沥青路面施工质量控制

1. 沥青路面施工质量控制 --热拌沥青混合料 山西省交通科学研究院 韩萍 2008年8月

2. 车辙--在高温和渠化交通的作用下， 沥 青路面结构层出现的永久变形。 车辙的形成主要 是沥青面层在行 车荷载的作用下 进一步 压密、 挤压，使轮迹带 下沉，两侧面鼓 起，形成波峰和 波谷状，波峰和 波谷的高差 磨耗型、压密型、失稳型 即为车辙深度。

3. 1 沥青混合料的材料 1 .1 沥青结合料 沥青结合料—在沥青混合料中起胶结作用的沥青材料 （含添加的外掺剂、改性剂等）的总称。 --道路石油沥青（+抗剥落剂） 改性石油沥青 天然石油沥青（岩沥青、湖沥青和海底沥青--作改性剂使用） 煤沥青 原规范：热拌混合料不宜采用，用于透层、粘层、 层铺法表面处治、贯入式沥青层。 新规范：严禁用于热拌混合料，用于透层、层铺法 表面处治、贯入式沥青层 ----不可用于粘层油 渗透性好，脆

4. ⑴石油沥青或道路石油沥青 原油脱水加热至360℃→ 常压塔：分馏出汽油、柴油、重柴油→塔底常压渣油 加热至390℃ → 减压塔：保持一定的真空度，分馏出减压馏分（润滑油）→ 减压渣油=直馏石油沥青或道路石油沥青 沥青材料是由极其复杂的高分子碳氢化合物和这 些碳氢化合物的。其中碳占80-87%、氢占 10-15%、氧硫氮小于0.3% 石油沥青化学组分按四组分法分类：饱和芳、芳香芬、胶质、沥青质。

5. 按石油加工方法分： 蒸馏沥青：直镏沥青 氧化沥青：将低标号的沥青或渣油在240-290℃的高 温下砍入空气提高沥青稠度。 溶剂沥青：对石蜡基原油而言，蒸馏法很难去除高 沸点石蜡，采用溶剂法得到优质沥青。 调和沥青：将几种沥青调和设计优质组分的沥青 饱和分 13%-31% 芳香分 32%-60% 胶质 19%-39% 蜡含量＜3% 沥青质 6%-15%

6. 按原油性质分： 石腊基沥青：由石腊基炼制，蜡含量一般大于5%，大庆 原油炼制的沥青蜡含量20%左右—典型的 石腊基沥青--延度低、粘结力差、高温 软、低温脆。 环烷基沥青：由环烷基原油加工，优质重交沥青大多为 环烷基沥青。 辽河油田的欢喜岭油田、新疆九区原油、渤海绥中36-1 中间基沥青：由中间基原油炼制，中、轻交通道路石油 沥青大多属中间基沥青

7. ⑵技术标准 中华人民共和国石油化工行业标准“道路石油沥青” （SH 0522-92）--低于国际上通行的道路石油沥青标准。 中华人民共和国石油化工行业标准“高等级道路石油沥青” GB/T15180-94--大体上相当于国际上通行的沥青标准。 基于90年代初国产沥青中优质沥青很少的实际情况，交通部 根据SH0522制定了“中轻交通量道路引油沥青技术要求” 根据GB/T15180制定了“重交通道路石油沥青技术标准”。

8. 1998年起，中国石油化工集团公司制订的新沥青行业标准：1998年起，中国石油化工集团公司制订的新沥青行业标准： 1号（Q/SHR003-2000） 2号（Q/SHR004-2000） 2号与“重交沥青标准”相同 1号考虑了进口沥青的实际情况: 蜡含量提高到2% 软化点提高了2℃ 溶解度提高到99.5% 增加了密度指标 对薄膜加热试验后的针入度比、质量损失、 延度都提出了更高的要求。

9. 重交通道路沥青技术要求(JTJ 032-94)

10. 中、轻交通道路石油沥青的技术要求(JTJ 032-94)

11. 中国石油化工集团公司高等级道路石油沥青企业标准中国石油化工集团公司高等级道路石油沥青企业标准

12. 国内大型沥青企业

13. 道路石油沥青技术要求

14. 新规范：道路石油沥青分为ABC三级

15. 新标准 以气候分区选择沥青标号，增加了 PI--针入度指数（温度敏感性指标，用5个温度的针入度 确定，要求相关系数达到0.997以上。） 10℃延度 60℃动力粘度 软化点、含蜡量、密度及闪点等有提高。老化全部采用 薄膜加热试验,并以残留针入度比及10℃延度为指标。

16. 石油沥青技术要求 表2-4

19. 改性沥青 仅修改了SBS改性沥青的针入度指数PI IA由-1.0→-1.2 IB由-0.6→-0.8 IC由-0.2→-0.4 ID由+0.2→0

20. 关于针入度指数PI问题

21. 关于针入度指数PI问题 由25℃、（20℃）15℃、30℃(10℃或35℃)的针入度 回归关系式： tog p=AT+K 求针入度－温度感应性系数K .A 回归系数ｒ≥0.997 （3-5个温度，仲裁时5个） P.I ＝（20－500A）/（1＋50A） T800＝（Log800－K）/A＝（2.9031－K）/A T1.2 ＝（Log1.2－K）/A＝（0.0792－K）/A P.I＜-2 溶胶 P.I＞+2 凝胶 P.I -2— +2溶凝胶，国外要求一般为-1— +1

22. ⑶ 质量检测 材料进场前： 结合气候分区，按“规范”P9 表4.2.1-2 要求的项目、全检。 针入度指数PI 要求按3-5个温度针入度关系求得，相关系数不得小 0.997，仲裁时5个温度，相关系数不得小于0.997 施工期间： 针入度、软化点、延度-每2-3天1次 （原规范1次/100T；新1次/100-300T） 含蜡量-必要时

23. ①针入度沥青感温性材料 针入度--温度25℃或要求的温度-试样内外恒温 标准温度计0-50℃ （分度值0.1℃） 酒精（红线）温度计--不能使用 时间--5s 标准针—针、针连杆—100g±0.5g（针及针 杆重2.5g±0.05g） 针的硬度、粗糙度、针尖的锥度及 直径（0.9mm长0.14-0.16mm） 计量部门标定合格，针尖不能被损，重复用时 用三氯乙擦干净。 平台与针垂直 针与试样表面的接触情况 浇模时，不能留有气泡（用时火消掉）

24. ②延度 --温度控制， 5℃ 、 10℃、15℃， 冻冰？ --速度控制，快—值小 慢—值大 沥青丝浮于水面（沥青密度小于水）--加酒精 沥青丝沉到槽底（沥青密度大于水）--加盐 ③　软化点 水-蒸馏水，升温速度-5℃/min

25. ④老化试验： 模拟沥青在混合料拌和生产过程中的老化沥青混合料氧化主要发生在拌和过程中， 沥青在160-170℃高温下以薄膜状态与沥青接触，老化速度几乎相当于沥青路面 19年的自然老化 原“规范” 中、轻交通沥青—蒸发损失试验 50g（55×35mm）163℃ 5h 烘箱 重交通沥青--薄膜加热试验（TFOT ）50g 3.2mm 直径14±1cm 163℃±0.5℃ 5h薄膜烘箱 改性沥青—转薄膜加热试验（RTFOT）35g 163℃±0.5℃ 75min 吹空气 无旋转薄膜烘箱时可由TFOT代替 新“规范”—以薄膜加热试验TFOT为准，也可由旋转薄膜烘箱 RTFOT代替。 试验过程中产生氧化物，重量有时会增加 施工期间: 应特别注意沥青结合料的保管，桶装沥青搬运要轻装轻放不破桶。 沥青使用期加热储存温度宜为140℃左右，不应低于130℃并不得 高于170℃。

26. （二）粗集料 粒径大于2.36mm的集料 2.1 对粗集料的要求 质量技术要求（物理力学性能） P17 表4.8.2 粗集料质量技术要求表2-1

27. 粘附性和磨光值技术要求 P19 表4.8.5 规格 P18 表4.8.3 破碎面积 P19 表4.8.7 混合料用粗集料，可以采用碎石、破碎砾石、筛选砾石、 钢渣和矿渣等 粗集料应洁净、干燥、无风化、不含杂质 明确高速公路、一级公路不得使用筛选砾石和矿渣 筛选砾石仅适用于三级及三级以下公路的沥青表面处治

28. 修订： 冲击值--取消 压碎值--高速、一级公路表面层 28%→26% 洛杉矶磨耗损失--高速、一级公路表面层 30% → 28 % 其他等级公路 0% → 35% 表观相对密度-- 高速、一级公路表面层 2.5 → 2 软石含量--高速、一级公路表面层 5% → 3% 针片状颗粒含量--明确各规格标准 规格--S12（5-10）、S13（3-10）、S14（3-5）略有变化

29. 2.2 粗集料的质量控制及检测 ⑴ 规格问题（提前备料） 砸石场（拌和场）应采取的措施 –应统一专门加工 ① 控制片石质量，风化石、山皮土不能投入砸石机中 ② 采用二级或三级破碎工艺 二级工艺——一级鄂式 二级反击式 或 锤式 或 锥式 三级工艺——一级鄂式 二级反击式 三级锥式 或 反击式

30. 碎石加工厂质量控制要点 • ⑴ 存放生产碎石用的原石和成品集料的场地必须硬化，硬化层可采用碎石或铺15-20cm的C10水泥稳定砂砾。原石或粗集料成品不得堆放在泥土地上。 • ⑵ 采石场在生产过程中必须彻底清除覆盖层及泥土夹层。生产碎石用的原石不得含有风化岩、土块、杂物。 • ⑶ 各粒径规格的成品集料必须严格采用墙隔离措施分别存放。 • ⑷ 粗集料须采用二级或三级破碎工艺，第二级及第三级破碎不得采用颚式破碎机加工生产。第一级采用颚式破碎的碎石粒径不得小于10cm。及时更换已破坏的筛网 • ⑸ 多个石料厂供应集料，应统一振动筛筛孔尺寸，建议的振动筛筛孔尺寸.

31. 沥青拌和厂粗集料堆放措施 • ⑴ 存放粗集料的场地必须硬化，硬化层可采用铺15-20cm的C10贫混凝土或7天强度不小于2.5MPa的水泥稳定碎石（砂砾）。 • ⑵ 各种规格的粗集料应采用墙隔离措施分别存放。 • ⑶ 集料进场宜采用分层堆料方式，每一层料堆顶部经推土机推成平台后，采用平堆卸料。

32. ③振动筛的筛孔孔径 振动筛的最大筛孔孔径应与混合料类型的最大公称尺寸相适应 标准筛孔 2.36 4.75 9.5 13.2 16 19 26.5 31.5 37 （最大公称粒径） 振动筛筛孔2.5 6 11 15 19 22 30 35 41

33. ⑷ 主要检测项目和指标 选择料场时：全检 中下面层用石灰岩： 物理性能：筛分--颗粒组成、＜0.075mm颗粒含量、 吸水率、针片状颗粒含量、破碎面积。 力学性能： 压碎值、磨耗损失、坚固性、软石含量。 上面层用抗滑料：花岗岩、辉绿岩、安山岩、闪长岩、 硬质白云岩、石灰岩 等。 磨光值、冲击值 另： 与沥青的粘附性： 普通（基质）沥青--集料 改性沥青--集料 改性沥青及普通沥青+抗剥落剂163℃、5h（薄膜） （选择抗剥落剂—老化前后、混合料水稳性）

34. 施工时 要注意粗集料颜色、针片状含量的变化，是否混有 山皮料，及时检测压碎值、针片状含量，如有问题， 向料场提出控制毛料质量或更换锤板等要求。 外观-石料品种及含泥量、针片颗粒含量、颗 粒组成、软石含量--随时 筛分--颗粒组成发生变化时--调整冷料仓比例 压碎值、磨光值、洛杉矶磨耗值、含水量--必要时

35. （三）细集料 2.36mm以下的颗粒 可采用天然砂、机制砂、石屑. 细集料应洁净、干燥、无风化、不含杂质、并 适当的级配范围。 细集料质量技术要求 表2-2

36. 修订 增加了： 亚甲蓝值—区分石粉和土 --机制砂、石屑 砂当量—区分细砂和土 --天然砂 棱角性 规格：增加了1.18mm、0.6mm、0.3mm、 0.15mm筛孔通过率的要求，机制砂或石屑2.36mm有变化较大

37. 检测 进场前 全检 天然砂—重点：筛分、坚固性、砂当量 机制砂或石屑—重点：石料的压碎值—粗集料指标 筛分、砂当量 砂当量符合要求时，亚甲蓝试验可不做 施工时 重点：筛分、砂当量或亚甲蓝值

38. 注意检查 天然砂的含泥量 天然砂中超过1cm的颗粒 细集料—覆盖问题 （雨后）冷料仓出细集料是否均匀 用于生产机制砂或石屑的集料： 软石或风化岩、泥块或泥土

39. （四）填料—矿粉 检测： 用于加工矿粉的集料的压碎值、含泥量、软石或风化岩 矿粉的细度 注意检查：要求采用5mm以上的集料 沥青面层用矿粉质量技术要求 表2-3

40. 2 沥青面层施工及质量控制 1.1 施工前的准备工作 ⑴ 原材料料物理、力学性能试验，各类型目标配合比设计 沥青层一层的压实厚度要求： 密级配—不宜小于集料公称最大粒径的2.5 –3倍 SMA、OGFC--不宜小于集料公称最大粒径的2 –2. 5倍 • 集料最大粒径--使集料100%通过的最小标准筛孔径或集料 • 最大公称尺寸上一级筛号。 集料公称最大粒径--保留在最大尺寸的标准筛上的颗粒含量不 超过10%的标准筛尺寸。或筛余第一次大 于是10%的筛号的上一级筛号（美国 Superpave定义）

41. 准备工作 ⑵ 料场及备料 场地硬化，特别是运料车经过的道路； 排水、地基下陷--管道断裂--导热油管道 ⑶设备调试 机械设备调试、标定： 拌和设备温度、称量系统计量标定 试验设备调试、标定

42. 注意检查 材料进场质量检测情况： 对料源处材料的检测 材料进场过程中的检测 目标配合比—沥青面层开工前1个月前应完成 料场及料场道路的硬化 --P34：5.5.3 运料车进入摊铺现场时，轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的赃物，否则宜设水池洗净轮胎后进入工程现场。 各种规格料的分隔墙 计量情况—机械、试验设备

43. 准备工作

44. 准备工作

45. 目标配合比设计 修订： 级配范围 优选级配—预估适宜的油石比进行三个级配的马歇尔试验： 变化4.75mm（中、粗）2.36mm（细）通过率 由空隙率—确定设计级配 检验指标—渗水系数密级配沥青砼120（ml/min） SMA混合料 80 （ml/min） 密度 最大理论密度：普通沥青混合料—真空法实测 改性沥青混合料—计算法—矿料的有效密度 试件：吸水率小于2%时—表干法 吸水率大于2%时—蜡封法

47. 级配范围

48. 热拌沥青混合料技术标准