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文檔簡介
1、路橋工程施工內容簡介 公路與城市道路路面工程依面層類型不同,有瀝青路面、水泥混凝土路面和砂石路面以及粒料改善土路面。其中瀝青路面和水泥混凝土路面用于高等級公路和城市道路,其它主要用于低等級公路。路面結構層可由面層、基層、底基層和墊層組成。面層是直接承受車輪荷載反復作用和自然因素影響的結構層。瀝青路面基層是設置在面層之下,并與面層一起將車輪荷載的反復作用傳布到底基層、墊層、土基,是起主要承重作用的層次。基層材料的強度指標應有較高的要求。底基層是設置在基層之下,并與面層、基層一起承受車輪荷載反復作用,是起次要承重作用的層次。底基層材料的強度指標要求比基層材料略低。基層、底基層視公路等級或交通量的需
2、要可設置一層或兩層。當基層或底基層較厚需分兩層施工時,可分別稱為上基層、下基層,或上底基層、下底基層。墊層是設置在底基層與土基之間的結構層,起排水、隔水、防凍、防污等作用。對于水泥混凝土路面面層水泥混凝土是主要承重層,基層(有時也有底基層、墊層)主要是為了路面水穩定性和防凍要求而設置的。本章主要介紹瀝青路面和水泥混凝土路面及其基層與底基層的施工。 本章重點內容導航路面基層施工(圖片) 穩定土路面材料 穩定土材料的組成穩定土基層施工 層鋪法瀝青路面基層施工 瀝青貫入式路面拌和法瀝青路面 真空吸水 高空架設法 閘門式架橋施工(動畫)預應力混凝土連續梁橋施工美國道路施工現場第一節 道路工
3、程施工 一、 面基層(底基層)施工(圖片)筑路機械 打磨機 簡易路下地道 砂墊層上澆混凝土路面基層(底基層)可分為無機結合料穩定類和粒料類。無機結合料(水泥、石灰)穩定類基層(底基層),在前期具有柔性路面的力學特性,當環境適宜時,其強度和剛度會隨著時間的推移而不斷增大,但其最終抗彎拉強度和彈性模量,還是遠較剛性基層為低,因此把這類基層稱為半剛性基層。在我國半剛性材料已廣泛用于修建高等級公路路面基層或底基層,因此本節主要介紹半剛性基層的施工。半剛性基層材料的顯著特點是:整體性強、承載力高、剛度大、水穩性好而且較經濟。(一)穩定土路面材料的強度形成原理采用一定的技術措施,使土成為具有一定強度與穩定
4、性的筑路材料,以此修筑的路面稱為穩定土路面。穩定土的方法有多種,按其技術措施的不同可分為:機械方法(如壓實)、物理方法(如改善水穩狀況)、加入摻加劑(粒料、粘土、鹽溶液、有機結合料、無機結合料、高分子化合物及其它化學填加劑等)。 無機結合料穩定土,按照土中單個顆粒(指碎石、礫石和砂顆粒,不指土塊和土團)的粒徑大小和組成,將土分為下列三種:細粒土。顆粒的最大粒徑小于10mm,且其中小于2mm的顆粒含量不少于95%;中粒土。顆粒的最大粒徑小于30mm,且其中小于20mm的顆粒含量不少于85%;粗粒土。顆粒的最大粒徑小于50mm,且其中小于40mm的顆粒含量不少于85%。石灰穩定土:在粉碎的或原來松
5、散的土(包括各種粗、中、細粒土)中摻入足量的石灰(水泥)和水,經拌和、壓實及養生后,當其抗壓強度符合規定的要求時,稱為石灰(水泥)穩定土。石灰土:用石灰(水泥)穩定細粒土得到的混合料,簡稱石灰(水泥)土。水泥砂:用水泥穩定砂得到的混合料,簡稱水泥砂。石灰砂礫土:用石灰(水泥)穩定粗粒土和中粒土得到的混合料,視所用原材料而定,原材料為天然砂礫土時,簡稱石灰砂礫土(水泥砂礫)。石灰碎石土:原材料為天然碎石土時,稱為石灰碎石土(水泥碎石)。廢渣穩定土:一定數量的石灰和粉煤灰或石灰和煤渣與其它集料相配合,加入適量的水,經拌和、壓實及養生(養護)后得到的混合料,當其抗壓強度符合規定的要求時,稱石灰工業廢
6、渣穩定土(簡稱石灰工業廢渣)。其中,用石灰、粉煤灰穩定細粒土(含砂)、中粒土和粗粒土時,視具體情況可分別簡稱二灰土、二灰砂礫、二灰碎石、二灰礦渣等。1石灰穩定類材料強度形成原理石灰穩定類材料包括:石灰土、石灰砂礫土、石灰碎石土等。其強度形成主要指石灰與細粒土的相互作用。強度形成原理:(1)土中摻入適量的石灰,并在最佳含水量下壓實后,既發生了一系列的物理力學作用,也發生了一系列的化學與物理化學作用。在這一系列作用發生的同時,形成了石灰土基層的強度。(2)由于石灰與土之間發生了一系列相互作用,從而使土的性質發生根本的改變。與原素土相比,在初期,主要表現在土的結團、塑性降低、最佳含水量增大和最大密度
7、的減小等。后期變化主要表現在結晶結構的形成,從而提高土的強度與穩定性。(3)石灰加入土中發生的物理與化學反應主要有離子交換、Ca(OH)2的結晶、碳酸化和火山灰反應。其結果使粘土膠粒絮凝,生成晶體Ca(OH)2、CaCO3(碳酸鈣)和含水硅、鋁酸鈣等膠結物,這些膠結物逐漸由膠凝狀態向晶體狀態轉化,致使石灰土的剛度不斷增大,強度與水穩定性不斷提高。名詞解釋:(1)離子交換反應:是指石灰加入土中,在水的參與下易離解成Ca2和(OH)離子,Ca2可與粘土膠體顆粒反離子層上的K、Na離子發生離子交換,其結果使得膠體吸附層減薄,從而使粘土膠體顆粒發生聚結,土的濕坍性得到改善。離子交換是石灰土初期強度形成
8、的主要原因。Ca(OH)2的結晶反應是石灰吸收水分形成含水晶體,所生成的晶體相互結合,并與土粒結合起來形成共晶體,把土粒結成整體,從而使石灰土的水穩性得到提高。(2)碳酸化反應:是指Ca(OH)2與空氣中的CO2反應生成CaCO3的過程,試驗表明,碳酸化反應只是在有水的條件下才能進行。當用干燥碳酸氣作用于完全干燥的石灰粉末時,這反應幾乎完全停止進行。因為碳酸化時,石灰和碳酸氣的作用需要水。CaCO3是堅硬的結晶體,具有較高的強度和水穩性,它對土的膠結作用使土得到了加固。由于CO2可能由混合料的孔隙滲入,也可能由土本身產生,當石灰土的表層碳酸化后,則形成一層硬殼,而阻礙CO2進一步滲入,因而Ca
9、(OH)2的碳化是一個相當長的反應過程,也是形成石灰土后期強度的主要原因之一。火山灰反應是指土中的活性硅鋁礦物在石灰的堿性激發下解離,在水的參與下與Ca(OH)2反應生成含水的硅酸鈣和鋁酸鈣的過程,所生成新的化合物與水泥水解后的產物相類同,是一種水穩性良好的結合料。(3)火山灰反應:是在不斷吸收水分的情況下逐漸發生的,因而具有水硬性質。碳酸化與火山灰反應對提高石灰土的強度與穩定性起著決定性作用。2影響石灰土強度的因素及對材料的要求影響石灰土強度的因素:(1)屬于內因的有土質、灰質、石灰劑量、含水量與密實度等。(2)屬于外因的有時間、溫度、濕度與機械壓實及行車作用等。對材料的要求:(1) 土質各
10、種成因的亞砂土、亞粘土、粉土類土和粘土類土以及含有一定數量粘性土的中粒土和粗粒土都可以用石灰來穩定。一般來說,粘土顆粒的活性強、比表面積大,表面能量也較大,故摻入石灰等活性材料后,所形成的離子交換、碳酸化作用、結晶作用和火山灰作用都比較活躍,故石灰土強度隨土的塑性指數增加而增大。但土質過粘時,不易粉碎和拌和,反而影響穩定效果,且易形成縮裂。如土的塑性指數偏小,則施工時難以碾壓成型。因此,一般采用塑性指數1520的土,易于粉碎均勻,便于碾壓成型,穩定效果較好。土中的某些鹽分及有機質對石灰土有不良作用。對于硫酸鹽含量超過0.8%的土和有機質含量超過10%的土不宜用石灰穩定。(2) 灰質各種化學組成
11、的石灰均可用于穩定土。鈣質石灰比鎂質石灰穩定土的初期強度為高,特別是在劑量不大的情況下;但鎂石灰穩定土的后期效果并不比鈣質石灰差,尤其是在劑量較大時,還優于鈣石灰。石灰的等級愈高時,在同樣石灰劑量下有較多的CaO和MgO起作用,因而穩定效果愈好。石灰的細度愈細,其比表面積愈大,在相同劑量下與土粒的作用愈充分,因而效果愈好。因此,石灰的質量應符合三級(GB1594-79)或合格品(JC/T479-92,JC/T480-92,和JC/T481-92)以上標準。要盡量縮短石灰的存放時間。石灰在野外堆放時間較長時,應妥善覆蓋保管,不應遭日曬雨淋。石灰質量略低于三級標準時,可根據活性氧化物的實際含量適當
12、提高石灰劑量,只要通過試驗,石灰土混合料的強度滿足設計要求,就可以使用。(3) 石灰劑量所謂石灰劑量是以石灰質量占全部粗細土顆粒(即礫石、砂粒、粉粒和粘粒)的干質量的百分率表示,即石灰劑量石灰質量干土質量。石灰劑量較低時(小于3%4%),石灰主要起穩定作用,使土的塑性、膨脹、吸水量減小,土的密度、強度得到穩定。隨著劑量增加,石灰土的強度和穩定性均提高。但當劑量超過一定范圍,過多的石灰在土的空隙中以自由灰存在,將導致石灰土的強度下降。在生產中常用的石灰劑量應不低于6%,不高于18%,而以10%14%為經濟實用。具體劑量應通過組成設計選定。(4) 含水量水分是石灰土的一個重要組成部分。在施工期間,
13、土中水分可保證土團得到最大限度的粉碎和均勻的拌和,并在最小壓實功能的情況下達到最佳密實度。石灰土的最佳含水量為素土的最佳含水量、拌和過程中蒸發所需的水量(約為1.5%)、與石灰反應過程所需的水量(約為0.2×石灰劑量)三者之和。石灰土在反應過程中仍需要大量的水分。因此,在養生期間,除需保持石灰土中水不被蒸發散失外,還應繼續補充適量的水分。()時間一般石灰土初期強度低,前期(12個月)增長速率較后期為快,半年的強度約為一個月強度的一倍以上,并隨時間增長,逐漸穩定。石灰土強度與齡期的關系可表示為:1 度 式中 1為一個月齡期的抗壓強度; 為t個月齡期的抗壓強度; 系數,約為0.10.5。
14、()濕度石灰土是一種水硬性材料,其強度形成需要一定的濕度。在一定濕度養生時,強度形成和增長較快。()溫度溫度愈高,強度形成愈快,負溫時石灰土強度基本停止發展。3水泥穩定類材料強度形成原理水泥穩定類材料:包括水泥穩定砂礫、砂礫土、碎石土、土等,其強度的形成主要是水泥與細粒土的相互作用。水泥礦物與土中的水分發生強烈的水解和水化反應,同時從溶液中分解出Ca(OH)2并形成其它水化物。水泥的各種水化物生成后,有的自行繼續硬化形成水泥石骨架,有的則與土相互作用,其作用形式有:離子交換及團粒化作用、凝結硬化反應、碳酸化作用等。4影響水泥穩定土強度與穩定性的主要因素及對材料的要求()土質土的類別和性質是影響
15、水泥強度的重要因素之一。土的礦物成分對水泥穩定土的性質具有重要影響。除有機質或硫酸鹽含量高的土外,各種砂礫土、砂土、粉土和粘土均可用水泥穩定。用水泥穩定粗粒土或中粒土時,其顆粒組成應滿足的要求。適宜用水泥穩定的集料的顆粒組成范圍公路等級 高速公路、一級公路 二級及二級以下公路 編號及 1 2 適用部位 底基層 基層 基層 通過下 40 100 100 列篩孔 30 90100 100 (方孔篩 20 7590 90100 55100 mm)的 10 5070 6080 40100 重量百 5 3055 3050 3090 分率(%) 2 1535 15
16、30 1868 1 1055 0.5 1020 1020 645 0.25 336 0.075 07 07 030 液限(%) 25 25 塑性指數 6 6 水泥穩定土用作二級及二級以下公路底基層時,顆粒的最大粒徑不應超過50mm,土的顆粒組成應在的范圍內。無機結合料穩定類材料的抗壓強度標準(Mpa)(2)水泥的成分和劑量的影響水泥的成分和劑量對水泥穩定土的強度有重要影響。通常認為,各種類型的水泥都可用于穩定土,硅酸鹽水泥的穩定
17、效果較好,而鋁酸鹽水泥則較差。水泥穩定土施工時,從加水拌和到碾壓終了的時間,應短于水泥的終凝時間。施工中應選用終凝時間較長(宜在6h以上)的水泥。水泥穩定土的強度隨著水泥劑量的增加而增加,但考慮到水泥穩定土的抗溫度收縮與抗干縮以及經濟性,應有一個合理的水泥用量范圍。用水泥穩定粗粒土或中粒土作基層時,應控制水泥用量不超過6%。并且宜采用標號較低(如325)的水泥。()含水量的影響含水量對水泥穩定土的強度有重大影響。當混合料中含水量不足時,水泥就要與土爭水,若土對水有更大的親和力,就不能保證水泥完成水化和水解作用。()工藝過程及養生條件的影響水泥、土和水拌和得愈均勻,水泥穩定土的強度和穩定性愈高。
18、水泥穩定土需保濕養生,不使穩定土層表面干燥,使在混合料中能維持足夠的水分,以滿足水泥水化的需要。養生溫度愈高,水泥穩定土的強度增長愈快。5綜合穩定類材料強度形成原理及對材料的要求綜合穩定類材料:以水泥或石灰為主要結合劑,外摻少量活性物質或其它材料,以提高和改善土的技術性質。()石灰粉煤灰(以下簡稱二灰)穩定類二灰穩定類材料:包括二灰、二灰土、二灰砂、二灰砂礫、二灰碎石等。單純用石灰穩定砂性土效果一般較差,而采用二灰綜合穩定則效果顯著提高。粉煤灰中含有活性的氧化硅和氧化鋁,在石灰的堿性激發及相互作用下生成含水的硅鋁酸鈣。這些新生的膠凝物質晶體具有較強的膠結能力和穩定性。粉煤灰中含有SiO2和Al
19、2O3的量愈多,則發生化學反應愈多,強度和穩定性愈好。由于粉煤灰系空心球體,所以摻入粉煤灰后,石灰土的最佳含水量增大、最大干密度減小。盡管如此,其強度、剛度及穩定性均有不同程度提高,尤其是抗凍性有較顯著的改善,而溫度收縮系數比石灰土有所減小,這對抗裂有重要意義。粉煤灰是一種緩凝物質,由于表面能低,難以在水中溶解,導致二灰混合料體系中火山灰反應相當緩慢,這是二灰穩定類后期強度高,早期強度低的根本原因。用于高速公路和一級公路的二灰級配集料應滿足的要求,其中1號級配適用于作底基層,2號級配適用于作基層。編號 1 2 通過下 40 100 列篩孔 30 90100 100 (方孔篩 20
20、 6085 90100 ,mm)的 10 5070 5580 重量百 5 4060 4065 分率(%) 2 2747 2850 1 2040 2040 0.5 1030 1020 0.075 015 010 二灰級配集料混合料中集料的顆粒組成范圍二灰穩定中粒土和粗粒土時,集料中應不含或少含有塑性指數的土;對于二灰穩定細粒土,宜采用塑性指數1220的粘性土(亞粘土)。粉煤灰中SiO2、Al2O3和Fe2O3的總含量應大于70%,粉煤灰的燒失量不應超過20%,粉煤灰的比表面積宜大于2500cm2。()水泥石灰綜合穩定類在水泥穩定土中,由于水泥和水的數量均
21、比其在水泥混凝土中的數量要少得多。再加上水又是一種分散度極高的材料(與砂石料相比),它能強烈地與水泥水化的產物發生各種反應,從而破壞了水泥正常水化與硬化的條件,致使水泥不能充分發揮自身應有的作用。為了改善水泥在土中的硬化條件,提高水泥穩定效果,常常在摻加水泥的同時摻加少量其它添加劑。石灰是水泥穩定土中最常用的添加劑之一。在水泥穩定之前,先往土中摻入少量的石灰,使之與土粒之間進行離子交換和化學反應,為水泥在土中的水解和硬化創造良好的條件,從而加速水泥的硬化過程,并可減少水泥用量。摻加石灰還可擴大水泥穩定土的適用范圍。一些不適于單獨用水泥穩定的土(如酸性粘土、重亞粘土等),若先用石灰處理,可加速水
22、泥土結構的形成。此外,由于石灰可吸收部分水分并改變土的塑性性質,故用水泥穩定過濕土(比最佳含水量高4%6%)時,先用石灰處理,能獲得良好的效果。(二)穩定土材料的組成設計混合料組成設計的目的是:所設計的混合料組成在強度上滿足設計要求,抗裂性達到最優且便于施工。混合料組成中,結合料的劑量太低則不能成為半剛性材料,劑量太高則剛度太大,容易脆裂。實際上,限制低劑量是為了保證整體性材料具有基本的抗拉強度,以滿足荷載作用的強度要求。限制高劑量可使模量不致過大,避免結構產生太大的拉應力,同時降低收縮系數,使結構層不會因溫度變化而引起拉伸破壞。混合料組成設計的內容根據的強度標準,通過試驗選取適宜于穩定的材料
23、,確定材料的配合比以及最大干密度和最佳含水量,表列數值系齡期為7d(養生6d,浸水1d)的無側限抗壓強度。公路等級 高速公路,一級公路 二級及二級以下公路 水泥穩定類材料 基層 3.04.0 2.03.0 底基層 1.5 1.5 石灰穩定類材料 基層 0.8 底基層 0.8 0.50.7 二灰穩定類材料 基層 0.8 0.6 底基層 0.5 0.5 具體設計步驟如下:.制備同一種土樣,不同結合料劑量的混合料。采用石灰粉煤灰做基層或底基層時,對于用硅鋁粉煤灰(主要成分為二氧化硅和三氧化二鋁),石灰與粉煤灰的比可以是1:21:9;采用石灰粉煤
24、灰土做基層或底基層時,石灰與粉煤灰的比例常是1:21:4(對于粉土,以1:2為合適);石灰粉煤灰與細粒土的比例可以是30:7090:10;采用石灰粉煤灰集料做基層時,石灰與粉煤灰的比例常用1:21:4;石灰粉煤灰與級配集料(中粒土和粗粒土)的比例應是20:8015:85;采用石灰或水泥穩定類材料時,根據設計灰劑量在其上下一定范圍內制備混合料。2.采用重型擊實試驗確定各種混合料的最佳含水量和最大干密度。最少做三個不同灰劑量混合料的擊實試驗,即最小劑量,中間劑量,最大劑量。其余劑量混合料的最佳含水量和最大干密度用內插法確定。.按工地預定達到的壓實度,分別計算不同石灰劑量的試件應有的干密度。.按最佳
25、含水量和計算得的干密度制備試件。進行強度試驗時,作為平行試驗的試件數量應下表符合的規定最少的試驗數量 5.試件在規定溫度下保濕養生6d,浸水1d后,進行無側限抗壓強度試驗。規定試驗溫度為:冰凍地區20±2,非冰凍地區25±2。并計算試驗結果的平均值和偏差系數。6.根據表6-4的強度標準,選定混合料的配合比,在此配合比下試件室內試驗結果的平均抗壓強度R應滿足下式要求:RRd(1ZCv) (9-2)式中 Rd-設計抗壓強度; Cv-試驗結果的偏差系數(以小數計); Z-標準正態分布表中隨保證率(或置信度)而變
26、的系數。高等級公路應取保證率95%,此時Z1.645;一般公路應取保證率90%,即Z1.282。工地實際采用的石灰或水泥劑量應比室內試驗確定的劑量多0.5%1.0%。(三)穩定土基層(底基層)施工穩定土基層(底基層)的施工方法有路拌法和廠拌法。1路拌法施工路拌法施工的主要工序為:準備下承層施工測量備料攤鋪拌和整平與碾壓成型初期養護。(1)準備下承層及施工測量穩定土的下承層表面應平整、堅實,具有規定的路拱,平整度和壓實度符合規范要求。在下承層上恢復中線,直線段每15 m20m設一樁,平曲線段每10 m15m設一樁,并在兩側路肩邊緣外設指示樁。進行水平測量,在兩側指示樁上明確標出基層邊緣的設計高。
27、(2)備料根據穩定土層的厚度和預定的干密度,計算各路段需要的干混合料重量,根據混合料的配合比、材料的含水量以及所用運料車輛的噸位,計算各種材料每車的堆放距離。(3)攤鋪均勻攤鋪集料,再往路上運第二種材料,將第二種材料攤鋪均勻后,再往路上運第三種材料,注意要將石灰或水泥撒在最上面。應事先通過試驗確定各種材料及混合料的松鋪系數。(4)拌和應采用專用穩定土拌和機進行拌和。在無專用穩定土拌和機械的情況下,也應采用平地機或多鏵犁與旋轉耕作機或缺口圓盤耙相配合進行拌和。拌和深度應直到穩定層底,嚴禁在拌和層底部留有“素土”夾層,應略破壞(約cm左右)下承層的表面,加強上下層粘結。拌和中適時測定含水量,如含水
28、量大于最佳值時,應進行自然蒸發,使含水量達到最佳值。若含水量小于最佳值,應補充灑水進行拌和。拌和工作到拌和均勻,穩定細粒土時,土塊尺寸不大于15mm時為止。(5)整型與碾壓拌和好混合料以平地機整平,并整出路拱。然后進行壓實作業。穩定土類結構層應用12t以上的壓路機碾壓。用12 t15t三輪壓路機碾壓時,每層的壓實厚度不應超過15cm;用18 t20t的三輪壓路機碾壓時,每層的壓實厚度不應超過20cm,對于穩定中粒土和粗粒土,采用能量大的振動壓路機時,每層的壓實厚度可以根據試驗適當增加。壓實厚度超過上述規定時,應分層鋪筑。每層的最小壓實厚度為10cm。壓實應遵循先輕后重、先慢后快的原則,直線段由
29、兩側路肩進行碾壓。碾壓時后輪應重疊1/2輪寬,一般需碾壓68遍,到壓實度檢測合格為止。采用水泥穩定土時,盡可能縮短從加水拌和到碾壓終了的延遲時間。此時間不應超過34小時,并應短于水泥的終凝時間。(6)養生與交通管制穩定土層必須保濕養生,不使表面干燥。養生期不宜少于7天,當穩定土分層施工時,下層穩定土碾壓完成后,過一天就可以鋪筑上層穩定土,不需經過7天養生期,也可以養生7天后再鋪筑另一層。在穩定土基層上未鋪封層或面層時,應禁止開放交通,以保護表層不受破壞。當施工中斷,臨時開放交通時,必須采取保護措施。2廠拌法施工穩定土混合料可以在中心站用多種機械進行集中拌和,如用強制式拌和機、雙轉軸槳葉式拌和機
30、等,也可用路拌機械或人工在場地進行分批集中拌和。集中拌和時,必須掌握下列各要點:(1)土塊、粉煤灰塊要粉碎,土塊最大尺寸不應大于15mm;(2)配料要準確;(3)含水量要略大于最佳值,使混合料運到現場攤鋪后碾壓時的含水量能接近最佳值;(4)拌和要均勻。 當采用連續式的穩定土廠拌設備時,應保證原集料的最大粒徑和級配都符合要求,配料應準確。在正式拌制混合料之前,必須先調試所用的廠拌設備,找出各料斗閘門的開啟刻度,使混合料的顆粒組成和含水量都達到規定要求。目前,我國高等級公路的穩定土層施工多采用集中廠拌和攤鋪機攤鋪,修筑的基層平整度、高程、路拱、縱坡和厚度都達到了規范的要求。從而避免了人工或平地機施
31、工中配料不準、拌和不勻、反復找平、有素土夾層等問題,不僅提高了工程質量,而且加快了施工進度。當采用水泥穩定土層時,從加水拌和到碾壓終了的延遲時間,不應超過23小時。(四)質量管理與檢查驗收施工過程質量控制的主要項目有:含水量、集料級配、石料壓碎值、結合料劑量、無側限抗壓強度、拌和均勻性、壓實度等。外形管理項目有高程、厚度、寬度、橫坡度、平整度等。在公路路面基層施工技術規范中規定了以上各檢測項目具體測定頻率和質量標準。二、瀝青路面施工瀝青路面是用瀝青材料作結合料粘結礦料或混合料修筑面層與各類基層和墊層所組成的路面結構。瀝青路面具有平整、無接縫、行車舒適、耐磨、噪音低、施工期短、養護維修簡便、且適
32、宜于分期修建等優點,因此得到廣泛應用。在我國,高等級公路路面面層的最常見類型是瀝青混凝土和瀝青碎石。(一)瀝青路面的分類1按強度構成原理可將瀝青路面分為密實類(級配類)和嵌擠類兩大類:(1)按密實級配原則構成的瀝青混合料的結構強度,是以瀝青與礦料之間的粘結力為主,礦料的嵌擠力和內摩阻力為輔而成的。瀝青混凝土屬于此類。這類瀝青混合料的結構強度受溫度的影響較大。(2)嵌擠類瀝青混合料的強度是以礦料之間的嵌擠力為主和內摩阻力為輔而構成的。瀝青碎石就屬于此類,這類瀝青混合料是以顆粒較粗、尺寸均勻的礦料構成骨架,瀝青混合料填充其空隙,并把礦料粘結成一個整體。這類瀝青混合料的結構受溫度的影響較小,但因空隙
33、率較大,易滲水,因而耐久性較差。2按施工工藝的不同,瀝青路面可分為層鋪法和路拌法兩大類:(1)層鋪法是用分層灑布瀝青,分層鋪撒礦料和碾壓的方法修筑,其主要優點是工藝和設備簡便,功效較高,施工進度快,造價較低,其缺點是路面成型期較長,需要經過炎熱季節行車碾壓之后路面才能成型。用這種方法修筑的瀝青路面有瀝青表面處治和瀝青貫入式兩種。層鋪法施工宜選擇在干燥和較熱的季節施工,并在雨季前及日最高溫度低于15到來以前半個月結束,使面層通過開放交通壓實,成型穩定。(2)拌和法是由一定級配的礦料和瀝青材料在瀝青拌和廠(場、站)用專用設備加熱拌和,然后送到工地攤鋪碾壓而成的路面。礦料中細顆粒含量少,含少量填料(
34、或不加填料),壓實后剩余空隙率在10%以上的半開式瀝青混合料,稱為瀝青碎石混合料;若礦料中含有填料,各種粒徑的顆粒級配連續,相互嵌擠密實的礦料與瀝青拌合,壓實后剩余空隙率小于10%的稱為瀝青混凝土混合料。廠拌法按混合料鋪筑時溫度的不同,又可分為熱拌熱鋪、熱拌冷鋪和冷拌冷鋪三種。熱拌熱鋪是混合料在專用設備加熱拌和后立即趁熱運到路上攤鋪壓實。如果混合料加熱后儲存一段時間再在常溫下運到路上攤鋪壓實,即為熱拌冷鋪,熱拌冷鋪一般用于小面積修補。當采用乳化瀝青作結合料,修筑乳化瀝青碎石混合料路面時,瀝青與礦料常溫下拌合壓實,稱為冷拌冷鋪法施工。另外,瀝青表面處治也可采用拌和法施工。(二)層鋪法瀝青路面面層
35、的施工用層鋪法施工的瀝青路面面層,包括瀝青表面處治和瀝青貫入式兩種。其施工過程分述如下:1瀝青表面處治瀝青表面處治路面是指用瀝青和集料按層鋪法或拌和法施工的厚度不大于3cm的一種薄層面層。由于處治層很薄,一般不起提高強度作用,其主要作用是抵抗行車的磨耗,增強防水性,提高平整度,改善路面的行車條件。層鋪法表面處治按照灑布瀝青及鋪撒礦料的層次多少,可分為單層式、雙層式和三層式三種。單層式為澆灑一次瀝青,撒布一次集料鋪筑而成,厚度為1 cm1.5cm(乳化瀝青表面處治為0.5cm);雙層式為澆灑兩次瀝青,撒布兩次集料鋪筑而成,厚度為1.5 cm2.5cm(乳化瀝青表面處治為1cm);三層式為澆灑三次
36、瀝青,撒布三次集料鋪筑而成,厚度為2.5 cm3cm。瀝青表面處治適用于三級及三級以下公路、城市道路的支路、縣鎮道路、各級公路的施工便道以及在舊瀝青面層上加鋪的罩面層或磨耗層。瀝青表面處治所用的集料最大粒徑應與處治層的厚度相等,其規格和用量按規定選用。當采用乳化瀝青時,為減少乳液流失,可在主層集料中摻加20%以上的較小粒徑的集料。瀝青面層用粗集料規格時,當生產的粗集料規格不符合規定,但確認與其它材料配合后的級配符合各類瀝青面層的礦料使用要求時,也可使用。瀝青表面處治可采用道路石油瀝青、煤瀝青或乳化瀝青,當采用石油瀝青、煤瀝青時,瀝青標號按表選用;當采用乳化瀝青時,乳化瀝青的類型及標號,在施工規
37、范中都有規定。 層鋪法瀝青表面處治施工一般采用“先油后料”法,即先灑布一層瀝青,后鋪撒一層礦料,以雙層式瀝青表面處治為例,其施工工序如下:(1)備料;(2)清理基層及放樣;(3)澆灑透層瀝青;(4)灑布第一層瀝青;(5)鋪撒第一層集料;(6)碾壓;(7)灑布第二層瀝青;(8)鋪撒第二層集料;(9)碾壓;(10)初期養護。單層式和三層式瀝青表面處治的施工程序與雙層式相同,僅需相應地減少或增加一次灑布瀝青、一次集料和碾壓工序。(1) 澆灑透層瀝青為使瀝青面層與非瀝青材料基層結合良好,在基層上澆灑乳化瀝青、煤瀝青或液體瀝青而形成的透入基層表面的薄層即為透層瀝青。透層瀝青宜采用慢裂的灑布型乳化瀝青,也
38、可采用中、慢凝液體石油瀝青或煤瀝青,透層瀝青的規格和質量應符合施工技術規范的要求。在無機結合料穩定半剛性基層上澆灑透層瀝青后,宜立即撒布用量為(2 m33m3)/1000m2的石屑或粗砂,并用6t8t鋼筒式壓路機穩壓一遍。(2) 灑布瀝青在透層瀝青充分滲透,或在已作透層或封層并已開放交通的基層清掃后,即可按要求灑布第一層瀝青。瀝青要灑布均勻,不應有空白或積聚現象。采用瀝青灑布車時,應根據單位面積的瀝青用量選定灑布車排檔和油泵機檔。灑布汽車行速要均勻。 (3) 鋪撒礦料澆灑主層瀝青后(不必等全段灑完)應立即撒布第一層次集料,集料要撒布均勻,達到全部覆蓋一層,厚度
39、一致,集料不重疊,也不露出瀝青的要求。(4) 碾壓鋪撒集料后(不必等全段鋪完),立即用6t8t鋼筒雙輪壓路機碾壓,碾壓時每次輪跡重疊約30cm,宜碾壓3遍4遍。碾壓速度開始不宜超過2km/h,以后適當增加。第二層集料碾壓可采用8t10t壓路機。(5) 初期養護碾壓結束后即可開放交通,但在路面完全成型前應限速(不超過20km/h),要控制車輛行駛的路線,使路面全部寬度獲得均勻壓實,加速處治層泛油穩定成型。當發現有泛油時,應在泛油處補撒與最后一層石料規格相同的嵌縫料并掃勻,過多的浮動集料應掃出路外。如有其它破壞現象應及時進行修補。2瀝青貫入式路面在初步壓實的碎石(或破碎礫石)上,分層澆灑瀝青、撒布
40、嵌縫料,或再在上部鋪筑熱拌瀝青混合料封層,經壓實而成的瀝青面層稱為瀝青貫入式瀝青路面。其厚度宜為4cm8cm,但乳化瀝青貫入式路面的厚度不宜超過5cm。當貫入式上部加鋪拌和的瀝青混合料封層時,總厚度宜為6cm10cm,其中拌和層的厚度宜為2 cm4cm。瀝青貫入式路面適用于二級及二級以下的公路。瀝青貫入層也可作為瀝青混凝土路面的聯結層。瀝青貫入式路面具有較高的強度和穩定性,其強度的構成,主要以礦料的嵌擠為主,瀝青的粘結力為輔而構成的。由于瀝青貫入式路面是一種多空隙結構,為防止路表面水的浸入和增強路面的水穩定性,最上層應撒布封層料或加鋪拌和層。乳化瀝青貫入式路面鋪筑在半剛性基層上時,應鋪筑下封層
41、。瀝青貫入層作為聯結層使用時,可不撒表面封層料。瀝青貫入式路面的集料應選擇有棱角、嵌擠性好的堅硬石料,其規格和用量應根據貫入層厚度按表(1、2)選用。表1:(用量單位:集料:m3/1000m2,瀝青及瀝青乳液:kg/m2瀝青品種 石油瀝青 厚度(cm) 4 5 6 規格和用量 規格 用量 規格 用量 規格 用量 封層料 S14 35 S14 35 S13(S14) 46 第三遍瀝青 1.01.2 1.01.2 1.01.2 第二遍嵌縫料 S12 67 S11(S10) 1012 S11(S10) 1012 第二
42、遍瀝青 1.61.8 1.82.0 2.02.2 第一遍嵌縫料 S10(S9) 1214 S8 1618 S8(S6) 1618 第一遍瀝青 1.82.1 2.42.6 2.83.0 主層石料 S5 4550 S4 5560 S3(S2) 6676 瀝青總用量 4.45.1 5.25.8 5.86.4 瀝青品種瀝青品種 石油瀝青 乳化瀝青 厚度(cm) 7 8 4 5 規格和用量 規格 用量 規格 用量
43、 規格 用量 規格 用量 封層料 S13(S14) 46 S13(S14) 46 S14 46 S14 46 第五遍瀝青 0.81.0 第四遍嵌縫料 S14 56 第四遍瀝青 0.81.0 1.21.4 第三遍嵌縫料 S14 56 S12 79 第三遍瀝青 1.01.2
44、60; 1.01.2 1.41.6 1.51.7 第二遍嵌縫料 S10(S11) 1113 S10(S11) 1113 S12 78 S10 911 第二遍瀝青 2.42.6 2.62.8 1.61.8 1.61.8 第一遍嵌縫料 S6(S8) 1820 S6(S8) 2022 S9 1214 S8 1012 第一遍瀝青 3.33.5 4.04.2 2.22.4 2.62.8 主層石料 S3 8090 S4 95100 S5 4045 S4 5055 瀝青
45、總用量 6.77.3 7.68.2 6.06.8 7.58.5 注:煤瀝青貫入式的瀝青用量可比石油瀝青用量增加15%20%; 表中乳化瀝青用量是指乳液的用量,并適用于乳液濃度約為60%的情況; 在高寒地區及干旱風砂大的地區,可超出高限5%10%表2:表面加鋪拌和層時貫入層部分的材料規格和用量(方孔篩)(用量單位:集料:m3/1000m2,瀝青及瀝青乳液:kg/m2)瀝青品種 石油瀝青 貫入層厚度(cm ) 4 5 6 規格和用量 規格 用量 規格 用量 規格 用量 第二遍嵌縫料 S12 56 S1
46、2(S11) 79 S12(S11) 79 第二遍瀝青 1.41.6 1.61.8 1.61.8 第一遍嵌縫料 S10(S9) 1214 S8 1618 S8(S7) 1618 第一遍瀝青 2.02.3 2.62.8 3.23.4 主層石料 S5 4550 S4 5560 S3(S2) 6676 總瀝青用量 3.43.9 4.24.6 4.85.2 瀝青品種 石油瀝青 乳化瀝青 貫入層厚度(cm ) 7 5 6 規格和用量 規格
47、 用量 規格 用量 規格 用量 第四遍嵌縫料 S14 46 第四遍瀝青 1.31.5 第三遍嵌縫料 S14 46 S12 810 第三遍瀝青 1.41.6 1.41.6 第二遍嵌縫料 S10(S11) 810 S12 910 S9 812 第二遍瀝青 1.71.9 1.82.0 1.51.7 第一遍嵌縫料 S6(S8) 1820 S8 1517
48、S6 2426 第一遍瀝青 4.04.2 2.52.7 2.42.6 主層石料 S2(S3) 8090 S4 5055 S3 5055 總瀝青用量 5.76.1 5.96.2 6.77.2 注:煤瀝青貫入式的瀝青用量可比石油瀝青用量增加15%20%; 表中乳化瀝青用量是指乳液的用量,并適用于乳液濃度約為60%的情況; 在高寒地區及干旱風砂大的地區,可超出高限5%10%; 表面加鋪拌和層部分的材料規格及瀝青(或乳化瀝青)用量按熱拌瀝青混合料(或常溫瀝青碎石混合料路面)的有關規定執行。 瀝青貫入式路面的施工程序如下
49、:(1)整修和清掃基層;(2)澆灑透層或粘層瀝青(粘層瀝青是為了加強在路面的瀝青層與瀝青層之間,瀝青層與水泥混凝土路面之間的粘結而灑布的瀝青材料薄層);(3)撒布主層集料;(4)第一次碾壓;(5)澆灑第一層瀝青;(6)撒布第一層嵌縫料;(7)第二次碾壓; 瀝青貫入式面層材料規格和用量(方
50、孔篩)(8)澆灑第二層瀝青;(9)撒布第二次嵌縫料;(10)第三次碾壓;(11)灑布第三層瀝青;(12)撒布封層料;(13)最后碾壓;(14)初期養護。瀝青貫入式路面施工要求與瀝青表面處治基本相同(三)拌和法瀝青路面的施工拌和法施工的瀝青路面包括瀝青混凝土、瀝青碎石和瀝青表面處治,其施工過程可分為瀝青混合料的拌制與運輸及現場鋪筑兩個階段。1瀝青混合料的拌制與運輸瀝青混合料必須在瀝青拌和廠(場、站)采用拌和機械拌制。熱拌瀝青混合料可采用間歇式拌和機或連續式拌 和機拌制。各類拌和機均應有防止礦粉飛揚散失的密封性能及除塵設備,并有檢測拌和溫度的裝置。近年來我國引進了不少國外先進的瀝青拌和設備,其中大
51、部分是間歇式的,也有少量連續式的。經我國的實驗和使用實踐證明,采用間歇式拌和機更能保證拌和質量。瀝青與礦料的加熱溫度應調節到能使拌和的瀝青混合料出廠溫度符合表的要求。熱拌瀝青混合料的施工溫度()瀝青種類 石油瀝青 煤瀝青 瀝青標號 AH-50 AH-70 AH-90 A-60 AH-110 AH130 A-100 A140 A180 A-200 T-8 T-9 T-5 T-6 T7 瀝青加熱溫度 150-170 140-160 130-150 100-130 80120 礦料溫度 間歇式拌和機 比瀝青加熱溫度高1020 (填料不加熱) 比瀝青加熱溫度高15 (填料不加熱) 連續式
52、拌和機 比瀝青加熱溫度高510 (填料加熱) 比瀝青加熱溫度高8 (填料加熱) 瀝青混合料出廠正常溫度 140-165 125-160 120-150 90-120 80110 混合料貯料倉貯存溫度 貯料過程中溫度降低不超過10 貯料過程中溫度降低不超過10 運輸到現場溫度 不低于120150 不低于90 攤鋪 正常施工 不低于110-130且不超過165 不低于80不超過120 溫度 低溫施工 不低于120-140且不超過175 不低于100不超過140 碾壓 正常施工 110-140且不低于110 80-110 不低于75 溫度 低溫施工 120-150 且不低于110 90-120 不低
53、于85 碾壓 鋼輪壓路機 不低于70 不低于50 終了 輪胎壓路機 不低于80 不低于60 溫度 振動壓路機 不低于65 不低于50 開放交通溫度 路面冷卻后 路面冷卻后 瀝青混合料拌和時間應以混合料拌和均勻,所有礦料顆粒全部裹覆瀝青結合料為度,并經試拌確定。間歇式拌和機每鍋拌和時間宜為30s50s。瀝青混合料用自卸汽車運至工地,車廂底板及周壁應涂一薄層油水(柴油:水為1:3)混合液。2鋪筑(1) 基層準備和放樣鋪筑瀝青混合料前,應檢查下承層的質量。當下承層質量不符合要求,或未按規定灑布透層油、鋪筑下封層時,不得攤鋪瀝青面層。施工放樣包括標高測定與平面控制兩項內容。根據正式施工前鋪筑試驗段所得
54、的松鋪系數(松鋪厚度與壓實厚度之比)、下層標高確定松鋪厚度。當采用自動調平攤鋪機時,還在一側放出引導攤鋪機運行走向和標高的控制基準線。(2) 攤鋪熱拌瀝青混合料應采用機械攤鋪。路面狹窄部分,平曲線半徑過小的匝道或加寬部分以及小規模工程可用人工攤鋪。攤鋪溫度應符合要求。攤鋪瀝青混合料應緩慢、均勻、連續不間斷。熱拌瀝青混合料的施工溫度()瀝青種類 石油瀝青 煤瀝青 瀝青標號 AH-50 AH-70 AH-90 A-60 AH-110 AH130 A-100 A140 A180 A-200 T-8 T-9 T-5 T-6 T7 瀝青加熱溫度 150-170 140-160 130-150 100-130 80120 礦料溫度 間歇式拌和機 比瀝青加熱溫度高1020 (填料不加熱) 比瀝青加熱溫度高15 (填料不加熱) 連續式拌和機 比瀝青加熱溫度高510 (填料加熱) 比瀝青加熱溫度高8 (填料加熱) 瀝青混合料出廠正常溫度 140-165 125-160 120-150 90-120 80110 混合料貯料倉貯存溫度 貯料過程中溫度降低不超過10 貯料過程中溫度降低不超過10 運輸到現場溫度 不低于120150 不低于90 攤鋪 正常施工 不低于110-130且不超過165 不低于80不超過120 溫度 低溫施工 不低于120-140且不超過175 不低于100不超
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