注册监理工程师网络继续教育公路工程第4章 路面工程施工技术.docx
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注册监理工程师网络继续教育公路工程第4章路面工程施工技术
第4章 路面工程施工技术
本章主要内容：
第一节 路面工程监理
第二节 水泥混凝土路面新技术
第三节 沥青路面新技术
第四节 SMA路面监理案例
第一节 路面工程监理
主要内容：
一、路面工程材料质量监理
二、路面基层（底基层）施工质量监理
三、水泥混凝土面层施工质量监理
四、沥青面层施工质量监理
一、路面工程材料质量监理
（一）水泥砂浆质量监理
1.砂浆分类：
水泥砂浆、石灰砂浆、水泥石灰浆。
按其功能作用则可分为：
砌筑砂浆、抹面砂浆和防水砂浆。
2.质量监理工作：
砂浆质量监理工作流程见图
3.砌筑砂浆质量控制
砂浆原材料质量要求
砌筑砂浆配合比
砌筑砂浆监理要求
每立方米水泥砂浆材料用量（JGJ98-2000）
砌筑砂浆质量水平（GB50203—2002）
4.抹面砂浆质量控制
■抹面砂浆的原材料的质量标准：
水泥：
普通硅酸盐水泥，强度等级大于32.5级；
砂：
宜用中砂或粗砂，含泥量小于3%；
砂：
用于抹面砂浆的砂应使用中砂或粗砂，其含泥量要小于3%；
水：
凡是人、畜能饮用的水均可用来拌制抹面砂浆。
■抹面砂浆配合比检查：
抹面砂浆（含勾缝砂浆）常用于砌体表面，在材料配合比组成上，其水泥用量要多于砌筑砂浆。
通常情况下，抹面砂浆的体积配合比宜控制在1:
2～1:
3。
同时，要求保水性好，并与基底有很好的黏附性。
其稠度控制在25～35mm。
5.防水砂浆质量控制
■防水砂浆的原材料：
水泥：
水泥强度等级大于32.5级；
砂：
中砂，不得含有有害物质和泥块；
水：
饮用水；
外加剂：
氯化物金属盐类的防水剂，也可用其他防水剂。
■配合比及稠度见表
防水砂浆配合比（GBJ301-88）
防水砂浆的检查频率：
每100m2抽查1处，但不少于3处。
（二）沥青及沥青混合料质量监理
沥青是一种有机胶结材料，由于具有良好的黏性、塑性和防水性，因此，被广泛用于道路工程中。
在道路工程中，沥青材料主要用于与矿料及其他外掺剂按要求的比例混合拌和后，铺筑成各种沥青路面。
沥青路面的性能好坏和使用年限的长短与选用的沥青的质量、混合料的质量、外掺剂的质量有直接的关系。
因此，必须对沥青及其他原材料进行严格的质量监理。
1.沥青质量监理的内容
沥青材料及沥青混合料质量监理内容
2.沥青质量监理工作流程
沥青材料质量监理工作流程
沥青混合料质量监理工作流程
3.沥青材料质量要求
沥青是一种有机胶凝材料，在常温下为黑褐色或黑色固体、半固体或黏性液体，具有良好的黏结性、塑性、不透水性和不导电性，并能抗御一般酸、碱及盐类的侵蚀作用，在道路桥梁工程中得到广泛的应用。
用于道路工程的石油沥青黏性稍低，可分为中、轻交通道路石油沥青和重交通道路石油沥青，以及道路液体石油沥青几种。
4.沥青混合料质量要求
沥青混合料用于道路面层的材料，根据用料和作用不同，可分为：
沥青混凝土混合料、沥青碎石混合料、沥青抗滑层混合料3类。
按所用集料粒径不同，又分为粗粒式、中粒式、砂粒式和特细式。
沥青混合料粗集料质量要求（见表）
沥青路用细集料质量要求
沥青路用矿粉质量要求
沥青混凝土混合料技术标准
沥青混合料级配：
沥青混凝土混合料的矿料级配及沥青用量要求；
沥青碎石混合料的矿料级配及沥青用量要求。
5.沥青材料及沥青混合料质量监理的检测频率
二、路面基层（底基层）施工质量监理
（一）水泥土、水泥稳定粒料基层（底基层）施工监理
1.水泥土基层和底基层
施工基本要求：
土质应符合设计要求，土块应经粉碎。
水泥用量应按设计要求控制准确。
路拌深度应达到层底。
混合料应处于最佳含水量状况下，用重型压路机碾压至要求的压实度。
从加水拌和到碾压终了的时间不应超过3～4h，并应短于水泥的终凝时间。
碾压检查合格后应立即覆盖或洒水养生，养生期应符合规范要求。
施工质量监理
水泥土基层和底基层质量监理一览表
外观鉴定：
a.表面平整密实、无坑洼；
b.施工接茬平整、稳定。
2.水泥稳定粒料基层和底基层
■施工基本要求
■材料质量监理
■施工过程质量监理
■施工关键点质量控制
■工程质量检验评定
施工材料质量监理
水泥稳定粒料基层和底基层实测项目
外观签定：
a.表面平整密实、无坑洼、无明显离析。
不符合要求时，每处减1～2分；
b.施工接茬平整、稳定。
不符合要求时，每处减1～2分。
（二）石灰土、石灰稳定料基层（底基层）施工监理
1.石灰土基层和底基层：
■施工基本要求
■材料质量监理
■施工过程质量监理
■施工关键点质量控制
■工程质量检验评定
施工材料质量监理
石灰土基层工作和底基层实测项目
外观签定：
a.表面平整密实、无坑洼。
不符合要求时，每处减1～2分；
b.施工接茬平整、稳定。
不符合要求时，每处减1～2分。
2.石灰稳定粒料基层和底基层
■施工基本要求
■施工过程质量监理
■施工关键点质量控制
■工程质量检验评定
石灰稳定粒料基层和底基层实测项目
外观鉴定：
a.表面平整密实、无坑洼。
不符合要求时，每处减1～2分；b.施工接茬平整、稳定。
不符合要求时，每处减1～2分。
（三）石灰与粉煤灰土基层（底基层）施工监理
1.石灰、粉煤灰土基层和底基层
■施工基本要求
■材料质量监理
■施工质量监理
■施工关键点质量控制
■工程质量检验评定
石灰、粉煤灰土基层和底基层实测项目
2.石灰、粉煤灰稳定粒料基层和底基层
■施工基本要求
■材料质量监理
■施工过程质量监理
■施工关键点质量控制
■工程质量检验评定
石灰、粉煤灰稳定粒料基层和底基层实测项目
（四）碎（砾）石、矿渣基层（底基层）施工监理
1.级配碎（砾）石基层和底基层
■施工基本要求
■材料要求
■施工过程质量监理
■施工关键点质量控制
■工程质量检验评定
施工材料质量监理
级配碎（砾）石基层和底基层实测项目
2.填隙碎石（矿渣）基层和底基层
■施工基本要求
■材料质量监理
■施工过程质量控制
■施工关键点质量控制
■工程质量检验评定
撒铺填隙料和碾压
填隙碎石（矿渣）基层和底基层实测项目
三、水泥混凝土面层施工质量监理
（一）施工基本要求
■基层质量必须符合规定要求，并应进行弯沉测定，验算的基层整体模量应满足设计要求。
■水泥强度、物理性能和化学成分应符合国家标准及有关规范的规定。
■粗细集料、水、外掺剂及接缝填缝料应符合设计和施工规范要求。
■施工配合比应根据现场测定水泥的实际强度进行计算，并经试验，选择采用最佳配合比。
■接缝的位置、规格、尺寸及传力杆、拉力杆的设置应符合设计要求。
■路面拉毛或机具压槽等抗滑措施，其构造深度应符合施工规范要求。
■面层与其他构造物相接应平顺，检查井井盖顶面高程应高于周边路面1～3mm。
雨水口标高按设计比路面低5～8mm，路面边缘无积水现象。
■混凝土路面铺筑后按施工规范要求养生。
（二）材料质量监理
（三）施工过程质量监理
1.拌和要求
2.摊铺和振捣
3.表面修整与压槽
4.接缝施工
（四）施工关键点质量控制
严格控制原材料质量，对混凝土所用的几种原材料，碎石、粗砂、水泥等都要严格按技术标准控制。
不符合要求的材料绝对不允许使用，对水泥做到批批抽检。
钢模板高度与混凝土板厚度一致，木模板应是质地坚实、变形小及无腐朽、扭曲、裂纹的木材制成。
高度允许误差为±2mm。
企口舌部或凹西槽的长度允许误差：
钢模板为±1mm，木模板为±2mm。
混频器板厚度在24cm以下可1次摊铺。
在24cm以上时应分2次摊铺。
下层厚度宜为总厚度的3/5。
振捣必须密实，先用插入式振捣器振捣，后用平板式振捣器振捣。
振捣时应辅以人工找平（禁止用砂浆补平），振捣时防止模板变形、位移，随时检查随时纠正。
混凝土抹面时应注意：
1）当有烈日曝晒或干旱风吹时，宜快速抹面；
2）抹面宜人工两次进行找平抹平，等表面无泌水时，再作第二次抹平；
3）抹面后沿着横板方向拉毛或采用机具压槽；
4）压槽深度一般为1～2mm。
接缝施工监理控制要点：
1）胀缝必须与路中心线垂直，缝壁自身应垂直，缝宽必须一致，传力杆必须平行于板面及路面中心线，其误差≤5mm；
2）采用切缝法施工时，混凝土的强度必须达到30%以上，方能进行切割或锯切；
3）严格按照图纸和技术规范施工胀缝，拉杆、传力杆保持水平。
（五）工程质量检验评定
1.实测项目
2.外观鉴定要求
四、沥青面层施工质量监理
（一）沥青混凝土面层和沥青碎（砾）石面层
1.施工基本要求
2.施工过程质量监理
3.施工关键点质量控制
4.工程质量检验评定
沥青混凝土面层和沥青碎（砾）石面层实测项目
（2）改性沥青混凝土路面
1.施工基本要求
2.施工过程质量监理
3.施工关键点质量控制
4.工程质量检验评定
改性沥青混合料的正常施工温度范围（℃）
改性沥青混凝土路面实测项目
外观鉴定：
1）表面平整密实，不应有泛油、松散、裂缝、粗细料明显离析等现象。
2）搭接处应紧密、平顺。
3）面层与路缘石及其他构筑物应接顺，不得有积水现象。
（三）沥青贯入式面层
1.施工基本要求
2.施工过程质量监理
3.施工关键点质量控制
4.工程质量检验评定
沥青贯入式面层实测项目
外观鉴定：
1）表面应平整密实，不应有松散、裂缝、油包、油丁、波浪、泛油等现象，有上述缺陷的面积之和不超过受检面积的0.2%。
不符合要求时，每超过0.2%减2分。
2）表面无明显碾压轮迹。
不符合要求时，每处减1～2分。
3）面层与路缘石及其他构筑物应密贴接顺，无积水现象。
不符合要求时，每1处减1～2分。
（四）沥青表面处治面层
1.施工基本要求2.施工监理
3.工程质量检验评定
沥青表面处治面层实测项目
外观鉴定：
1）表面平整密实，不应有松散、裂缝、油包、油丁、波浪、泛油等现象，有上述缺陷的面积之和不超过受检面积的0.2%。
不符合要求时，每超过0.2%减2分。
2）表面无明显碾压轮迹。
不符合要求时，每处减1～2分。
3）面层与路缘石及其他构筑物应密贴接顺，不得有积水现象。
不符合要求时，每1处减1～2分。
第二节 水泥混凝土路面新技术
主要内容：
一、我国水泥混凝土路面发展现状与与发展方向
二、水泥混凝土路面修筑技术的研究状况
三、水泥混凝土面层类型及结构特点
四、水泥混凝土路面表面使用品质
一、我国水泥混凝土路面发展现状与与发展方向
我国水泥混凝土路面发展缓慢。
20世纪50～60年代，由于国家建设资金有限，水泥紧缺，公路水泥混凝土路面修建的数量很少。
1970年底，全国仅有水泥混凝土路面200km，占高级、次高级路面里程的0.9%。
20世纪70年代，浙江、广东、江苏等省在沥青供应不足等条件下，开始较多地修筑水泥混凝土路面。
与此同时，一些单位较为系统地开展了水泥混凝土路面技术的研究。
到20世纪80年代，随着修筑里程的增长，实践经验的积累，科学研究的深入，水泥混凝土路面的修筑技术逐步改进，质量不断提高，加之水泥混凝土路面的适用性及抗灾能力强，能较好地满足现代化交通的需求，且水泥材料可就近供应，因此，水泥混凝土路面得到了较快的发展。
特别是交通部1989年推广国家科委科技工作引导性项目《我国水泥混凝土路面发展对策及修筑技术研究》成果以来，以1988～1998年建设速度为例，我国公路水泥混凝土路面由1988年前的8264km，平均每年修建217km，上升到1998年年底的83652km，10年净增75388km，平均每年修建7539km，是前38年年平均修建里程数量的35倍，占高级、次高级路面的比重，由1970年的0.9%上升到1998年年底的约16.4%，其发展速度在我国是前所未有的。
此后历年修建的水泥混凝土路面里程及所占比重都比较大，特别是最近几年在一般公路上水泥混凝土路面的修建里程有很大的增加。
国内早期（20世纪70年代前）修建的水泥混凝土路面，主要用于三、四级公路上，设计强度低。
水泥混凝土抗压强度除少数为30Mpa外，多数为20～25MPa，有的甚至低于20MPa；面层厚度较薄，一般为16～20cm，有的仅14cm，甚至更薄。
1994年交通部颁发的《公路水泥混凝土路面设计规范》JTJ012—94，对普通混凝土面板的最小厚底限定为18cm，新设计规范JTGD40—2002，对普通混凝土路面面层最小板厚规定为20cm。
2003年6月1日执行的新设计规范增添了路面结构可靠度设计方法。
随着水泥混凝土路面建设的发展，设计方法不断改进，施工中新材料、新技术、新工艺不断被采用，施工质量控制方面更加严格，针对工程当中遇见的一些实际技术难题开展了深入的研究，这对今后提高水泥混凝土路面修筑质量，奠定了一定的基础。
二、水泥混凝土路面修筑技术的研究状况
■建立了一套较完善的设计方法
■推出了一套实用的施工方法
■施工机械化有所发展
■国家科委025项目获多项重大研究成果
■连续配筋混凝土路面研究取得一定成果
三、水泥混凝土面层类型及结构特点
水泥混凝土路面包括素混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、钢纤维混凝土、碾压混凝土和混凝土小块铺砌等面层板和基（垫）层所组成的路面。
目前采用最广泛的是就地浇注的素混凝土路面。
所谓素混凝土路面，是指除接缝区和局部范围（边缘和角隅）外不配置钢筋的混凝土路面。
（一）混凝土路面的特点
1.优点：
■强度高
■稳定性好
■耐久性好
■养护费用较少，经济效益较高
■有利于夜间行车
2.缺点：
■水泥混凝土路面有接缝
■开放交通较迟
■修复困难
■对水泥和水的需要量大
（二）各类水泥混凝土路面的适用场合及结构特点
1.素混凝土（普通混凝土）路面
2.钢筋混凝土路面
3.连续配筋混凝土路面
4.钢纤维混凝土路面
5.碾压混凝土路面
四、水泥混凝土路面表面使用品质
水泥混凝土路面，除了应保证具有足够的结构强度外，提供良好的表面使用品质也十分重要。
表面使用品质主要指路面的抗滑性能、耐磨性能和平整度要求。
水泥混凝土路面必须足够粗糙（宏观构造），以提供抗滑能力；必须足够坚硬（微观构造），以保证耐磨性能，并保证车辆在任何速度下行车的安全性。
为了行车的舒适平稳，路面表面必须提供足够的平整度。
水泥混凝土路面建成后及使用过程中的技术要求，除了面板的线形和几何尺寸外，主要有如下4个技术指标：
具有足够的强度和稳定性
具有要求的平整度
具有足够的抗滑性能
具有足够的耐磨性能
（一）水泥混凝土路面的平整度
1.影响水泥混凝土路面平整度的主要因素
■施工方面的主要因素
■水泥混凝土接缝方面的主要因素
■行车使用期养护方面的主要因素
2.提高水泥混凝土路面平整度的技术措施
■施工方面的的主要措施
■设计方面的主要措施
■加强养护方面的主要措施
（二）水泥混凝土路面的抗滑性能
水泥混凝土路面的抗滑问题在我国已引起高度重视，无论在理论研究上还是在施工实践上都已进行了深入的研究。
主要研究内容：
（1）分析影响水泥混凝土路面抗滑能力的主要因素；
（2）研究提高抗滑能力的技术措施；（3）研究抗滑能力的检测方法；（4）提出各级公路的防滑标准。
1.影响水泥混凝土路面抗滑性能的主要因素
■细集料的影响
■粗集料的的影响
■表面整饰工艺的影响
■路面污染对抗滑的影响
■温度与季节变化对抗滑的影响
■交通荷载作用对抗滑的影响
■路面干湿状态对磨擦系数的影响
■不平整度对抗滑的影响
2.提高抗滑能力的技术措施
提高水泥混凝土路面抗滑性能的技术途径主要有2个方面，一是确保材料（包括粗集料和细集料）的抗磨光和抗磨耗能力，二是通过各种不同的表面处理工艺，形成粗糙耐久的路面表面构造。
■压槽处理
■拉槽处理
■裸露处理
■嵌屑处理
（三）水泥混凝土路面的耐磨性能
在已建成的水泥混凝土路面中，由于原材料选择不够严格或施工技术水平不高，通车不久的路面，即出现脱皮、麻面、露骨等严重磨损等病害，虽然不是普遍现象，但也必须引起足够重视，因为这种病害大大降低了路面使用品质。
也有的水泥混凝土路面，虽比上述情况好些，但也未到服务年限即严重磨损露骨，影响了水泥混凝土路面的正常使用。
我国国家标准《水泥混凝土路面施工及验收规范》GBJ97-87对上述3项技术指标规定了必须满足的技术标准和检测方法。
而对于耐磨性能，由于缺少研究成果而无法提出技术要求，也没有该项指标的检测方法。
因此，为修订上述规范提供所需要的研究成果和数据，应进行下列4项内容的研究：
a.探讨影响水泥混凝土路面耐磨性能的因素；
b.提出提高水泥土路面耐磨性能的技术措施；
c.拟订水泥混凝土路面耐磨性能的技术标准；
d.研制检测水泥混凝土路面耐磨性能的仪器并制订检测方法。
1.影响水泥混凝土路面耐磨性能的因素：
混凝土强度的影响
施工工艺的影响
水泥品种的影响
2.提高水泥混凝土路面耐磨性能的技术措施：
提高水泥混凝土路面耐磨性能，主要应从混凝土材料组成与施工工艺方法上下功夫。
表层采用高强度混凝土或砂浆。
施工时加强对混合料的振捣以提高混凝土密实度。
在满足施工工艺过程的前提下，尽量减少混合料的水灰比，有条件时，尽量采用真空吸水工艺。
采用优质材料，如高耐磨性的道路水泥、高耐磨的石料，严格控制砂、石含泥量。
第三节 沥青路面新技术
主要内容：
一、发展阶段情况
二、发展过程情况
三、发展趋势
中国1941年修建的滇缅公路已采用双层沥青表面处治。
但是受石油资源开发进程的约束，中国石油沥青筑路技术发展有不同于国外的特点：
第一，机械化的路拌法工艺极少应用；基本上是由低级阶段的层铺法直接进入热拌热铺工艺；很短一段时间倡导过的上拌下贯和人工法拌和，瞬间即过。
第二，沥青基层也极少应用，因此各类型的沥青稳定基层以及冷拌技术都没形成规模。
第三，类型比较单一。
即使是沥青路面面层，基本上是清一色的普通沥青混凝土，加上少量黑色碎石。
而SMA、摊铺地沥青、多孔排水沥青混凝土等，直到20世纪90年代才在中国出现和发展的。
一、发展阶段
石油沥青筑路技术的发展
石油沥青筑路发展各阶段的配套技术
（一）初级阶段
在社会生产水平低下或者市场经济不发达的条件下，区域间的汽车运输交通量甚小，对道路的需求满足于晴雨通车。
晴雨通车的基础在于基层与路基的稳定，路基压实、泥结碎石级配路面等是当年筑路技术的主流，而科研的重点在降低造价，因此缺乏砂石地区以石灰为主的加固土基层，起改善路况作用的渣油表面是当时的热点。
除了大城市因交通需求而有沥青混凝土拌和厂、热拌热铺沥青混凝土路面之外，公路沥青路面的形式多采用热油冷料的层铺法作业的表面处治与贯入式。
层铺法所需设备简易，主要为沥青的加热与喷油。
成败的关键一方面在工艺的掌握，石料和沥青都要求洒布均匀、用量准确，另一方面在使用的初期调节行车碾压，使沥青的分布达到均匀、路面密实成型。
这也就决定了路面的损坏的通病：
油量集中或过多的地方，导致行车荷载作用下路面推移、拥包；油量少的地方、没有实现行车碾压成型；或者使用初期，没能组织好行车，使之均匀碾压成型，那么层铺法的上述两种典型病害就会提前发生。
总之，是个稳定性类的损坏问题。
路面的好坏，可靠性波动大，人为因素显著。
（二）中级阶段
随着经济的发展、交通量的增大，对路面提出了新的要求，主要是延长使用寿命，除了渣油已发展为氧化沥青，拌和法工艺经历上拌下贯正在逐步取代层铺法。
因为沥青表面处治与贯入式路面设计交通负荷量在300～500辆/日，设计使用年限为8～10年，当交通量成倍增长时，实际使用寿命不过2～3年。
此外，对速度的要求也提了出来，设计车速平均控制在60km/h，普遍心理期待着良好的平整度。
无论是公路还是城市道路，评价道路的好坏都以完好率为指标，可称之为完好率阶段，其目标是无破损，重点是包括强度在内的耐久性问题。
交通量的增长推动了拌和法施工的沥青路面的发展。
一套大容量（200t/h）、自动控制的热拌沥青混合料拌和设备系统价值以千万计，一般情况下没有投资的必要。
而与发展需求相适应，先是简易的手工作业兴起，随后发展了可移动的连续式拌和机械设备，由小型到大、中型，与此同时间歇式的拌和机械设备开始了与连续式的竞争，直到高等级公路建设时代，间歇式才取得了一统天下的地位。
与上述发展历程相适应的路面结构也由沥青上拌下贯式，经热拌沥青碎石而进入沥青混凝土的时代。
随着拌和设备与工艺的进步，松散、坑槽的损坏现象大幅度减少；采用马歇尔试验方法设计沥青混合料级配组成后，推移和拥包得以控制，使用寿命稳步上升；然而出现了新的问题，即裂缝。
黑龙江省沥青路面损坏的组成分析
（三）高等级阶段
高速交通的崛起，对路面的结构提出了功能性、使用性能的要求，首先是舒适性与安全性，继而增加了环境保护与经济性。
行驶在高速公路上的车辆感觉到的首先不是路面结构的强度与稳定性，而是上述四方面的功能，当然功能是以路面结构的强度与稳定性为基础的。
高速交通对路面结构要求的功能指标可区分为2个层次：
属于基本要求的第一层次是平整度、摩擦系数、构造深度与车辙深度；属于进一步要求的第二层次是路表与轮胎相互作用产生的噪声、影响驾驶员视觉疲劳的反光特性以及各项车辆运营的经济指标，如燃油消耗、轮胎磨损、零件维修等。
如果说当前中国正进入第一层次的话，那么欧美一些先进国家高速公路网加铺层决策的主要依据并非强度与平整度，而是降低噪声和提高雨天抗滑能力。
1.舒适性
2.安全性
3.环境保护
4.经济性
路面表面构造分类
二、发展过程
沥青与沥青混合料技术指标的变化集中反映了沥青筑路技术的发展。
沥青采用以针入度、软化点、延度三大指标为主；沥青混合料采用以稳定度为主的经验指标体系。
发展到今天，沥青采用以动态剪切模量、低温弯曲蠕变劲度和低温拉伸应力为主；沥青混合料采用以疲劳、车辙、低温缩裂、水损害、老化等5个方面的使用性能指标体系，中间经过了各国道路工作者无数的探索。
由于各国具体条件
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