油沥青及煤沥青的毒性问题, 1987年国际癌研究结构(IARC)召开了关于评价致癌物质的国际会议,提出了煤沥青、煤焦油属于第1类“人体致癌物质,而石油沥青并没有致癌性,因此国际卫生组织(WHO)认为,石油沥青与煤沥青是截然不同的。条 标准鼓励新技术、新材料、新工艺的使用,但必须是经试验和实践证明确实是有效的。标准是很严肃的,不能随便打着“新技术、新材料、新工艺 的幌子,无视标准的约束,这也是不慎重的。1.0.10条规定“各省、市、自治区或工程建设单位可根据具体情况,制订相应的技术指南,但工程质量不宜低于本标准的规定。这就明确
5、了国家标准与地方性标准的关系。由于国家标准要照顾到全国不同地区的不同情况,不能要求太严。更不能顾及特殊地区的工程,所以各省、市、自治区应该制定适合于本地的地方性标准或补充规定,对具体的工程工程还应该制订更具体的、更详细的施工操作规程。 不过,有些地方性指南或招标文件随便提高技术要求,如对沥青和改性沥青指标、集料指标、沥青混合料设计指标、施工质量检验指标,提得太高也可能产生副作用。还有的原封不动地照搬其他国家的标准,这样做需要慎重,未必有好处。本标准的标准是经过国内外的经验总结充分考虑我国国情后提出的,而且大局部质量指标其实并不比国外标准低。过高的标准将使施工单位造成困难,甚至导致弄虚作假,那就
6、事与愿违了。2 术语、符号、代号关于沥青混合料定义、分类及适用范围,我国以前分为沥青混凝土及沥青碎石,用LH及LS表示,后来改为AC及AM,在AC中又根据级配粗细的不同分为I型和II型。沥青混凝土与沥青碎石的区别仅在于是否加矿粉填料及级配比例是否严格,其实质是混合料的空隙率不同。国际上对沥青混合料的分类也没有统一的方法,一般都按压实后的空隙率划分,有的分成密实式(空隙率等于或小于5)、半密实式(空隙率510)、半开式(空隙率1015)、开式(空隙率大于15)。欧洲共同体CEN最新的分类按欧洲各国实际使用的类型分成:连续级配的沥青混合料(EN 13108-1,在各国都普遍应用)、超薄面层混合料(
7、EN 13108-2,在法国等作为磨耗层使用)、软质混合料(EN 13108-3,在寒冷地区使用)、浇注式混合料(HRA,EN 13108-4,在德国等使用)、沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA,EN 13108-5,在欧洲普遍使用)、沥青玛蹄脂混合料(EN 13108-6,在英国作为嵌压式混合料的载体)、排水性混合料(EN 13108-7,在欧洲普遍应用)等7种。本标准参照国际上近年来的开展,对沥青混合料进行多种分类,按公称最大粒径分为砂粒式、细粒式、中粒式、粗粒式、特粗式,按空隙率分为密级配(36)、半开级配(612)、开级配(排水式,18以上),对密级配混合料参照美国的方法按照关键性筛孔的通过
8、率分为粗型及细型同时也有与欧洲相同的分类系统。本标准对“沥青碎石的定义需特别注意,同样按空隙率分为密级配、半开级配、开级配沥青碎石。“大粒径沥青混合料是一种习惯性称呼,一般指公称最大粒径超过25mm或者31.5mm的沥青稳定碎石混合料。 Superpave美国SHRP的重要研究成果,我国也有应用,不过译名比拟乱。美国沥青协会SP-1定义“Superpave(Superior Performing Asphalt Pavements) is a product of the SHRP asphalt research。Superpave is a trademark of Strategic H
9、ighway Research Program。即它是一个注册商标,所以按字面直译高性能沥青路面是不适宜的。配合比设计方法对沥青路面的性能仅仅是第一步,还取决于结构、材料、施工等都有关系。3 基 层 ?公路沥青路面施工技术标准?本来是应该包括沥青面层和基层的,由于我国基层局部另有标准,所以本标准关于基层方面的条文非常简单。长期以来,我国的沥青路面结构型式非常单一,高速公路、一级公路几乎千篇一律地使用半刚性基层沥青路面。本标准从实际出发,规定了4种基层类型:柔性基层、半刚性基层、刚性基层、复合式基层。以便根据实际情况选择使用合理的基层结构。4 材料一般规定 在沥青路面建设过程中,材料起到至关重要
10、的作用。有些新建的高速公路沥青路面出现早期损坏,材料是重要的原因。因此,这里特别强调要把好材料关,应该以试验为依据,严格控制质量,防止使用不符要求的材料造成损失。4.2 道路石油沥青4.2.1 原标准有两个石油沥青技术要求:“重交通道路石油沥青技术要求和“中、轻交通道路石油沥青技术要求。实际上“重交通道路沥青就相当于国际上的普通沥青,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。本次修改明确都称为道路石油沥青,废除这两个名称。 标准公布后的10余年来,正好国际上对道路沥青的标准进行了最深入的研究,其中最有名的是美国战略性公路研究方案(SHRP)制订PG规格及欧洲共同
11、体的欧洲标准化组织CEN制订EU沥青标准的工作。 SHRP的研究成果SUPERPAVETM提出了一个按照路用性能分级(PG分级)的沥青结合料标准(见表-1)。PG分级直接采用设计使用温度表示适用范围。设计最高温度为7天最高平均路面温度,设计最低温度为年极端最低温度。根据道路等级、交通量确定保证率为95(平均值)或98。它采用3种样品:(1) 原样沥青;(2) RTFOT后的残留沥青;(3) RTFOT后又经PAV老化的残留沥青,评价各种路用性能指标,包括高温时抵抗永久变形的能力、低温时抵抗路面温缩开裂的能力、抗疲劳破坏的能力、抗老化性能、施工平安性等。在确定沥青的PG等级时,要充分考虑气候条件
12、及交通条件(交通量及车速、车辆停驻时间),有时需要提高一个或两个PG高温等级选择沥青的标号。在此根底上,各州交通部门都根据各地的具体情况,规定了常用的PG等级或再增加有些常规指标。不过,现在对PG分级能不能完全解释沥青质量与使用性能的关系,能不能适用于评价改性沥青还存在不少争议。例如,普通沥青的高温性能一般用动态剪切试验DST得到的车辙因子G*/sin来评价,但对聚合物改性沥青来说,普遍反映G*/sin并不能反映高温性能,而沥青结合料的零剪切粘度ZSV却在欧洲等许多国家引起了广泛的关注。欧洲CEN那么将沥青标准研究的工作分两步走,先提出一个为生产上所能执行的各国折衷的标准,然后正式开发制订与沥
13、青路用性能相关的新标准。CEN的新标准EN 12591:2000建议稿如表-2所列。与2000年以前的相比,明确增加蜡含量是一个特点。欧洲对SUPERPAVETM也进行了深入的研究,现在还没有明确的看法。沥青标准的修订是一件非常严肃且十分重要的工作,我国一直在研究和跟踪国际上沥青标准研究成果,20世纪90年代的“八五国家科技攻关专题“道路沥青及沥青混合料的路用性能对我国的沥青技术指标进行了认真的研究,提出了适合于我国国情的 “重交通道路沥青技术要求的修改建议。研究证明,所提出的新的指标系列与Superpave的PG规格有相当好的相关性,多年来逐步在全国得到了广泛的应用。这期间,我国许多高速公路
14、招标文件对沥青指标作了调整。1999年起中石化、中油、中海等部门的几大公司也相继提出了自己的企业标准,把1号标准的沥青蜡含量的指标提高到要求不大于2。在对国内外沥青标准比拟的根底上,修订提出了“道路石油沥青技术要求,历时4年,屡次发出广泛征求了沥青生产、经销、使用部门,包括国外厂商的意见。 本标准对道路石油沥青技术要求的修改主要有以下内容:(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: B级沥青与原标准“重交通道路沥青相近,C级沥青比原标准“中、轻交通道路石油沥青技术要求
15、稍有提高。一个国家的沥青标准中按质量水平分为几个等级的做法,国外也采用过(如日本)或者目前正在采用(如加拿大、美国ASTM)。 (2)沥青质量要求充分照顾到气候条件,规定了各气候区适宜的的沥青针入度等级。尽管各气候区的差异甚小,但已经很有意义。(3)增加了沥青的感温性指标针入度指数PI值,国外一般要求PI在-1+1之间,本标准根据大量的试验研究,适当有所降低。在标准修订过程中有些意见认为PI值的试验误差较大,或者应该按照欧洲新的标准中的方法采用针入度和软化点计算PI值。针对这些意见,标准要求严格按照试验规程的方法,可参照表-1选用5个适宜的温度测定针入度计算,且要求相关系数不低于0.997。至
16、于计算方法,EN 12591:2000标准确实已经由以前的采用5个温度的针入度计算的方法修改为按Pfeiffer和Van Doormael的方法由针入度和环球法软化点确定。此方法中显然是考虑到欧洲的道路沥青蜡含量普遍已经很低,当量软化点的概念已经失去意义,同时为照顾不同国家的要求,标准也由原来的-1+1放宽到-1.5+0.7。两种计算方法的PI值不同主要是由于蜡含量对软化点的影响所造成。以下图的试验结果充分说明两种不同方法的计算结果之差来源于不同方法测定的软化点的差异,二者的相关系数达0.973。因此在我国目前的沥青蜡含量的水平情况下(包括B级沥青),PI值的计算方法尚不宜改变。同时考虑到目前
17、国产沥青和进口沥青的PI水平,将要求放宽到不小于-1.5(A级)或-1.8(B级)。不同软化点测定方法与PI值计算结果的关系美国SHRP沥青路用性能标准(AASHTO MP1,1995) 表-1沥青使用性能等级 46 52 58 64 70 76 82-34-40-46-10-16-22-28-34-40-46-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34平均七天最高路面设计温度45525864707682最低路面设计温度 -34-40-46-10-16-22-28-34-40-
18、46-16-22-28-36-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34原 样 沥 青闪点(COC,ASTM D92),min 230粘度ASTM 4402 max, 3Pa.s试验温度, 135动态剪切,(TP5) , G*/sin,min, 1.0Kpa试验温度 10rad/s 46525864707682RTFOT 残 留 沥 青(PP1 T240)质量损失 ,max 1.00动态剪切,(TP5) G*/sin,min, 2.2Kpa试验温度 10rad/s 46525864707682PAV
19、残 留 沥 青(PP1)PAV老化温度 9090100100100(110)100(110)100(110)动态剪切,(TP5) G*sin,max, 5000kpa试验温度 10rad/s 10742522191613107252219161331282522191634312825221937343128254037343128物理老化实测记录蠕变劲度,(TP1) S,max,300MPa m值,min,0.30试验温度 60s -24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-
20、240-6-12-18-24直接拉伸,(TP3) 破坏应变,min,1.0试验温度 1.0mm/min -24-30-360-6-12-18-24-30-36-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-24-300-6-12-18-240-6-12-18-24表注:路面温度由大气温度按SUPERPAVE程序中的方法计算,也可由指定的机构提供。 如果供给商能保证在符合所有认为平安的温度下,沥青结合料都能很好地泵送或拌和,此要求可由指定的机构确定放弃。 为控制非改性沥青结合料产品的质量,在试验温度下测定原样沥青结合料粘度,可以取代测定动态剪切的G*/sin。在此温
21、度下,沥青多处于牛顿流体状态,任何测定粘度的标准试验方法均可使用,包括毛细管粘度计或旋转粘度计(AASHTO T201或T202)。 PAV老化温度为模拟气候条件温度,从90、100、110中选择一个温度,高于PG64时为100,在沙漠条件下为110。 物理老化:按照TP1规定的BBR试验13.1节进行, 试验条件中的时间为最低路面设计温度以上10延续24h10min,报告24h劲度模量和m值,仅供参考。 如果蠕变劲度小于300MPa,直接拉伸试验可不要求,如果蠕变劲度在300MPa600MPa之间,直接拉伸试验的破坏应变要求可代替蠕变劲度的要求,m值在两种情况下都应满足。欧洲CEN沥青标准(
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