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2020一级造价师《技术与计量交通运输》考点:沥青路面与水泥混凝土路面

来源:233网校 2020年4月29日

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沥青路面

沥青路面具有行车舒适、噪声低、施工期短、养护维修简便等优点,因此得到了广泛应用。沥青路面按照材料组成及施工工艺可分为热拌沥青混合料路面、冷拌沥青混合料路面、沥青贯入式路面、沥青表面处治等。沥青路面应具有坚实、平整、抗滑、耐久的品质,同时还应具有高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害以及防止雨水渗入基层的功能。

(一)沥青面层的适用范围

沥青面层类型应与公路等级、使用要求、交通等级相适应。热拌沥青混凝土可用作各级公路的面层。沥青表面处治适用于三级及三级以下公路的面层。沥青贯入式路面适用于三级及三级以下公路的面层,也可作为沥青路面的联结层。冷拌沥青混合料适用于三级及三级以下的公路的沥青面层、二级公路的罩面施工以及各级公路沥青路面的基层或整平层。

(二)沥青路面材料

1.沥青品种

沥青路面使用的沥青材料有:道路石油沥青、改性沥青、乳化沥青、煤沥青、液体石油沥青等。

(1)道路石油沥青:由石油经蒸馏、吹氧、调和等工艺加工得到,主要为可溶于二硫化碳的碳氢化合物的固体黏稠状物质。

(2)改性沥青:是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),或采取对沥青轻度氧化加工等措施,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。改性沥青的加工温度不宜超过18℃。

改性沥青可采用现场加工或采购成品。现场制备改性沥青可以采用一次掺配法,运用高速剪切设备或胶体研磨进行加工。对于成品改性沥青,应有产品名称、代号、标号、运输与存放条件、使用方法、生产工艺、安全须知等说明。

(3)乳化沥青:石油沥青(或煤沥青)与水在乳化剂、稳定剂作用下经乳化加工制得的沥青产品,也称沥青乳液。乳化沥青可利用胶体研磨或匀油机等乳化机械在沥青拌和厂现场制备。

(4)煤沥青:由煤干馏得到的煤焦油再经蒸馏加工制成。

(5)液体石油沥青:用汽油、煤油、柴油等溶剂将石油沥青稀释而成的沥青产品,也称轻制沥青或稀释沥青。液体石油沥青使用前应通过试验确定掺配比例。

2.粗集料

包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣等。粗集料的粒径规格应符合技术规范规定。

3.细集料

可采用天然砂、机制砂及石屑,其规格应符合规范要求。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并由适当的颗粒组成。其质量技术要求应符合规范的规定。

4.填料

宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉。矿粉要求洁净、干燥,其质量技术要求应符合规范的规定。

 (三)沥青混合料分类

沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。按材料组成及结构可分为连续级配沥青混合料、间断级配沥青混合料。按矿料级配组成及空隙率大小可分为密级配沥青混合料(空隙率3%~6% )、半开级配沥青混合料(空隙率6%~12% )、开级配沥青混合料(排水式、空隙率18%以上)。

按公称最大粒径的大小可分为特粗式沥青混合料(公称最大粒径大于或等于31.5mm)、粗粒式沥青混合料(公称最大粒径为26.5mm)、中粒式沥青混合料(公称最大粒径为16mm或19mm)、细粒式浙青混合料(公称最大粒径为9.5mm或13.2mm)、砂粒式沥青混合料(公称最大粒径小于9.5mm)。按制造工艺可分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料和再生沥青混合料等。

密级配沥青混合料主要有密实式沥青混凝土混合料(AC)和密实式沥青稳定碎石混合料(ATB)两种。密级配沥青混合料按关键性筛孔通过率的不同又可分为细型密级配沥青混合料、粗型密级配沥青混合料等。

沥青稳定碎石混合料简称沥青碎石,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)。

沥青玛蹄脂碎石混合料是由沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多量的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂,填充于间断级配的粗集料骨架的间隙,组成一体形成的沥青混合料,简称SMA。

 (四)沥青表面处治路面

沥青表面处治是用沥青裹覆矿料,铺筑厚度小于3cm的一种薄层路面面层。其主要作用是保护下层路面结构层,使它不直接遭受行车和自然因素的破坏作用,延长路面使用寿命并改善行车条件。计算路面厚度时,不作为单独受力结构层。

沥青表面处治路面系按嵌挤原则修筑而成,为了保证矿料间有良好的嵌挤作用,同一层的矿料颗粒尺寸应力求均匀。

沥青表面处治路面可采用拌和法或层铺法施工。比较普遍采用的是层铺法,即将沥青材料与矿质材料分层洒布与铺撒,分层碾压成型。拌和法可热拌热铺或冷拌冷铺,热拌热铺的施工工艺按热拌沥青混合料路面的规定执行,冷拌冷铺的施工工艺按乳化沥青碎石混合料路面的有关规定执行。

 (五)沥青贯入式路面

沥青贯入式路面是在初步压实并已稳定的矿料层上洒布沥青,再铺撒嵌缝料并碾压,借助行车压实而形成的一种沥青路面结构层,其厚度通常为4 ~8cm,但乳化沥青贯入式路面的厚度不宜超过5cm。贯人式路面的强度和稳定性主要由矿料的相互嵌挤和锁结作用而形成,属于嵌挤式一类路面。

沥青贯入式路面具有强度较高、稳定性好、施工简便和不易产生裂缝等优点。由于沥青贯入式路面主要取决于矿料间的嵌挤作用,受温度变化影响小,故温度稳定性较好。其缺点是沥青不易均匀洒布在矿料中,在矿料密实处沥青不易贯入,而在矿料空隙较大处,沥青又容易结成块,因而强度不够均匀。

当贯入式上部加铺拌和的沥青混合料时,总厚度宜为7~ 10cm,其中拌和层厚度宜为3~4cm。此种结构一般称为沥青上拌下贯式路面。

沥青贯入式路面是一种多孔隙结构,为了防止表面水的透入,增强路面的水稳性,使路面面层坚固密实,沥青贯入式面层之下应做下封层。

 (六)热伴沥青混合料路面

沥青混凝土的强度是按密实原则构成,采用一定数量的矿粉是其一个显著特点。矿粉的掺入,使沥青混凝土中的黏稠沥青以薄膜形式分布,从而产生很大的黏结力,其黏结力比单纯沥青要大数十倍。因此,黏结力是沥青混凝土强度构成的重要因素,而骨架的摩阻力和嵌挤作用仅占次要地位。

沥青面层可由单层、双层或三层沥青混合料组成,各层混合料的组成设计应根据其层厚和层位、气温和降雨量等气候条件、交通量和交通组成等因素,选用适当的最大粒径及级配类型,并遵循以下原则:沥青面层的集料最大粒径宜从上至下逐渐增大,中粒式及细粒式用于上层,粗粒式只能用于中下层。砂粒式仅适用于通行非机动车及行人的路面工程。热拌热铺沥青混合料路面应采用机械化连续施工,以确保路面铺筑质量。

(七)乳化沥青碎石混合料路面

乳化沥青碎石混合料路面的面层宜采用双层式,下层采用粗粒式沥青碎石混合料,上层采用中粒式或细粒式沥青碎石混合料。单层式只宜在少雨干燥地区或半刚性基层上使用。在多雨潮湿地区必须做上封层或下封层。

(八)透层、黏层、封层

1.透层

沥青路面的级配砂砾、级配碎石基层及水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土或粒料的半刚性基层上必须浇洒透层沥青。

2.黏层

黏层的作用在于使上下沥青层或沥青层与构造物完全黏结成一个整体。黏层应在上覆层施工前1~2天进行,因此,符合下列情况之一者,应喷洒黏层沥青。

(1)双层或三层式热拌热铺沥青混合料路面的沥青层之间;

(2)水泥混凝土路面、沥青稳定碎石基层或旧沥青路面层加铺筑沥青面层;

(3)路缘石、雨水口、检查井等构造物与新铺沥青混合料接触的侧面。

黏层沥青材料宜采用快裂或中裂乳化沥青、改性乳化沥青,也可用快、中凝液体石油沥青。气温低于10℃或路面潮湿时,不应浇洒黏层沥青。

3.封层

符合下列情况之一时,应在沥青面层上铺筑上封层:

(1)沥青面层的空隙较大,透水严重;

(2)有裂缝或已修的旧沥青路面;

(3)需加铺磨耗层改善抗滑性能的旧沥青路面;

(4)需铺筑磨耗层或保护层的新建沥青路面。

符合下列情况之一时,应在沥青面层下铺筑下封层:

(1)位于多雨地区且沥青面层空隙率较大,渗水严重;

(2)在铺筑基层后,不能及时铺筑沥青面层,且须开放交通。

水泥混凝土路面

水泥混凝土路面设计以100kN的单轴-双轮组荷载作为标准轴载,以弹性地基上的薄板理论为基础,采用有限元法计算荷载应力与温度应力。其设计的主要内容包括结构组合设计、板的平面尺寸和接缝构造设计、板厚的确定和配筋、水泥混凝土混合料组成设计等。

1.路基

水泥混凝土路面下的路基必须密实、稳定和均质。影响路基强度和稳定的地面水和地下水,必须采取拦截或疏导措施,把水流排出路基以外。要求路基应处于干燥或中湿状态,过湿状态或强度与稳定性不符合要求的潮湿状态的路基,必须经过处理。

2.基层与垫层

为保证水泥混凝土路面的整体强度及耐久性,防止唧泥和错台,基层应具有足够的强度和稳定性。特重和重交通量的公路,基层宜采用水泥稳定砂砾、水硬性工业废渣稳定类或沥青混合料类等;中等和轻交通量的公路,除上述类型外,也可采用石灰土、泥灰结碎石等。

基层宽度应比混凝土面板每侧宽出30cm(采用小型机具或轨道式摊铺机施工)或50cm (采用轨模式摊铺机施工)或65cm(采用滑模式摊铺机施工)。

路肩采用混凝土面层,其厚度与行车道面层相同时,基层宽度宜与路基同宽。新建公路的水泥混凝土路面基层的最小厚度一般为15cm。岩石路基上铺筑水泥混凝土面板时,应根据需要设置整平层,其厚度一般为6~10cm。填石路基上铺筑水泥混凝土面板时,填石路基必须稳定、密实,表面平整,并满足水泥混凝土面板对基层强度的要求,如图3. 3. 1所示。

3.混凝土面板

1)板的平面尺寸

普通混凝土面板一般采用矩形形式,纵向和横向接缝应垂直相交,其纵缝两侧的横缝不得互相错位。纵向缩缝间距(即板宽)可按路面宽度和每个车道宽度而定,其最大间距不得大于4.5m。横向缩缝间距(即板长)应根据当地气候条件、板厚和实践经验确定,一般采用4~6m, 最大不得超过6m,且板宽与板长之比不宜超过1 : 1.3,平面尺寸不宜大于25m2。

2)板厚设计

板的横断面一般采用等厚,其厚度通过计算确定,但最小厚度为18cm。

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