开普封层施工技术指南

开普封层施工技术指南Capesealconstructiontechnologyguide前言随着交通的不断发展,如何能够使沥青路面既保证路用性能,又能加快进度、节约成本,一直是公路专家们关心的问题,开普封层施工技术开普封层属于复合结构形式，它以碎石封层为下承层，微表处作为面层形成整体的结构层次，这种结构结合了碎石封层和稀浆封层/微表处两者的优点，在具有优良的抗滑性能和良好的平整度的同时，该技术施工方便、速度快，缩短交通开放时间，维修养护操作简易，且该技术全部机械化施工更加便捷。目录1总则..................................................22术语...................................................33一般规定..............................................54材料设计..............................................65设备的选择............................................106施工前的准备..........................................117铺筑实验路...........................................148施工工艺..............................................169养生及交通管制........................................2010质量控制.............................................2211注意事项.............................................2421总则1.1为贯彻“精心施工，质量第一”的方针，保证开普封层的施工质量，特制定本指南。1.2本指南适用于各等级新建和改建公路的沥青路面工程和养护。1.3开普封层施工必须符合国家环境和生态保护的规定。1.4开普封层施工必须有施工组织设计，并保证合理的施工日期。沥青路面不得在气温低于5℃，以及雨天、路面潮湿的情况下施工。1.5开普封层宜连续施工，避免与可能污染沥青层的其它工序交叉干扰，以杜绝施工和运输污染。1.6开普封层材料应满足公路交通条件及工程所在地的气候条件的需要，气候分区按《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）附录A的分区执行。1.7开普封层施工应有良好的劳动保护，确保施工安全。沥青拌和厂具备防火设施。配制和使用液体石油沥青的全过程严禁烟火。使用煤沥青时应采取措施防止工作人员吸入煤沥青蒸气或避免皮肤直接接触煤沥青造成身体损害。1.8开普封层试验检测的实验室应通过认证，取得相应的资质，试验人员持证上岗，仪器设备必须鉴定合格。1.9开普封层应积极采用经试验和实践证明有效的新技术、新材料、新工艺。32术语2.1开普封层Capeseal在一层碎石封层之后，再进行一层稀浆封层/微表处，开普封层主要应用于路面预防性养护。2.2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。2.3当量轴次equivalentsingleaxleloads按弯沉等效或拉应力等效的原则，将不同车型、不同轴载作用次数换算为与标准轴载100KN相当的轴载作用次数称为当量轴次。2.4累计当量轴次cumulativeequivalentaxleloads在设计年限内，考虑车道系数后，一个车道上的累计当量轴次总和。2.5设计弯沉值designdeflection根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值。2.6最大粒径maximumgrainsize最大粒径是指混合料中筛孔通过率为100%的最小标准筛孔尺寸。2.7公称最大粒径nominalmaximumaggyegatesize公称最大粒径是指混合料中筛孔通过率为90～100%的最小标准筛孔尺寸。42.8最不利季节worstseason路面材料、路基路面结构处于最不利工作状态的季节称最不利季节。在测试或确定有关材料参数值时，应考虑工程所在地在不同年份、不同季节变化或考虑一年中最不利季节的温度、湿度状态的影响。2.9非不利季节non-disadvantageousseason一年中除去不利季节之外的季节为非不利季节。2.10微表处Themicrotableplace微表处是采用专用设备将聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和添加剂等按合理配比拌和并摊铺到原路面上，并能够在摊铺后1～2h内迅速开放交通的薄层结构，简称MS。2.11乳化沥青(asphaltemulsion)将石油沥青（或煤沥青）与水在乳化剂、稳定剂的作用下经乳化加工制得的水乳交融的均匀的沥青制品，也称沥青乳液。按沥青乳液破乳快慢可分为快裂(RS)、中裂(MS)、慢裂(SS)三种。按电荷性能又可分为阴离子乳化沥青、阳离子乳化沥青、非离子乳化沥青。2.12添加剂（additive）为了调节稀浆混合料的施工性能而添加到混合料中的材料和试剂。2.13稀浆混合料(slurrymixture)乳化沥青、矿料、填料、水等按一定比例拌和所形成的浆状混合物。2.14粘结力(cohensiontorque)用粘接力试验仪，模拟车辆行驶时产生的水平力对材料层的影5响，其施力手柄上试验后扭力表的读数，用以确定稀浆混合料的初凝时间和开放交通时间。63一般规定3.1开普封层宜选择在干燥和较热的季节施工，避免在雨季施工。（一）上封层3.2根据情况可选择乳化沥青稀浆封层、微表处、改性沥青集料封层、薄层磨耗层或其他适宜的材料。3.3铺设上封层的下卧层必须彻底清扫干净，对车辙、坑槽、裂缝进行处理或挖补。3.4上封层的类型根据使用目的、路面的破损程度选用。3.4.1对二级及二级以下公路的旧沥青路面可以采用普通的乳化沥青稀浆封层，也可在喷洒道路石油沥青后撒布石屑(砂)后碾压作封层；3.4.2对用于改善抗滑性能的上封层可采用稀浆封层或微表处。3.4.3本项目微表处施工根据项目情况选用（MS-2型）厚度按照0.6cm控制（二）下封层3.4.4下封层宜石油沥青或乳化沥青碎石封层，特殊条件可选用改性乳化沥青碎石封层。3.4.5碎石封层厚度根据道路等级和交通量情况确定厚度按照0.8-1.0cm控制74材料设计（一）同步碎石封层4.1同步碎石封层所用粗集料技术要求与沥青混合料用石料基本相同，应是洁净、干燥、无风化、无杂质、形状规正，并具有足够的强度和耐磨耗性的单级配集料。优先选用中性偏碱的石料，如玄武岩、安山岩、辉绿岩、闪长岩等；对强碱性石料应慎重选用。集料要求是经过反击（锤式）破碎的集料，且必须经水洗风干或拌和楼烘干，以保证集料洁净、干燥、无石粉和尘土。4.1.1岩性：应优先选用中性偏碱的石料，如玄武岩、安山岩、辉绿岩、闪长岩等；对强碱性石料应慎重选用，一般不考虑使用大理岩、石英岩等酸性石料。4.1.2下封层同碎石料源，应干净、干燥，且采用从沥青拌合楼经烘干、振动、过筛、吸尘处理后的热碎石料，温度达到150℃.4.1.3集料要求是经过反击（锤式）破碎的集料，且必须经水洗风干或拌和楼烘干，以保证集料洁净、干燥、无石粉和尘土。碎石经烘干后，针片状严格限制在15%以下，压碎值≤26%为宜。具体物理力学性能见下表4.1-1：表4.1-1石料的物理力学性能项目指标备注磨耗值≤30％针片状≤15％压碎值≤26％吸水率≤2.5％抗压强度≥120Mpa软化系数≥0.75抗冻系数≥0.80磨光值≥42～36根据气候分区的温度与8粘附性≥4雨量选择级配单级配（单粒径）4.1.4级配为单级配，考虑到加工难度，允许有一定粒径差，但一般不得超过5mm，本项目粒径宜选用10～14mm。石料规格、岩性可根据原路面状况、交通荷载及封层厚度与层位等情况综合考虑确定。4.1.5改性沥青对由交通量较大、交通荷载较重或其它技术要求较高的同步碎石封层，可采用改性沥青，除基质沥青应满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）的规定外，改性沥青也必须满足该规范中有关改性沥青的条款。改性剂的品种和剂量可参考以往成功的工程经验确定，但必须经过试验验证，并符合上述规范中改性沥青的技术要求。4.1.6本项目改性沥青指标要求，在标准气温（25°C）时的拌和时间不小于120s，在气温30°C时拌和时间不小于180s。拌和后的混合料，沥青能均匀的裹覆在骨料表面，没有白花现象。改性沥青中沥青消耗量为2.0-2.2kg/㎡，改性沥青的性能满足表4.2-1要求。改性沥青的性能要求表4.1-1项目单位技术要求实验方法针入度（25°，100g，5s）0.1mm60-100T0604针入度指数PI≥-0.4T0604延度（5°C，5cm/min）cm≥30T0605软化点°C≥55T0606运动粘度135℃Pa·S≥3T0625闪点°C≥230T0611溶解度%≥99T0607弹性恢复25℃%≥65T0662粘韧性N·m-T0624韧性N·m-T0624贮存稳定性离析48h软化点差°C≥2.5T06619（二）微表处4.2.1微表处混合料的配合比设计，应充分考虑原路面状况、交通量、气候条件、使用要求等因素，选择适当的微表处类型，决定结构方案4.2.2微表处混合料按矿料最大公称粒径的不同，可分为II型和III型4.2.3根据本项目情况微表处采用不同规格的粗细集料掺配而成，也可以用大粒径的块石、卵石等经多级破碎而成。用矿料采用粒径为3mm-5mm的矿料，矿料指标应满足表4.2-1、4.2-2要求微表处用矿料规格表4.2-1材料名称项目标准试验方法备注微表处粗集料石料压碎值不大于（%）26T0316洛杉矶磨耗损失不大于（%）28T0317石料磨光值不小于（BPN）42T0321坚固性不大于（%）12T0314针片状含量不大于（%）15T0312细集料坚固性不大于（%）12T03400.3mm部分矿料砂当量不小于（%）65T0334合成矿料中4.75mm部分通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）表4.2-2级配类型通过下列筛选（mm）的质量百分率（%）9.54.752.361.180.60.30.150.075MS-210090～10065～9045～7030～5018～3010～215～15允许波动范围—±5%±5%±5%±5%±4%±3%±2%4.2.4矿粉矿料中可以掺加矿粉。微表处用矿粉应干燥、疏松，无结团，并应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）中的相4.2.5矿粉的掺加必须应该通过混合料设计试验确定4.2.6微表处添加剂包括无机结合料类添加剂如普通硅酸盐水泥、消10石灰等，无机盐类添加剂如硫酸铝、氯化钙等，有机类增稠剂如聚乙烯醇、羧甲基纤维素等，乳化剂水溶液类添加剂等4.2.7添加剂种类的选择和剂量的确定是微表处混合料设计的一项重要内容，添加剂的加入不得对混合料整体性能产生不利影响4.2.8未经试验验证的添加剂不得在施工中采用4.2.9微表处用水应采用可饮用水，水中不含有害的可溶性盐类、能引起化学反应的物质和其它污染物4.2.10微表处混合料油石比的确定应充分考虑微表处的应用场合、气候条件、交通量等因素，并借鉴当地的成功经验，进行合理选择4.2.11原路面贫油或老化较重的，宜选择相对较大的油石比；原路面有泛油情况的，宜选择相对较小的油石比4.2.12原路面表面层空隙率大，渗水系数大的宜采用相对较大的油石比4.2.13应用于中、小交通量道路时，宜选择相对较大的油石比；应用于大交通量道路时，宜选择相对较小的油石比4.2.14用于车辙填充的微表处混合料宜采用相对小的油石比4.2.15如果有其它备选的混合料配方，则按照上述