最新呼和浩特至包头高速公路改扩建工程沥青混合料施工作业指导书.docx
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最新呼和浩特至包头高速公路改扩建工程沥青混合料施工作业指导书
呼和浩特至包头高速公路改扩建工程沥青混合料施工作业指导书
呼和浩特至包头高速公路改扩建工程
沥青混合料
施工作业指导书
呼和浩特至包头高速公路改扩建工程
沥青路面技术咨询服务组
二○一二年五月
编制依据
1总则0
2术语、符号、代号2
2.1术语2
2.2符号及代号4
3基层的验收和清洁7
4材料8
4.1一般规定8
4.2道路石油沥青8
4.3改性沥青9
4.4沥青质量管理与检查10
4.5粗集料规格及要求12
4.6细集料规格及要求15
4.7集料质量管理与检查16
4.8填料18
4.9填料质量控制18
5透层、粘层、封层20
5.1一般规定20
5.2透层20
5.3粘层21
5.4封层23
6热拌沥青混合料24
6.1一般规定24
6.2试验室仪器与人员配置25
6.3混合料技术标准26
6.4工程级配范围28
6.5目标配合比设计31
6.6生产配合比设计32
6.7生产配合比验证33
6.8施工准备及设备强制要求35
6.9沥青混合料拌和37
6.10沥青混合料运输40
6.11沥青混合料摊铺41
6.12沥青路面的压实和成型43
6.13接缝处理及其他46
7施工控制关键指标48
7.1一般规定48
7.2厚度48
7.3理论最大相对密度48
7.4压实度和现场空隙率49
7.5级配和沥青用量49
7.6渗水系数50
7.7离析控制50
7.8试验检测频率51
8施工质量管理52
8.1一般规定52
8.2集料检验项目和频率53
8.3沥青结合料检验频率55
8.4沥青混合料检验56
编制依据
施工作业指导书主要依据施工图设计文件、合同文件及以下施工技术规范、试验规程及检验评定标准进行编制。
1.《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)
2.《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076-95)
3.《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)
4.《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)
5.《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)
6.《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006)
1总则
1.0.1呼和浩特至包头高速公路改扩建工程(以下简称本项目)是北京至西藏高速公路的一部分,该高速公路是国家高速公路网的重要组成部分,是内蒙古自治区的进京通道。
本项目主线全长217公里,全线采用双向八车道高速公路标准进行扩建,其中呼和浩特段102公里,包头段115公里。
本项目起点位于呼和浩特市保合少互通处,经巴彦镇、毫沁营,沿呼市北侧山脚,经毕克齐、察素齐、萨拉齐、东兴,止于包头。
共设互通式立交15处,其中改建13处,新建2处;服务区4处,其中改建2处,新建2处。
全线涵洞扩建545道,新建17道。
盖板通道扩建87道,新建11道;桥式通道扩建118座,新建10座。
新建天桥13处。
分离式立交主线上跨扩建16座,新建7座;新建主线下穿7座。
K455+100至K610+500设计速度120公里/小时,K610+500至K672+600设计速度100公里/小时,路基宽度42米;包钢互通A匝道延伸线按一级公路标准建设,设计速度80公里/小时,路基宽度为24.5米,桥涵设计汽车荷载等级采用公路-I级。
本项目主线沥青路面面层结构为:
上面层:
4cm细粒式SBS改性沥青混凝土(AC-13C)
下面层:
6cm中粒式SBS改性沥青混凝土(AC-16C)
上基层:
8cm粗粒式道路石油沥青混凝土(AC-20C)
封层:
1cm沥青同步碎石封层
为贯彻本项目沥青路面“精心施工,过程控制,确保质量,提高性能”的方针,保证沥青混合料的施工质量,提高路面的使用性能和服务能力,延长使用寿命,确保本项目达到“精品”工程,特制定本指导书。
1.0.2沥青路面不得在雨天施工,当施工中遇雨时,应停止施工,雨季施工时应采取路面排水措施。
1.0.3施工时应严格管理,认真按要求的质量、检测项目、频率检查控制。
文明施工,施工场地清洁整齐,各种原材料整齐堆放。
1.0.4路面施工应确保施工安全,施工人员应有良好的劳动保护。
2术语、符号、代号
2.1术语
2.1.1沥青结合料asphaltbinder,asphaltcement
在沥青混合料中起胶结作用的沥青类材料(含添加的外掺剂、改性剂等)的总称。
2.1.2乳化沥青emulsifiedbitumen(英),asphaltemulsion,emulsifiedasphalt(美)
石油沥青与水在乳化剂、稳定剂等的作用下经乳化加工制得的均匀的沥青产品,也称沥青乳液。
2.1.3改性沥青modifiedbitumen(英),modifiedasphaltcement(美)
掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉或者其他材料等外掺剂(改性剂),使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料。
2.1.4改性乳化沥青modifiedemulsifiedbitumen(英),modifiedasphaltemulsion(美)
在制作乳化沥青的过程中同时加入聚合物胶乳,或将聚合物胶乳与乳化沥青成品混合,或对聚合物改性沥青进行乳化加工得到的乳化沥青产品。
2.1.5透层primecoat
为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好,在基层上喷洒液体石油沥青、乳化沥青、煤沥青而形成的透入基层表面一定深度的薄层。
2.1.6粘层tackcoat
为加强路面沥青层与沥青层之间、沥青层与水泥混凝土路面之间的粘结而洒布的沥青材料薄层。
2.1.7沥青混合料bituminousmixtures(英),asphalt(美)
由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。
按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料,按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。
按公称最大粒径的大小可分为特粗式(公称最大粒径等于或大于31.5mm)、粗粒式(公称最大粒径26.5mm)、中粒式(公称最大粒径16或19mm)、细粒式(公称最大粒径9.5或13.2mm)、砂粒式(公称最大粒径小于9.5mm)沥青混合料。
按制造工艺分热拌沥青混合料;冷拌沥青混合料;再生沥青混合料等。
2.1.8密级配沥青混合料dense-gradedbituminousmixtures(英),dense-gradedasphaltmixtures(美)
按密实级配原理设计组成的各种粒径颗粒的矿料,与沥青结合料拌和而成,设计空隙率较小(对不同交通及气候情况、层位可作适当调整)的密实式沥青混凝土混合料(以AC表示)。
按关键性筛孔通过率的不同又可分为细型、粗型密级配沥青混合料等。
粗集料嵌挤作用较好的也称嵌挤密实型沥青混合料。
2.1.9沥青稳定碎石混合料bituminousstabilizationaggregatepavingmixtures(英),asphalt-treatedpermeablebase(美)
由矿料和沥青组成具有一定级配要求的混合料,按空隙率、集料最大粒径、添加矿粉数量的多少,分为密级配沥青碎石(ATB),开级配沥青碎石(OGFC表面层及ATPB基层)、半开级配沥青碎石(AM)。
2.1.10封层sealcoat
为封闭表面空隙、防止水分侵入而在沥青面层或基层上铺筑的有一定厚度的沥青混合料薄层。
铺筑在沥青面层表面的称为上封层,铺筑在沥青面层下面、基层表面的称为下封层。
2.2符号及代号
本规范各种符号、代号以及意义详见表2.2。
符号及代号表2.2
编号
符号或代号
意义
2.2.1
A
道路石油沥青
2.2.2
PC
喷洒型阳离子乳化沥青
2.2.3
HMA
热拌沥青混合料,hotmixasphalt
2.2.4
AC
密级配沥青混凝土混合料,分为粗型和细型两类
2.2.5
ATB
密级配沥青稳定碎石混合料
2.2.6
OAC
沥青混合料的最佳沥青用量,OptimumAsphaltContent之略语
2.2.7
MS
马歇尔稳定度
2.2.8
FL
马歇尔试验的流值
2.2.9
γse
沥青混合料中合成矿料的有效相对密度
2.2.10
γsb
沥青混合料中矿料的合成毛体积相对密度
2.2.11
γsa
沥青混合料中矿料的合成表观相对密度
2.2.12
Pa
沥青混合料的油石比
2.2.13
Pb
沥青混合料中的沥青含量
2.2.14
Pbe
沥青混合料中的有效沥青用量
2.2.15
C
集料的沥青吸收系数
2.2.16
γb
沥青的相对密度
2.2.17
γt
沥青混合料的最大相对密度
2.2.18
DP
沥青混合料的粉胶比(0.075mm通过率与有效沥青含量的比值)
2.2.19
VV
压实沥青混合料的空隙率,即矿料及沥青以外的空隙(不包括矿料自身内部的孔隙)的体积占试件总体积的百分率,Volumeofairvoids之略语
2.2.20
VMA
压实沥青混合料的矿料间隙率,即试件全部矿料部分以外的体积占试件总体积的百分率,Voidsinmineralaggregate之略语
2.2.21
VFA
压实沥青混合料中的沥青饱和度,即试件矿料间隙中扣除被集料吸收的沥青以外的有效沥青结合料部分的体积在VMA中所占的百分率,VoidsfilledwithAsphalt之略语
2.2.22
DS
沥青混合料车辙试验的动稳定度,DynamicStability之略语
2.2.23
EVT
等粘度温度,Equi-viscousTemperature之略语
2.2.24
COC
沥青的克利夫兰杯开式闪点,CleavelandOpen-CupMethod之略语
2.2.25
TOC
沥青的泰格杯开式闪点,TagOpen-CupMethod之略语
2.2.26
PSV
石料磨光值,PolishedStoneValve之略语
2.2.27
FB(BPN)
用摆式仪测定的路面磨擦系数摆值,其单位BPN是BritishPendulum(Tester)Number之略语
2.2.28
TFOT
沥青的薄膜加热试验ThinFilmOvenTest之略语
2.2.29
RTFOT
沥青的旋转薄膜加热试验RollingthinFilmOvenTest之略语
2.2.30
PI
沥青的针入度指数,PenetrationIndex之略语
2.2.31
CL
动态质量管理图上质量指标的平均值
2.2.32
UCL
动态质量管理图上质量控制的上限值
2.2.33
LCL
动态质量管理图上质量控制的下限值
2.2.34
QC/QA
质量控制和质量保证,施工质量管理体系
2.2.35
PMB(或PMA)
聚合物改性沥青,PolymerModifiedBitumen(或Asphalt)的略语
2.2.36
SBS
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,Styrene-Butadiene-StyreneBlockCopolymer之略语。
2.2.37
Superpave™
美国SHRP(StratebicHighwayReseachProgram)沥青混合料配合比设计体系的注册名称,SuperiorPerformingAsphaltPavements之略语
2.2.38
PG
美国沥青路用性能分级规格,PerformanceGraded之略语
2.2.39
SGC
沥青混合料搓揉压实试验机,SuperpaveGyratoryCompactor之略语
3基层的验收和清洁
3.0.1下基层的材料、施工工艺应符合现行公路施工技术规范要求。
3.0.2下基层具有良好的整体稳定性,基层强度、刚度、干燥收缩和温度收缩变形等符合要求。
3.0.3下基层表面平整、密实,无坑槽、松散等现象。
3.0.4无横坡超限,或中线偏移、平整度差等缺陷。
3.0.5在透层施工前,应根据下基层实际情况采取必要的修补措施消除病害。
3.0.6表面清洁、干燥、无灰尘、无杂物。
如表面有浮动矿料应扫至路面以外,表面杂物亦清扫干净。
灰尘应提前冲洗,风吹干净。
4材料
4.1一般规定
4.1.1材料供应商应提供质量检验单,运至现场的各种材料必须按有关要求进行试验,经评定合格方可使用。
4.1.2路面材料进入施工场地时,应登记,并签发材料验收单,验收单应包括材料来源、品种、规格、数量、使用目的、购置日期、存放地点及其它应注明的事项。
4.1.3所有的矿料必须无塑性,沥青混合料中的粘土颗粒成分可以引起沥青混合料的体积膨胀,在水的作用下引起沥青膜与矿料间的剥离现象,要求矿料中<0.075mm的部分其塑性指数<4。
4.2道路石油沥青
4.2.1按照设计文件,生产改性沥青的基质沥青与柔性基层采用90号A级道路石油沥青,其技术指标符合表4.2.1规定的技术要求。
A级90号道路石油沥青质量要求表4.2.1
指标
单位
70
针入度(25℃,100g,5s)
0.1mm
60-80
针入度指数PI
-1.5~1.0
软化点(环球法)不小于
℃
46
动力粘度(60℃)不小于
Pa·S
140
延度(5cm/min,15℃)不小于
cm
100
延度(5cm/min,10℃)不小于
cm
30
蜡含量(蒸馏法)不大于
%
2.2
闪点(COC)不小于
℃
245
溶解度(三氯乙烯)不小于
%
99.5
密度(15℃)
g/cm3
实测记录
薄膜加热试验163℃5h
质量损失不大于
%
±0.8
针入度比不小于
%
57
延度(10℃)不小于
cm
8
注:
90-A级针入度指数PI值作为选择性指标,不作为施工质量检验指标。
4.2.2沥青储运站及沥青混合料拌和厂应将不同来源、不同标号的沥青分开存放,不得混杂。
在使用期间,储存沥青的沥青罐或贮油池中的温度不宜低于130℃,并不高于170℃,在冬季停止施工期间,沥青可在低温状况下存放,经较长时间存放的沥青在使用前应抽样检查,不符合质量要求的不得使用。
4.2.3道路石油沥青在储运、使用及存放过程中应采取防水措施,并应避免雨水或加热管道蒸汽进入沥青罐或储油池中。
4.3改性沥青
4.3.1按照设计文件,本项目面层改性沥青采用SBSⅠ-C标准,部分指标高于现行规范要求,同时还满足SHRP性能等级PG70-28的要求,面层SBS改性沥青必须满足表4.3.1有关规定。
沥青混合料用SBS改性沥青质量要求表4.3.1
指标
单位
技术要求
针入度(25℃,100g,5s)
0.1mm
60-80
针入度指数PI不小于
0
延度(5cm/min,5℃)不小于
cm
35
软化点(环球法)不小于
℃
75
闪点不小于
℃
230
溶解度(三氯乙烯)不小于
%
99
运动粘度135℃
Pa.s
1.2~3.0
离析,软化点差不大于
℃
2.5
弹性恢复25℃不小于
%
80
TFOT(或RTFOT)后残留物
质量损失不大于
%
±1.0
针入度比(25℃)不小于
%
65
延度(5℃)不小于
cm
23
4.3.2成品改性沥青必须具有良好的贮存稳定性。
改性沥青罐中必须加设搅拌设备并进行搅拌,使用前改性沥青必须搅拌均匀。
在施工过程中应定期取样检验产品质量,发现离析等质量不符要求的改性沥青不得使用。
4.4沥青质量管理与检查
4.4.1改性沥青生产驻厂检测与监督
为从源头控制改性沥青质量,由监理或施工单位委派专人进驻沥青生产厂进行监督与检测。
4.4.1.1监督基质沥青是否掺配、混杂其它沥青或其他化工产物,改性过程中SBS掺量和生产过程控制是否符合指标要求。
4.4.1.2监督厂内试验过程、结果是否规范、准确,必要时进行复核试验。
4.4.1.3对沥青发送过程进行监督,确认沥青合格后,签字认可,方可发车。
4.4.1.4发现问题及时通知总监办与驻地办。
4.4.1.5驻厂监督事宜参照另行下发的“改性沥青生产驻厂监督工作概要执行。
”
4.4.2进场沥青检查
4.4.2.1到达工地的每车沥青必须满足以下条件后才能卸入贮罐;①有检测报告、运输车牌号和驻厂监督人员签字、沥青厂检测人员签字;②进入拌和厂沥青由施工单位、驻地监理共同取样2份,一份供检测,另一份由施工单位签字封存;③三大指标检测合格。
4.4.2.2检测不合格的沥青不允许卸车。
如供方对检测结果有异议时,将封存的留样送双方认可的质检部门复检仲载,施工单位对沥青的检测项目及频率按本指导书或总监办有关规定执行。
4.4.2.3施工单位必须建立台帐,记录主要内容如下:
沥青到货时间、生产日期、检测结果、使用日期、使用桩号、使用层位,并将有关情况定期上报总监办与驻地办。
4.4.3监理定期抽检、项目办不定期抽检
4.4.3.1监理应按照规定频率对到厂沥青进行抽检、总监办试验室不定期进行随机抽检。
4.4.3.2若发现已使用的沥青存在严重的质量问题,应将该沥青铺筑的路面全部铣刨。
4.5粗集料规格及要求
4.5.1本项目沥青混合料用粗集料为机扎碎石,用于加工集料的源石料的有关技术指标必须满足规定要求,同时加工的成品集料技术指标也必须满足规定,集料规格按给定的要求生产,各碎石厂按规定的级配范围根据碎石机的型号选择振动筛,如生产的级配不满足规定,应对振动筛进行适当调整。
4.5.2根据本项目的级配设计特点,推荐采用表4.5.2规定的集料规格,生产的集料应满足规定的要求,当生产的粗集料不符合规格要求时,但与其它材料配合后的级配符合沥青混合料要求的级配范围时,经项目办批准,经总监办试验室认可后也可使用。
沥青混合料用粗集料规格表4.5.2
序号
生产筛孔孔径(mm)
通过以下筛孔的百分率(方孔筛,mm)
37.5
31.5
26.5
19.0
16.0
13.2
9.5
4.75
2.36
0.6
1
26.5-37.5
100
55~90
0~25
0~10
2
9.5-26.5
100
75~95
0~15
0~5
3
9.5-19
100
75~95
0~15
0~5
4
4.75-9.5
100
90~100
0~20
0~5
5
2.36-4.75
100
90~100
0~20
0~3
4.5.3基于集料的规格,建议碎石加工厂配置如下尺寸的筛片:
4.5.3.1ATB-30集料生产筛片规格为:
34-36mm,23-25mm,11mm,6mm,3mm。
4.5.3.2AC-20集料生产筛片规格为:
23-25mm,11mm,6mm,3mm。
4.5.3.3AC-16集料生产筛片规格为:
18-19mm,11mm,6mm,3mm。
4.5.3.4需要指出的是,不同碎石机筛网的设置可能和上述建议值略有不同。
如生产出骨料的级配不满足规定要求,应对振动筛筛孔尺寸进行适当调整,但调整筛孔的范围不宜过大。
4.5.4拌合站筛孔宜与料场碎石设备筛孔设置一致,考虑到超粒径吐料问题,拌合站最大一档筛孔可适当放大。
4.5.5粗集料应洁净,干燥、无风化、无杂质,并具有足够的强度和耐磨耗性,其质量应符合表5.5.5规定:
沥青混合料用粗集料质量技术要求表4.5.5
指标
单位
高速公路
试验方法
石料压碎值不大于
上面层
%
26
T03161
其他层次
28
洛杉矶磨耗损失不大于
上面层
%
28
T0317
其他层次
30
视密度不小于
上面层
t/m3
2.60
T0304
其他层次
2.50
吸水率不大于
上面层
%
2.0
T0304
其他层次
3.0
坚固性不大于
%
12
T0314
针片状含量(混合料)
上面层
%
15
T0312
其他层次
18
水洗法<0.075mm颗粒含量不大于
%
1
T0310
软石含量不大于
上面层
%
3
T0320
其他层次
5
与沥青的粘附性不低于
上面层
等级
4
T0616
其他层次
3
注:
①坚固性试验可根据需要进行;
②对3~5mm规格的粗集料,<0.075mm含量可放宽到3%。
在符合表4.5.5的基础上特强调如下:
粗集料与沥青应有良好的粘结力,要求粗集料与沥青的粘结力为5级,小于5级时应当采取抗剥落措施,以保证混合料达到水稳定性指标要求。
4.5.6粗集料应具有良好的颗粒形状,用于沥青路面的碎石至少应经过两级破碎,初破宜为颚式破碎,最终破碎应为反击破碎,不应单独采用颚式破碎机加工。
4.6细集料规格及要求
4.6.1本项目沥青混合料用细集料采用机制砂,规格0~3mm,其级配要求如表4.6.1所示。
沥青面层用细集料规格表4.6.1
规格(mm)
通过下列方筛孔(mm)的质量百分率(%)
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
0-3
100
85~100
50~80
25~50
8~45
0~25
0~10
4.6.2细集料应洁净、干燥,重点控制0.075mm通过率,棱角性、砂当量或亚甲蓝指标必须满足要求,其质量应符合下表的要求。
沥青混合料用细集料质量技术要求表4.6.2
项目
单位
一级公路
试验方法
表观相对密度,不小于
t/m3
2.50
T0328
坚固性(>0.3mm部分)不小于
%
12
T0340
砂当量不小于
%
70
T0334
棱角性(流动时间),不小于
s
30
T0345
4.7集料质量管理与检查
4.7.1驻厂监理日常检查
4.7.1.1控制含泥量和含尘量,下雨天不能开山炸石,片石必须剥除泥土,禁止含泥石料进入碎石机。
0~3mm细集料中0.075mm颗粒通过率应小于10%,为此碎石厂应配套除尘设备,并定期检查,使其正常工作。
4.7.1.2控制杂岩含量,水锈岩(黄色)、风化岩及其杂质等必须剔除。
4.7.1.3不同规格材料分隔堆放,不得混堆,并避免材料离析。
4.7.1.4定期检查筛网规格、有无破损,夯锤磨损情况,发现问题及时解决。
4.7.1.5每车发送材料确认合格后,方能签字。
4.7.2施工单位控制进料质量
4.7.2.1堆料场地必须硬化,并顺利排水,不同规格材料严格分
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