公路沥青路面施工技术规范JTG_F40-2004.pdf

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公路沥青路面施工技术规范JTG_F40-2004.pdf

5.5.6本条规定的稀浆封层和微表处混合料的技术指标是配合比设计的依据,是根据我国的 研究成果,并参照ISSA的要求制订的。其中可拌和时间是为生产提供的时间,乳液如果在 这个时间以内破乳,将无法铺筑均匀,粘聚力试验是供交通开放时能够承受汽车作用的最低 要求,负荷轮碾压试验的砂粘附量及湿轮磨耗试验的磨耗值则是评价稀浆混合料的使用性能 的,反映混合料的耐久性,稀浆封层和微表处要求值有相当的差别。现在对微表处的性能评 价指标仍然是研究的重点。例如,微表处往往很薄,被荷载掀起是常见的破坏模式,即微表 处与老路面的粘结力不足以抵抗汽车荷载的剪切力,至今并没有满意的试验方法。为此,正 在开发一些新的试验方法,例如HCT(HillCohesionTest),及SCREGSurfaceCohesionTest, HCT试验的原理是按照试验确认的配合比,制作试件,将其放在一块板上,半幅用重物压住: 半幅自然下垂,记录试件下垂直至破坏的时间。对同一种乳化沥青结合料,HCT越大,微表 处混合料的弯曲强度越高。试验可在不同温度下进行。ScREGSurfaceCohesionTest是将 通常的湿轮磨耗试验WTAT的胶管改为2个车轮,测定其磨耗量

等设备时,可以施工沥青路面。而且沥青贯入式路面充分利用粗集料之间的嵌挤,所以它的

抗车辙能力较强。但是相比起热拌沥青混合料来说,它的渗水性较大,且沥青用量也大,尤 其是施工质量管理较困难,所以国外一般作为简易路面看待。我国面积大DGTJ08-2297-2019标准下载,各地的经济条件 相差比较大,尤其是在经济相对不够发达的西部地区,简易公路、乡村道路,使用沥青贯入 式或者乳化沥青贯入式路面仍然是可行的,不能一刀切。但总的来说,我国热拌沥青混合料 经有了很大普及,所以本规范规定沥青贯入式路面仅适用于三级及三级以下公路。由于在 使用过程中,并未发现原规范有什么需要改进的地方,故这次基本上没有修改

本规范对贯入式路面各层的材料用量未作变更

7.4.1对沥青贯入式路面来说,施工的关键是按要求的数量撒布集料和喷洒沥青,然后就是 加强压实。不过此种路面还需要行车过程中汽车的重复碾压。因为贯入式路面一般采用钢筒 式压路机碾压,它不可能很快形成稳定的嵌挤模式,主层集料需要在汽车轮胎的作用下达到 个稳定的位置,同时在行车过程中使沥青在集料之间重新发布,逐步向上泛油。所以在使 用过程中必须不断注意撒布细集料或砂进行养护,防止泛油导致使用性能下降。

冷拌沥青混合料,它可以在常温或者加热温度很低的条件下拌和,所以只能使用乳化 历青或稀释沥青。用于补坑的常温沥青混合料比较简单,国内外的成品也已经不少,所以本 规范列入了有关内容。 乳化沥青混合料路面施工过程中的碾压是最困难的事,在何时碾压?采用什么压路机? 碾压到什么程度为止?都是没有很好解决的技术难题,也是影响常温沥青混合料路面发展的 最大的障碍。首先,碾压效果取决于铺设以后至可以开始碾压的时间。掌握开始碾压的时机 是最重要的。因为在尚未破乳时,乳液中的水分还在混合料中间,碾压过程不能使水分跑出 来,即使认为是压“实”了,其中还有好多水分占据的空间,一旦水分挥发,将成为孔隙, 路面的空隙率将会很大。通常情况是抢在破乳开始以后碾压,但由于水分蒸发需要一定的时 间,尤其是内部的水分不可能很快蒸发掉,只能在这个时间内碾压,一边将水分挤出去, 边使混合料压实,这个时机非常重要。根据国外的研究,较薄的路面宜采用高频的振动压路 机(70Hz)或水平振荡的压路机效果较好,它可以一边碾压一边将水分振出来。采用大直径的 刚性碾也能取得较好的效果。而较厚的路面,采用振幅较大的振动压路机能取得最好的压实 效果。根据挪威的研究,常温沥青混合料的使用性能与压实度、空隙率的关系十分密切。由 于常温沥青混合料内部有水分,与热拌沥青混合料内部的空隙结构是不一样的。通过对常温 沥青混合料内部孔分布的研究表明,内部有无数的微细空隙,而微细的闭空隙中的水分更难 兔出,而热拌沥青混合料内部的空隙则比较大,几平不存在微细空隙。所以常温沥青混合料

的空隙率通常比较大,这也是影响常温沥青混合料性能的一个因素。 关于补坑用的冷拌沥青混合料及相关的施工工艺,是参照近年来国内外的成品质量检 查、国外的相关标准,结合我国的实践经验编制的

9.2.1本条将粘层油的喷酒由“宜”改为“必须”,这是本规范的一项重要修改,而原规范 没有坚持要求酒粘层油是一个失误。 粘层的作用在于使上下沥青层或沥青层与构造物完全粘结成一整体。国外规范规定层与

路缘石等归入其它沥青铺装工程类,实际上是一些特殊的沥青路面工程。

10.4水泥混凝土桥面沥青铺装

10.4.1我国建设了大量的大跨径桥梁,非常雄伟、美观,许多桥梁是当地的标志性建筑。 旦是十分遗憾的时,无论水泥混凝土桥梁还是钢桥,桥面铺装往往都不能令人满意,成为早 期损坏的通病。而且至今仍然缺乏有效的措施,确保桥面铺装的使用年限。 水泥混凝土桥面的沥青铺装层基本上都是水危害造成的水损坏。主要原因有: (1)桥面水泥混凝土层(防水层、三角层、整平层等)的施工不好。桥面水泥混凝土与桥 面铺装分开由两个承包商施工,要求脱节,施工水泥混凝土层的单位,盲目要求表面光滑平 整,整平时挤出很多浮浆,表面甚至洒水泥,低洼处也用水泥浆填补,交活时只看表面是否 好看,不管与上部沥青铺装层的连接问题。由此造成的后惠在铺筑桥面铺装时很难弥补。所 以现在有些工程已经改变承包方式,将水泥混凝土板的整平及铺筑防水层、三角层的任务交 与沥青路面铺筑单位一起完成,这样就能综合考虑如何粘结成为一体的问题。 (2)桥面水泥混凝土板施工的平整度不好,高差有时能达数厘米,沥青层本来就不厚, 使得沥青层厚度很不一致,有的地方会很薄,混合料的离析比厚的层次更严重。桥面铺装施 工时不敢按照正常方法碾压,压实度难以保证。混凝表面的陷部分在使用过程中很容易 成为积水的地方,渗入的水排不出去,在高温时化成水汽,使沥青层与混凝土板脱离。 (3)铺装层与桥面板的粘结不好是导致铺装层损坏的最根本的原因。原规范称为防水层 其实这一层的目的除防水外更重要的是使沥青铺装层与水泥桥面板粘结成为一个总体。防水 粘结层破损、漏空、脱离,水渗入防水粘结层与水泥混凝土板的界面上,影响与桥面板的粘 结强度,甚至成为滑动的界面状态,桥面铺装成为一个单独受力的层次,就会出现很大的水 平剪应力和底部的弯拉应力,桥面铺装就必然导致迅速破坏。从现在的情况看,防水粘结层 的损坏主要是施工质量问题。无论哪一种防水粘结层,都能做好,但如果不认真施工,都有 可能造成损坏。 (4)桥面铺装层内部的排水不畅,被侧面的栏杆路缘石阻挡。桥面的泄水孔不能排走沥 青层内部的水。有相当一部分桥面在雨后有积水现象,沥青层常时间处于被水浸泡的状态下, (5)铺筑前桥面混凝土没有处于完全干燥的状态,在潮湿和有水汽的情况下铺设防水粘 结层和沥青混合料,可能在施工或使用过程中遇热变成水汽使防水粘结层产生鼓包脱离。 (6)桥面沥青混合料的空隙率过天,残余空隙率超过6%8%,在汽车荷载作用下产生 很强的动水压力,加速了铺装层的水损害破坏。 (7)桥梁的受力结构是水泥混凝土构件和桥面板,其局部变形本来是非常小的,沥青层 不可能有大的应变,但是当沥青层与桥面板脱开成为滑动的界面条件时,沥青层的层底拉应 力和剪应力大幅度增加,尤其在重载车的作用下将造成迅速的破坏。 因此,桥面铺装要做好,首先要有一定的厚度,混凝土板的表面要平整但不要光滑, 定要除净浮浆,彻底干燥,千方百计地使沥青层与桥面板粘结得非常好,保证桥面铺装与混 凝土桥面板协同变形,不成为独立的受力结构层。

0.4.10高速公路桥头跳车是路面使用质量不好的一个通病,由于更多是设计与路基、桥头 答板等的问题,本条没有对此作更多的规定。从理论上讲,桥头填土的不均匀沉降是不可避 免的,桥头应该有一个预留量,但沥青面层经常是连续施工,很难在沥青层施工时考虑。这 些主要是在路基和桥头搭板施工过程中采取措施解决,

10.6.1本节基于我国目前有相当数量的公路隧道,当隧道长度较短时,常常采用沥青路面 的现实情况增加的内容。隧道沥青路面的技术关键是施工过程中地方狭窄,使用过程中维修 困难,需要照明等特点,尤其是隧道开挖经常会使底部产生涌水而产生水损害破坏。但是隧 道内的温度要比外部均匀,这是有利的一面。本节内容是参考国外的规范文献编写的

10. 7 路缘石与拦水带

[0. 7路缘石与拦水带

10.7.1实践表明,路面结构层以及沥青层与基层界面的水不能顺畅地排出是路面产生早期 员害的主要原因之一。因此,为了沥青层内部的侧向排水,路面结构层的边缘排水需要认真 设计。美国AASHT0于2002年提出了3种沥青路面结构层边缘排水的方案都是在边缘设置渗 水沟和排水管,渗水沟可以用大孔隙水泥混凝土或粗粒径碎石铺筑。我国近年来设置纵向渗 水沟的也越来越多,渗水沟的宽度通常为25cm左右。深度从中面层表面直至半刚性基层基 表面,最好是再将基层挖下去10cm左右,下方有一根纵向的带孔的排水管,每隔3~5m 设置一个横向排出口。不过如果是级配碎石基层的话,深度需直至基层底部。为防止渗水沟 过早被泥浆堵塞,外侧需设一层土工布。

续的生产线上及时发现不合格的工序和单元,防止它流入下一个工序和单元,这样可以保证 最后的产品是合格品。“过程控制”首先是工艺控制,即所采用的施工工艺不致产生不合格 产品。同时需要提供一种可靠的施工过程中的检测方式,以降低承包商生产的混合料和铺筑 的路面产品被拒收的风险。本规范在“过程控制”这方面做了一些努力,如连续不间断的材 料检验,沥青拌和厂的计算机管理和“总量控制”,施工过程中的自动压实度检测和无破损 验测等,但现在真正能做到“过程控制”的项目还很少很少。纵观我国的工程质量管理体制、 方法,包括监理制度在内,除了目测凭经验判断及注意施工工艺外,材料可以在选料、生产、 进场之前或开工时对其质量进行试验,将不合格的材料拒之门外。绝大部分都是对产品进行 事后“质量检查”,还不能说是过程中进行“质量控制”。施工一开始,由于材料的变异性, 材料质量也不能做到在线控制了。规范规定的做法基本上是施工过程中按规定的频度取 样、试验,事后得出数据对施工质量评价是否符合指标要求,合格的进行检查验收,不合格 的责令返工。每天抽检的项目都是在事后得到结果,即使知道不合格,也已经用到工程上了, 有时连用在什么部位都搞不清楚,想返工都不可能。在拌和厂,沥青混合料的质量采用取样 抽提、筛分或者进行马歇尔试验,现场铺筑的路面的压实度、平整度、厚度等等所有的试验 数据,都是在“事后”甚至2~3天之后才得出,工程已经向前推进了一大截。也就是说, 这些试验结果仅仅起到一个记录和事后反省的作用。 1.1.4目前由于种种原因造成部分素质不高的试验员“编造”数据,“弄虚作假”。有的工 程保留的施工数据100%合格,路面依然发生严重的早期损坏,有的工程刚拿到“优质工程” 的奖状,路面已开始破坏。结果是评分越来越高,“优质工程”不优质,这也反映现行质量 检验和评定方面存在的缺陷或端。因此,建设单位决不能仅仅满足于规范规定的抽检试验 数据合格,要努力在施工过程中加强“过程控制”的研究,提出切实可行的“过程控制”方 法,使施工质量管理提高到一个新的水平。

11.2施工前的材料与设备检查

11.2.1材料是为保证沥青路面建设质量的第一个,也是最重要的一个环节。规范规定了保 证质量的三个环节:首先是招标及订货关,供货单位必须提出各种材料的质量检测报告。然 后是进货关,供货单位供应的材料有可能违背投标时的承诺,进货时必须重新检验,无其是 砂石料的来源比较杂,必须以“批(1ot)”为单位进行控制,施工单位和监理都必须下功夫。 现在不少工程单位在采石场派驻监理和材料员,对生产供应的材料进行监督,是个好办法。 第三是使用及保管关。有的材料本来是不错的,可是拌和厂在进货时对堆放场地、堆料顺序 马马虎虎,场地和运输路线没有硬化,不同材料之间没有隔离,使用时相互混杂,或者在装 载机装料时将泥土混入材料,把本来不错的材料弄得很脏。还有象桶装沥青经常是无序堆放, 上面不加盖苦布,导致雨水从桶口漏入。所以材料进场后的存贮、堆放、管理情况都必须重 视。

11.3.1对高速公路、一级公路这些重大工程来说,铺筑试验段是不可缺少的步骤,经过多 年实践,现在已经成了习惯。但是铺筑试验段决不是一种形式,必须达到要求的目标。现在 有不少试验段本身就不满意,经常是拌和机还未调整稳定,还没有达到要求的级配及油石比, 混合料的温度也不对,试验段却结束策了。有些工程因为怕没有把握,把试验段放在老路、匝 道、连接线上铺筑,得不到与正线上相同的结果,只能作为试验段的试验性拌和铺筑用,很 难成为正线施工的依据,应该待一切都稳定以后,在正线上按照正规的施工工艺铺筑正式的 试验段,真正起到正线施工的作用

11.4施工过程中的质量管理与检查

11.4.2对施工过程中承包商质量检验的项目、频度作出硬性规定,是我国的特有做法。在 许多国家,一般只规定质量标准,至于承包商做不做检查业主是不管的。问题是承包商必须 经得起监理的检查,达不到质量指标就认罚。所以承包商的检查是自主性的。我国对承包商 的检查要求很高,其实数据的真实性很难控制。在京津塘高速公路,所有的施工质量检验数 据都以监理检查为准。本条规定承包商应随时对施工质量进行自检。监理一方面自主地进行 试验,一方面对承包商的结果进行检查、认定,评定质量。这是根据我国监理力量较弱的具 体情况规定的。随着监理制度的加强,监理应该逐步独立地进行施工质量管理。针对现在试 验数据存在弄虚作假的情况,本规范特别强调“所有数据均必须如实记录,不得丢弃”,工 程建设单位必须加强这方面的管理。 11.4.3本条规定了沥青路面施工过程中材料质量检查的内容和要求。它建立在每批材料进 场时已经过检查及批准的基础上,目的是施工过程中检测其质量稳定性(变异性)。表中只选 择了若干项最主要的指标或变化较大的指标,频度考虑了施工单位的承受能力及目前的实际 情况,这是试验最基本的要求。为防止试验数据的偶然性,这次修订增加了试验规程规定的 平行试验次数或一次试验的试样数一栏。 11.4.4本条规定了沥青拌和厂的“生产过程控制”及“产品质量检验”两个方面的内容 这是对原规范的重要修改。过程控制包括目测、每拌和一盘混合料的在线监测、混合料总量 检验,以及实验室进行的检测项目。 沥青混合料生产过程的总量检验主要控制矿料级配、油石比、拌和温度,具体方法在附 录G中有详细说明。 沥青混合料产品质量检验,与原规范差不多,包括取样抽提、筛分,马歇尔试验等。根 据近年来的实际情况及国外规范的变化,对矿料级配充许波动幅度进行了调整。拌和厂对沥 青混合料的体积指标的检测必须与配合比设计时采用完全相同的条件和试验方法。因为空隙 率受试件毛体积密度和最大理论密度的影响,而它们都与测试条件有关。由于取样后混合料 放置时间影响沥青吸人集料的程度,最天理论相对密度也有不同,某混合料放置1h和3h 后,最大理论相对密度分别为2.419,2.438空隙率为3.1%和3.9%,所以统一方法十分重 要。由于马款尔试验的成型温度对体积指标、标准密度影响很大,必须严格按配合比设计相 司的温度进行。 关于沥青混合料油石比的测定方法,以前世界各国几乎都采用溶剂抽提方法,且溶剂大

部分是三氯乙烯。近年来,欧美、日本等工业发达国家,为了保护大气中的臭氧层,已经开 始禁止采用三氯乙烯等含氯的溶剂,国际上出现了不同的动向,美国等开始使用燃烧炉高温 燃烧的方法,日本采用更换溶剂(二甲苯)的方法(工程上完全依靠总量检验的数据,不再进 行抽提,也不用燃烧法),欧洲则并不统一。我国目前尚未禁止使用三氯乙烯,仍应以试验 规程的方法为准。由于燃烧法的快捷简便,不少工程已开始采用燃烧法。对此应该特别注意: 燃烧法必须随时进行标定,否则所有燃烧损失都作为沥青,测定准确性较差。如果混合料中 含有消右灰,Ca(OH)2预热分解为Ca0和H,0,例如添加2%消右灰,高热将损失20%的水, 占混合料的0.4%都计入沥青中,则势必得出油石比测定值偏大的结果。因此,燃烧法的关 键是要对不同的材料、不同的配比,经常采用空白集料和添加一定数量沥青的混合料进行标 定,方可使用。 表11.4.4中还规定了必要时可要求进行车辙试验。这里需要特别注意的是混合料决不 允许二次加热,即必须在取样后立即成型试件。混合料一旦冷却再加热成型的试件车辙试验 动稳定度将会大大提高,从而失去意义。 11.4.5沥青路面铺筑过程中的质量检查包括工程质量及外形尺寸两部分,因此规定了两张 表。在这个阶段,类似于在线监测的过程控制主要是摊铺过程中不断的量测松铺厚度,碾压 过程中不断地利用核子仪检测密度等无破损检测。其他尚无切实可行的方法。因此质量管理 的重点放在路面质量检查上。 施工过程中的质量主要靠监理检查,京津塘高速公路监理是完全独立进行检测的。本规 范只规定检测的项目、频度、允许差,没有明确是由承包商还是由监理进行。日本《铺装设 计施工指针》2001年12月版只规定施工过程中的质量管理的项目,但检测频度与质量界限 由承包商自已决策,以保证能达到设计规定的指标。规范列出了路面质量评定合格与否的标 准如下表

4.5日本沥青路面质量合格评定标准(2001.12

准,使交工时能经得起检查,不致造成交工检查不合格,故表中的质量标准基本相同。但是, 实际上不可能每一个测点都达到要求,即合格率很难是100%。具体的质量检查方法在 11.4.6(厚度)、11.4.7(压实度)、11.4.8(密水性)、11.4.9(外观及离析)、11.4.10(平整度) 中逐项详细说明。 11.4.6本条规定了厚度的检测方法。用插尺(一种专用的松铺厚度插入式测杆)或其它工具 量松铺厚度、利用拌和数据进行总量检验,以及利用地质雷达检测都属于无破损检测方法, 应该是质量控制的重点。从数据点的代表性及对路面的破损来说,钻孔取样是最不应该采取 的方法,但是它的数据直观准确,所以现在还在使用中,钻孔一般是与压实度检测同时进行

大多数都与压实不足有关。因此压实度的评定至关重要。 原规范对压实度的检测满足于钻孔测定密度计算压实度。本规范的最大修改是要求“沥 青路面的压实度采取重点对碾压工艺进行过程控制,并适度钻孔抽检压实度的方法。”这是 因为钻孔测试的压实度都是事后检查,且极易弄虚作假,只要把标准密度搞小一些,压实度 上就高了,如果再把不合格的数据随意舍弃,那么钻孔试件的压实度数据将失去价值。现 有不少工程名义上压实度值很高,实际上含有虚假成分在内。据查国外规范对压实度的要 求基本上都是马歇尔标准密度的96%及最大相对密度的92%,少数提高到97%、93%。我 门有些工程很容易就达到马歇尔标准密度的97%、98%,甚至100%,以最大相对密度作标 准密度时可以达到95%、96%以上,路面成型的残余空隙率都很小,许多居然小于3%。甚 至提出了超碾压的问题。对此情况,许多学者非常担心,希望这些工程认真检查标准密度是 否合理。 有鉴于此,大家必须在观念上作重大转变,改变钻孔试件测定压实度改为以压实工艺控 制为主,钻孔检测作为抽检校核的手段。这样才可以逐步将事后检查转变为过程控制,即施 工过程中的在线监测。 规范规定压实度是每2000m检查一组,逐点评定,按组计算合格率,同时要求平均值 大到要求。无论是核子仪还是钻孔,压实度检测不可能点点都合格,有少数不合格的数据是 不可避免的,决不能舍弃。本规范明确对合格率提出了要求,及出现不合格点时追加测点的 方法。日本2001年12月发布的《路面设计施工指针》及《路面施工便览》的方法是以平均 值评定的,要求沥青层的压实度原则上要求每10000m随机取样10个数据,评定x1。是否大 于96%(我国是97%),如果取10个样有困难,可先取3个样,要求x在压实度96.5%以 上,否则加取3个样,要求x。达到96%以上,仍然达不到压实度要求时,再增加检测点数 要求x。达到96%以上。如果在一批检测的数据中有一些数据不合格,应把不合格的区域细

程上计算机已经相当普及,只要建设单位重视,做到动态管理是没有困难的

11.5交工验收阶段的工程质量检查与验收

对比上表,可以看出对高速公路、一级公路的交工验收,质量检查的频度都保留了原规 范的规定,但检查项目上有所调整。增加了渗水系数和中线偏位两项指标。对压实度,由于 计算合格率需要增加了极值评定,对平整度增加了颠簸累积仪测定的IRI值

11.6工程施工总结及质量保证期管理

1.6.4原规范规定了沥青路面施工的质量保证期,这本来是非常重要的。本规范取消了这 个规定是因为它属于管理范畴,不在本规范的范围内。现在欧美一些国家已经开始要求较长 的质保期,这样做是建立在设计、施工的总承包体制的基础上的。如果施工单位没有相当的 自主权,不能对设计、材料、施工负全质,使用质量是无法担保的。所以我国目前对质保期 往往并不能彻底执行,说明在设计、施工、管理体制上还有许多问题需要研究

附录A沥青路面使用性能气候分区

A.1.1在规范总则中规定我国沥青路面的气候分区按本附录A执行。本附录规定了高温、低 温、雨量条件分区的确定方法,它是国家“八五”科技攻关课题“道路沥青与沥青混合料的 路用性能”的重要研究成果。它在参考美国SHRP研究成果并结合我国国情的基础上,与气 象部门合作,经过对我国615个气象站点30年的资料分析,在大量的气象要素中选择了能 够较好地表征我国气候特点对沥青材料性能影响的指标,经过计算机网格化处理和气象上常 用的等概原则划分的。此气候分区方法已经在《公路改性沥青路面施工技术规范》中首先使 用,取得了良好的效果。 分区指标对各种参数进行了比较分析,高温指标比较了了月平均最高气温、积温等,低 温指标是对极端最低气温、冰冻指数、负积温等,雨量指标比较了年降雨量、雨日数等。 工程单位在使用气候分区时,查图只能作为参考,应该向当地的气象台站了解有关数据 按统一的方法进行计算,确定本地区的气候分区,如果可能,宜采用30年的气象记录进行 概率统计。对高速公路、一级公路宜取95%~98%的概率,一般公路取90%的概率。 A.4.6由于全国的沥青路面气候分区比较粗,现在有不少省已经按照本规范的方法,对本地 区的气候条件作更具体的分区,甚至按照本地区的情况对分区指标进一步细化,这些都是很 有益处的,其他各省也应该这样做。

附录B热拌沥青混合料配合比设计方法

B.1.1沥青混合料的配合比设计方法是本规范的核心内容之一。配合比设计的结果直接影响 沥青路面的施工质量和使用寿命。本规范的修订是根据“沥青混合料矿料级配及配合比设计 方法的修订”课题成果提出的。

B.1.2本附录主要规定目标配合比设计的方法,对现场生产配合比设计也可参照使用。在此 基础上,还需要经过试拌试铺阶段,才能最终完成配合比设计。 国际上有各式各样的配合比设计方法,根据我国的实际情况、经验与技术水平,一致认 为仍然采用马歇尔设计方法是符合国情的,这是我们的基本方法和依据。但同时又不能拘泥 于规范,在有条件的地方和工程,鼓励学习国际上的先进经验,使配合比设计水平得到提高。 因此本规范充许采用其他配合比设计方法在工程中应用。但是考虑到目前施工质量检验阶段 一般都采用马歇尔方法,而且便于与标准的马歇尔方法、以往的实践经验进行对比,所以也 要求在采用其他配合比设计方法时按本规范规定的马歇尔方法进行检验,并提出相应的指 标。

B.2.1本规范第5章对矿料级配范围分为“规范规定的级配范围”“工程设计级配范围”、“施 工允许波动级配范围”这三个层次。本节规定了如何调整确定工程设计级配范围的方法和步 骤。

3.3.1配合比设计的材料已经在第4章作了详细说明,这里需要强调的是配合比设计取样的 代表性问题。一些单位委托有关部门进行配合比设计,但生产时并不是设计时使用的材料。 在新修改的《公路集料试验规程》中对集料的取样有新的要求,应该按新的要求执行

B.4.1具体的矿料级配计算方法,现在大都采用计算机EXCEL的功能,开发了各种各样的矿 料级配设计和级配曲线绘制方法,速度快,图表清晰,均可使用。不过有的单位完全按照数 理统计的最优化设计方法设计这未必是好方法,因为毕竞各个筛孔的重要性是不一样,所以 还是人机对话不断调整得到的方式较好。 B.4.2级配设计的第一步是绘制沥青混合料的最大密度线,其画法应按照试验规程的方法, 不得各行其是。关于最大密度线曾经有过3种意见,即下图中的A、B、C线,后来统一采用 A线,本规范采用此法。通过级配曲线与最大密度线的相互位置,可以大致估计出矿料级配 的VMA和混合料的空隙率。由于各个的筛孔不一致,例如美国没有16mm筛孔,所以最大密 度线的具体位置稍有差别

测定毛体积相对密度也会变得更复杂。因为同一个热料仓会有不同品种的石料,如机制砂、 天然砂、石屑,甚至包括矿粉、纤维、消石灰等。这时要弄清不同材料的比例很困难,分别 取用不同材料测定表观相对密度和毛体积相对密度更是不可能。所以此时只能将这个仓的全 部材料将0.075mm部分筛除后作为混料进行两种密度的测定,尽管仍然会不准确,但也无法 解决。 在进行各种配合比设计时,体积指标的计算方法必须统一,因为它直接影响配合比设计 结果,也影响压实度检测的标准密度。 经过本规范的修改以后,我国在沥青混合料体积指标的计算上与美国现行方法基本上已 经没有区别。只是由于改性沥青的最大相对密度确定方法有差异,所以表面上公式都相同, 实际结果略有所不同

中美两国在体积指标计算方法上的差别

必须注意的是原规范都要求按下式计算沥青的体积百分数,且以VA十VV作为VMA, 本规范由于直接引用了有效相对密度、有效沥青用量、沥青吸收入集料的比例等等概念,由 总的沥青用量计算的VA实际上已经没有意义。相反,本规范要求计算有效沥青用量及沥青 膜的厚度,同时计算粉胶比,以估计沥青用量是否合理,这也是重大的改变。 本规范的方法是经过大量的试验研究反复论证确定的。希望各单位统一按照规范规 定的方法计算。 B.5.8关于试件的密度,各国都采用毛体积相对密度,这一点比较统一,但具体测定时文有 水中重法、表干法、蜡封法、体积法之分,本规范进行了大量的对比试验,统一采用表干法 吸水率大于2%时采用蜡封法,对大孔隙的混合料采用体积法,而通常不再采用水中重法

只有施工质量检验时作为相对比较,对吸水率非常小的还可以使用。当然,沥青混合料采用 表干法或蜡封法并非理想的方法。在美国,正在研究一种新的真空包装法(Corelok)测定沥 青混合料试件的毛体积相对密度

积相对密度与合成表观相对密度计算得到的,在总的沥青用量中扣除了这部分被吸收的沥青 数量后便可得到有效沥青含量。计算有效沥青含量的目的在于估算粉胶比和沥青膜的厚度。 由于我们以前计算粉胶比时都计算0.075mm通过率与总的沥青质量之比,本规范改为有效沥 青用量后,粉胶比将会比以前小,这里仍然要求控制在0.8~1.2范围内,实际比以前放宽 了,所以更应该注意粉胶比偏大的危险。计算沥青膜厚度的方法很多,本规范采用的表面积 系数是美国NCAT研究的成果。所需要注意的是,集料的比表面主要取决于细粉数量,对大 于4.75mm部分的表面积只计算一个(100×0.0041)的值,其他档次都不再重复计算。在澳大 到亚1996年沥青路面设计手册中规定的集料比表面计算方法与日本的相同,按式A=(2 0.02a+0.04b+0.08c+0.14d+0.30e+0.60f+1.60g)x0.20482(m²/kg)计算,其 中9.5mm以上均归入系数2中,式中a~g依次为4.75、2.36..0.075mm通过率。但计算 沥青膜厚度的方法却不同。澳大利亚采用下式计算:

式中Q.为有效沥青含量(混合料的质量%),Q.为总沥青用量(混合料的质量%),A为混合集 料表面积(m/kg),P为25℃沥青密度(t/m)。日本不用有效沥青含量的概念,式中分子 上直接采用油石比。 关于沥青膜的厚度,本规范未提出具体指标,根据国外的资料介绍,通常情况下连续密 级配沥青混合料的沥青膜有效厚度宜不小于6μm,密实式沥青碎石混合料的有效沥青膜厚 度宜不小于5μm,我们在进行配合比设计时也可参考这个数值控制。

B.7.1本规范对配合比设计检验的指标增加了沥青混合料的渗水试验要求,是经过专题研 究,在大量实际测定结果的基础上汇总制订的。研究表明,渗水性与空隙率有很大的关系, 旦又有很大的区别,空隙率是反映的总的空隙,而渗水性只反映开空隙,它与级配类型、 集料粒径等多种因素要关系。

SMA混合料配合比设计

本规范关于SMA的配合比设计方法基本上是按照《沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》 (SHCF40一01一2002)编写的。在规范出版后,一些专家提出了两个不同的看法。 首先,关于击实成型次数的问题。有人建议由双面击实50次改为75次,增加击实成型 欠数对密度的增加有一定意义,但集料颗粒击碎的问题比较严重。由于SMA混合料是典型的 组集料嵌挤型混合料,是间断级配,相对来说击实成型要比较容易,一般双面击实50次基 本上可以密实,增加到75次可以继续增加密度,但意义不大,所以国际上绝大部分的国家 都是击实成型50次,这样也好统一。考虑到工程上的需要,或者所使用的集料相当坚硬,

适当增加击实次数也不一定把集料颗粒击碎,击实成型75次也是允许的。 还有一种意见是取消对最小油石比的规定。由于我国的气候条件夏季十分炎热,重载交 通严重,所以最小油石比的意义已经不大,故本规范修订时明确将其取消。 乔治亚洲是美国应用SMA最广泛的州之一。其SMA的级配范围规定如下表,

0.5%,矿粉填料为4~

日本沥青路面要纲及美国联邦公路管理局(FHWA)推荐的OGFC排水式沥青混合料的级 配如下表,日本的设计空隙率为15%~25%,沥青用量4%~6%,美国的设计空隙率约12~ 15%,铺筑厚度约为20~25mm.。美国乔治亚洲是美国排水性路面应用较普遍的一个州,它 的级配范围如下表,沥青用量对 9.5mm及12.5mm的 0GFC要求分别为6. 0~7.25%及5. 75~

D.3.3众所周知,OGFC与一般沥青混合料不同,其矿料级配较粗且多为开口空隙,其最大 的特点是空隙率高。而且难以使用通常的马歇尔试验方法确定沥青含量。本规范参考国外的 配合比设计方法,主要以各项功能性检验为主,选择期望的空隙率而又具有较高耐久性的最 大容许沥青膜厚度来确定沥青含量。 这种配合比设计的特殊之处是油石比主要由析漏试验结果选定。通常以析漏试验确定的 沥青混合料不致产生流涧的沥青用量作为上限,以肯特堡试验检验沥青混合料在通车后粒料 不致松散、脱落、飞散时的沥青用量为下限。 沥青用量一般都通过试算确定。在美国试算时考虑沥青吸入集料内部,要求测定集料 的毛体积密度和表观密度,计算混合料所需的有效沥青用量及总沥青用量。混合料成型采取 便携式的电磁振动锤进行振动压实或振动台(3600rpm,振幅0.33×0.05mm)成型。计算振动 后的单位重、粗集料空隙率(VCA)、细集料最佳用量。用确定的沥青用量沥青粘度在800 厘斯时的温度下拌和混合料,集料完全裹覆后TB 10422-2020标准下载,把混合料倒在硼硅酸玻璃板(直径为200

225mm)上,迅速摊开混合料,放进不低于107℃的烘箱内60分钟观察板底状况。如在集料 与玻璃板接触处有轻微的沥青印迹,表明沥青用量是合适的。否则应在更高或更低的拌和温 度下重复这个试验,以达到要求的接触印迹。如果拌和温度低到集料的十燥温度(典型温度) 仍有析漏,那么应选择较高粘度的沥青。然后对设计混合料进行浸水抗压试验检验,在49℃ 侵水4后,测定抗压强度残留强度指标应不低于50%,否则应采取措施提高粘附力以获 得足够的残留强度。 由于美国的方法过于繁复,日本的方法较为简单,本规范参考日本的方法进行配合比 设计。

附录E沥青层压实度评定方法

沥青路面的压实度是非常重要的质量指标,许多高速公路发生早期损害大都与压实不 足有关。在第11章已经对压实度观念的转变,即由原来的单纯依赖钻孔密度控制压实度转 变为重点控制碾压工艺,钻孔只作为辅助性检验的理由进行了充分的阐述。本附录更具体的 现定了标准密度的确定方法,规定了在交工验收阶段以压实度的代表值及极值进行评价的方 法。压实度和厚度都是单点控制。在计算代表值时,考虑了不同等级公路的保证率,对高速 公路、一级公路为95%,其他等级公路为90%。在路面厚度验收时也需要计算代表值,计 算方法也按附录E执行

.0.1沥青路面的过程控制是保证在施工过程中不出次品的手段,为了改变现在天都为事 后检查的做法,本规范增加过程控制及总量检验的内容,这是本规范的重大修改。 就我们目前的水平而言,能够做到过程控制的项目并不多,为此本规范重点规定了 历青混合料生产过程中的在线监测项目,这就要求每拌和一盘沥青混合料就基本上了解其质 量是否符合要求,这是真正意义上的过程控制。如果暂时做不到每一盘控制的话,可以每一 天作总量检验。这是肯定可以做到的。所有施工单位都必须按照规范要求执行。对沥青混合 科的质量以前都是抽提筛分GB/T 37784-2019标准下载,现在还不能不要,因为总量检验的准确性(关键是称重传感器) 需要互相校验。

沥青路面的厚度以前多通过钻孔试件,数据少,还可能人为地舍弃一些数据,采用 每天实际的生产量与铺筑面积计算,将能得到比较准确的平均厚度。 以后随着技术水平的提高,能够实行过程控制的项目将会不断增多,施工质量管理 的水平也将得到发展和提高

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