SMA沥青混凝土上面层试验段施工方案解读.docx

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SMA沥青混凝土上面层试验段施工方案解读

沥青上面层试验段施工方案

一、试验段概况

重庆沿江高速公路主城至涪陵段路面工程LM-1-A合同段,主线起讫桩号k0+810-k24+900,主线全长24.09km,4cm厚改性沥青SMA-13上面层分部工程面积共计894550m2。

本次上面层试验段拟定在主线整体式路基右幅k21+530-k22+830,长300m,单幅设计宽度14.29m,面积4287m2,6.0%油石比混合料约427t。

工期计划:

2013年7月5日至2013年7月15日

二、试验段的目的

通过试铺段,需确定以下内容:

1、根据各种机械的施工能力相匹配的原则,确定适宜的施工机械,按生产能力决定机械数量与组合方式。

2、通过试拌决定:

(a)拌和机的操作方式——如上料速度、加料程序、拌和数量与拌和时间、拌和温度等。

(b)验证改性沥青SMA-13的生产配合比,决定正式生产用的矿料配合比和油石比。

(c)木质素纤维添加方式和计量检验。

3、通过试铺决定

(a)摊铺机的操作方式,摊铺方法、摊铺温度、摊铺速度、初步振捣夯实的方法和强度、自动找平方式等。

(b)改性沥青SMA-13路面的压实是一道关键工序,要在试铺段试铺过程中,通过试压获得为所要求压实度而制订适宜压实工艺与压实程序:

明确具体的碾压时间,压实顺序,碾压温度,碾压速度,静压与振压最佳遍数,压路机类型组合,压路机型号与吨位,压路机振幅、频率与行走速度的组合等。

(c)施工缝处理方法。

(d)用水准仪定点测量高程的方法(不少于30个点)松铺系数。

4、确定施工产量及作业段的长度,修订施工组织计划。

5、全面检查材料及施工质量是否符合要求。

6、确定施工组织及管理体系、质保体系、人员、机械设备、检测设备、通讯及指挥方式。

三、试验段施工组织机构

SMA路面结构具有高温抗车辙、低温抗开裂、抗水害以及抗滑性能等。

为此我部成立了施工技术指导小组,进行施工组织设计、施工方案和施工工艺的制定,解决施工存在的问题。

施工作业队集中了我公司部分优良设备和精干人员进行SMA路面施工。

明确项目经理是工程质量第一负责人,建立健全总工程师直接领导下的试验、测量、质检三位一体的技术质量保证体系(见质量保证体系框图)。

组织机构及职责分工表

机构

姓名

职务

主要职责

 

指导组

周军

项目经理

全面负责

陈明军

副经理

协助经理全面负责

马艳绯

总工

负责各项技术工作

张伟

工程部长

协助总工负责各项技术工作

白林

质检部长

负责质量控制

王强

试验室主任

试验、检测、配合比控制

崔艳

资料员

收集、整理、编制施工资料

施工组

陈帧德

现场施工员

施工现场负责

熊宗燕

测量主管

现场测量

余军亮

拌和站站长

拌和站总负责

李滋明

测量员

测量放样的控制及资料整理

冯斌

机械部部长

设备的维修、保养和管理

罗文

安全质量部

生产过程中安全与环境保护

四、施工准备

1、施工组织

本合同段厚4cmSMA-13沥青马蹄脂上面层,采用一层一次性铺筑成型。

SMA-13沥青马蹄脂上面层混合料由一套玛莲尼4000型间歇式拌和设备集中拌和。

自卸运输车运送,摊铺机摊铺施工采用两台ABG423型摊铺机梯队摊铺,间距10m,采用用非接触式平衡梁控制方式控制高程及厚度。

2、技术准备

试验段摊铺前对参加上面层施工的工程技术人员、管理人员、机械操作手及辅助人员进行技术交底、岗前培训明确分工,建立岗位责任制,交底的主要内容为:

岗位分工、职责范围、管理流程、施工顺序、技术标准、质量控制要点:

①厚度②平整度③沥青用量、安全操作规程、文明施工等。

在质量控制方面重点控制混合料级配、油石比、压实度、厚度、平整度。

要保证改性改性沥青SMA-13上面层混合料施工质量需做到以下几点:

a、沥青混合料的矿料质量及矿料级配应符合设计要求和施工规范的规定。

b、改性沥青及改性沥青混合料的各项指标应符合图纸和施工规范要求。

c、严格控制各种矿料和改性沥青用量及各种材料和改性沥青混合料的加热温度。

d、拌和后的改性沥青混合料应均匀一致,无花白、无离析和结团成块现象。

e、摊铺时应严格掌握厚度和平整度,细致找平,要注意控制摊铺和碾压温度,碾压至要求的密实度。

3、材料准备

材料堆放场地按照要求进行分隔,场地进行了硬化处理,防止泥土对材料的污染;各种材料堆放整齐,界限清楚。

(1)、粗集料

①、用于SMA的粗集料采用质地坚硬、表面粗糙,形状接近立方体,有良好的嵌挤能力的破碎集料,上面层采用玄武岩,其质量应符合下表的技术要求。

SMA-13表面层用粗集料质量技术要求

指标

技术要求

石料压碎值不大于(%)

26

洛杉矶磨耗损失不大于(%)

28

视密度不小于(Vm3)

2.6

吸水率不大于(%)

2.0

对沥青的粘附性不小于(%)

5级

坚固性不大于(%)

12

细长扁平颗粒含量不大于(%)

其中:

粒径大于9.5mm不大于(%)

粒径小于9.5mm不大于(%)

15

12

18

水洗法(<0.075mm颗粒含量)不大于(%)

1

软石含量不大于(%)

3

石料磨光值不小于(BPN)

42

石料冲击值不大于(%)

25

②、用于SMA的粗集料采用反击式破碎机进行加工。

③、粗集料粘附性为5级时。

(2)、细集料

细集料采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适应级配的优质石料生产的石屑,与沥青有良好的粘结能力。

细集料的泥土含量小于1%,雨季要对细集料进行覆盖,防止雨淋。

SMA-13上面层用细集料质量要求

指标

规定值

视密度不小于(t/m3)

2.50

坚固性(>0.3mm部分)不大于(%)

12

砂当量不小于(%)

60

细集料棱角性不小于(%)

30

(3)、填料

填料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,原石料中不含有泥土等杂质,矿粉要求洁净。

SMA-13上面层用矿粉质量技术要求

指标

规定值

视密度不小于(t/m3)

2.50

含水量不大于(%)

1

粒度范围<0.6mm(%)

<0.15mm(%)

<0.075mm(%)

100

90~100

75~100

外观

无团粒结块

亲水系数

<1.0

(4)、沥青

沥青采用SBS聚合物作为改性剂的改性沥青,其各项指标均符合规定。

(5)、木质纤维

木质素纤维掺加比例,以沥青混合料总量的质量百分率计算,用量根据沥青混合料的种类由试验确定SMA路面的木质纤维为混合料总质量的0.3%。

4、配合比设计

(1)、目标配合比

由监控单位设计,详细配比见下表:

材料名称

油石比

矿粉

0-2.36mm

2.36-4.75mm

4.75-9.5mm

9.5-16mm

配比比例

6.0

10.0

13.0

0.0

36.0

41.0

(2)、生产配合比

拌和厂冷料仓的集料按目标配合比确定的比例进入烘干筒烘干后,烘干的热料经过二次筛分重新分成几个不同粒级的集料,分别进入拌和机的热料仓。

各个热料仓中,集料颗粒组成已不同于冷料仓。

因此需要重新进行矿料配合比计算,以确定各个热料仓集料进入拌和室的比例并检验最佳沥青用量,这一过程即为生产配合比设计。

生产配合比设计流程:

校核料场集料颗粒组成→热料仓集料筛分试验→热料仓集料配合比设计→马歇尔试验检验,确定生产配合比的最佳沥青用量。

①料场集料颗粒组成的校核

对料仓中各种粗细集料均要重新取样,进行筛分试验。

若筛分结果发现集料的颗粒组成与进行目标配合比设计时有明显差别,则要重新进行矿料配合比计算,重新确定各冷料仓的出料比例。

②热料仓集料筛分试验

对各个热料仓的的矿料取样做筛分试验,得出各热料仓的颗粒组成,用于进行热料仓矿料配合比设计。

③热料仓矿料配合比设计

根据各热料仓集料的颗粒组成,计算出拌和时从各个热料仓的取料比例,得出混合后矿料的级配,即生产配合比。

所确定的生产配合比必须符合规范设计范围的要求。

在这个阶段中,如果经计算得出的从各个热料仓取料比例严重失衡,则需调整从冷料仓进料的比例,以达到供料均衡,提高生产率。

生产配合比见下表

材料名称

油石比

矿粉

0-2.36mm

2.36-4.75mm

4.75-9.5mm

9.5-19mm

配比比例

6.0

10.0

15.0

5.0

34.0

36.0

④马歇尔试验检验

用矿料生产配合比集配组成,目标配合比设计阶段得出的最佳沥青用量,以及最佳用量的土3%等三种沥青用量进行马歇尔试验,确定生产配合比的最佳沥青用量。

SMA-13上面层混合料马歇尔试验技术指标

试验项目

技术要求

击实次数(次)

两面各75次

空隙率(%)

3-4

稳定度(KN)

≥6.0

流值(0.1mm)

-

沥青饱和度(%)

75-85

矿料间隙率(%)

≥17

谢伦堡沥青析漏试验得结合料损失(%)

≤0.1

肯塔堡飞散试验得混合料损失或浸水飞散试验(%)

≤15

5、机具准备

MA-13沥青玛蹄脂上面层施工,我部将投入以下主要设备:

(1)、配备一套玛莲尼4000型间歇式拌和设备,具有自动调整配合比与操作运转的功能,具有自记设备并装有温度检测系统及二次除尘装置。

产量为320T/h。

拌和设备的产量和生产进度相匹配。

拌和机配备木质素纤维添加装置。

(2)、ABG423摊铺机两台

(3)、宝马202双钢轮压路机5台

(4)、宝马RD13双钢轮压路机1台

(5)、东风洒水车3台

(6)、欧曼平板运输车1台

(7)、装载机(常林/徐工)5台

(8)、本田照明灯2台

(9)、混合料运输车辆30台

(10)、试验检测仪器1整套

(11)、测量仪器1整套

以上设备经过前期的检测、维修保养和调试,均达到最佳使用状态,同时试验仪器经计量部门标定,均满足施工要求。

6、作业人员准备

(1)、拌和站

①站长1人,负责全面组织管理

②操作员2人,负责拌和站操作

③维修工4人,负责设备检修、维修

④车辆指挥1人,负责指挥运输车辆装料

⑤装载机司机4人,负责生产时上料、倒料

⑥勤杂工5人,负责倒溢料、清理场地

(2)、摊铺现场

①现场指挥1人,负责指挥调度

②技术主管1人,负责现场技术

③质检员1人,负责质量检查

④测量员3人,施工放样,几何尺寸控制

⑤摊铺机司机3人,负责摊铺机操作

⑥压路机司机8人,负责压路机操作

⑦车辆指挥2人,负责指挥卸料

⑧工人15人,负责控制传感器、料微器及修补等工作

⑨安全员1人,负责安全生产

五、改性沥青SMA-13上面层试验段的施工方法与技术措施

1、下承层准备

①、下承层的质量检验。

按规范要求对下承层的外观与内在质量进行全面检查,对局部质量缺陷(例如严重离析和开裂、油污染等)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。

灰土应提前冲洗,用鼓风机吹干净。

③、铺筑上面层前,对中面层表面应进行彻底清扫,清除泥土杂物,风干后均匀喷洒粘层油,对于喷洒粘层油后受到污染的沥青路面需重新补洒粘层油,粘层油喷洒量按0.3-0.6kg/m2控制,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。

2、施工放样、高程测量

①、复核检查导线点坐标,复核水准点高程。

②、依据上面层宽度,放出上面层两边边线并控制摊铺机行走方向。

③、根据松铺系数,测量出上面层厚度控制数据,保证厚度符合设计及规范要求。

3、混合料的拌合

①、SMA混合料的拌和工艺与一般沥青混合料相比,除增设一套纤维添加设备外,其它地方没有大的差别。

仍采用玛莲尼4000型全自动电脑控制间歇式拌和机进行拌合。

②、混合料的出料温度是整个SMA混合料施工的关键,是保证摊铺和碾压质量的基础。

拌和时,既要提高拌和温度,又要防止拌和过程中沥青老化,集料加热温度控制在185-195℃左右,改性沥青的成品温度控制在165-175℃左右,矿粉和纤维不加热,混合料的出料温度一般为175-185℃左右。

各种规格的集料、矿粉、沥青严格按要求的配合比分批配料。

③、拌和楼具有二级除尘装置,有防止矿粉飞扬散失的密封性能及除尘设备,符合国家有关环境保护、安全的要求。

粉尘含量的大小通过负压和风门来调节。

④、拌和时间由试拌确定。

改性沥青SMA-13拌和时间为:

干拌时间约10S,湿拌时间约40S。

⑤、要注意目测检查混合料的均匀性,及时分析异常现象。

如混合料有无花白、冒青烟和离析、析漏等现象。

如确认是质量问题,应作废料处理并及时予以纠正。

⑥、要严格控制油石比和集料级配,避免油石比不当而产生泛油和松散现象。

调整填料添加方式,避免矿质混合料中小于0.075mm颗粒偏低的现象出现。

每台拌和机开拌后每天上午、下午各取混合料试样进行马歇尔试验、抽提筛分试验、析漏和飞散试验,以检验油石比、集料级配和改性沥青SMA-13的物理力学性质。

⑦、每天结束后,进行总量控制,以各仓用量及各仓筛分结果,计算平均施工级配和油石比,与设计结果进行校核,以每天产量计算平均厚度,与路面设计厚度进行校核。

⑧、沥青混合料的生产,每天需由质量检查员及时检验(包括测温、试验抽提检验),并及时出据检验报告单。

改性沥青SMA-13混合料的施工温度(℃)

施工工序

温度规定(℃)

沥青加热温度

165175

矿料温度

185195

混合料出厂温度

170-185低于165℃或超过195℃者作废

混合料运输到现场温度

不低于165

摊铺温度

不低于160

初压开始温度

不低于150

碾压终了温度(表面)

不低于110

4、混合料的运输

(1)、沥青混合料应采用较大吨位的自卸汽车运输,车厢应清扫干净。

为防止沥青与车厢板粘结,车厢侧板和底板可涂一簿层油水混合液,但不得有余液积聚在车厢底部。

(2)、从拌和机向运料车上放料时,应并按照前后中的顺序装料,以减少粗细集料的离析现象。

(3)、安排专人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100mm。

在运料卡车侧面中部设专用检测孔。

对运至铺筑现场的混合料的温度每车均要检测,并满足温度控制要求。

(4)、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。

(5)、运料车应有蓬布覆盖设施,以保温或避免污染环境。

(6)、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。

由摊铺机前进同轮胎后轮接触后方可开始卸料,并注意不能使混合料在摊铺机和自卸车中间漏出。

卸料过程中运料车应当挂空档,靠摊铺机推动前进。

5、混合料的摊铺

(1)、连续稳定的摊铺,是提高路面平整度最主要措施。

采用两台摊铺机梯队摊铺,以提高摊铺层均匀性和压实度。

摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度,按2~3m/min左右予以调整,通常不超过3m/min,容许放慢到1~2m/min,做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。

不应任意以快速摊铺几分钟,然后再停下来等下一车料。

切忌停铺用餐,争取做到每天收工停机一次。

(2)、用机械摊铺的混合料未压实前,施工人员不得进入踩踏。

在特殊情况下,需在现场主管人员指导下,用人工找补或更换混合料,缺陷较严重时应予铲除,并调整摊铺机或改进摊铺工艺。

(3)、上面层采用非接触式平衡梁装置控制摊铺厚度。

由两台摊铺机联合作业实施摊铺,前摊铺机过后,摊铺层纵向接缝上应呈斜坡,后面摊铺机应跨缝5~10cm摊铺。

两台摊铺机距离不应超过10m。

(4)、摊铺机应调整到最佳工作状态,调试好螺旋布料器两端的自动料位器,并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配。

螺旋布料器的料量应高于螺旋布料器中心,使熨平板的挡料板前混合料在全宽范围内均匀分布,并在每天起步前就应将料量调整好,再实施摊铺,避免摊铺层出现离析现象;并随时分析、调整粗细料是否均匀,检测松铺厚度是否符合规定。

摊铺前应将熨平板预热至规定温度(不低于100℃),摊铺时熨平板应采用中强夯等级,使铺面的初始压实度不小于85%。

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。

(5)、要注意摊铺机接料斗的操作程序,以减少粗细料离析。

摊铺机集料斗应在刮板尚未露出,尚有约10cm厚的热料时,下一辆运料车即可卸料,做到连续供料,并避免粗料集中。

积极采取相应措施,尽量做到摊铺机不拢料,以减少面层离析。

(6)、对外形不规则、路面厚度不同、空间受到限制以及构造物接头等摊铺机无法工作的地方采用人工铺筑混合料。

摊铺遇雨时,立即停止施工。

遭受雨淋的混合料应废弃,不得卸入摊铺机摊铺。

6、混合料的碾压

(1)、SMA施工必须有足够的压路机,压路机的最少数量根据与铺筑速度匹配的原则,由压路机的碾压宽度、碾压速度、要求的碾压遍数计算配置。

(2)、混合料摊铺后,必须紧跟着在温度高的状态下开始碾压,不能等候。

除必要的加水等短暂歇息外,压路机在各阶段的碾压过程中要连续不间断进行。

同时也不得在低温状态下反复碾压SMA,以防磨掉石料棱角或压碎石料,破坏集料嵌挤。

(3)、本试验段采用如下碾压方案:

初压采用二台BW202双钢轮压路机碾压2遍,由低侧向高侧全幅碾压,前进时静压、后退时振动碾压,重叠1/3轮宽;复压采用三台BW202双钢轮压路机重叠1/3轮宽,振动碾压4遍;终压采用一台BW202双钢轮压路机静压1遍以消除轮迹,重叠1/3轮宽。

总碾压遍数为7遍。

(4)、振动压路机碾压SMA应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则,即压路机必须紧跟在摊铺机后面碾压,碾压速度要慢,要均匀,并采取高频率、低振幅的方式碾压。

压路机应紧跟摊铺机向前推进地碾压,碾压段长度大体相同,每次碾压到摊铺机跟前后折返碾压。

碾压速度不超过5KM/h。

(5)、SMA路面防止过度碾压,在压实度达到98%以上或者现场取样的空隙率不大于6%后,终止碾压。

如碾压过程中发现有沥青玛蹄脂部分上浮或石料压碎、棱角明显磨损等现象时,碾压立即停止,并分析原因。

(6)、为了防止混合料粘附在轮子上,要适当洒水使轮子保持湿润,水中可掺加清洗剂。

但应该严格控制水量以不粘轮子为度。

(7)、压路机在碾压过程中不得在当天铺筑的路面上长时间停留或过夜。

7、接缝处理

接缝质量的好坏,直接影响到路面平整度及外观质量。

(1)采用全幅摊铺,主线只有横缝。

(2)纵缝处理

对于采用两台摊铺机成梯队联合摊铺方式的纵向接缝,应在前部己摊铺混合料部分留下10~20cm宽暂不碾压作为后高程基准面,并有5~10cm左右的摊铺层重叠,以热接缝形式在最后作跨接缝碾压以消除缝迹。

上、下层纵缝应错开15cm以上。

(3)横向施工缝

全部采用平接缝。

用三米直尺沿纵向位置,在摊铺段端部的直尺呈悬臂状,以摊铺层与直尺脱离接触处定出接缝位置,用锯缝机切割1㎝深,下面用风镐铲除;继续摊铺时,应将接缝锯切时留下的灰浆擦洗干净,涂上少量粘层沥青,摊铺机熨平板从接缝后起步摊铺;碾压时用钢筒式压路机进行横向压实,从先铺路面上跨维逐渐移向新铺面层。

8、交通管制

路面压实完成24小时后,方允许开放交通。

六、施工质量控制和检验

1、原材料的质量检查:

包括改性沥青、粗集料、细集料、填料、木质纤维等。

2、混合料的质量检查:

油石比、矿料级配、稳定度、流值、空隙率、析漏飞散损失、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;混合科拌和均匀性。

3、上面层质量检查:

厚度、平整度、宽度、横坡度、压实度、偏位;摊铺的均匀性。

同时还应进行构造深度(电动铺砂法)和摆式摩擦系数的跟踪检测。

4、施工压实度的检查以钻孔法为准,。

钻孔检测频率单幅每公里每车道2个。

5、压实度采用双控指标,要求马歇尔压实试件标准密度的压实度不小于98%,上面层实测空隙率应在4%~6%范围内。

6、渗水系数合格率宜不少于90%,当合格率宜小于90%时,应加倍频率检测,如检测结果仍小于90%,需对该段面层进行处理。

7、对每日检测数据应建立台帐(电子版),以实行质量的动态管理。

改性沥青SMA-13混合料检查的频率和质量要求,改性沥青SMA-13路面施工过程中工程质量控制标准见下表:

SMA-13改性沥青混合料检查频度和质量要求

项目

检测频率

质量要求或允许偏差

试验方法

混合料外观

随时

观察集料粗细、均匀性、离析、油石比、色泽、冒烟、有无花白料、油团等各种现象

目测

拌和温度

沥青、集料的加热温度

逐盘检测评定

符合设计及规范要求

传感器自动检测、显示并打印

混合料出厂温度

逐盘检测评定

符合设计及规范要求

T0981

逐盘测量记录、每天取平均值测定

符合设计及规范要求

传感器自动检测、显示并打印

矿料级配及沥青用量

0.075

每台拌和机每天1~2次,以2个试样的平均值评定

±%

T0725抽提筛分与标准级配比较的差,T0722、T0721

≤2.36

±3%

≥4.75

±4%

沥青用量(油石比)

±0.3%

马歇尔试验:

空隙率、稳定度、流值

每台拌和机每天1~2次,以4~6个试验的平均值评定

符合设计及规范要求

T0702、T0709

浸水马歇尔试验

必要时

符合设计及规范要求

T0702、T0709

车辙试验

必要时

符合设计及规范要求

T0719

 

施工过程中工程质量控制标准

项目

检测频率

质量要求或允许偏差

试验方法

外观

随时

表面平整密实、不得有明显轮迹、裂缝、推挤、油班、油包等缺陷,且无明显离析

目测

接缝

随时

紧密平整、顺直、无跳车

目测

施工温度

摊铺

逐车检测

符合规范规定

T0981

碾压

随时

符合规范规定

插入式温度计

厚度

上面层

每2000m2一点单点评定

设计值的-5%

T0912

总厚度

每2000m2一点单点评定

设计值的-10%

压实度

每2000m2检查1组

实验室标准密度的98%

T0924、T0922

最大理论密度的97%

平整度

标准差(全线连续)

1.2mm

T0932

宽度

无侧石(检测每个断面)

不小于设计宽度

T0911

渗水系数

每1km不少于5点

200ml/min

T0971

纵断面高程

检测每个断面

±10mm

T0911

横坡度

检测每个断面

±0.3%

T0911

构造深度

1处/单幅200m

0.7-1.1mm

铺砂法

8、外观鉴定

①、表面平整密实,无泛油、松散、裂缝、粗细集料集中等现象。

②、表面无明显碾压轮迹。

③、接缝紧密、平顺,烫缝不应枯焦。

④、面层与其它构造物衔接平顺,无积水现象。

⑤、沥青面层内部及表面的水要排除到路面范围之外,路面无积水

 

重庆沿江高速公路主城至涪陵段路面工程

LM-1-A项目经理部

二〇一三年七月五日

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