《公路沥青路面施工技术规范》的理解和应用技术探讨.ppt

2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,1,关于公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004）的理解和应用技术探讨,长安大学公路学院 徐 培 华,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,2,简 介,徐培华 高级工程师，中国民主同盟盟员，西安公路交通大学民盟支部副组委，1977年毕业于西安公路学院，现在长安大学公路学院道路工程所任职。从事公路工程试验检测技术教学和研究工作20多年，同时从事公路工程建设监理工作10多年；在国内各种学术刊物上公开发表论文60多篇；编著出版了公路工程项目建设监理、公路工程混合料配合比设计与试验技术手册、高等级公路路基路面养护技术，主编出版了公路工程试验检测工程师培训教材路基路面试验检测技术和公路工程专业选修教材高等级公路道路工程施工质量控制技术，参编出版了公路养护与管理手册和公路技术词典。主要研究成果有：水泥混凝土路面接缝养护技术、半刚性路面面层复合材料应用技术、公路工程质量检验评定专家系统、公路工程竣工验收系统、乳化沥青材料应用技术、改性稀浆封层技术、高等级公路路面预防性养护技术、沥青路面裂缝处治技术、路面结构层间处理技术、路面旧灰土基层材料再生利用技术和高等级公路路基路面施工质量控制技术等项技术成果，其中有五项分别获交通厅科技成果一、二、三等奖和交通部科技进步奖。另获得国家专利局14项专利技术，在所获专利技术中有两项获陕西省专利技术二等奖。通讯地址：（西安市南二环路中段）长安大学公路学院329信箱（710064）联系电话：（029）E-mail：,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,3,公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）修 订 要 点,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,4,公路沥青路面施工技术规范修订要点,一、概 述二、新技术规范修订主要内容三、新技术规范修订基本要点四、对新技术规范应用的建议,（JTG F40-2004）培训讲稿,5,2023/9/20,一、概 述1.前 言,原公路沥青路面施工技术规范(JTJ 032-94)于1994年6 月7日发布，1994年12月1日实施。规范在保证沥青路面的建设质量方面起到了重要的作用。但是我国公路建设的发展速度很快，1994年规范修订时，我国高速公路还刚刚起步，1993年仅建成通车里程1130km。到2003年，高速公路的通车里程已经接近3万公里，其中绝大多数是沥青路面。在交通快速发展的新形势下，国内外公路建设发生了许多新的变化。国际上随着美国SHRP研究成果Superpave及欧洲CEN沥青及沥青混合料研究成果的发表，世界各国对沥青路面的研究都更深入，得出了许多十分重要的新成果，不少国家对相关规范进行了适当的修改。涌现出一些新的筑路机械，新的施工工艺都不同程度地影响到我国。在我国通过国家科技攻关等一系列科学研究及长期的施工实践，对沥青路面的各方面都有了新的认识。原有规范已跟不上公路建设的需要，为了适应新的要求，本规范再次进行了修订。,（JTG F40-2004）培训讲稿,6,2023/9/20,为了对与规范相关的主要技术问题进行研究，交通部先后组织开设了一系列研究专题，包括“沥青混合料矿料级配及配合比设计方法的修订”、“沥青路面透水测定方法及指标要求”、“超重载交通沥青路面材料试验标准(GTM对比)”、“SUPERPAVE设计方法的引进与开发”、“高速公路沥青路面抗滑技术标准”、“沥青混合料水稳定性评价指标”、“道路用乳化沥青技术要求的修订”等，许多省、市、自治区也开设了相关的研究专题，均取得了许多有重要价值的成果，为本规范的修订提供了技术依据。同时本规范与相关规范的修订进行了充分的协调、统一。,2.修订依据,（JTG F40-2004）培训讲稿,7,2023/9/20,新规范是在原公路沥青路面施工技术规范的基础上，合并了公路改性沥青路面施工技术规范及公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南的相关内容，并针对主要技术问题开展了科学研究与试验验证工作，充分吸收了各专题的研究成果，经广泛征求意见后制订的。本次修订时重点对高速公路、一级公路提出更高的要求。许多条款对不同等级的公路明确提出了不同要求。,3.修订重点,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,8,二、新技术规范修订主要内容,1.在“八五”国家科技攻关成果的基础上，提出了新的道路沥青标准和沥青路面的气候分区。提出了按照当地气候条件及交通情况(公路等级)选择沥青标号的方法。2.在总则中强调了几个与早期病害有关的措施，如防治层间污染、合理工期、路基不均匀沉降等。3.在材料部分全面修订了道路石油沥青、乳化沥青技术要求，局部修订了集料技术要求。4.针对改性沥青和SMA方面的一些特殊要求进行了补充完善。5.明确了三层矿料级配范围的意义，修订提出了规范矿料级配范围，调整工程级配范围的原则。6.完善了沥青混合料配合比设计方法，调整了马歇尔试验配合比设计方法及设计指标、标准，修订了确定最佳沥青用量的方法，统一了空隙率等体积指标的计算方法。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,9,7.修订并补充了沥青混合料配合比设计检验方法和技术要求，增加了渗水性检验指标。8.调整了不同粒径混合料的适宜的压实层厚度，不同层位的沥青混合料种类、规格。明确施工期间需要对设计结构、材料进行审查和监督，予以确认。9.在施工工艺部分，主要修订了对拌和厂的要求，提出了过程控制、总量检验的方法，增加了提高平整度的措施，强调了摊铺宽度限制和加强轮胎压路机压实等内容。强调了冬季施工及雨季施工的问题。10.修改了透层、粘层、封层的内容。将封层部分移入表面处治一章中，并增补了有关稀浆封层、微表处等新型结构的内容。11.修订了施工质量检验指标、频度、方法，增补了密水性(渗水系数)要求，强调压实度检验主要是工艺控制、淡化了钻孔。12.修订了桥面铺装的厚度、混合料类型，施工工艺。提出了对钢桥面铺装的基本要求。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,10,三、新技术规范修订基本要点,1.修订了气候分区指标2.修订了沥青技术要求3.修订了集料技术要求4.完善了沥青混合料设计方法5.完善了沥青混合料技术标准,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,11,1.修订了气候分区指标,(1)气候分区的指标气候分区的高温指标：采用最近30年内年最热月的平均日最高气温的平均值作为反映高温和重载条件下出现车辙等流动变形的气候因子，并作为气候区划的一级指标。全年高于30的积温及连续高温的持续时间可作为辅助参考值。气候分区的低温指标：采用最近30年内的极端最低气温作为反映路面温缩裂缝的气候因子，并作为气候区划的二级指标。温降速率、冰冻指数可作为辅助参考值。气候分区的雨量指标：采用最近30年内的年降水量的平均值作为反映沥青路面受雨(雪)水影响的气候因子。并作为气候区划的三级指标。雨日数可作为辅助参考值。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,12,(2)气候分区的划分,按照设计高温分区指标，一级区划分为3个区：,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,13,按照设计低温分区指标，二级区划分为4个区：,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,14,按照设计雨量分区指标，三级区划分为4个区：,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,15,2.修订了沥青技术要求,(1)将原来的“重交通道路石油沥青”和“中、轻交通道路石油沥青”两个技术要求合并为一个“道路石油沥青技术要求”。(2)道路石油沥青按适用的公路等级分A、B、C三个等级。B级沥青与原规范“重交通道路沥青”相近，C级沥青比原规范“中、轻交通道路石油沥青”技术要求稍有提高。(3)“道路石油沥青技术要求”增加了针入度指数PI值、60温度的动力粘度和10延度。本规范规定经建设单位同意，PI值、60动力粘度和10延度可作为选择性指标。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,16,(4)道路石油沥青的适用范围,註：B级沥青与原规范“重交通道路沥青”相近 C级沥青比原规范“中、轻交通道路石油沥青”技术要求稍有提高,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,17,(5)沥青标号的选择,沥青路面采用的沥青标号，宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构层中的层位及受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验，经技术论证后确定。对高速公路、一级公路，夏季温度高、高温持续时间长、重载交通、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度慢的路段，尤其是汽车荷载剪应力大的层次，宜采用稠度大、60粘度大的沥青，也可提高高温气候分区的温度水平选用沥青等级；对冬季寒冷的地区或交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小、低温延度大的沥青；对温度日温差、年温差大的地区宜注意选用针入度指数大的沥青。当高温要求与低温要求发生矛盾时应优先考虑满足高温性能的要求。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,18,道路石油沥青技术要求,（JTG F40-2004）培训讲稿,19,2023/9/20,道路石油沥青技术要求,1试验方法按照现行公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ 052)规定的方法执行。用于仲裁试验求取PI时的5个温度的针入度关系的相关系数不得小于0.997。2经建设单位同意，表中PI值、60动力粘度、10延度可作为选择性指标，也可不作为施工质量检验指标。370号沥青可根据需要要求供应商提供针入度范围为6070或7080的沥青，50号沥青可要求提供针入度范围为4050或5060的沥青。430号沥青仅适用于沥青稳定基层。130号和160号沥青除寒冷地区可直接在中低级公路上直接应用外，通常用作乳化沥青、稀释沥青、改性沥青的基质沥青。5老化试验以TFOT为准，也可以RTFOT代替。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,20,（JTG F40-2004）培训讲稿,21,2023/9/20,聚合物改性沥青技术要求,1 表中135运动粘度可采用公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ 052-2000）中的“沥青布氏旋转粘度试验方法（布洛克菲尔德粘度计法）”进行测定。若在不改变改性沥青物理力学性质并符合安全条件的温度下易于泵送和拌和，或经证明适当提高泵送和拌和温度时能保证改性沥青的质量，容易施工，可不要求测定。2 贮存稳定性指标适用于工厂生产的成品改性沥青。现场制作的改性沥青对贮存稳定性指标可不作要求，但必须在制作后，保持不间断的搅拌或泵送循环，保证使用前没有明显的离析。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,22,3.修订了集料技术要求,集料的技术要求中，按其性质可分为两类：一类是反映材料来源的“资源特性”，或称为料源特性、天然特性，它是石料产地所决定的，如密度、压碎值、磨光值等。另一类是反映加工水平的“加工特性”，如石料的级配组成、针片状颗粒含量、破碎砾石的破碎面比例、棱角性、含泥量、砂当量、细粉含量等 酸性石料酸性石料 1充分利用当地石料，酸性石料(花岗岩、砂岩)掺消石灰等技术处理后，应用十分理想。2重视“加工特性”,滿足规范规定的技术要求。3细集料尽量采用机制砂，天然砂20。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,23,4.完善了混合料设计方法,(1)热拌沥青混合料(HMA)适用于各种等级公路的沥青路面。其种类按集料公称最大粒径、矿料级配、空隙率划分.(2)沥青面层集料的最大粒径宜从上至下逐渐增大，并应与压实层厚度相匹配。对热拌热铺密级配沥青混合料，沥青层一层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.53倍，对SMA和OGFC等嵌挤型混合料不宜小于公称最大粒径的22.5倍，以减少离析，便于压实。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,24,(3)各层沥青混合料应满足所在层位的功能性要求，便于施工，不容易离析。(4)本规范对沥青混合料的矿料级配作了较大的修改。规范规定的级配范围很宽。尤其是沥青面层，在同一个级配范围中可以配制出不同空隙率的混合料，以满足各种需要。,（JTG F40-2004）培训讲稿,25,2023/9/20,密级配沥青混合料宜根据公路等级、气候及交通条件选择采用粗型(C型)或细型(F型)混合料.对夏季温度高、高温持续时间长，重载交通多的路段，宜选用粗型密级配沥青混合料(AC-C型)，并取较高的设计空隙率。对冬季温度低、且低温持续时间长的地区，或者重载交通较少的路段，宜选用细型密级配沥青混合料(AC-F型)，并取较低的设计空隙率。为确保高温抗车辙能力，同时兼顾低温抗裂性能的需要。配合比设计时宜适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，减少0.6mm以下部分细粉的用量，使中等粒径集料较多，形成S型级配曲线，并取中等或偏高水平的设计空隙率。,（JTG F40-2004）培训讲稿,26,2023/9/20,确定各层的工程设计级配范围时应考虑不同层位的功能需要，经组合设计的沥青路面应能满足耐久、稳定、密水、抗滑等要求。根据公路等级和施工设备的控制水平，确定的工程设计级配范围应比规范级配范围窄，其中4.75mm和2.36mm通过率的上下限差值宜小于12。沥青混合料的配合比设计应充分考虑施工性能，使沥青混合料容易摊铺和压实，避免造成严重的离析。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,27,(5)本规范仍采用马歇尔试验配合比设计方法对原规范的马歇尔试验配合比设计方法和技术标准进行了部分修改，其主要内容如下：,明确了我国沥青混合料的配合比设计方法，仍然以马歇尔试验方法标准的设计方法，同时也允许采用其他设计方法。当采用其他设计方法时，应按照马歇尔设计方法进行检验.统一了计算沥青混合料空隙率等各项体积指标的测定方法和计算方法.沥青混合料的各种配合比设计方法都以体积设计为主，但是必须进行高温抗车辙性能、水稳定性、抗裂性能、渗水性检验以验证设计的合理性.,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,28,5.完善了沥青混合料技术标准,高温性能车辙动稳定度(60)低温性能弯曲应变(-10)水稳定性残留稳定度(S0 80%)冻融劈裂强度比(R0 80%),（JTG F40-2004）培训讲稿,29,2023/9/20,热拌沥青混合料(HMA)沥青路面分类,（JTG F40-2004）培训讲稿,30,2023/9/20,1 沥青混合料必须在对同类公路配合比设计和使用情况调查研究的基础上，充分借鉴成功的经验，选用符合要求的材料，进行配合比设计。2 沥青混合料的矿料级配应符合工程规定的设计级配范围。密级配沥青混合料宜根据公路等级、气候及交通条件按表-1选择采用粗型(C型)或细型(F型)混合料，并在表-2范围内确定工程设计级配范围，通常情况下工程设计级配范围不宜超出表-2的要求。其他类型的混合料宜直接以表-3至表-7作为工程设计级配范围。,（JTG F40-2004）培训讲稿,31,2023/9/20,粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率(表-1),2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,32,沥青混凝土混合料矿料级配范围,密级配沥青混凝土混合料（AC）矿料级配范围沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）矿料级配范围开级配排水磨耗层混合料（OGFC）矿料级配范围密级配沥青碎石混合料（ATB）矿料级配范围密级配沥青碎石混合料（AM）矿料级配范围开级配沥青碎石混合料（ATPB）矿料级配范围,（JTG F40-2004）培训讲稿,33,2023/9/20,密级配沥青混凝土混合料（AC）矿料级配范围(表-2),（JTG F40-2004）培训讲稿,34,2023/9/20,沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）矿料级配范围(表-3),（JTG F40-2004）培训讲稿,35,2023/9/20,开级配排水磨耗层混合料（OGFC）矿料级配范围(表-4),（JTG F40-2004）培训讲稿,36,2023/9/20,密级配沥青碎石混合料（ATB）矿料级配范围(表-5),（JTG F40-2004）培训讲稿,37,2023/9/20,密级配沥青碎石混合料（AM）矿料级配范围(表-6),（JTG F40-2004）培训讲稿,38,2023/9/20,开级配沥青碎石混合料（ATPB）矿料级配范围(表-7),2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,39,沥青混合料试验技术标准,密级配沥青混合料马歇尔试验技术标准沥青稳定碎石混合料马歇尔试验设计技术标准SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求沥青混合料水稳定性检验技术要求沥青混合料试件渗水系数技术要求,（JTG F40-2004）培训讲稿,40,2023/9/20,密级配沥青混合料马歇尔试验技术标准（本表适用于公称最大粒径26.5mm的密级配沥青混凝土混合料）,（JTG F40-2004）培训讲稿,41,2023/9/20,沥青稳定碎石混合料马歇尔试验设计技术标准,（JTG F40-2004）培训讲稿,42,2023/9/20,SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求,（JTG F40-2004）培训讲稿,43,2023/9/20,SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求,（JTG F40-2004）培训讲稿,44,2023/9/20,沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求,在特殊情况下，如钢桥面铺装、重载车特别多或纵坡较大的长距离上坡路段、厂矿专用道路，可酌情提高动稳定度的要求；对因气候寒冷确需使用针入度很大的沥青(如大于100)，动稳定度难以达到要求，或因采用石灰岩等不很坚硬的石料，改性沥青混合料的动稳定度难以达到要求等特殊情况，可酌情降低要求；为满足炎热地区及重载车要求，在配合比设计时采取减少最佳沥青用量的技术措施时，可适当提高试验温度或增加试验荷载进行试验，同时增加试件的碾压成型密度和施工压实度要求；,（JTG F40-2004）培训讲稿,45,2023/9/20,沥青混合料水稳定性检验技术要求,（JTG F40-2004）培训讲稿,46,2023/9/20,沥青混合料水稳定性检验技术要求,宜对密级配沥青混合料在温度-10、加载速率50mm/min的条件下进行弯曲试验，测定破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量，并根据应力应变曲线的形状，综合评价沥青混合料的低温抗裂性能。其中沥青混合料的破坏应变宜不小于表中要求,（JTG F40-2004）培训讲稿,47,2023/9/20,沥青混合料试件渗水系数(ml/min)技术要求,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,48,四、对新技术规范应用的建议,在严格执行现行技术规范的前提下应正确理解、灵活应用，不能死搬硬套，同时应根据工程实际情况进行必要的补充完善。需要指出的是，企图通过使用新公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）防止沥青路面早期损坏，必须有正确的认识和充分的估计。因为，对我国大多数发生早期损坏的高速公路来说，不能把高速公路沥青路面发生早期破坏的原因都归罪于路面的施工质量。而主要原因是在沥青路面的材料质量、结构组合及设计、施工、管理等环节上。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,49,需要共同探讨的几个主要问题,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,50,高速公路沥青路面下封层,高速公路沥青路面下封层方案（材料、方案、工艺、参数）乳化沥青石屑封层（小型机具）乳化沥青稀浆封层乳化沥青碎石封层+透层改性乳化沥青碎石封层+透层沥青碎石封层+透层改性沥青碎石封层+透层同步碎石封层+透层加强半刚性基层与沥青面层之间的粘结,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,51,高速公路大中桥面防水层,高速公路沥青路面桥面防水层方案SBR改性乳化沥青涂层类SBS改性沥青卷材类热沥青碎石封层改性热沥青碎石封层改性乳化沥青稀浆封层其它无机材料类（水玻璃）,（JTG F40-2004）培训讲稿,52,2023/9/20,沥青路面早期病害浅析,改革开放以来的20年是中国公路发展速度最快、规模最大、最具活力的时期。在已建设的高速公路沥青路面中，大部分路面的使用状况良好，但也有一部分出现了一些不容忽视的问题，其中最突出就是沥青路面早期损坏。沥青路面早期损坏是目前急需解决的重要技术难题，对提高沥青路面的整体水平是非常必要的。为了更深入、更有效地对沥青路面损坏的主要形式、发生原因进行分析并提出相应的防治措施，从而更好的防止沥青路面的早期损坏，提高路面耐久性。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,53,沥青路面早期病害类型,（1）局部变形类早期病害（2）局部松散类早期病害（3）裂缝类早期病害（4）其它类型早期病害,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,54,（1）局部变形类早期病害,表现形式有：车辙、壅包、波浪、沉陷 形成原因分析热稳定性不足 配合比设计、原材料质量、施工控制,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,55,（2）局部松散类早期病害,表现形式有：松散、坑槽 形成原因分析水稳定性不足 原材料质量差异、施工局部离析,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,56,（3）裂缝类早期病害,表现形式有：横向裂缝、纵横裂缝、龟裂、网裂 形成原因分析低温抗裂性不足 结构组合、配合比设计、施工工艺,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,57,（4）其它类型早期病害,表现形式有：泛油、渗水、磨光 形成原因分析水稳定性不足 原材料质量、混合料质量、施工工序质量、测试工作质量,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,58,改性沥青路面施工技术,关于改性沥青材料的研究在我国已有十多年的历史了，有关这方面的资料和文献可以收集很多，但是，目前对改性沥青材料质量的评价体系（指标和参数）认识还有争论，关于改性沥青材料的应用技术（尤其施工质量控制方面）研究的不多，因而尽管许多地方已采用优质的改性沥青材料，但由于其它技术（施工、检测、评定）不相匹配，结果仍然没有达到预期的目的。近几年有幸参加了几条高速公路的建设，为了提高沥青路面的质量，在建设过程中也采用了改性沥青材料新技术，在推广应用改性沥青材料中发现了一些新问题并进行深入和系统的研究。今天与同行们交流切磋，以便互相学习，共同提高，期望能对解决高速公路沥青路面早期质量通病(反射裂缝、局部车辙和局部水破坏)问题。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,59,关于改性沥青材料应用方面的几点建议,应合理且正确地使用改性沥青材料改性沥青材料的应用技术有待于深入研究改性沥青路面早期损坏应引起足够的重视特殊地段应采用特殊的技术方案采取必要措施提高改性沥青路面的耐久性能,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,60,我国改性沥青材料的应用还处于初步阶段，改性沥青材料在加工生产和工程应用中还有许多问题需要深入研究,最后希望各建设单位在应用改性沥青材料方面认真分析各自的工程项目特点，选择好材料供应伙伴，加强施工过程质量监控检测工作，投入必要的新技术应用研究，使改性沥青技术得到更好的发展和更合理的使用,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,61,结 束 语,公路工程技术时时在进步、处处需科技。同样一个建设项目，参建者主动比选技术方案和被动执行技术规范产生的效果将会大不相同。每个公路建设参建人员做每个工程项目时都具有创新意识，我们的公路建设质量定会是另一番景象。从这个意义上讲，值得交流的话题太多，急待深入研讨的问题更多。本人愿与在座的各位同仁们合作，共同去解决公路建设工程项目中所遇到的各种技术难题。,2023/9/20,（JTG F40-2004）培训讲稿,62,谢 谢 诸 位！,长安大学公路学院 徐 培 华电话：（029）信箱：,