沥青混凝土路面施工工艺及质量控制-毕业论文(1)

沥青混凝土路面施工工艺及质量控制-毕业论文(1)内容摘要：

为沥青混合料。 由于沥青混凝土中的矿料具有严格的级配，沥青材料的标号与用量也有严格的规定，因此，沥青混凝土具有很高的强度和密实度，在常温下具有一定的塑性。 密实沥青混凝土的透水性很小、水稳性好、有较大的抵抗自然因素和行车作用的能力，因此使 用寿命长，耐久性好。 沥青混凝土是高速公路沥青面层的理想材料，主要用于铺筑上面层和中面层结构。 高速公路沥青混凝土路面结构层通常分为三层，即面层、基层、底基层，有必要设置垫层。 面层采用严格级配的集料与沥青结合料配制的沥青混合料铺筑而成，面层直接承受车轮荷载和自然因素的影响，因此，应具有良好的抗滑、耐磨、密实、稳定等品质。 基层采用水泥、沥青或其它稳定性良好的结合料处治的粒料铺筑，在路面结构层位中，基层为主要承重结构，应采用优质材料精心设计，严格施工。 用沥青结合料处治的粒料基层为柔性基层，用水泥或其它工业废料处治的 粒料为半刚性基层。 底基层设置在基层之下，作为基层的支承结构，其次要承重作用，有条件，也应选择优质材料，精心施工。 在材料缺乏的情况下，可以容许材料的品质稍低于基层的材料要求，通常采用水泥或其它工业废料处治的粒料和土修筑底基层结构。 垫层结构主要用于加强结构排水，隔水或防止冻害等功能。 垫层结构的厚度与材料应满足排水、隔水或防冻的要求，但也必须同时满足结构层位承重的要求。 沥青混凝土按所用结合料不同，可分为石油沥青的和煤沥青两大类；有些国家或地区亦有采用或掺用天然沥青拌制的。 按所用集料品种不同，可分为碎石的、砾石的 、砂质的、矿渣的数类，以碎石采用最为普遍。 按混合料最大颗粒尺寸不同 ,可分为粗粒 (35～ 40 毫米以下 )、中粒（ 20～ 25 毫米以下）、细粒 (10～ 15 毫米以下 )、砂粒 (5～ 7 毫米以下 )等数类。 按混合料的密实程度不同，可分为密级配、半开级配和开级配等数类，开级配混合料也称沥青碎石。 其中热拌热铺的密级配碎石混合料经久耐用，强度高，整体性好，是修筑高级沥青路面的代表性材料，应用得最广。 各国对沥青混凝土制订有不同的规范，中国制定的234 5 63156图1. 1 沥青混凝土路面结构构造断面图i 路拱横坡度；1 面层；2 基层；3 垫 层；4 路缘石；5 加固路肩；6 土 路肩i i 3 热拌热铺沥青混合料技术规范，以空隙率 10%及以下者称为沥青混凝土，又细分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ 型的孔隙率为 3(或 2)～ 6%,属密级配型。 Ⅱ型为 6～ 10%,属半开级配型。 空隙率 10%以上者称为沥青碎石，属开级配型；混合料的物理力学指标有稳定度、流值和孔隙率等。 三、 沥青混凝土路面的强度理论 沥青路面应具有足够的路面抗力，路面应有足够的承载力，以平衡车辆荷载反复作用下在路面结构层产生过量应力而引起路面破坏。 沥青路面应具有良好的抗疲劳特性，沥青路面在其设计使用年限内 ,将承受大量的行车荷载的反复作用 ,为了不致于过早地产生疲劳破坏 ,必须具有良好的抗疲劳特性。 沥青混凝土路面应具有良好的高温稳 定性，沥青混合料是一种典型的流变性材料 ,它的强度和劲度模量随着温度的升高而降低 ,所以沥青混凝土路面在夏季高温时 ,在重交通的重复作用下 ,由于交通的渠化 ,在轮迹逐渐形成变形下凹、两侧鼓起的所为“车辙” ,这是高等级沥青路面常见的病害，沥青路面的高温稳定性是指沥青混合料抵抗车辆反复压缩变形及侧向流动的能力。 沥青混凝土路面应具有良好的低温抗裂性，沥青路面的温缩裂缝表现为寒冷季节沥青混合料的集料之间的沥青膜拉伸破坏导致集料间拉开 ,形成裂缝。 因此 ,沥青混合料的低温抗裂性能主要取决于沥青结合料的低温拉伸变形性能 ,其次 与沥青混合料的温度收缩系数、抗拉强度、劲度模量也有一定的关系。 沥青混凝土路面应具有良好的抗滑性能，沥青路面的抗滑性能直接影响到行车安全。 为保证抗滑性 ,配料时特别注意粗集料的耐磨光性 ,应选硬质有棱角的集料。 沥青用量及沥青含蜡量也对抗滑性有明显的影响。 4 第二章 沥青混凝土路面施工准备 沥青混凝土路面施工准备阶段的主要工作内容 :组建施工组织机构、熟悉设计文件、合理配置施工人员、沥青混凝土配合比设计、搅拌厂的设置、材料准备、施工机械的配置、路面基层检测等。 一、 组建施工组织机构 建立一支精干、高效的施工组织机 构是施工质量控制的关键。 这就要求机构成员事业心、责任感强、懂技术、会管理 ,建立各级岗位责任制 ,责任到人。 二、 熟悉设计文件、领会设计意图 熟悉设计文件、掌握施工设计图纸是施工前准备工作的首要任务 ,一般有项目部技术负责人组织图纸会审 ,通过详细的分析和研究 ,充分领会设计意图以便掌握项目规模及各分部分项工程的实际工程量 ,为合理编制施工组织设计及施工计划打下基础。 同时还可以对设计图纸存在的问题提出建议 ,为更好的控制施工质量创造条件。 三、 配置施工人员 人员素质高低是影响施工质量的因素之一 ,合理配置施工人员、在关键工序上多配 置几名责任心强、技术水平高的施工人员是非常必要的。 四、 沥青砼配合比设计 沥青砼配合比设计分为三阶段 :目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证。 这项工作由工地实验室负责完成。 本工作尽量提前 ,有了配合比 ,就可以准确的确定材料的各种规格和数量。 生产过程中 ,当进场材料发生变化 ,沥青混合料的矿料级配、马歇尔试验技术指标不符和要求时 ,及时调整配合比。 五、 搅拌厂的设置 沥青混凝土必须在沥青搅拌厂采用搅拌机拌合 ,拌合厂设置需要充分考虑场地位置在运输上的经济性 ,场地要宽大、平整 ,符合国家有关环境保护、消防安全等方面的规定 ,且应有良好的防雨及排水设施；运输道路要平整、方便、通畅。 同时要将油料及沥青等易燃物品与电源及各种加热设置隔开 ,另外还应有可靠的电力供应。 5 六、 材料的准备 沥青混凝土材料主要包括 :沥青、石料 (碎石、砂 )、填充料。 材料质量是影响沥青砼路面的好坏的重要因素 ,不合格的材料绝对不能用于道路建设。 因此做好沥青混凝土路面所需各种材料的采购非常重要 ,货比三家 ,选择质优价廉的材料 ,既考虑质量控制、又兼顾投资控制。 另外 ,制定材料分期分批供应计划 ,各类原材料、成品、半成品进场前必须经过选择和检验 ,选用指标满足要求的材料 ,不合格不准使 用。 沥青是最关键的材料 ,应直接从厂家订购 ,沥青标号一般设计文件都有明确要求。 七、 施工机械的配置 施工机械设备的选择 ,除应考虑施工机械的技术性能、工作效率、工作质量、可靠性及维修难易、能源消耗、安全、灵活外 ,还应考虑其数量配置 ,重要机械设备宜有备用设备。 一般城市主干路、快速路的沥青砼混合料宜采用间歇式搅拌机拌合 ,它具有自动配料系统 ,可自动确定每拌料的拌合量、拌合温度、时间等拌合参数。 路面的平整度主要取决于摊铺机 ,城市主干路、快速路宜采用两台以上摊铺机成梯队作业进行联合摊铺 ,摊铺机的生产效率要高且应有自动调平、调 厚装置及初步振实、熨平装置。 压路机采用双钢轮振动压路机及轮胎压路机的组合作业 ,数量由实际工作量确定。 其它机械设备均要与整个施工环节相匹配。 八、 足够强度的基层 沥青混凝土路面应铺筑在具有足够强度、坚固稳定的基层之上 ,基层表面不得有松散弹软现象 ,基层的强度、平整度、弯沉的大小 ,对沥青砼面层的铺筑质量有至关重要的影响。 基层表面要喷洒一定数量的透层油 ,摊铺沥青前表面无尘土、杂物、清扫干净。 6 第三章 沥青混合料及其质量控制 一、 沥青混合料具有的特点 沥青混合料是经人工合理选择级配组成的矿物混合料，并与适量的沥青材料，在一定温度下经拌和而成的高级路面材料。 沥青混合料的强度理论，主要要求沥青混合料在高温时，必须具备抗剪强度和抵抗变形的能力，沥青路面结构破坏的原因，主要是高温时抗剪强度降低塑性变形增大而产生推挤波浪、拥抱等现象。 低温时，塑性能力变差，使沥青路面容易产生裂缝现象。 沥青混合料作为高等级公路主要的路面材料，具有其他许多建筑材料无法比拟的优越性。 具体表现如下： 沥青混合料是一种弹塑性粘性材料，因而它具有一定的高温稳定性和低温抗裂性。 它不需要设置伸缩缝，路面平整且有弹性，行车比较舒适。 沥青混合料路面有一定的粗糙度，雨天具有 良好的抗滑性。 路面又能保证一定的平整度，如高速公路路面，其平整度可达 ，而且沥青混合料路面为黑色，无强烈反光，行车比较安全。 沥青混合料路面施工方便，速度快，养护期短，能及时开放交通。 沥青混合料路面可分期改造和再生利用。 随着道路交通量的增大，可以对原有的路面拓宽和加厚。 对旧有的沥青混合料，可以运用现代技术，再生利用，以节约材料。 当然，沥青混合料路面也存在一些问题，如因老化会使路面表层产生松散，引起路面破坏；另外，温度稳定性差，夏季高温容易软化，路面易产生车辙、波浪等现象。 冬季低温时易脆裂，在车 辆重复荷载作用下易产生裂缝。 二、 对 沥青 的要求 沥青路面标号的采用，应按照路面登记、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层的层位及受力特点、施工方法等，同事结合当地的施工经验，技术论证后确定。 对于高速公路和以及公路，在夏季温度高，高温时间长，重载交通大，山区及丘陵上坡路段，车速较慢的路段，宜采用稠度大， 60℃粘度大的沥青；反之宜采用稠度小，低温延度打的沥青。 当高温要求相矛盾时，应优先考虑满足高温性能要求。 沥青在储运、使用及存放中应有良好的防水措施，避免雨水或加热管道蒸气进入沥青中。 沥青必须按照标 号分开存放。 桶装沥青应直立堆放，并加盖毡布。 除长期不使用的沥青可在自然温度下存储，沥青在存储罐中的储存温度应控制在 130℃ 170℃之间。 7 沥青混合料的拌制根据配料单进料和拌制，严格控制各种矿料和沥青用量，控制各种材料和沥青混合料的加热温度。 拌和后的沥青混合料均匀一致，无花白、无粗细料分离和结团成块等现象。 每班抽样做沥青混合料性能、矿料级配组成和沥青用量试验。 每班拌和结束时，清洁拌和设备，放空管道中的沥青。 作好各项检查记录，不符合规定技术要求的沥青混合料应禁止出场。 三、 对粗、细 集料 的要求 高速公路 和一级公路的粗集料可选用碎石、破碎石和钢渣等。 但不得采用筛选砾石和矿渣。 粗集料应该洁净、干净、表面粗糙。 粗集料必须由具有生产许可证的采石场生产或施工单位自行加工。 采石场在生产过程中必须彻底清理覆盖层及泥土夹层，生产碎石的原石不能含有土块、杂物等，成品不能直接堆放在泥土地上，粗集料与沥青的粘附性符合规范要求。 当使用粘附性不能满足规范要求的粗集料时，必须参加消石灰、水泥或用石灰水处理后使用等措施，也可以在沥青中参加耐热、耐水、长期性能好的抗剥落剂，必须是两种方法可同时使用，或者采用改性沥青措施。 沥青路面的细集 料包括天然砂、机制砂和石屑。 细集料也必须具备生产许可证的采石场生产，同时应保持洁净、干净、无风化、无杂质，并有一定的细料级配。 机制砂要采用专用的制砂机制造，并选用优质的石料生产，其级配应满足规范要求，石屑可采用石场破碎石料时通过。 沥青混合料的粗集料要求洁净、无风化、无杂质，并具有足够的强度和耐磨性，形状要接近正立方体，针片状颗粒的含量应符合表 31的要求，有一定的棱角。 表 31 沥青混合料用粗集料质量技术要求 指标 单位 高速公路及一级公路 其它等级 公路 试验方法 表面层 其他层次 石料压碎值 % 26 28 30 T0316 表面相对密度，不小于 － T0317 吸水率，不小于 % 2 3 3 T0304 坚固性，不小于 % 12 12 － T0314 针片状颗粒含量，不小于 % 15 18 20 T0312 8 指标 单位 高速公路及一级公路 其它等级 公路 试验方法 表面层 其他层次 其中颗粒大于 ，不小于 % 12 15 － T0312 其中颗粒小于 ，不小于 % 18 20 － T0312 水洗法 ，不大于 % 1 1 1 T0310 软石含量，不大于 % 3 5 5 T0320 沥青混合料的细集料一般采用天然砂、机制砂可采用河砂和海砂。 通常采用粗砂、中砂、其规格应符合表二的要求，在热拌密级配沥青混合料中天然砂的用量，不宜超过集料总量的 20%。 石屑可采用石场破碎石料时通过。 表 32 沥青混合料用细集料质量要求 项目 单位 高速公路、一级公路 其它 等级公路 试验方法 表观相对密度不小于 － T0328 坚固性（ )不小于 % 12 － T0340 含泥量 不小于 % 3 5 T0330 棱角性不小于 s 30 － T0345 表 33 沥青混合料用天然砂规格 筛孔尺寸（ mm） 通过各筛孔的质量百分率（ %） 粗砂 中砂 细砂 100 100 100 90100 90100 90100 6595 7590 85100 3565 5090 75100 1530 3060 6084 9 沥青混合料的填料多为矿粉，是采用石灰岩中的强基性。