高等級(jí)公路瀝青混凝土試驗(yàn)檢測(cè)與施工質(zhì)量控制ppt

1、高等級(jí)公路瀝青砼試驗(yàn)檢測(cè)與施工質(zhì)量控制 山東鐵正工程試驗(yàn)檢測(cè)中心 魯愛民,簡(jiǎn)介,筆者86年畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)，曾參加京津塘高速公路工程質(zhì)量控制培訓(xùn)、濟(jì)青高速公路、滬寧高速公路等六條高速公路建設(shè)。先后參加山東省交通廳科研計(jì)劃研究項(xiàng)目《Superpave應(yīng)用技術(shù)的研究》課題、《布敦巖瀝青試驗(yàn)研究》。99年至今從事高速公路監(jiān)理工作，現(xiàn)任山東鐵正工程試驗(yàn)檢測(cè)中心（交通部甲級(jí)檢測(cè)機(jī)構(gòu)）副主任 。,為什么要把瀝青砼試驗(yàn)檢測(cè)和施工質(zhì)量

2、控制放在一起,路面結(jié)構(gòu)圖,,,,,,,,主要是由于瀝青砼的性能決定的，瀝青砼和水泥砼最大的不同就是，瀝青砼性能受原材料、材料級(jí)配、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等影響更大，尤其是瀝青砼的材料級(jí)配設(shè)計(jì)。特別是目前在新規(guī)范剛剛實(shí)施以及瀝青砼技術(shù)發(fā)展非常迅速的情況下，并且新的瀝青砼施工技術(shù)規(guī)范的強(qiáng)制性問(wèn)題，要以具體情況實(shí)行，新規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求高了，但更靈活了，但這種靈活性要求更高。,在瀝青砼施工中，試驗(yàn)檢測(cè)和施工控制的結(jié)合是水泥砼所不能比擬的，所以要求瀝青砼施工技術(shù)

3、人員最好懂試驗(yàn)檢測(cè)，試驗(yàn)檢測(cè)人員懂施工技術(shù)才能設(shè)計(jì)出好的配合比。,體積指標(biāo)配合設(shè)計(jì) 好路面： 好的施工壓實(shí) 配合設(shè)計(jì)對(duì)混合料的影響有多大？本講座主要圍繞以上兩個(gè)方面進(jìn)行闡述，對(duì)具體的測(cè)試、檢測(cè)并不過(guò)多的講解。,一、瀝青砼路面的破壞現(xiàn)象,破壞現(xiàn)象：車轍、坑槽水損害、密級(jí)配表層的泛油、溫度裂縫（縱向裂縫一般

4、為結(jié)構(gòu)型破壞），所有破壞現(xiàn)象中尤以水損害和車轍最重要，在國(guó)內(nèi)，對(duì)水損害的認(rèn)識(shí)是不足的。 影響瀝青砼高溫穩(wěn)定性（車轍）的主要因素是什么？ 主要是瀝青混合料類型，即瀝青混合料是按什么設(shè)計(jì)的。 從瀝青砼的結(jié)構(gòu)形態(tài)來(lái)看：有懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)、骨架空隙結(jié)構(gòu)、骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)（即嵌擠級(jí)配結(jié)構(gòu)）,水損壞現(xiàn)象產(chǎn)生的原理（外界因素）,,空隙介質(zhì)體雨后形成飽和以后，在行車荷載的動(dòng)水壓力作用下，產(chǎn)生潛力的沖刷，瀝青剝離造成路面出現(xiàn)松散和坑漕,從瀝青砼的結(jié)構(gòu)形

5、態(tài)來(lái)看：有懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)、骨架空隙結(jié)構(gòu)、骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)（即嵌擠級(jí)配結(jié)構(gòu)）,I型密級(jí)配：粗集料懸浮狀態(tài)，懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)。密度與強(qiáng)度較高，水穩(wěn)定性、低溫抗裂性能、耐久性較好，但高溫穩(wěn)定性較差；II型開級(jí)配：懸浮半密實(shí)狀態(tài)骨架空隙結(jié)構(gòu)：高溫穩(wěn)定性較好，但空隙率較大，低溫抗裂性能、耐久性較差。我國(guó)規(guī)范中的瀝青碎石及國(guó)外使用的開式大空隙排水式瀝青混合料（OGFC）是這種結(jié)構(gòu)；嵌擠級(jí)配：顯然是較為理想的結(jié)構(gòu)類型，兼?zhèn)湟陨蟽煞N結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。如SUPE

6、RPAVE設(shè)計(jì)瀝青混合料以及SMA等都是典型的骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)。,影響瀝青混合料水穩(wěn)定性的最主要因素主要是混合料類型的影響、集料的性質(zhì)、瀝青的性質(zhì)。最主要的是指標(biāo)、目標(biāo)是混合料的設(shè)計(jì)空隙率和路上實(shí)際空隙率。 在美國(guó)SUPERPAVE設(shè)計(jì)專家坎代爾瀝青砼講座中認(rèn)為，影響瀝青砼性能的各項(xiàng)指標(biāo)中，有穩(wěn)定度、流值、飽和度、空隙率、殘留穩(wěn)定度等等，認(rèn)為最重要的是空隙率，第二位也是空隙率，第三還是空隙率。。。有效空隙率、滲水系數(shù)。有效空隙率可以通

7、過(guò)瀝青混合料的給水度或者飽水率來(lái)描述。,由于水損害、車轍造成的路面破壞現(xiàn)象在全國(guó)高速公路可以說(shuō)是通病。,滬寧路江蘇段、濟(jì)泰路車轍：江蘇無(wú)錫段車轍：15~10公分車轍，超車道沒有問(wèn)題，行車道已經(jīng)找不到瀝青，主要原因：一是粒徑和厚度不匹配；二是石屑用量高，但資料符合施工技術(shù)規(guī)范。,二、瀝青砼級(jí)配設(shè)計(jì),新舊規(guī)范對(duì)配合比設(shè)計(jì)級(jí)配的不同區(qū)別：一是瀝青砼的各項(xiàng)指標(biāo)要求提高了，如瀝青混合料的試驗(yàn)擊實(shí)次數(shù)都簡(jiǎn)化為75次（高速、一級(jí)公路），動(dòng)穩(wěn)定度標(biāo)

8、準(zhǔn)有所提高，要求各層瀝青砼都要進(jìn)行凍融劈裂試驗(yàn)檢驗(yàn)瀝青混合料的水穩(wěn)定性等等；二是級(jí)配設(shè)計(jì)區(qū)別,從圖中可以看出，新規(guī)范對(duì)配合比設(shè)計(jì)增加了“確定工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍”。這個(gè)級(jí)配范圍按新規(guī)范要求，宜在新規(guī)范規(guī)定的級(jí)配范圍內(nèi)，它的確定應(yīng)按“工程設(shè)計(jì)文件或招標(biāo)文件的規(guī)定進(jìn)行”，“當(dāng)無(wú)明確規(guī)定時(shí)，工程單位應(yīng)根據(jù)工程所在地的氣候條件、交通條件、公路等級(jí)、路面類型、混合料所處的層位，按規(guī)范規(guī)定的原則對(duì)本規(guī)范規(guī)定的級(jí)配范圍進(jìn)行調(diào)整，確定級(jí)配范圍。在經(jīng)實(shí)踐證

9、明是合理、且有成功的把握的情況下，設(shè)計(jì)級(jí)配范圍容許超出規(guī)范規(guī)定的級(jí)配范圍。所確定的設(shè)計(jì)級(jí)配范圍必須得到主管部門，包括設(shè)計(jì)單位、工程建設(shè)單位的認(rèn)可?！?這也就是在前面講到的新規(guī)范級(jí)配設(shè)計(jì)的靈活性，這個(gè)設(shè)計(jì)級(jí)配范圍只是為了配合比設(shè)計(jì)而用，一旦配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行完畢，它的使命也就結(jié)束了，施工中瀝青砼級(jí)配控制以規(guī)范范圍來(lái)控制。那么這個(gè)設(shè)計(jì)級(jí)配范圍確定的原則是體積設(shè)計(jì)。瀝青砼的性能與體積指標(biāo)存在良好的相關(guān)性體積設(shè)計(jì)的關(guān)鍵：原材料的體積特性、級(jí)配

10、、混合料的體積特性,馬歇爾混合料設(shè)計(jì)：,材料的取樣與試驗(yàn)： 注意幾個(gè)問(wèn)題：一是材料取樣一定要有代表性，如上中下等法，經(jīng)常有材料試驗(yàn)影響了配合比設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，更影響了拌和站調(diào)試和試拌以及生產(chǎn)配合比的進(jìn)行；二是材料的篩分試驗(yàn)要準(zhǔn)確，特別是水篩法，它要求把黏附在石料上的石粉計(jì)算，因?yàn)?.075篩孔對(duì)混合料的性能影響非常大。級(jí)配：0.45次方級(jí)配曲線圖,關(guān)于限制區(qū)“駝峰級(jí)配”，在該區(qū)域內(nèi)級(jí)配對(duì)瀝青極為敏感，對(duì)于有些混合料，即使瀝青少

11、許變化都容易形成塑性。因此在選擇礦料級(jí)配時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能避開限制區(qū)。關(guān)于S曲線：引入“S型的級(jí)配范圍”，即： Superpave設(shè)計(jì)瀝青混合料。,SMA的VCA檢驗(yàn)：粗細(xì)集料分界點(diǎn)4.75（大于4.75的材料間隙率為VCA毛體積密度計(jì)算） AC-13 粗細(xì)集料分界點(diǎn)2.36AC-20 粗細(xì)集料分界點(diǎn)2.36AC-25 粗細(xì)集料分界點(diǎn)4.75,新規(guī)范：OAC1=A1（密度最大值）+A2（穩(wěn)定度最大值）+

12、A3（空隙率范圍的中值）+A4（飽和度的中值），按SUPERPAVE設(shè)計(jì)時(shí)，沒有密度最大值，以設(shè)計(jì)空隙率的中值（一般重交通量設(shè)計(jì)值為4%-6%）作為OAC1OAC2=公共值OAC=（CAC1+OAC2）/2,溫度：由粘溫關(guān)系曲線來(lái)確定，60、135、175三個(gè)溫度粘度拌和溫度為：0.17±0.02PA.S壓實(shí)溫度為：0.28±0.03PA.S一般AH-70瀝青壓實(shí)溫度為137~146℃,關(guān)于SMA

13、三多一少：粗集料多（75%），礦粉多（10%），瀝青多（6%），細(xì)集料少（10~15%）間斷級(jí)配，細(xì)集料起非常大的作用SMA對(duì)粗集料要求很大，對(duì)級(jí)配敏感程度更大4．75是關(guān)鍵控制點(diǎn),SMA的通病是泛油：瀝青用量，超壓，級(jí)配變化，纖維不勻等,設(shè)計(jì)過(guò)程： 1、  選擇級(jí)配：做三條級(jí)配曲線 4.75通過(guò)率 24% 27% 31%2、  選擇三

14、個(gè)瀝青含量 擊實(shí)75次 設(shè)計(jì)空隙率4.5%3、  檢驗(yàn)：VCA檢驗(yàn) 4.75以上VCA≤搗實(shí)以后的VCA； VMA＞16.5%檢驗(yàn)高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、構(gòu)造深度、滲水情況4、增加瀝青析漏試驗(yàn)、飛散試驗(yàn)。 （穩(wěn)定度、流值不作為配合比接受與否的唯一指標(biāo)）,關(guān)于SBS改性瀝青,三、瀝青砼施工現(xiàn)場(chǎng)管理及施工控制（要點(diǎn)）,原材料的管理1、  嚴(yán)格控制礦料中黏土成分和軟弱顆粒成分，特別是黏土成分在水的作用

15、下會(huì)引起瀝青膜與礦料之間的剝離現(xiàn)象；2、控制天然砂的用量，按ASTM規(guī)范，不能超過(guò)20%，宜在15%（但在國(guó)內(nèi)有爭(zhēng)論），認(rèn)為天然砂不宜用的專家認(rèn)為，天然砂形狀圓滑，角礫性差，而且含有一些有害成分；但有的專家認(rèn)為，摻加天然砂可以增加混合料的和易性，使瀝青混合料更均勻，不離析；,3、  原材料的覆蓋：很多人認(rèn)為這是一個(gè)小問(wèn)題，但它確確實(shí)實(shí)影響瀝青混合料的質(zhì)量。沒有覆蓋的原材料吸收很多的水分，而瀝青路面施工是搶進(jìn)度的，所以很容易在

16、沒有延長(zhǎng)拌和時(shí)間的情況下進(jìn)行生產(chǎn)，所以在礦料沒有完全烘干的情況下生產(chǎn)出的瀝青混合料質(zhì)量會(huì)打折扣；4、原材料的混放：原材料的混放改變了目標(biāo)配合比，還容易造成拌和站溢料、待料。,5、  摻加抗剝落劑（生石灰粉），礦粉的1-2%，可以明顯提高瀝青混合料的抗水毀能力。直接在生產(chǎn)廠家加入生石灰粉；6、不用回收粉，在上面層中不準(zhǔn)用回收粉 拌和廠的生產(chǎn)：關(guān)鍵是集料，若集料經(jīng)常變化，幾乎不可能控制混合料的生產(chǎn)，級(jí)配的一致性是拌和的關(guān)鍵

17、冷料進(jìn)料比例：各料倉(cāng)合理的進(jìn)料保持混合料穩(wěn)定 溢料,路面攤鋪離析的原因：離析類型：卡車末端離析 中線離析 接縫邊緣離析 隨機(jī)離析 SMA瀝青含量的變化產(chǎn)生的離析 溫度離析,影響離析的關(guān)鍵因素：1、  保持料車有料2、  防止溢料3、  防止滴漏混合料以一種平穩(wěn)的均勻的不間斷的狀態(tài)移動(dòng),壓實(shí)原則和

18、技術(shù)：緊跟慢壓，高頻低幅，高溫少水。1、  混合料攤鋪以后震動(dòng)壓路機(jī)即可進(jìn)行跟蹤壓實(shí)，壓實(shí)速度4-5公路/小時(shí)（如人行走速度），在前進(jìn)方向第一個(gè)單趟使用靜牙震壓皆可，其后2-5個(gè)單趟采用震動(dòng)壓實(shí)。高頻主要是對(duì)下層的影響小。盡量不灑水，只要不粘輪即可；2、  后退時(shí)輪跡應(yīng)與前進(jìn)時(shí)重合，相鄰應(yīng)使輪跡重合三分之一；3、  一般第三遍時(shí)溫度降低很快，可使用輪胎壓路機(jī)碾壓；對(duì)輪胎壓路機(jī)的認(rèn)識(shí)。4、 

19、; 趕光是必要的。,160噸/小時(shí)拌和站必須配合兩臺(tái)DD110以上壓路機(jī)自重接近和大于11T的壓路機(jī)壓三遍足夠 膠輪壓路機(jī)是用來(lái)提高混合料密水的 混合料推移時(shí)只能用膠輪壓路機(jī)來(lái)碾壓,推移的原因：級(jí)配關(guān)鍵點(diǎn)的通過(guò)率不當(dāng)（上面層2.36，中下面層4.75）天然砂含量高,壓實(shí)度檢驗(yàn)：控制現(xiàn)場(chǎng)空隙率，平均值5~7%，極限值4~8%，上面層≯6%但過(guò)密防止產(chǎn)生車轍 動(dòng)態(tài)管理 一是動(dòng)態(tài)控制

20、二是拌和站總量控制（打印，瀝青用量）,瀝青混合料的質(zhì)量控制：現(xiàn)場(chǎng)的壓實(shí)質(zhì)量控制采用雙控：空隙率和壓實(shí)度雙向控制。空隙率所需的最大理論密度可以計(jì)算或?qū)崪y(cè)，但注意不是馬歇爾擊實(shí)密度。至于其它控制指標(biāo)（穩(wěn)定度、流值、飽和度、摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度等），只要嚴(yán)格按嵌擠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)級(jí)配，很容易達(dá)到。,SBS改性瀝青混合料的施工控制和以上介紹沒有大的區(qū)別，對(duì)溫度、對(duì)級(jí)配的敏感程度更高而已。 SMA的施工注意事項(xiàng)：拌和站的礦粉稱量拌和時(shí)