沥青砼试验检测与施工质量控制

单击此处编辑母版样式,单击此处编辑幻灯片母版样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,高等级公路沥青砼试验检测与施工质量控制,山东铁正工程试验检测中心 鲁爱民,简介,笔者86年毕业于同济大学，曾参加京津塘高速公路工程质量控制培训、济青高速公路、沪宁高速公路等六条高速公路建设。先后参加山东省交通厅科研方案研究工程?Superpave应用技术的研究?课题、?布敦岩沥青试验研究?。99年至今从事高速公路监理工作，现任山东铁正工程试验检测中心交通部甲级检测机构副主任。,为什么要把沥青砼试验检测和施工质量控制放在一起,路面结构图,4cm,AC-13(16),5cm,AC-20,6cm,AC-25,13cm,13cm,水泥稳定碎石,29cm,二灰土,土基,抗滑磨耗层,沥青中面层,沥青底面层,上基层,底基层,土基,主要是由于沥青砼的性能决定的，沥青砼和水泥砼最大的不同就是，沥青砼性能受原材料、材料级配、结构设计等影响更大，尤其是沥青砼的材料级配设计。,特别是目前在新标准刚刚实施以及沥青砼技术开展非常迅速的情况下，并且新的沥青砼施工技术标准的强制性问题，要以具体情况实行，新标准标准要求高了，但更灵活了，但这种灵活性要求更高。,在沥青砼施工中，试验检测和施工控制的结合是水泥砼所不能比较的，所以要求沥青砼施工技术人员最好懂试验检测，试验检测人员懂施工技术才能设计出好的配合比。,体积指标配合设计,好路面,：,好的施工压实,配合设计对混合料的影响有多大？,本讲座主要围绕以上两个方面进行阐述，对具体的测试、检测并不过多的讲解。,一、,沥青砼路面的破坏现象,破坏现象：车辙、坑槽水损害、密级配表层的泛油、温度裂缝纵向裂缝一般为结构型破坏，所有破坏现象中尤以水损害和车辙最重要，在国内，对水损害的认识是缺乏的。,影响沥青砼高温稳定性车辙的主要因素是什么？,主要是沥青混合料类型，即沥青混合料是按什么设计的。,从沥青砼的结构形态来看：,有悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构即嵌挤级配结构,水损坏现象产生的原理外界因素,空隙介质体雨后形成饱和以后，在行车荷载的动水压力作用下，产生潜力的冲刷，沥青剥离造成路面出现松散和坑漕,从沥青砼的结构形态来看：,有悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构即嵌挤级配结构,I型密级配：粗集料悬浮状态，悬浮密实结构。密度与强度较高，水稳定性、低温抗裂性能、耐久性较好，但高温稳定性较差；,II型开级配：悬浮半密实状态,骨架空隙结构：高温稳定性较好，但空隙率较大，低温抗裂性能、耐久性较差。我国标准中的沥青碎石及国外使用的开式大空隙排水式沥青混合料OGFC是这种结构；,嵌挤级配：显然是较为理想的结构类型，兼备以上两种结构的优点。如SUPERPAVE设计沥青混合料以及SMA等都是典型的骨架密实结构。,影响沥青混合料水稳定性的最主要因素,主要是混合料类型的影响、集料的性质、沥青的性质。最主要的是指标、目标是混合料的设计空隙率和路上实际空隙率。,在美国SUPERPAVE设计专家坎代尔沥青砼讲座中认为，影响沥青砼性能的各项指标中，有稳定度、流值、饱和度、空隙率、残留稳定度等等，认为最重要的是空隙率，第二位也是空隙率，第三还是空隙率。,有效空隙率、渗水系数。有效空隙率可以通过沥青混合料的给水度或者饱水率来描述。,由于水损害、车辙造成的路面破坏现象在全国高速公路可以说是通病。,沪宁路江苏段、济泰路车辙：,江苏无锡段车辙：1510公分车辙，超车道没有问题，行车道已经找不到沥青，主要原因：一是粒径和厚度不匹配；二是石屑用量高，但资料符合施工技术标准。,二、沥青砼级配设计,新旧标准对配合比设计级配的不同区别：,一是沥青砼的各项指标要求提高了，如沥青混合料的试验击实次数都简化为75次高速、一级公路，动稳定度标准有所提高，要求各层沥青砼都要进行冻融劈裂试验检验沥青混合料的水稳定性等等；,二是级配设计区别,从图中可以看出，新标准对配合比设计增加了“确定工程设计级配范围。这个级配范围按新标准要求，宜在新标准规定的级配范围内，它确实定应按“工程设计文件或招标文件的规定进行，“当无明确规定时，工程单位应根据工程所在地的气候条件、交通条件、公路等级、路面类型、混合料所处的层位，按标准规定的原那么对本标准规定的级配范围进行调整，确定级配范围。在经实践证明是合理、且有成功的把握的情况下，设计级配范围容许超出标准规定的级配范围。所确定的设计级配范围必须得到主管部门，包括设计单位、工程建设单位的认可。,这也就是在前面讲到的新标准级配设计的灵活性，这个设计级配范围只是为了配合比设计而用，一旦配合比设计进行完毕，它的使命也就结束了，施工中沥青砼级配控制以标准范围来控制。,那么这个设计级配范围确定的原那么是体积设计。,沥青砼的性能与体积指标存在良好的相关性,体积设计的关键：原材料的体积特性、级配、混合料的体积特性,马歇尔混合料设计：,材料的取样与试验：,注意几个问题：一是材料取样一定要有代表性，如上中下等法，经常有材料试验影响了配合比设计的准确性，更影响了拌和站调试和试拌以及生产配合比的进行；二是材料的筛分试验要准确，特别是水筛法，它要求把黏附在石料上的石粉计算，因为0.075筛孔对混合料的性能影响非常大。,级配：0.45次方级配曲线图,关于限制区,“驼峰级配，在该区域内级配对沥青极为敏感，对于有些混合料，即使沥青少许变化都容易形成塑性。因此在选择矿料级配时应当尽可能避开限制区。,关于S曲线：引入“S型的级配范围，即：Superpave设计沥青混合料。,SMA的VCA检验：粗细集料分界点4.75大于4.75的材料间隙率为VCA毛体积密度计算,AC-13 粗细集料分界点2.36,AC-20 粗细集料分界点2.36,AC-25 粗细集料分界点4.75,新标准：,OAC1=A1密度最大值+A2稳定度最大值+A3空隙率范围的中值+A4饱和度的中值，按SUPERPAVE设计时，没有密度最大值，以设计空隙率的中值一般重交通量设计值为4%-6%作为OAC1,OAC2=公共值,OAC=CAC1+OAC2/2,温度：,由粘温关系曲线来确定，60、135、175三个温度粘度,拌和温度为：0.170.02PA.S,压实温度为：0.280.03PA.S,一般AH-70沥青压实温度为137146,关于SMA,三多一少：粗集料多75%，矿粉多10%，沥青多6%，细集料少1015%,间断级配，细集料起非常大的作用,SMA对粗集料要求很大，对级配敏感程度更大,475是关键控制点,SMA的通病是泛油：沥青用量，超压，级配变化，纤维不匀等,设计过程：,1、选择级配：做三条级配曲线 4.75通过率 24%27%31%,2、选择三个沥青含量 击实75次 设计空隙率4.5%,3、检验：VCA检验 4.75以上VCA捣实以后的VCA；VMA16.5%,检验高温稳定性、水稳定性、构造深度、渗水情况,4、增加沥青析漏试验、飞散试验。,稳定度、流值不作为配合比接受与否的唯一指标,关于SBS改性沥青,三、沥青砼施工现场管理及施工控制要点,原材料的管理,1、严格控制矿料中黏土成分和软弱颗粒成分，特别是黏土成分在水的作用下会引起沥青膜与矿料之间的剥离现象；,2、控制天然砂的用量，按ASTM标准，不能超过20%，宜在15%但在国内有争论，认为天然砂不宜用的专家认为，天然砂形状圆滑，角砾性差，而且含有一些有害成分；但有的专家认为，掺加天然砂可以增加混合料的和易性，使沥青混合料更均匀，不离析；,3、,原材料的覆盖：很多人认为这是一个小问题，但它确确实实影响沥青混合料的质量。没有覆盖的原材料吸收很多的水分，而沥青路面施工是抢进度的，所以很容易在没有延长拌和时间的情况下进行生产，所以在矿料没有完全烘干的情况下生产出的沥青混合料质量会打折扣；,4、原材料的混放：原材料的混放改变了目标配合比，还容易造成拌和站溢料、待料。,5、掺加抗剥落剂生石灰粉，矿粉的1-2%，可以明显提高沥青混合料的抗水毁能力。直接在生产厂家参加生石灰粉；,6、不用回收粉，在上面层中不准用回收粉,拌和厂的生产：关键是集料，假设集料经常变化，几乎不可能控制混合料的生产，级配的一致性是拌和的关键,冷料进料比例：各料仓合理的进料保持混合料稳定 溢料,路面摊铺离析的原因：,离析类型：卡车末端离析,中线离析,接缝边缘离析,随机离析,SMA沥青含量的变化产生的离析,温度离析,影响离析的关键因素：,1、,保持料车有料,2、,防止溢料,3、,防止滴漏,混合料以一种平稳的均匀的不间断的状态移动,压实原那么和技术：,紧跟慢压，高频低幅，高温少水。,1、混合料摊铺以后震动压路机即可进行跟踪压实，压实速度4-5公路/小时如人行走速度，在前进方向第一个单趟使用静牙震压皆可，其后2-5个单趟采用震动压实。高频主要是对下层的影响小。尽量不洒水，只要不粘轮即可；,2、后退时轮迹应与前进时重合，相邻应使轮迹重合三分之一；,3、一般第三遍时温度降低很快，可使用轮胎压路机碾压；对轮胎压路机的认识。,4、赶光是必要的。,160吨/小时拌和站必须配合两台DD110以上压路机,自重接近和大于11T的压路机压三遍足够,胶轮压路机是用来提高混合料密水的,混合料推移时只能用胶轮压路机来碾压,推移的原因：,级配关键点的通过率不当上面层2.36，中下面层4.75,天然砂含量高,压实度检验：控制现场空隙率，平均值57%，极限值48%，上面层6%,但过密防止产生车辙,动态管理,一是动态控制,二是拌和站总量控制打印，沥青用量,沥青混合料的质量控制：,现场的压实质量控制采用双控：空隙率和压实度双向控制。空隙率所需的最大理论密度可以计算或实测，但注意不是马歇尔击实密度。,至于其它控制指标稳定度、流值、饱和度、摩擦系数、构造深度等，只要严格按嵌挤结构设计级配，很容易到达。,SBS改性沥青混合料的施工控制和以上介绍没有大的区别，对温度、对级配的敏感程度更高而已。,SMA的施工本卷须知：,拌和站的矿粉称量,拌和时间要加长，木质纤维加35秒,木质纤维的投放,碾压 不能用胶轮 震动二至三遍,新标准强调的几个问题,1、路面交叉作业问题，污染问题，粘层油问题；,2、标准的强制性问题，标准滞后于技术；,3、使用不小于25T的胶轮压路机,4、桥面平整度，防水，排水。桥面破坏现象。,5、原始记录不能随意修改,谢谢！,