OGFC排水性沥青混合料路面施工工法.docx
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OGFC排水性沥青混合料路面施工工法
OGFC排水性沥青混合料路面施工工法
1工法特点
1.1OGFC沥青混合料粗集料达到80%左右以形成骨架空隙结构,确保排水功能。
由于混合料空隙率较大，降水、空气、阳光极易侵入材料内部，导致路面耐久性降低，因此，在OGFC沥青混合料配合比设计中，采用高温、热稳定性较好、粘结性强的高黏度改性沥青，提高混合料的水稳定性、高温稳定性及抗老化性能。
1.2由于OGFC混合料使用的粗骨料较多、细骨料较少,骨料易热,骨料温度控制较难。
混合料温度过高,易产生沥青的流淌,温度过低则施工作业困难,因此施工中温度控制尤为重要。
施工过程中保证混合料温度很关键，混合料运输严密覆盖，混合料摊铺后，压路机紧跟摊铺机碾压，使混合料快速成型，确保OGFC沥青混合料路面整体质量。
2适用范围
本工法适用于对降噪排水有较高要求的沥青混合料路面施工。
3工艺原理
在不透水的沥青混凝土层面上铺筑空隙率高达20%左右的大空隙沥青混凝土抗滑表层，使雨水通过该层内部的连通空隙沿路面横坡排出路外,而不致于在路表形成水膜和径流，提高雨天行车的安全性、舒适性，实现了道路抗滑、抗车辙及降噪排水的环保功能。
4施工工艺流程及操作要点
4.1工艺流程
图4.1施工工艺流程图
4.2操作要点
4.2.1配合比设计
1矿料级配
根据各种矿料的筛分结果和排水性路面混合料的级配要求,进行混合料矿料的含量计算,矿料合成级配结果见表4.2.1-1。
表4.2.1-1矿料合成级配
筛孔尺寸mm
矿料级配（通过质量百分率%）
设计级配范围/%
合成级配范围/%
10-15mm碎石
5-10mm碎石
砂
矿粉
水泥
66
20
9
3
2
16
100
100
100
13.2
88.4
100
90-100
92.3
9.5
29.1
84.5
100
47-68
50.1
4.75
0.8
6.9
100
11-35
15.9
2.36
0
0.9
97.8
10-20
14.0
1.18
84.8
9-17
12.6
0.6
68.1
100
7-15
11.1
0.3
12.1
98.6
100
6-12
10.1
0.15
5.2
93.9
98.7
4-10
5.3
0.075
2.5
84.7
92.8
3-7
4.6
2最佳沥青用量的确定
TPS改性沥青混合料分别采用4%、4.5%、5.0%、5.5%、6%等5种油石比进行流淌试验和谢伦堡飞散试验。
根据流淌试验结果确定最大沥青用量（油石比）OACmax=5.2%,根据谢伦堡飞散试验结果确定最小沥青用量（油石比）OACmin=4.8%。
最佳沥青用量为（油石比）OAC=5.0%,见表4.2.1-2。
表4.2.1-2排水性沥青混合料流淌与飞散试验结果
油石比/%
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
流淌试验质量损失率/%
1.85
2.01
4.02
8.25
11.22
飞散试验质量损失率/%
22.32
15.12
10.12
8.25
7.03
1）温度控制。
矿料加热温度190℃,沥青加热温度150～170℃,混合料拌和温度180℃,试件击实温度150～160℃。
添加方式:
（矿料+矿粉+TPS拌和150s）/一块加→加沥青→拌和150s
2）马歇尔试件两面各击50次。
3）马歇尔试件密度检测采用体积法。
4）做试件密度试验时,试件放入水中须敲打,排出气体。
5）计算理论密度时,原材料视密度是指表观相对密度。
6）生产施工中,每天制作马歇尔试件,每组需分2次取样,因存放时间长,试样会出现流淌现象而导致混合料油石比变小,马歇尔试验数据失真。
3排水性混合料性能试验
按照确定的矿料级配和沥青用量,进行排水性沥青混合料的路用性能指标检验,试验结果见表4.2.1-3。
表4.2.1-3路面性能指标检验结果
检测项目
试验值
规定值
油石比/%
5
—
混合料理论密度/（g/cm3）
2.538
—
马歇尔试件视密度/（g/cm3）
2.040
—
空隙率/%
19.5
20±1
连续空隙率/%
14.5
≥14
马歇尔稳定度/KN
6.23
≥5
流值/（0.1mm）
27.4
20-40
车辙试验
动稳定度/（次/mm）
6.436
≥5000
最终变形/mm
1.46
≤2
残留稳定度/%
90.2
≥85
冻融劈裂强度比/%
82.3
≥80
4生产配合比验证
根据热仓矿料的筛分结果和排水性路面混合料的级配要求进行混合料热仓矿料的含量计算,然后按照确定的矿料级配和最佳沥青用量,进行排水性沥青混合料的各项路用性能检验,合格后进行生产施工,否则进行热仓配比调整。
4.2.2沥青中面层的检查、清扫与粘层施工
1检查中面层的工程质量和与下面层的粘结性，对中面层局部质量缺陷应按规定进行修复。
2对中面层表面浮动混合料应扫至路面以外，表面杂物亦清扫干净。
灰尘应提前冲洗，风吹干净。
3铺筑排水性路面前,应在密级配的沥青混凝土中面层表面喷洒一层掺有橡胶的改性乳化沥青,其作用起层间的高粘结与封水作用。
施工在摊铺前12h按0.4～0.6L/m2洒布,以使其充分破乳,不易粘轮。
改性乳化沥青中蒸发残留物含量不宜太高,以50%～60%为宜,太高会使机械行进阻力大,且会引起上面层油石比增大。
粘层技术指标见表4.3.3-1。
表4.2.2-1粘层技术指标
检测项目
TPS改性沥青实验值
规定值
粘度（恩格拉粘度E25）/s
5
1-10
筛上剩余量/%
0
≤0.3
与矿粉的粘附性、裹覆面积
≥2/3
≥2/3
电荷
（+）
（+）
蒸发残留物含量/%
55
≥50
破乳速度
快裂
快裂
蒸发残留物性质
针入度比/%
99
60-100
延度（25℃）/cm
117
≥100
检测项目
TPS改性沥青实验值
规定值
软化点/℃
59.5
≥48
贮存稳定度1d/%
0.1
≤1
贮存稳定度5d/%
0.6
≤1
粘层沥青喷洒后应进行交通管制，禁止任何车辆通行和人员踩踏，不粘车轮时才可摊铺上面层。
4.2.3OGFC排水性沥青混合料的拌合
1温度控制
由于OGFC混合料使用的粗骨料较多、细骨料较少,骨料易热,骨料温度控制较难。
混合料温度过高,易产生沥青的流淌,温度过低则施工作业困难,因此施工中温度控制尤为重要。
施工温度控制如下:
矿料加热温度190～200℃,沥青加热温度150～170℃,混合料出场温度180±5℃。
由于粗骨料散热快,应随拌和、随放料,检测温度时车厢内混合料顶堆上的温度与料堆下的温度相差不应超过3～5℃。
2存放时间
由于OGFC混合料细骨料少,散热快,不能象普通沥青混合料那样较长时间贮存,长时间存放会出现沥青流淌现象,并会使混合料表面结硬壳。
3拌和周期
改性剂同OGFC混合料拌和时间参数为:
骨料、时进拌锅干拌10s,然后加入沥青和矿粉,并湿拌40s出锅。
拌和出的混合料应均匀,无离析、花白、结块等现象,一个拌和循环约为75s左右。
因此较之生产密级配沥青混合料,沥青拌和设备的生产能力将降至60%左右。
另由于OGFC为间接级配,粗骨料用量较多,对计量等待时间,热仓的贮存量也相应进行调整。
4.2.4沥青混合料的运输
1采用数字显示插入式热电偶温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。
插入深度要大于150mm。
在运料卡车侧面中部设专用检测孔，孔口距车箱底面约300mm。
2拌和机向运料车放料时，汽车应前后移动，分几堆装料，以减少粗集料的分离现象。
3沥青混合料运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余，摊铺机前方应有五辆运料车等候卸料。
4运料车应有篷布覆盖设施，以资保温或避免污染环境。
5连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前10-30cm处停住，不得撞击摊铺机。
卸料过程中运料车应挂空档，靠摊铺机推动前进。
6料车中不能完全卸出的尾料，不可随意倾倒于作业面上，应选定位置集中处理。
7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脏物，否则应洗净轮胎进入工程现场。
4.2.5沥青混合料的摊铺
1摊铺机摊铺前,必须先预热40min左右,使熨平板温度达以100℃以上,方可摊铺。
2采用2台摊铺机梯队联合摊铺,靠边缘的摊铺机走在前面,两外侧采用超声波移动式平衡梁找平,另一台摊铺机紧紧跟后,相隔3～5m,中间重叠10～15cm,内侧采用纵波仪在已铺面上走“雪橇”,外侧采用移动式平衡梁找平。
3OGFC混合料产量低,摊铺机速度较慢,一般控制在1.0～2.0m/min,使拌和设备的生产能力与摊铺速度相适应,保证摊铺过程的匀速、缓慢连续不间断。
4OGFC混合料粗骨料多,应调整好振捣和振动级数,以确保足够的初始密实度,且振不碎集料。
我部摊铺机调试后,振捣和振动级数均为5级。
5摊铺过程中,设专人检查铺筑厚度及均匀度,发现局部拖痕等问题应及时处理,同时调整摊铺工艺,改善摊铺效果。
6由于OGFC混合料属于间断级配,粗骨料粒径单一,因此比其他级配混合料易摊铺,表面均匀、外观效果好,不易出现离析。
7检测松铺厚度是否符合规定，以便随时进行调整。
摊前熨平板应预热至规定温度。
摊铺机熨平板必须拼接紧密，不许存有缝隙，防止卡入粒料将铺面拉出条痕。
8摊铺遇雨时，立即停止施工，并清除未压成型的混合料。
遭受雨淋的混合料应废弃，不得卸入摊铺机摊铺。
9紧靠着路缘带、边沟、积水井和其它结构物的接触面上摊铺沥青混合料时,应在其接触面上均匀涂一层粘层沥青。
4.2.6沥青混合料的压实成型
1沥青混合料的压实是保证沥青面层质量的重要环节，应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤。
为保证压实度和平整度，初压应在混合料不产生推移、开裂等情况下尽量在摊铺后较高温度下进行。
初压严禁使用轮胎压路机，以确保面层横向平整度。
在石料易于压碎的情况下，原则上钢轮压路机不开振，以轮胎压路机碾压为主。
2压路机在不产生严重推移和裂缝的前提下，初压、复压、终压都应在尽可能高的温度下进行。
同时不得在低温状况下作反复碾压，以防石料棱角磨损、压碎、破坏集料嵌挤。
3初压采用DD-130压路机,各静压2遍,速度控制在1.5～2.0km/h,紧跟摊铺机进行,初压温度一般控制为150～160℃。
复压采用CC722压路机,静压2遍,速度为2.0km/h左右,复压紧跟初压进行,两段的界限一般重叠3～5m。
终压采用YL20胶轮压路机,碾压1～2遍,终压必须在路表温度降至55℃左右时进行,否则出现粘轮现象。
4在当天碾压的尚未冷却的沥青混凝土层面上，不得停放压路机或其他车辆，并防止矿料、油料和杂物散落在沥青层面上。
5要对初压、复压、终压段落设置明显标志，便于司机辩认。
对松铺厚度、碾压顺序、压路机组合、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专岗管理和检查，使面层做到既不漏压也不超压。
6压实完成12小时后，方能允许施工车辆通行。
4.2.7施工接缝的处理
1纵向施工缝。
对2台摊铺机成梯队联合摊铺而成的纵向接缝,采用斜接缝处理,摊铺时调整2台摊铺机距离在3～5m左右,将纵缝以热接缝形式在最后作跨接缝碾压,以消除缝迹。
2横向施工缝。
横向施工缝采用平接缝,摊铺结束末端预埋同路面厚度的钢模板,宜宽度窄,碾压结束后,取出模板,将模板外的混合料清理干净
在断面上可涂少量粘层沥青。
个别施工缝下雨天表面有径流现象,分析原因可能是接缝时为保平整度,碾压过密、空隙率变小引起。
5人员、材料与设备
5.1人员
表5.1主要劳动力组织表
序号
工种
人数
作业内容
1
工长
2
施工现场的管理、安排
2
质检员
2
施工过程监控、工程质量检验
3
测量员
2
施工作业面放样
4
试验员
2
试验检测
5
机械操作手
12
摊铺、碾压、洒水养生等
6
民工
15
作业面辅助生产
5.2材料
5.2.1粗骨料
路面粗骨料为4.75mm以上的集料,有10～15mm、5～10mm等2种规格,最大粒径为16mm。
粗骨料占到集料总重的85%左右,比普通密级配沥青混合料高出20%～30%，粗骨料的各项技术要求与,见表5.2.1-1。
表5.2.1-1粗骨料的各项技术要求
检测项目
试验值
规定值
视密度/（g/cm3）
2.75
≥2.65
吸水率/%
1.65
≤2
细长扁平颗粒含量/%
0（10～15mm碎石）0.57（5～10mm碎石）
≤10
水洗性（0.1075mm颗粒含量）/%
0.02（10～15mm碎）0.1（5～10mm碎石）
≤1
集料压碎值/%
18.6
≤20
石料冲击值/%
10.2
≤15
石料磨光值（BPN）
46
≥45
软石含量/%
2.3
≤3
坚固性/%
4.0
≤8
洛杉矶磨耗损失/%
18.2
≤20
对沥青的粘附性
4（与壳牌AH-90TPS改性沥青
≥4
5.2.2细骨料
排水性路面用细骨料占集料总重的10%左右,用河砂或石屑均可。
因我国石屑多为山场下脚料,粉尘较多,故本工程采用河砂。
排水性沥青混合料中2.36～4.75mm之间为断级配,河砂以中细为宜,砂的各项指标要求,见表5.2.2-1。
表5.2.2-1砂的各项指标要求
检测项目
试验值
规定值
视密度/（g/cm3）
2.65
≥2.6
坚固性/%
3.3
≤8
砂当量/%
95
≥60
筛分通过质量百分率/%
4.75mm
100
100
2.36mm
97.8
95-100
0.6mm
68.1
65-100
0.3mm
12.1
10-85
0.15mm
5.2
0-15
0.075mm
2.5
0-5
5.2.3填充料
填充料使用水泥厂生产的石灰岩矿粉,用量为集料总重的5%左右。
为改变骨料与沥青间的粘附性,可掺加消石灰或水泥,掺加量以占填充料总量的40%～60%为宜。
本工程掺加了占集料重量2%的32.5级水泥（占填充料的40%）。
矿粉的细度等指标要求，见表5.2.3-1。
表5.2.3-1矿粉的细度等指标要求
检测项目
试验值
规定值
视密度/（g/cm3）
2.735
≥2.60
含水量/%
0.2
≤1
粒径范围/%
<0.6mm
100
100
<0.3mm
93.9
90-100
<0.15mm
84.7
75-100
亲水系数
0.68
<1
外观
无团粒结块
无团粒结块
5.2.4 基质沥青和改性剂
基质沥青宜采用低标号、稠度大的沥青,以增强混合料间粘结力。
基质沥青一般采用70号重交沥青,排水性路面的油石比一般在5%左右,其中基质沥青占84%～90%,改性剂占10%～16%,使用TPS改性剂后,沥青混合料中无需再添加其他稳定剂和抗剥落剂。
基质沥青各项指标要求,见表5.2.4-1。
表5.2.4-1基质沥青各项指标要求
检测项目
试验值
规定值
针入度（25℃,100g,5s）
95
80-100
延度（5cm/min,15℃）/cm
＞150
≥150
软化点（环球法）/℃
45
45-52
闪点/℃
348
≥230
含蜡量（蒸馏法）/%
0.7
≤2
密度（15℃）/（g/cm3）
1.026
实测值
溶解度（三氯乙烯）/%
99.97
≥99.0
薄膜加热试验163℃,5h
质量损失/%
+0.093
≤1.0
针入度比/%
＞58
≥50
延度（25℃）/cm
＞120
≥75
延度（15℃）/cm
＞150
实测值
5.2.5 改性沥青
排水性路面除要求改性沥青的25℃韧度和抗拉强度应分别达到20N・m和15N・m以上,60℃粘度在20000Pa・s以上外,其余各项技术要求，见表5.2.5-1。
表5.2.5-1技术指标
检测项目
TPS改性沥青实验值
规定值
25℃针入度/（0.1mm）
59
40-60
30℃针入度/（0.1mm）
89
15℃针入度/（0.1mm）
25
针入度指数/（0.1mm）
0.56
≥+0.2
5℃延度/cm
69
≥50
软化点/℃
88.5
≥80
闪点/℃
348
≥260
密度（15℃）（g/cm3）
1.026
实测
溶解度/%
99.97
≥99
脆点/℃
-23
≤-20
薄膜加热试验163℃,5h
质量损失/%
+0.054
<0.6
针入度比/%
88.1
≥65
延度（25℃）/cm
96
延度（15℃）/cm
47
≥30
25℃韧度（N・m）
29.05
≥20
25℃抗拉强度/（N・m）
21.66
≥15
60℃粘度/（Pa・s）
6.87×105
＞20000
5.2.6 粘层
铺筑排水性路面前,应在密级配的沥青混凝土中面层表面喷洒一层掺有橡胶的改性乳化沥青,其作用起层间的高粘结与封水作用。
施工应在摊铺前12h按0.4～0.6L/m2洒布,以使其充分破乳,不易粘轮。
改性乳化沥青中蒸发残留物含量不宜太高,以50%～60%为宜,太高会使机械行进阻力大,且会引起上面层油石比增大。
粘层技术指标见表5.2.6-1。
表5.2.6-1粘层技术指标
检测项目
TPS改性沥青实验值
规定值
粘度（恩格拉粘度E25）/s
5
1-10
筛上剩余量/%
0
≤0.3
与矿粉的粘附性、裹覆面积
≥2/3
≥2/3
电荷
（+）
（+）
蒸发残留物含量/%
55
≥50
破乳速度
快裂
快裂
蒸发残留物性质
针入度比/%
99
60-100
延度（25℃）/cm
117
≥100
软化点/℃
59.5
≥48
贮存稳定度1d/%
0.1
≤1
贮存稳定度5d/%
0.6
≤1
5.3设备
表5.3-1主要机械设备配备表
序号
机械设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
间歇式沥青混凝土拌和站
320t/h
台
1
2
沥青砼摊铺机
ABG-423
台
2
3
双光轮压路机
DD130
台
3
4
双钢轮压路机
CC722
台
1
5
胶轮压路机
YL-220
台
1
6
木质素（颗粒）加料设备
MSK-13
台
2
7
自卸汽车
20T以上
台
20
8
外电变压器
620KVA100KVA
台
1
9
发电机
500KW
台
1
10
装载机
ZL50
台
4
11
洒油罐车
4-8T
台
2
12
矿粉罐
8-15T
个
3
13
洒水车
5-8T
台
2
表5.3-2主要试验仪器配备表
序号
试验仪器名称
规格型号
单位
数量
备注
1
沥青集料方孔筛
0.075-30mm
套
2
2
负压筛析仪
FYS-150B
台
1
3
压碎值测定仪
台
1
4
灌砂筒
165mm
套
3
5
标定罐
150mm50mm
台
1
6
勃氏比表面积仪
DBT-127
台
1
7
离心式沥青抽提仪
DLC-III
台
1
8
多功能电动脱模机
DTM-II
台
1
9
针片状规准仪
5-40mm
台
1
10
沥青延度仪
LQY-150
台
1
11
调温调速低温度仪
LYY-8
台
1
12
马歇尔电动击实仪
LD139-II
台
1
13
马歇尔试验仪
JWFU-3
台
1
14
水溶恒温振荡器
JZ7-SHA-C
台
1
15
多功能电动击实仪
BKJ-III
只
1
16
沥青针入度仪
DZR-III
只
1
17
沥青软化点测定仪
SYD-2806
套
1
18
自动混合料搅拌机
BH-10
台
1
19
游标卡尺
0-200mm
把
1
20
抗压夹具
40mm×40mm
套
1
21
三角容量瓶
250ML
个
6
22
电动取芯机
台
1
6质量控制
6.1引用规范标准
6.1.1《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）
6.1.2《公路工程集料试验规程》（JTGE42—2005）
6.1.3《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTGE51-2009）
6.1.4《公路路基路面现场试验规程》（JTGE60—2008）
6.1.5《公路工程岩石试验规程》（JTGE41—2005）
6.1.6《公路工程施工安全技术规范》（JTGF9—2015）
6.1.7《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）
6.1.8《公路工程质量检验评定标准》（JTGF801-2012）
6.1.9《公路工程沥青及沥青结合料试验规程》（JTJ052-2000）
6.2控制措施
6.2.1原材料的质量检查：
包括沥青、粗集料、细集料、填料。
6.2.2混合料的质量检查：
油石比、矿料级配、稳定度、流值、空隙率、残留稳定度；混合料出厂温度、运到现场温度、摊铺温度、初压温度、碾压终了温度；混合料拌和均匀性。
6.2.3面层质量检查：
厚度、平整度、宽度、高程、横坡度、压实度、横向偏位；摊铺的均匀性。
以上检查方法、检查频率和质量要求表6.2-1。
本表所列为施工阶段的质量检验标准，交工验收按国家相关标准进行。
6.2-1沥青混凝土上面层施工阶段的质量检查标准
项目
检查频度
质量要求或允许差
试验方法
矿料级配，与生产设计标准级配的差（%）
0.075mm
逐盘在线检测
±2
计算机采集数据计算
≤2.36mm
±5
≥4.75mm
±6
0.075mm
逐盘检查，每天汇总
±1
按本指导意见总量检验
项目
检查频度
质量要求或允许差
试验方法
1次，取平均值评定
≤2.36mm
±2
≥4.75mm
±2
0.075mm
每台拌和机每天上、下午各1次
±2
拌和厂取样，用抽取后的矿料筛分
≤2.36mm
±4
≥4.75mm
±5
沥青含量（油石比），与生产设计的差（%）
逐盘在线检测
±0.3
计算机采集数据计算
逐盘检查，每天汇总1次，取平均值评定
±0.1
按本指导意见总量检验
每日每机上、下午各1次）
0.2
拌和厂取样，离心法抽提
马歇尔试验：
稳定度（KN）不小于
每日每机上、下
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