第五章路面工程
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1、第五章 路面工程 一、大綱要求 1、掌握基層、底基層、墊層施工的基本要求、方法及工藝流程。 2、掌握瀝青路面施工的基本要求、方法及工藝流程; 3、掌握水泥混凝土路面施工的基本要求、方法及工藝流程; 4、掌握路面工程量、混合料綜合運距的計算方法; 5、熟悉(了解)路面工程設(shè)計的基本要求和內(nèi)容。 二、內(nèi)容提要 第一節(jié) 概 述 一、對路面的基本要求 1.具有足夠的強度 2.具有足夠的穩(wěn)定性 3.具有足夠的平整度 4.具有足夠的抗滑性 5.具有盡可能低的揚塵性 6.具有足夠的防水性 二、路面類型 路面分為鋪裝路面、簡易鋪裝路面和砂石路面。 鋪裝路面
2、可為瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面, 簡易鋪裝路面可分為表面處治、瀝青碎石、貫人式路面, 砂石路面等計入未鋪裝路面。 砂石路面包括級配碎(礫)石路面、泥結(jié)碎(礫)石路面、水結(jié)碎石路面、填隙碎石路面及其他粒料路面。 按材料分類,路而可分為瀝青混凝土路面、水泥混凝土路面、砂石路面等;按路面力學(xué)特性、分為柔性、剛性及半剛性路面。 柔性路面的力學(xué)特點是:在行車荷載作用下的彎沉變形較大,路面結(jié)構(gòu)本身抗彎拉強度小,在重復(fù)荷載作用下產(chǎn)生累積殘余變形。路面的破壞取決于荷載作用下所產(chǎn)生的極限垂直變形和彎拉應(yīng)力。 剛性路面的特點是:在行車荷載作用下產(chǎn)生板體作用,其抗彎拉強度和彈性模量較其他各種路而材料
3、要大得多,故呈現(xiàn)出大的剛性。剛性路面在荷載作用下的彎沉變形極小,路面的破壞取決于荷載用下所產(chǎn)生的疲勞彎拉應(yīng)力。剛性路面主要指水泥混凝土路面。 半剛性路面是指用水泥、石灰、粉煤灰等無機結(jié)合料穩(wěn)定類材料(常稱半剛性材料)作為基、底基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)。這種半剛性基層材料使用前期的力學(xué)特性呈柔性,而后期趨近剛性,如水泥或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料類基層瀝青路面。 三、路面結(jié)構(gòu)組成 路面結(jié)構(gòu)一般由面層、基層、底基層、墊層組成。 面層是直接承受車輪荷載反復(fù)作用和自然因素影響的結(jié)構(gòu)層。 基層是設(shè)置在面層之下,并與面層一起將車輪荷載的反復(fù)作用傳到底基層、墊層、土基,起主要承重作用的層次?;鶎犹駮r,為保證工
4、程質(zhì)量分為兩層或三層鋪筑。當(dāng)采用不同材料修筑基層時,基層的最下層稱為底基層。基層可分為無機結(jié)合料穩(wěn)定類(整體型)和粒料類(嵌鎖型、級配型)。 墊層是設(shè)置在基層與土基之間的結(jié)構(gòu)層,起排水、隔水、防凍、防污等作用。各級公路當(dāng)需要設(shè)置墊層時,一般可采用水穩(wěn)性好的粗粒料或各種穩(wěn)定材料鋪筑。 四、路面設(shè)計 路面設(shè)計應(yīng)包括路面結(jié)構(gòu)層原材料的選擇、混凝土配合比設(shè)計、設(shè)計參數(shù)的測試與確定,路面結(jié)構(gòu)層組合與厚度計算,路面結(jié)構(gòu)的方案比選等內(nèi)容,以及路面排水系統(tǒng)設(shè)計和路肩加固等設(shè)計。 路面設(shè)計的原則為: (4)路面設(shè)計方案應(yīng)注意環(huán)境保護和施工人員的健康和安全。 (5)為提高路面工程質(zhì)量,應(yīng)推行機械化施工
5、。對高速公路、一級公路,應(yīng)采用大型、高效的成套機械設(shè)備施工,以確保工程質(zhì)量。 (6)高速公路、一級公路的路面不宜分期修建。 第二節(jié) 基層、底基層及墊層 一、墊層 1.墊層的設(shè)置原則 處于下列狀況的路基應(yīng)設(shè)置墊層,以排除路面、路基中滯留的自由水,確保路面結(jié)構(gòu)處于干燥或中濕狀態(tài)。 (1)地下水位高,排水不良,路基經(jīng)常處于潮濕、過濕狀態(tài)的路段。 (2)排水不良的土質(zhì)路塹,有裂隙水、泉眼等水文不良的巖石挖方路段。 (3)季節(jié)性冰凍地區(qū)的中濕、潮濕路段,可能產(chǎn)生凍脹需設(shè)置防凍墊層的路段。 (4)基層或底基層可能受污染以及路基軟弱的路段。 2.墊層材料 墊層材料可選用粗砂、砂礫
6、、碎石、煤渣、礦渣等粒料以及水泥或石灰煤渣穩(wěn)定粗粒土、石灰粉煤灰穩(wěn)定粗粒土等。若采用粗砂和砂礫料時,通過0.074mm篩孔的顆粒含量應(yīng)不大于5%;采用煤渣時,小于2mm的顆粒含量不宜大于20%。為防止軟弱路基污染粒料底基層、基層,或為隔斷地下水的影響,可在路基頂面設(shè)土工合成材料隔離層。 3.墊層設(shè)置寬度 高速公路、一級公路、二級公路的排水墊層應(yīng)鋪至路基同寬,以利路面結(jié)構(gòu)排水,保持路基穩(wěn)定。二級公路、四級公路的墊層寬度可比底基層每側(cè)至少寬25cm。 二、基層、底基層 基層是瀝青路面結(jié)構(gòu)中的承重部分,主要承受車輛荷載的豎向力,并把面層傳下來的應(yīng)力擴散到墊層或土基。因此基層、底基層應(yīng)具有足夠
7、的強度和穩(wěn)定性,在冰凍地區(qū)還應(yīng)具有一定抗凍性。高級路面下的半剛性基層應(yīng)具有較小的收縮(溫縮及干縮)變形和較強的抗沖刷能力。 如圖5-2所示,一般公路的基層寬度每側(cè)宜比面層寬出25cm,底基層每側(cè)宜比基層寬15cm。在多雨地區(qū),透水性好的粒料基層,宜鋪至路基全寬,以利排水。 三、無機結(jié)合料穩(wěn)定類基層(底基層) 無機結(jié)合料穩(wěn)定類基層包括水泥穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類和工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層。 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(wěn)性好,而且較為經(jīng)濟。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。 水泥穩(wěn)定類、石灰粉煤灰穩(wěn)定類材料適用于各級公路的基層和底基層,但水泥或石灰、粉
8、煤灰穩(wěn)定細粒土不能用做高級路面的基層。 石灰穩(wěn)定類材料適用于各級公路的底基層,也可用做二級和二級以下公路的基層,但石灰穩(wěn)定細粒土不能用做高級路面的基層。 1.對原材料的要求 (1)無機結(jié)合料 無機結(jié)合料目前最常用的材料有水泥、石灰、粉煤灰等。 ①水泥。普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥均可用作結(jié)合料,但宜選用終凝時間較長(宜在6h以上)的水泥。應(yīng)增加:初凝時間不得小于3h,快硬水泥、早強水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥不得使用。 水泥劑量應(yīng)通過配合比設(shè)計試驗確定,但工地實際采用的水泥劑量應(yīng)比室內(nèi)試驗確定的劑量多0.5—1個百分點,對集中廠拌法宜增加0.5個百分點,對路拌法宜
9、增加1個百分點。 當(dāng)水泥穩(wěn)定中、粗粒土做基層時,應(yīng)控制水泥劑量不超過6%。 水泥(石灰)劑量是指水泥(石灰)質(zhì)量占全部粗細顆粒(即礫石、砂粒、粉粒和黏粒)的干質(zhì)量的百分率。 ②石灰。石灰質(zhì)量應(yīng)符合表5—3規(guī)定的Ⅲ級以上的生石灰或消石灰的技術(shù)指標。對于高速和一級公路,宜采用磨細生石灰粉。 ③粉煤灰,粉煤灰是火力發(fā)電廠燃燒煤粉產(chǎn)生的粉狀灰渣。 干粉煤灰和濕粉煤灰均可使用。 (2)集料 適合水泥或石灰穩(wěn)定土基層的材料有級配碎石、未篩分碎石、砂礫、碎石上、砂礫土、煤矸石和各種粒狀礦渣等。碎石包括巖石碎石和礦渣碎石。有機質(zhì)含量超過2%的土,不應(yīng)單獨用水泥穩(wěn)定;如需采用,必須先用石灰進行處理
10、,之后方可用水泥穩(wěn)定。硫酸鹽含量超過0.25%的土,不應(yīng)用于水泥穩(wěn)定。塑性指數(shù)15—20的黏性土以及含有一定數(shù)量黏性土的中粒上和粗粒土均適宜于用石灰穩(wěn)定。塑性指數(shù)15以上的黏性土更適宜于用石灰和水泥綜合穩(wěn)定。 用做基層時,集料顆粒的最大粒徑不應(yīng)超過31.5mm;用做底基層時,集料顆粒的最大粒徑不應(yīng)超過40mm。(3)水 凡人或牲畜飲用的水,均可使用。 2.混合料配合比設(shè)計 混合料組成中,結(jié)合料的劑量太低則不能使材料固結(jié)為半剛性結(jié)構(gòu);劑量太高則剛度太大,容易脆裂。采用水泥、石灰綜合穩(wěn)定時,混合料中有一定水泥可提高早期強度,有一定石灰可使剛度不會太大,摻人一定數(shù)量的粉煤灰可以降低收縮系數(shù)。
11、 集料應(yīng)有一定的級配。集料數(shù)量以達到靠攏而不緊密為原則,其空隙由無機結(jié)合料填充,形成各自發(fā)揮優(yōu)勢的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 表中所列數(shù)值指齡期為7d(濕養(yǎng)6d、浸水1d)的無側(cè)限抗壓強度。 混合料組成的具體設(shè)計步驟如下: (1)制備同一種土樣、不同劑量的混合料。 (2)采用重型擊實試驗確定各種混合料的最佳含水率和最大干密度,至少應(yīng)做3個不同水泥或石灰劑量混合料的擊實試驗,即最小劑量、中間劑量和最大劑量。其他劑量混合料的最佳含水率和最大干密度用內(nèi)插法確定。 (3)按工地預(yù)定達到的壓實度,分別計算不同結(jié)合料劑量時試件應(yīng)有的干密度。 (4)按最佳含水率和計算得到的干密度制備試件,進行強度試驗。 (
12、5)試件在規(guī)定溫度下保濕養(yǎng)生6d,浸水1d后,進行無側(cè)限抗壓強度試驗。標準養(yǎng)生溫度為20℃±2℃,標準養(yǎng)生的濕度為≥95%。 (6)選定合適的結(jié)合料劑量。 3.路拌法施工 半剛性基層或底基層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(yǎng)護。(前后次序) (1)下承層準備與施工測量 施工前,應(yīng)對下承層(土基或底基層)按質(zhì)量驗收標準進行驗收。 (2)備料 同一供料路段內(nèi)應(yīng)由遠而近卸料。卸料距離應(yīng)嚴格掌握,避免路段上出現(xiàn)料不夠或過多。集料在下承層上的堆置時間不應(yīng)過長,運送集料只宜比攤鋪集料提前數(shù)天。 (3)攤鋪與拌和(圖5-3) 用平地機、
13、推土機或人工,按試驗路段所求得的松鋪系數(shù)進行集料攤鋪。攤鋪力求均勻。 攤鋪集料應(yīng)在攤鋪結(jié)合料的前一天進行。 用穩(wěn)定土拌和機進行拌和時,拌和深度應(yīng)達到穩(wěn)定層底,應(yīng)設(shè)專人跟隨拌和機,隨時檢查拌和深度并配合機器操作人員調(diào)整拌和深度。嚴禁在拌和層底部留有“素土”夾層。施工時應(yīng)略破壞下承層的表面(約1cm左右,不應(yīng)過多),以利上下層黏結(jié)。 混合料拌和均勻后應(yīng)色澤一致,沒有灰條、灰團和花面,沒有粗細顆粒離析現(xiàn)象,且水分合適均勻。 (4)整型與碾壓 混合料拌和均勻后,立即用平地機初步整型和整平。在直線段,平地機由兩側(cè)向路中心刮平;在平曲線地段,平地機由內(nèi)側(cè)向外側(cè)刮平。對于局部低洼處,應(yīng)將表層耙松后
14、找平。整型宜反復(fù)進行,每次整型都應(yīng)按照規(guī)定的坡度和路拱進行,并應(yīng)特別注意接縫的順適平整。整型過程中,嚴禁任何車輛通行。 整型后,當(dāng)混合料的含水率等于或略大于最佳含水率時,立即用12t以上三輪壓路機、重型輪胎壓路機或振動壓路機在路基全寬內(nèi)進行碾壓。碾壓時,應(yīng)重疊1/2輪跡,一般需碾壓6-8遍。用12—15t三輪壓路機碾壓時,每層壓實厚度不應(yīng)超過15cm;用18—20t的三輪壓路機碾壓時,每層壓實厚度不應(yīng)超過20cm。對于穩(wěn)定中粒土和粗粒土,采用能量大的振動壓路機時,每層的壓實厚度根據(jù)試驗確定。超過壓實厚度時,應(yīng)分層鋪筑,每層的最小壓實厚度為lOcm。壓實應(yīng)遵循先輕后重、先慢后快的原則,對于直線
15、段,由兩側(cè)路肩向路中心碾壓;對于平曲線段,由內(nèi)側(cè)路肩向外側(cè)路肩進行碾壓。 碾壓過程中,表面應(yīng)始終保持潮濕,如蒸發(fā)過快,應(yīng)及時補灑少量的水。如有“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象,應(yīng)及時翻開重新拌和,或用其他方法處理,使其達到質(zhì)量要求。在碾壓結(jié)束之前,用平地機再終平一次,使其縱向順適。路拱和超高符合設(shè)計要求。終平應(yīng)仔細進行,必須將局部高出部分刮除并掃出路外;對于局部低洼之處,不再進行找補,留待鋪筑瀝青面層時處理。 (5)養(yǎng)生 養(yǎng)生時間應(yīng)不少于7d。水泥穩(wěn)定類混合料碾壓完成后立即開始養(yǎng)生,二灰穩(wěn)定類混合料在碾壓完成后第二或第三天開始養(yǎng)生。養(yǎng)生宜采用不透水薄膜或濕砂進行,用砂覆蓋時厚7- lOcm,并
16、保持整個養(yǎng)生期間砂的潮濕狀態(tài)。也可以用潮濕的帆布、粗麻布、草簾或其他合適的材料覆蓋。養(yǎng)生結(jié)束,必須將覆蓋物清除干凈,并應(yīng)立即噴灑透層瀝青或做下封層?;鶎由喜讳伔鈱踊蛎鎸訒r,不應(yīng)開放交通;必須臨時開放交通時,應(yīng)采取覆蓋、限重、限速等保護性措施。 4.廠拌法施工 混合料在中心站集中拌和可以采用強制式拌和機、雙臥軸槳葉式拌和機等廠拌設(shè)備。塑性指數(shù)小、含上少的砂礫土、級配碎石、砂、石屑等集料也可采用自落式拌和機拌和。 混合料攤鋪應(yīng)采用攤鋪機進行。拌和機與攤鋪機的生產(chǎn)能力應(yīng)互相協(xié)調(diào),減少攤鋪機停機待料情況,以保證施工的連續(xù)性。一般公路施工在沒有攤鋪機時,也可以用自動平地機攤鋪。攤鋪后的整型、碾壓、
17、養(yǎng)生與路拌法施工相同。 四、粒料類基層(底基層) 粒料類基層的類型按強度構(gòu)成原理可分為嵌鎖型與級配型。 嵌鎖型基層包括泥結(jié)碎石、泥灰結(jié)碎石、填隙碎石等; 級配型基層包括級配碎石、級配礫石、符合級配的天然砂礫、部分礫石經(jīng)軋制摻配而成的級配礫、碎石等。 1.填隙碎石 用單一尺寸的碎石作主骨料,形成嵌鎖作用,用石屑填滿碎石間空隙,增加密實度和穩(wěn)定性,這種結(jié)構(gòu)稱填隙碎石。實踐證明,靠使用兩種分開的不同尺寸的集料,可使堆放和運輸過程中集料離析降到最小程度。填隙碎石用干法、濕法施工均可,但干法施工特別適宜于干旱缺水地區(qū)。填隙碎石的密實度壓實良好時,通常約為固體體積率的85%-90%,其強度和密
18、實度與良好的級配碎石相同。填隙碎石的主要缺點是潮濕的填料實際上不可能靠振動壓路機將空隙填滿。如企圖用過多遍數(shù)的振動碾壓使潮濕填隙料下移,往往可能使主骨料浮到填隙料上層并嚴重喪失穩(wěn)定性。 1)一般規(guī)定 填隙碎石的單層鋪筑厚度宜為10-12cm,碎石最大粒徑宜為厚度的50%-70%。缺乏石屑時,填隙料也可用細砂礫或粗砂等細集料替代,但其技術(shù)性能不如石屑。填隙碎石施工時,細集料應(yīng)干燥,應(yīng)采用振動壓路機(振動輪每米寬的質(zhì)量至少1.8t)碾壓。碾壓后,基層表面,粗碎石間的空隙既要填滿,又能使填隙料自成一層。比較理想的狀況是粗碎石棱角外露3~5mm,這對填隙碎石層上鋪薄瀝青面層非常重要。它可保證薄瀝青
19、面層與基層黏結(jié)良好,避免薄瀝青面層在基層頂面發(fā)生推移破壞。 填隙碎石碾壓后,作為基層的固體體積率應(yīng)不小于85%,作為底基層應(yīng)不小于83%。填隙碎石墓層未灑透層瀝青或未鋪封層時,禁止開放交通。 2)材料 填隙碎石用做基層時,碎石最大粒徑不應(yīng)超過60mm;用做底基層時,不應(yīng)超過80mm。粗碎石可以用具有一定強度的各種巖石或漂石軋制,也可以用穩(wěn)定的礦渣軋制(礦渣的干密度和質(zhì)量應(yīng)比較均勻,干密度不小于960kg/m3),材料中扁平、長條和軟弱顆粒不應(yīng)超過15%。 粗碎石的集料壓碎值,當(dāng)用做基層時不大于26%;當(dāng)用做底基層時不大于30%。軋制碎石量得到的5mm以下的細篩余料(即石屑)是最好的填隙
20、料。 3)施工 填隙碎石施工的工藝流程為:準備下承層→施工放樣→備料→攤鋪粗集料→初壓→撒布石屑→振動壓實→第二次撒布石屑→振動壓實→局部補撒石屑及掃勻→振動壓實填滿空隙,然后:干法施工→灑少量水→終壓,或濕法施工→灑水飽和→碾壓滾漿→終壓。 (1)準備下承層及放樣 下承層的平整度和壓實度應(yīng)符合規(guī)定。土基不論路堤或路塹,必須用12-15t三輪壓路機或等效的碾壓機械進行碾壓檢驗,如發(fā)現(xiàn)土過干、表層松散,應(yīng)適當(dāng)灑水;如土過濕,發(fā)生彈簧現(xiàn)象,應(yīng)采用挖開晾曬、換土、摻石灰或集料等措施進行處理。 在槽式斷面的路段,兩側(cè)路肩上每隔一定距離(如5—l0m)應(yīng)交錯開挖排水溝(即路基盲溝)。 下承層
21、準備好后,恢復(fù)中線,直線段每15—20m設(shè)一樁,平曲線段每10~15m設(shè)一樁,并在兩側(cè)路肩外設(shè)指示樁,標出基層或底墓層邊緣的設(shè)計高。 (2)備料 粗碎石用平地機或其他合適的機具均勻地攤鋪在預(yù)定的寬度上,表面應(yīng)力求平整,并有規(guī)定的路拱。攤鋪過程中,應(yīng)隨時檢驗松鋪材料層的厚度是否符合預(yù)計要求,必要時應(yīng)進行減料或補料工作。 (3)干法施工 粗碎石攤鋪后用8t兩輪壓路機初壓3—4遍。填隙料撒鋪后,用振動壓路機慢速碾壓,將全部填隙料振人粗碎石間的空隙中。然后再次撒布松厚2.0-2.5cm的填隙料,再次碾壓。碾壓過程中,對局部填隙料不足之處,人工進行找補;將局部多余填隙料用竹帚掃到路外或填隙料不足
22、之處。 振動壓路機碾壓后,填隙料不應(yīng)在粗碎石表面局部自成一層,表面必須能見粗碎石。 設(shè)計厚度超過一層鋪筑厚度,需要再鋪一層時,應(yīng)將已壓成的填隙碎石層表面填隙料掃除一些,使粗碎石外露5-lOmm,然后再鋪筑第二層。 填隙碎石的終壓用12—15t三輪壓路機碾壓1—2遍,終壓過程中,不應(yīng)有任何蠕動現(xiàn)象。終壓之前,宜在表面少量灑水,灑水量在3kg/m2以上。 (4)濕法施工 濕法施工與干法施工的區(qū)別在于終壓前的灑水量應(yīng)達飽和(但應(yīng)注意勿使多余水浸泡下承層),用12~15t三輪壓路機跟在灑水車后進行碾壓。在碾壓過程中,將濕填隙料繼續(xù)掃人所出現(xiàn)的空隙中。 設(shè)計厚度超過一層鋪筑厚度,需要再鋪筑一
23、層填隙碎石層時,應(yīng)待結(jié)構(gòu)層干燥后,將已壓成的表面填隙料掃除,使粗碎石外露5~lOmm,然后再在上鋪筑第二層。 2.級配碎石 粗、細碎石集料和石屑各占一定比例的混合料,當(dāng)其顆粒組成符合密實級配要求時,稱為級配碎石。級配碎石適用于各級公路的基層和底基層;可用做較薄瀝青面層與半剛性基層之間的中間層。在二級和二級以下公路上,將級配碎石用做基層時,其最大粒徑應(yīng)控制在40mm以內(nèi);在高速和一級公路上,將級配碎石用做基層以及牛剛性路面的中間層時,其最大粒徑宜控制在30mm以下。 級配碎石用做半剛性路面的中間層時,應(yīng)采用集中廠拌法拌制混合料,并宜用攤鋪機攤鋪混合料。 1)材料 軋制碎石的材料可以是各
24、種類型的堅硬巖石、圓石或礦渣。 石屑或其他細集料可以使用一般碎石場的細篩余料,也可以利用軋制瀝青路面用石料的細篩余料,或?qū)iT軋制的細碎石集料。利用天然砂礫或粗砂代替石屑,顆粒尺寸應(yīng)該合適,必要時應(yīng)篩除其中的超尺寸顆粒。天然砂礫或粗砂應(yīng)有較好的級配。 碎石中的扁平、長條顆粒的總含量不應(yīng)超過20%。 2)路拌法施工 級配碎石路拌法施工的工藝流程為:準備下承層→施工放樣→運輸和攤鋪未篩分碎石→灑水使碎石濕潤→運輸和撒風(fēng)布石屑→拌和并補充灑水→整型→碾壓。其中,未篩分碎石和石屑可在碎石場加水濕拌,之后運到現(xiàn)場攤鋪、補充拌和和灑水、整型、碾壓。 (1)準備下承層及施工放樣(與填隙碎石基本相同)
25、 (2)備料 未篩分碎石和石屑可按預(yù)定比例在料場混合,以減輕施工現(xiàn)場的拌和工作量。運輸未篩碎石或未篩分碎石與石屑的混合料前,應(yīng)在料場灑水,使其含水率較最佳含水率大1個百分點左右,以減少運輸過程中的集料離析現(xiàn)象。未篩分碎石的最佳含水率約為4%,級配碎石的最佳含水率約為5%。 (3)攤鋪 集料在下承層上的堆置時間不應(yīng)過長,運送只宜在攤鋪前數(shù)天進行。攤鋪前應(yīng)通過試驗確定集料的松鋪系數(shù)。 級配碎石的未篩分碎石攤鋪平整后,在較潮濕的情況下,用平地機并輔以工人將石屑均勻攤鋪在碎石層上,或用石屑撒布機撒布石屑。采用不同粒級的碎石和石屑時,應(yīng)依次將大、中、小碎石分層攤鋪,灑水使碎石濕潤后再攤鋪石屑。
26、 (4)拌和及整型、碾壓 拌和工序應(yīng)采用穩(wěn)定土拌和機,在無此機具的情況下,也可采用平地機或多鏵犁與缺口圓盤耙相配合進行拌和。一般需拌和5-6遍,拌和過程中,灑足所需水分。拌和結(jié)束時,混合料的含水率應(yīng)該均勻,并較最佳含水率大1個百分點左右;不出現(xiàn)粗細顆粒離析現(xiàn)象。 整型后,當(dāng)混合料的含水率等于或略大于最佳含水率時,立即用12t以上三輪壓路機、振動壓路或輪胎式壓路機進行碾壓。一般需碾壓6~8遍,以使密實度達到要求,表面已無明顯輪跡為止。 3)廠拌法施工 級配碎石混合料可以在中心站用多種機械進行集中拌和。拌和設(shè)備同無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料類。宜采用不同粒級的單一尺寸碎石和石屑,按預(yù)定配合比在拌和
27、機內(nèi)拌制成級配碎石混合料;當(dāng)采用未篩分碎石和石屑拌和時,若其顆粒組成發(fā)生明顯變化,應(yīng)注意及時調(diào)整,以使混合料的顆粒組成和含水率達到規(guī)定的要求。 廠拌混合料宜采用瀝青混凝土攤鋪機、水泥混凝土攤鋪面或穩(wěn)定土攤鋪機攤鋪,并應(yīng)設(shè)專人跟隨機后,注意消除粗細集料離析現(xiàn)象;一般公路施工無攤鋪機時,也可以用自動平地機攤鋪混合料。攤鋪后的整型及碾壓與路拌法施工相同。 五、基層、底基層的設(shè)計 基層可選用無機結(jié)合料穩(wěn)定集料類或瀝青混合料、粒料、貧混凝土等材料。各種結(jié)構(gòu)層壓實最小厚度與適宜厚度見表5-7,并不得設(shè)計小于150mm厚的半剛性材料薄層。 第三節(jié) 瀝青路面 瀝青路面具有行車舒適、噪聲低、施工期短
28、、養(yǎng)護維修簡便等優(yōu)點,因此得到了廣泛應(yīng)用。 瀝青路面按照材料組成及施工工藝可分為熱拌瀝青混合料、冷拌瀝青混合料、瀝青貫入式、瀝青表面處治等。瀝青路面應(yīng)具有堅實、平整、抗滑、耐久的品質(zhì),同時,還應(yīng)具有高溫抗車轍、低溫抗開裂、抗水損害以及防止雨水滲入基層的功能。 一、一般規(guī)定 1.瀝青面層的適用范圍 面層類型應(yīng)與公路等級、使用要求、交通等級相適應(yīng)。熱拌瀝青混凝土可用于做各級公路的面層。瀝青表面處治適用于三級及三級以下公路的面層。瀝青貫人式路面適用于三級及三級以下公路的面層,也可作為瀝青路面的聯(lián)結(jié)層。冷拌瀝青混合料適用于三級及三級以下的公路的瀝青面層、二級公路的罩面施工以及各級公路瀝青路面的
29、基層或整平層。 2.瀝青層的厚度 各瀝青層的厚度應(yīng)與混合料的公稱最大粒徑相匹配,瀝青混合料的一層壓實最小厚度不宜小于混合料公稱最大粒徑的2.5-3倍。開級配抗滑面層OGFC或瀝青瑪蹄脂碎石SMA的一層壓實最小厚度不宜小于混合料公稱最大粒徑的2—2.5倍。 3.結(jié)構(gòu)組合設(shè)計 剛性基層瀝青路面應(yīng)采取措施加強瀝青層與剛性基層的結(jié)合,并提高瀝青混合料的抗剪強度。應(yīng)選用密級配瀝青混合料,以防止雨、雪水滲入路面結(jié)構(gòu)層,并應(yīng)采取技術(shù)措施,加強路面各結(jié)構(gòu)層之間的結(jié)合,提高路面結(jié)構(gòu)的整體性,避免產(chǎn)生層間滑移。新、舊瀝青層之間與舊水泥混凝土板之間灑布黏層瀝青,宜用熱瀝青或改性乳化瀝青、改性瀝青. 二、瀝
30、青路面材料 1.瀝青 (1)瀝青的品種 瀝青路面使用的瀝青材料有道路石油瀝青、改性瀝青、乳化瀝青、煤瀝青、液體石油瀝青等。 ①石油瀝青是由石油經(jīng)蒸餾、吹氧、調(diào)和等工藝加工得到,主要為可溶于二硫化碳的碳氫化合物的固體黏稠狀物質(zhì)。 ②改性瀝青是指摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細的橡膠粉或其他填料等外摻劑(改性劑),或采取對瀝青輕度氧化加工等措施,使瀝青或瀝青混合料的性能得以改善而制成的瀝青結(jié)合料。 目前,常用的改性瀝青主要是用高分子聚合物改性劑進行改性的瀝青。其常用的改性劑有三類,第一類是熱塑性橡膠類(熱塑性彈性體),代表性品種有苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物(SBS),具有良好的
31、彈性(變形的自恢復(fù)性及裂縫的自愈性),同時兼有高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性;第二類是橡膠類,代表性品種有丁苯橡膠(SBR)及其乳液,具有低溫敏感性小,低溫抗裂性能好,主要用于改善低溫性能;第三類是熱塑性樹脂,代表性品種有乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚烯烴等,主要是增加動穩(wěn)定度和勁度模量,提高抵抗永久變形的能力。 改性瀝青可采用現(xiàn)場加工或采購成品。 ③乳化瀝青 乳化瀝青制成后應(yīng)及時使用,存放期以不離析、不凍結(jié)、不破乳為限度。 用陽離子乳化劑制得帶正電荷的稱陽離子乳化瀝青,用陰離子乳化劑制得帶負電荷的稱陰離子乳化瀝青。 ④煤瀝青系由煤干餾得到的煤焦油再經(jīng)蒸餾加工制
32、成。 ⑤液體石油瀝青是用汽油、煤油、柴油等溶劑將石油瀝青稀釋而成的瀝青產(chǎn)品,也稱輕制瀝青或稀釋瀝青。液體石油瀝青使用前應(yīng)由試驗確定摻配比例。 (2)瀝青的選擇根據(jù)當(dāng)前的瀝青使用和生產(chǎn)水平,道路石油瀝青按技術(shù)性能分為A、B、C三個等級。 瀝青路面采用的瀝青標號,宜按照公路等級、氣候條件、交通條件、路面類型及在結(jié)構(gòu)層中的層位及受力特點、施工方法等,結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖褂媒?jīng)驗,經(jīng)技術(shù)論證后確定。對高速公路、一級公路,夏季溫度高、高溫持續(xù)時間長、重載交通、山區(qū)及丘陵區(qū)上坡路段、服務(wù)區(qū)、停車場等行車速度慢的路段,尤其是汽車荷載剪應(yīng)力大的層次,宜采用稠度大、60℃黏度大的瀝青,也可提高高溫氣候分區(qū)的溫度
33、水平選用瀝青等級;對冬季寒冷的地區(qū)或交通量小的公路、旅游公路宜選用稠度小、低溫延度大的瀝青;對溫度日溫差、年溫差大的地區(qū)宜注意選用針人度指數(shù)大的瀝青。當(dāng)高溫要求與低溫要求發(fā)生矛盾時應(yīng)優(yōu)先考慮滿足高溫性能的要求。當(dāng)缺乏所需標號的瀝青時,可采用不同標號摻配的調(diào)和瀝青。 乳化瀝青適用于瀝青表面處治路面、瀝青貫人式路面、冷拌瀝青混合料路面,修補裂縫,噴灑透層、黏層與封層等。乳化瀝青類型根據(jù)集料品種及使用條件選擇。陽離子乳化瀝青可適用于各種集料品種,陰離子乳化瀝青適用于堿性石料。 2.粗集料 用于瀝青面層的粗集料包括碎石、破碎礫石、篩選礫石、礦渣等。粗集料的粒徑規(guī)格應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范規(guī)定。 粗集料不
34、僅應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì),而且應(yīng)具有足夠的強度和耐磨性以及良好的顆粒形狀。用于瀝青面層的碎石不宜用顎式破碎機加工。瀝青面層用粗集料的質(zhì)量技術(shù)要求應(yīng)符合表5—11的規(guī)定。 ②用于高速公路、—級公路時,多孔玄武巖的視密度限度可放寬至2.45t/m3,吸水率可放寬至3%,但必須得到建設(shè)單位的批準,且不得用于SMA路面。 路面抗滑表層粗集料應(yīng)選用堅硬、耐磨、抗沖擊性好的碎石或破碎礫石,不得使用篩選礫石、礦渣及軟質(zhì)集料。篩選礫石僅適用于三級及三級以下公路的瀝青表面處治或拌和法施工的瀝青面層的下面 層,不得用于瀝青貫人式路面及拌和法施工的瀝青面層的中、上面層。三級及三級以下公路可采用鋼渣作為粗集
35、料。鋼渣瀝青混合料的瀝青用量必須經(jīng)配合比設(shè)計確定。 酸性巖石的粗集料(花崗巖、石英巖)用于高速公路、一級公路時,宜使用針人度較小的瀝青。為保證集料與瀝青的黏附性,應(yīng)采用下列抗剝離措施: (1)用干燥的磨細消石灰或生石灰粉、水泥作為填料的一部分,其用量宜為礦料總量的 l%—2%。 (2)在瀝青中摻加抗剝離劑。 (3)將粗集料用石灰漿處理后使用。 3.細集料 瀝青面層的細集料可采用天然砂、機制砂及石屑。 熱拌瀝青混合料的細集料宜采用優(yōu)質(zhì)的天然砂或機制砂。在缺砂地區(qū),也可使用石屑,但用于高速公路、一級公路瀝青混凝土面層及抗滑表層的石屑用量不宜超過天然砂及機制砂的用量。細集料應(yīng)與瀝青有良
36、好的黏結(jié)能力。黏結(jié)能力差的天然砂及用花崗巖、石英巖等酸性石料破碎的機制砂或石屑,不宜用于高速公路及一般公路的面層;必須使用時,應(yīng)采取與粗集料相同的抗剝離措施。 4.填抖 瀝青混合料的填料宜采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細得到的礦粉。礦粉要求潔凈、干燥,其質(zhì)量技術(shù)要求應(yīng)符合表5-13的規(guī)定。 高速公路、一級公路的混凝土面層不宜采用粉煤灰作為填料,對SMA填料一般應(yīng)加入植物纖維或礦物纖維。 三、瀝青混合料分類 瀝青混合料是由礦料與瀝青結(jié)合料拌和而成的混合料的總稱, 按材料組成及結(jié)構(gòu)分為連續(xù)級配、間斷級配混合料; 按礦料級配組成及空隙率大小分為密級配(空隙率3%~6%
37、)、半開級配(空隙率6%—12%)、開級配混合料(排水式、空隙率18%以上); 按公稱最大粒徑的大小可分為特粗式(公稱最大粒徑大于31.5mm)、粗粒式(公稱最大粒徑等于或大于26.5mm)、中粒式(公稱最大粒徑16或19mm)、細粒式(公稱最大粒徑9.5或13.2mm)、砂粒式(公稱最大粒徑小于9.5mm)瀝青混合料; 按制造工藝分熱拌瀝青混合料、冷拌瀝青混合料和再生瀝青混合料等。 密級配瀝青混合料主要有密實式瀝青混凝土混合料(AC)和密實式瀝青穩(wěn)定碎石混合料(ATB)兩種。密級配瀝青混合料分按關(guān)鍵性篩孔通過率的不同又可分為細型、粗型密級配瀝青混合料等。 瀝青穩(wěn)定碎石混合料簡稱瀝青碎
38、石,按空隙率、集料最大粒徑、添加礦粉數(shù)量的多少,分為密級配瀝青碎石(ATB)、開級配瀝青碎石(OGFC表面層及ATPB基層)、半開級配瀝青碎石(AM)。 瀝青瑪蹄脂碎石混合料是由瀝青結(jié)合料與少量的纖維穩(wěn)定劑、細集料以及較多量的填料(礦粉)組成的瀝青瑪蹄脂,填充于間斷級配的粗集料骨架的間隙,組成一體形成的瀝青混合料,簡稱SMA。 四、瀝青表面處治路面 瀝青表面處治是用瀝青裹覆礦料,鋪筑厚度小于3cm的一種薄層路面面層。其主要作用 是保護下層路面結(jié)構(gòu)層,使它不直接遭受行車和自然因素的破壞作用,延長路面使用壽命并改善行車條件。計算路面厚度時,其不作為單獨受力結(jié)構(gòu)層考慮。 1.特點及分類 瀝
39、青表面處治路面系按嵌擠原則修筑而成。為了保證礦料間有良好的嵌擠作用,同一層的礦料顆粒尺寸應(yīng)力求均勻。 瀝青表面處治路面可采用拌和法或?qū)愉伔ㄊ┕?。比較普遍采用的施工方法是層鋪法,即將瀝青材料與礦質(zhì)材料分層灑布與鋪撒,分層碾壓成型。拌和法可熱拌熱鋪或冷拌冷鋪。熱拌熱鋪的施工工藝按熱拌瀝青混合料路面的規(guī)定執(zhí)行,冷拌冷鋪的施工工藝按乳化瀝青碎石混合料路面的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 層鋪法施工瀝青表面處治路面,按澆灑瀝青及撒鋪礦料的層次多少,可分為單層式、雙層 式和三層式,厚度宜為1.0-3.Ocm。單層表處的厚度為1.0-1.5cm,雙層表處的厚度為 1.5~2.5cm,三層表處的厚度為2.5-3.Ocm。
40、 拌和法瀝青表面處治路面厚度宜為3.0—4.Ocm。采用拌和法施工時,基層頂面應(yīng)灑透層瀝青或黏層瀝青或做下封層。 2.材料要求 瀝青表面處治采用的集料最大粒徑應(yīng)與處治層的厚度相等,其規(guī)格和用量可按規(guī)范的規(guī)定選用。當(dāng)采用乳化瀝青時,為減少乳液流失,可在主層集料中摻加20%以上的較小粒徑集料。瀝青表面處治施工后,應(yīng)另準備5~10mm的碎石或3~5mm的石屑、粗砂或小礫石2- 3m3/1 000m2作為初期養(yǎng)護用料。 3.施工機械 瀝青表面處治施丁應(yīng)采用瀝青灑布車噴灑瀝青。小規(guī)模施工瀝青表面處治可采用機動或手搖的手千瀝青灑布機灑布瀝青。乳化瀝青也可用齒輪泵或氣壓或灑布機灑布。手工噴灑必 須
41、由熟練工人操作,力求均勻灑布。 瀝青表面處治壓實機械的噸位以能使集料嵌擠緊密又不致使石料有較多的壓碎為度,宜采用6~8t、8—10t壓路機進行碾壓。乳化瀝青表面處治宜采用較輕的壓實機械進行碾壓。 4.層鋪法施工 層鋪法表面處治施工分先油后料與先料后油兩種方法,一般多采用先油后料法施工。當(dāng)堆放集料地點受限制或臨近低溫施工,為使路面加速反油成型才采用先料后油法施工,如圖5-5所示。 三層式瀝青表面處治的施工按下述步驟進行。 (1)在透層瀝青充分滲透,或在已做透層或封層并已開放交通的基層清掃后,即可澆灑第一層瀝青。除陽離子乳化瀝青外,不得在潮濕的基層(或舊路)或集料上澆灑瀝青。 (2)澆
42、灑瀝青后(不必等全段灑完)應(yīng)立即撒布第一層集料。當(dāng)使用乳化瀝青時,集料撒布必須在乳液破乳之前完成。撒布集料后應(yīng)及時掃勻,達到全面覆蓋一層、厚度一致、集料不重疊、瀝青不外露的要求。局部缺料處應(yīng)適時找補,局部積料過多處應(yīng)掃除多余料。 (3)撒布一段集料后(不必等全段鋪完)應(yīng)立即開始用6-8t鋼筒雙輪壓路機碾壓。碾壓時每次輪跡重疊約30cm。 (4)第二、三層的施工方法和要求與第一層相同,但可采用8~l0t壓路機。。 除乳化瀝青表面處治應(yīng)待破乳后水分蒸發(fā)并基本成型后方可通車外,瀝青表面處治路面在碾壓結(jié)束后即可開放交通,但應(yīng)設(shè)專人指揮交通,使路面全部寬度內(nèi)都能夠比較均勻地受到車輪的碾壓。 五、
43、瀝青貫入式路面 貫人式路面的強度和穩(wěn)定性主要由礦料的相互嵌擠和鎖結(jié)作用而形成,屬于嵌擠式一類路面。 1.特點及分類 瀝青貫人式路面具有強度較高、穩(wěn)定性好、施工簡便和不易產(chǎn)生裂縫等優(yōu)點。由于瀝青貫入式路面主要取決于礦料間的嵌擠作用,受溫度變化影響小,故溫度穩(wěn)定性較好。其缺點是瀝青不易均勻灑布在礦料中,在礦料密實處瀝青不易貫人;而在礦料空隙較大處,瀝青又容易結(jié)成塊,因而強度不夠均勻。 瀝青貫入式路面是一種多孔隙結(jié)構(gòu),為了防止表面水的透人,增強路面的水穩(wěn)性,使路面面層堅固密實,瀝青貫人式面層之下應(yīng)做下封層。 2.材料要求 集料應(yīng)選擇有棱角、嵌擠性好的堅硬石料。 3.施工機械 瀝青貫入
44、式路面的主層集料可采用碎石攤鋪機或人工攤鋪。嵌縫料宜采用集料撒布機撒布,并采用瀝青灑布車噴灑瀝青。 瀝青貫人式路面壓實機械的噸位以能使集料嵌擠緊密又不致使石料有較多的壓碎為度,宜采用6—8t、8-l0t壓路機進行碾壓,其主層集料宜用鋼筒式壓路機碾壓。 4.施工 (1)瀝青貫人式路面施工前,基層必須清掃干凈。貫入式使用乳化瀝青時,必須灑透層或黏層瀝青。貫人式路面厚度小于或等于5cm時,也應(yīng)灑透層或黏層瀝青。 (2)撒料 撒主層集料時,應(yīng)注意撒鋪均勻,避免顆粒大小不均,并不斷檢查松鋪厚度和校驗路拱。 撒布集料后,嚴禁車輛通行。 (3)碾壓 主層集料撒布后,先用6-8t的鋼筒式壓路機以
45、2km/h的初壓速度碾壓,使集料基本穩(wěn)定,至集料無顯著推移為止。碾壓時每次輪跡重疊約30cm,應(yīng)自路邊緣逐漸移至路中心,然后再從另一邊開始移向路中心。然后再用10-12t壓路機進行碾壓,宜碾壓4-6遍,直到主層集料嵌擠穩(wěn)定,無顯著輪跡為止。 (4)澆灑第一層瀝青 主層集料碾壓完畢后,應(yīng)立即澆灑第一層瀝青。當(dāng)采用乳化瀝青時,為防止乳液下漏過多,可在主層集料碾壓穩(wěn)定后,先撒布一部分上一層嵌縫料,再澆灑主層瀝青。 (5)撒布第一層嵌縫料 主層瀝青澆灑后應(yīng)立即均勻撒布第一層嵌縫料。當(dāng)使用乳化瀝青時,嵌縫料的撒布必須在乳液破乳前完成。 (6)再碾壓 嵌縫料掃勻后立即用8—12t鋼筒式壓路機碾
46、壓4-6遍,直至穩(wěn)定為止。碾壓時隨壓隨掃,使嵌縫料均勻嵌入。 (7)澆灑第二層瀝青,撒布第二層嵌縫料,碾壓,澆灑第三層瀝青,撒布封層料,最后碾壓(宜采用6—8t壓路機碾壓2-4遍)。 (8)交通控制及初期養(yǎng)護的要求,與瀝青表面處治路面相同。 六、熱拌瀝青混合料路面 瀝青混凝土的強度是按密實原則形成,采用一定數(shù)量的礦粉是其一個顯著特點。礦粉的摻人,使瀝青混凝土中的黏稠瀝青以薄膜形式分布,從而產(chǎn)生很大的黏結(jié)力。其黏結(jié)力比單純?yōu)r青要大數(shù)十倍。因此,黏結(jié)力是瀝青混凝土強度構(gòu)成的重要因素,而骨架的摩阻力和嵌擠作用僅占次要地位。 1.混合料類型選擇 瀝青面層可由單層、雙層或三層瀝青混合料組成。
47、各層混合料的組成設(shè)計應(yīng)根據(jù)其層厚和層位、氣溫和降雨量等氣候條件、交通量和交通組成等因素,選用適當(dāng)?shù)淖畲罅郊凹壟漕愋?,并遵循以下原則。 (1)應(yīng)綜合考慮滿足耐久性、抗車轍、抗裂、抗水損害能力、抗滑性等多方面的要求,根據(jù)施工機械、工程造價等實際情況按規(guī)范規(guī)定選用合適的類型。 (2)瀝青面層的集料最大粒徑宜從上至下逐漸增大,中粒式及細粒式用于上層,粗粒式只能用于中下層。砂粒式僅適用于通行非機動車及行人的路面工程。熱拌熱鋪瀝青混合料路面應(yīng)采用機械化連續(xù)施工,以確保路面鋪筑質(zhì)量。 2.配合比設(shè)計 瀝青混合料組成設(shè)計的主要任務(wù),是選擇合格的材料、確定各種粒徑礦料和瀝青的配比。高等級公路瀝青混凝土
48、混合料配合比設(shè)計以馬歇爾試驗為主,并通過車轍試驗對抗車轍能力進行輔助性檢驗。 高速公路和一級公路熱拌瀝青混合料的配合比設(shè)計應(yīng)遵照下列步驟進行。 (1)目標配合比設(shè)計階段。 (2)生產(chǎn)配合比設(shè)計階段。 (3)生產(chǎn)配合比驗證階段。采用生產(chǎn)配合比進行試拌、鋪筑試驗段,并用拌和的瀝青混合料和路上鉆取的芯樣進行馬歇爾試驗檢驗,確定標準配合比。 3.拌制及運輸 瀝青混合料必須在拌和廠(場、站)采用拌和機械拌制。拌和機械設(shè)備的選型應(yīng)根據(jù)工程量和工期綜合考慮,而且拌和設(shè)備的生產(chǎn)能力應(yīng)與攤鋪能力相匹配,最好高于攤鋪能力5% 左右。 熱拌瀝青混合料可采用間歇式拌和機或連續(xù)式拌和機。各類拌和機均應(yīng)有防
49、止礦粉飛揚 散失的密封性能及除塵設(shè)備,并有檢測拌和溫度的裝置。高速公路和一級公路宜采用間歇式 拌和機拌和。 拌和廠的設(shè)置除應(yīng)符合國家有關(guān)環(huán)境保護、消防安全等規(guī)定外,應(yīng)設(shè)置在空曠、干燥、運輸條件良好的場地,應(yīng)有良好的排水設(shè)施及可靠的電力供應(yīng)。固定式瀝青混合料拌和廠場地面積可參考表5—14估算。 瀝青混合料拌和時間應(yīng)以混合料拌和均勻,所有礦料顆粒全部裹覆瀝青結(jié)合料為度,并經(jīng)試拌確定。拌成的瀝青混合料應(yīng)均勻一致、無花白料、無結(jié)團成塊或嚴重的粗細料分離現(xiàn)象,不符要求的拌和混合料不得使用,并應(yīng)及時調(diào)整。 運輸熱拌瀝青混合料,應(yīng)采用較大噸位的自卸汽車,車廂應(yīng)清掃干凈。從拌和機向運料汽車上放料時,應(yīng)每
50、卸一斗混合料挪動一下汽車位置,以減少粗細集料的離析現(xiàn)象。運料車應(yīng)用篷布覆蓋,用以保溫、防雨、防污染。運輸混合料的運量能力應(yīng)較拌和能力或攤鋪速度有所富余,以確保攤鋪能夠有序地進行。 4.?dāng)備? 鋪筑瀝青混合料前,應(yīng)檢查確認下層的質(zhì)量。當(dāng)下層質(zhì)量不符合要求,或未按規(guī)定灑布透層、黏層、鋪筑下封層時,不得鋪筑瀝青面層。 熱拌瀝青混合料應(yīng)使用攤鋪機作業(yè)。 5.壓實及成型 壓實是最后一道工序,良好的路面質(zhì)量最終是要通過碾壓來實現(xiàn)。碾壓中出現(xiàn)質(zhì)量缺陷,會導(dǎo)致工程前功盡棄,因此,必須十分重視壓實工作。瀝青混合料的分層壓實厚度不得大于lOcm。 應(yīng)選擇合理的壓路機組合方式及碾壓步驟,以求達到最佳效果。
51、壓實應(yīng)按初壓、復(fù)壓、終壓(包括成型)三個階段進行。壓路機應(yīng)以慢而均勻的速度碾壓。 (1)初壓 初壓應(yīng)在混合料攤鋪后較高溫度條件下進行,不得產(chǎn)生攤移、發(fā)裂。壓路機應(yīng)從外側(cè)向路中心碾壓,碾壓帶重疊輪寬的1/3—1/2。采用輕型鋼筒式壓路機或關(guān)閉振動裝置的振動壓路機碾壓2遍,其線壓力不宜小于350N/cm。 (2)復(fù)壓 復(fù)壓應(yīng)緊接在初壓后進行,宜采用重型輪胎式壓路機,也可采用振動壓路機或鋼筒式壓路 機。碾壓遍數(shù)應(yīng)經(jīng)試壓確定,不宜少于4-6遍。 (3)終壓 終壓應(yīng)緊接在復(fù)壓后進行。終壓可選用雙輪鋼筒式壓路機或關(guān)閉振動的振動壓路機碾壓,不宜少于3遍,并要求壓后無輪跡。路面壓實成型的最后溫度應(yīng)
52、符合技術(shù)規(guī)范的要求。 6.開放交通 熱拌熱鋪瀝青混合料路面應(yīng)待攤鋪層完全自然冷卻,表面溫度低于50℃后方可開放交通。一般在施工完畢后第二天可開放交通。 七、乳化瀝青碎石混合料路面 乳化瀝青碎石混合料路面的面層宜采用雙層式,下層采用粗粒式瀝青碎石混合料,上層采用中粒式或細粒式瀝青碎石混合料。單層式只宜在少雨干燥地區(qū)或半剛性基層上使用。在多 雨潮濕地區(qū)必須做上封層或下封層。 1.乳化瀝青碎石混合料的配合比 乳化瀝青碎石混合料的配合比,目前還難于由配合比設(shè)計的方法決定。實際施工時,應(yīng)根據(jù)已建道路的成功經(jīng)驗決定。其礦料級配可采用熱拌瀝青碎石的級配;其乳液用量應(yīng)根據(jù)交通量、氣候、石料情況,參
53、照當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定。也可按熱拌瀝青碎石混合料的瀝青用量折算。 2.施工要求 乳化瀝青碎石混合料宜采用拌和廠機械拌和,在條件限制時也可以現(xiàn)場用人工拌制。其施工順序類同熱拌瀝青混合料的施工,但因乳化瀝青中含有較多水分,黏度較低,破乳過程要 經(jīng)歷一定時間,因而又有某些不同之處,主要如下。 對拌和法施工,應(yīng)選擇慢裂或中裂乳化瀝青,并應(yīng)使用表面干凈石料。當(dāng)采用陽離子乳液時,還應(yīng)在干燥石料中加入2%左右的水,使石料表面濕潤后再加乳液進行拌和。要求拌和迅 速,在1~2min內(nèi)即將混合料拌勻。 3.碾壓 乳化瀝青碎石混合料的碾壓可與熱拌瀝青混合料相同,但應(yīng)注意如下事項。 (1)混合料攤鋪后,初壓應(yīng)采用
54、6t左右的輕型壓路機壓1-2遍,使混合料初步穩(wěn)定,再用輪胎式壓路機或輕型鋼筒式壓路機壓1-2遍。初壓應(yīng)勻速進退,不得在碾壓路段緊急制動或快速啟動。 (2)當(dāng)乳化瀝青開始破乳,混合料由褐色轉(zhuǎn)變成黑色時,用12-15t輪胎式壓路機或10—12t鋼筒式壓路機復(fù)壓。復(fù)壓2-3遍后立即停止,待晾曬一段時間,水分蒸發(fā)后再補充復(fù)壓至密實為止。 (3)碾壓時,發(fā)現(xiàn)局部混合料有松散或開裂時,應(yīng)立即挖除,補換新料,整平后繼續(xù)碾壓密實。 (4)上封層應(yīng)在壓實成型、路面水分蒸發(fā)后方可加鋪。 八、透層、黏層、封層 1.透層 瀝青路面的級配砂礫、級配碎石基層及水泥、石灰、粉煤灰等無機結(jié)合料穩(wěn)定土或粒料的半剛性
55、基層上必須澆灑透層瀝青。 (1)透層瀝青宜采用慢裂的灑布型乳化瀝青,也可采用經(jīng)稀釋的中、慢凝液體石油瀝青、煤瀝青,稠度宜通過透人深度及試灑確定,一般要求透入深度0.5—1.5cm。 (2)透層瀝青宜緊接在基層施工結(jié)束,表面稍干后澆灑。當(dāng)基層完工后時間較長,表面過分干燥時,應(yīng)將基層清掃干凈,在基層表面少量灑水,等表面稍干后澆灑。表層最佳含水率一般為30%。 (3)高速公路、一級公路應(yīng)采用瀝青灑布車噴灑透層瀝青。二級及二級以下公路也可采用手搖瀝青灑布機噴灑透層瀝青。噴嘴應(yīng)配置適當(dāng),以保證瀝青噴灑均勻。 (4)澆灑透層瀝青時,對路緣石及人工構(gòu)造物應(yīng)適當(dāng)防護,以防污染。透層瀝青灑布后應(yīng)不致流淌
56、,滲透人基層一定深度,不得在表面形成油膜。鋪筑面層前,應(yīng)清除多余的透層瀝青堆積層。 (5)在無機結(jié)合料穩(wěn)定半剛性基層上澆灑透層瀝青后,宜立即撒布用量為2-3m3/1000m2的石屑或粗砂。 (6)透層瀝青灑布后應(yīng)盡早鋪筑面層。當(dāng)采用乳化瀝青做透層時,灑布后應(yīng)待其充分滲透、水分蒸發(fā)后,方可鋪筑瀝青面層。時間不宜少于24h。 透層瀝青的規(guī)格與用量如表5—17所示。 2.黏層 黏層的作用在于使上下瀝青層或瀝青層與構(gòu)造物完全黏結(jié)成一整體。因此,符合下列情況之一者,應(yīng)噴灑黏層瀝青。 (1)雙層或三層式熱拌熱鋪瀝青混合料路面的瀝青層之間。 (2)水泥混凝土路面、瀝青穩(wěn)定碎石基層或舊瀝青路面層
57、加鋪筑瀝青面層。 (3)路緣石、雨水口、檢查井等構(gòu)造物與新鋪瀝青混合料接觸的側(cè)面。 黏層瀝青宜采用快裂或中裂乳化瀝青、改性乳化瀝青,也可采用快、中凝液體石油瀝青。黏層瀝青宜用瀝青灑布車噴灑,噴嘴應(yīng)配置適當(dāng),以保證瀝青噴灑均勻。在路緣石、雨水進水口、檢查井等局部,應(yīng)用刷子人工涂刷。黏層瀝青應(yīng)均勻灑布或涂刷,澆灑量過量時應(yīng)予刮除。澆灑面有臟物、塵土?xí)r應(yīng)清除干凈,當(dāng)有黏的土塊時,應(yīng)用水刷凈,待刷凈面干燥后再澆灑黏層瀝青。氣溫低于10℃或路面潮濕時,不應(yīng)澆灑黏層瀝青。嚴禁行人及其他車輛在澆灑黏層后通行。黏層瀝青澆灑后應(yīng)緊接鋪筑其上層,但乳化瀝青應(yīng)待破乳、水分蒸發(fā)完后再鋪筑其上層。 3.封層 符
58、合下列情況之一時,應(yīng)在瀝青面層上鋪筑上封層: (1)瀝青面層的空隙較大,透水嚴重; (2)有裂縫或已修的舊瀝青路面; (3)需加鋪磨耗層以改善抗滑性能的舊瀝青路面; (4)需鋪筑磨耗層或保護層的新建瀝青路面。 符合下列情況之一時,應(yīng)在瀝青面層下鋪筑下封層: (1)位于多雨地區(qū)且瀝青面層空隙率較大,滲水嚴重; (2)在鋪筑基層后,不能及時鋪筑瀝青面層,且須開放交通。 上封層及下封層可采用拌和法或?qū)愉伔ㄊ┕さ膯螌邮綖r青表面處治,也可采用乳化瀝青稀漿封層。稀漿封層的厚度宜為3-6mm。乳化瀝青稀漿封層的礦料級配及瀝青用量應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。 第四節(jié) 水泥混凝土路面 水泥混凝土路面剛
59、度大、強度高、經(jīng)久耐用,近年來在我國有了長足的發(fā)展。水泥混凝土路面可分為普通混凝土路面、鋼筋混凝土路面、碾壓混凝土路面、鋼纖維混凝土路面及連續(xù)配筋混凝土路面等。本節(jié)主要介紹普通水泥混凝土路面。 一、水泥混凝土路面設(shè)計 1.路基 水泥混凝土路面下的路基必須密實、穩(wěn)定和均質(zhì)。 2.基層與墊層 基層寬度應(yīng)比混凝土面板每側(cè)寬出30cm(采用小型機具或軌道式攤鋪機施工)或50cm(采用軌模式攤鋪機施工)或65cm(采用滑模式攤鋪機施工)。路肩采用水泥混凝土面層,其厚度與行車道面層相同時,基層寬度宜與路基同寬。新建公路的水泥混凝土路面基層的最小厚度一般為15cm。巖石路基上鋪筑水泥混凝土面板時,
60、應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置整平層,其厚度一般為6~lOcm。 3.混凝土面板 (1)板的平面尺寸 普通混凝土面板一般為矩形,縱向和橫向接縫應(yīng)垂直相交,其縱縫兩側(cè)的橫縫不得互相錯位??v向縮縫間距(即板寬)可按路面寬度和每個車道寬度而定,其最大間距不得大于4.5m。 橫向縮縫間距(即板長)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、板厚和實踐經(jīng)驗確定,一般采用4~6m,最大不得超過6m,且板寬與板長之比不宜超過1:1.3,平面尺寸不宜大于25m2。 (2)板厚設(shè)計 板的橫斷面一般采用等厚,其厚度通過計算確定,但最小厚度為18cm。為便于荷載應(yīng)力計算,各級交通量的混凝土板初估厚度如表5-19所示。 4.接縫設(shè)計 (1)
61、縱縫 混凝土面板的縱縫必須與路線中線平行。縱縫一般分為縱向縮縫和縱向施工縫。一次鋪 筑寬度大于4.5m時,應(yīng)增設(shè)縱向縮縫??v向縮縫采用假縫,并應(yīng)設(shè)置拉桿。其構(gòu)造如圖5-9 所示。一次鋪筑寬度小于路面寬度時,應(yīng)設(shè)置縱向施工縫??v向施工縫采用平縫,并應(yīng)設(shè)置拉桿。其構(gòu)造如圖5—10所示。 (2)橫縫 橫縫一般分為橫向縮縫、脹縫和橫向施工縫。橫向縮縫采用假縫。 在特重交通的公路上,橫向縮縫宜加設(shè)傳力桿;其他各級交通的公路上,在鄰近脹縫或路面自由端部的3條縮縫內(nèi),均宜加設(shè)傳力桿。 脹縫應(yīng)采用滑動傳力桿,并設(shè)置支架或其他方法予以固定。與構(gòu)筑物銜接處或其他公路交叉的脹縫無法設(shè)傳力桿時,可采用邊緣鋼
62、筋型或厚邊型。 每日施工結(jié)束,或澆筑混凝土過程中因故中斷澆筑時,必須設(shè)置橫向施工縫.其位置宜設(shè)在脹縫或縮縫處。 (3)拉桿與傳力桿 拉桿應(yīng)采用螺紋鋼筋,設(shè)在板厚中央,并應(yīng)對拉桿中部10cm范圍內(nèi)進行防銹處理。拉桿尺寸及間距可按表5-20選用。傳力桿,應(yīng)采用光面鋼筋。 (4)補強鋼筋 混凝土面板縱、橫向自由邊邊緣下的基礎(chǔ),當(dāng)有可能產(chǎn)生較大的塑性變形時,宜在板邊緣 加設(shè)補強鋼筋。 二、材料技術(shù)要求 1.混凝土材料 水泥混凝土由水泥、粗集料、細集料、水與外加劑組成。 特重、重交通路面宜采用旋窯道路硅酸鹽水泥,也可采用旋窯硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥和道路硅酸鹽水泥。中、輕交通的路面
63、可采用礦渣硅酸鹽水泥,低溫天氣施工或有快通要求的路段可采用R型水泥。 粗集料(碎石或礫石)應(yīng)質(zhì)地堅硬、耐久、潔凈,符合規(guī)定級配,最大粒徑不應(yīng)超過40mm。 細集料(天然砂或石屑)應(yīng)質(zhì)地堅硬、耐久、潔凈,符合規(guī)定級配,細度模數(shù)宜在2.5以上。 清洗集料、拌和混凝土及養(yǎng)生所用的水,不應(yīng)含有影響混凝土質(zhì)量的油、酸、堿、鹽類、有機物等。飲用水一般均適用于混凝土。 為了改善混凝土的技術(shù)性質(zhì),有時在混凝土制備過程中加入一定量的外加劑。常用的外加劑有流變劑、調(diào)凝劑和改變混凝土含氣量的外加劑三類。 2.接縫材料 接縫材料按使用性能分為接縫板和填縫料兩類。 接縫板可采用杉木板、纖維板、泡沫橡膠板、
64、泡沫樹脂板等。接縫板的技術(shù)要求應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。 填縫料按施工溫度分為加熱施工式和常溫施工式兩種。加熱施工式填縫料主要有瀝青橡膠類、聚氯乙烯膠泥類和瀝青瑪蹄脂類等;常溫施工式填縫料有聚氨酯焦油類、氯丁橡膠類、乳化瀝青橡膠類等。 三、配合比設(shè)計 混凝土的配合比應(yīng)根據(jù)設(shè)計彎拉強度、耐久性、耐磨性、和易性等要求和經(jīng)濟合理的原則,選用原材料,通過計算、試驗和必要的調(diào)整,確定混凝土單位體積中各種組成材料的用量。 混凝土的配合比設(shè)計強度fc應(yīng)按式(5-3)確定。 四、施工前的準備工作 1.材料準備及其性能檢驗 水泥除查驗其出廠質(zhì)量報告單外,還應(yīng)逐批抽驗其細度、凝結(jié)時間、安定性及3d、7d
65、、28d的抗壓強度等是否符合要求。受潮結(jié)塊的水泥禁止使用。新出廠水泥至少要存放一個周后方 可使用。 2.混凝土配合比的檢驗與調(diào)整 (2)強度檢驗 按工作性符合要求的配合比,成型混凝土抗彎拉及抗壓試件,養(yǎng)生28d后測定其強度,強度較低時,可采用提高水泥等級、降低水灰比或改善集料級配等措施。 (3)其他檢驗 3.基層檢驗與整修 (1)基層質(zhì)量檢驗 基層強度應(yīng)以基層頂面的當(dāng)量回彈模量值或以黃河標準汽車測定的計算回彈彎沉值作為檢驗指標,檢查結(jié)果不得小于設(shè)計要求。 基層完工后,應(yīng)加強養(yǎng)護,控制行車,不使其出現(xiàn)車槽。如有損壞,應(yīng)在澆筑混凝土板前采用相同材料修補壓實,嚴禁用松散粒料填補。對原
66、有公路加寬的部分,新舊部分的強度應(yīng)一致。 (2)測量放樣 測量放樣是水泥混凝土路面施工前的一項重要工作。 根據(jù)放好的中心線及邊緣線,在現(xiàn)場核對施工圖紙的混凝土分塊線。要求分塊線距窨井蓋及其他公用事業(yè)檢查井井蓋的邊線至少1m的距離,否則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整、移動分塊線位置。 4.安裝模板及布設(shè)鋼筋 五、施工技術(shù) 1.混凝土拌制及運送 刮板式攤鋪機本身能在模板上自由地前后移動,在前面的導(dǎo)管上左右移動。箱式攤鋪機通過卸料機(縱向或橫向)將混凝土混合料卸在鋼制箱內(nèi)。螺旋式攤鋪機由可以正反方向旋轉(zhuǎn)的螺旋桿(直徑均為50cm)將混凝土混合料攤開。螺 旋桿后面有刮板,可準確調(diào)整高度。 (3)滑模式攤鋪機施工 滑模式攤鋪機的施工工藝過程與軌道式攤鋪機基本相同。滑模式攤鋪機是將各作業(yè)裝置裝在同一機架上,使路面擠壓成型,并可實現(xiàn)多種功能的攤鋪,如路肩、路緣石等。滑模式攤鋪機的特點是不需軌模,整個攤鋪機的機架支承在液壓缸上,可以通過控制系統(tǒng)上下移動以調(diào)整上下厚度,一次完成攤鋪、振搗、整平等多道工序。 3.表面修整與拆模 混凝土振實后還應(yīng)進行整平、精光、紋理制作等工序。 (1)人工施工 整平
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