压实机械及道路施工工艺（PPT59页)

Page1道路压实施工工艺及材料特性2019年8月4日目录01压实机械及相关术语02道路的结构03各种材料的特性及压实工艺04压路机的选择及施工01压实机械及相关术语Page4压实机械概述Page5压实机械概述Page6分类：单钢轮振动压路机•前光轮、后轮胎，专门为土壤压实而设计,具有强大的牵引力和高爬坡能力.•结构型式：——单钢轮机械单驱振动压路机——单钢轮液压单驱振动压路机——单钢轮液压双驱振动压路机Page7分类：全液压双钢轮振动压路机•全液压双钢轮振动压路机用于沥青面层、沥青结合层、沥青基层以及非粘结基层的压实.为了对不同的摊铺厚度能进行最佳的压实,通常有两种振幅或两种频率可供选择。Page8分类：轮胎式压路机•轮胎压路机：利用光面橡胶轮胎对材料进行压实的设备。前后轮胎数量呈奇偶数叉开分布，一般都是后轮驱动，前轮转向，无振动。•其机动性好，便于运输，进行压实工作时轮胎与土壤接触面积大，压力分布均匀，土料承压时间长，压实密度好。并且有缓冲揉搓的作用，压实效果较好，调整轮胎气压可以适应不同的作业要求，将作用于土壤的最大应力控制在土壤的极限强度内。适用范围极为广范。Page9分类：凸块轮单钢轮振动压路机•凸块型压实轮是专为压实含水量较高的粘土和混合颗粒土而设计的,凸块在土壤上留下的网格状凹印能措进含水量降低,该机还可用于填石压实,以减少其空隙率和对大直径石料进行破碎。•凸块压实轮的结构型式：固定式可拆卸式Page10分类：组合式压路机•组合式压路机是充气轮胎压路机和振动压路机的组合,一根轴上装有钢质光轮,另一根轴装有4只光面橡胶轮胎。它综合了振动钢轮及橡胶轮所特有揉搓作用的优点。•组合式压路机主要是市政及中小公司使用，有1机2用的效果。Page11分类：机械驱动三钢轮静压压路机•静压压路机：结构简单，维修方便，且寿命长，应用广泛。•只适用于碾压较薄的填土路基和沥青面层。这是因为静力光轮压路机的滚轮与土壤的接触面积较大，单位压力小，压实能力由表面向下逐渐减少，使得上层密度大于下层密度，路基的整体密实性差。•沥青面层适用等级较低的道路。Page12•三轮静压压路机：只适用于碾压较薄的填土路基和沥青面层。沥青面层仅适用等级较低的道路。•多边形压路机：•振荡压路机：•定向振动压路机：分类：其它压实机械Page13其它术语压实平整度压实前只能用3米直尺检验，标准差平整度一般用八轮平整度仪检验。平整度≤2mm/3m，能达到这样的效果满足国家规范要求！采用标准差的平整度，虽然数值小，只是检测的方法不同，不能说明设备摊铺平整度好！八轮检测仪Page14其它术语密实度取样密实度一般采用钻芯法仪器：取样钻机。取样标准直径100mm取样目的：检测路面厚度，检测沥青面层密实度无核密度仪另一种取样方法是无核密度仪测量，国外普遍，国内基本不用。Page15压实系数路基压实度环刀法取样压实系数：指路基经压实实际达到的干密度与由击实试验得到的试样的最大干密度的比值K。压实系数愈接近1，表明压实质量要求越高。还有就是最大干密度相对应的含水量是最佳含水量，而不是最小含水量。其它术语Page16弯沉值弯沉值就是荷载对路基/路面作用前后，路基/路面发生变形的大小，用1/1000毫米作计算单位。计算弯沉值表示的是，在某一路段，按20米的间距，用一定轴载的车辆（一般用后轴6吨或10吨车辆）对路基/路面作用前后，产生的残余变形量的加权平均值。其它术语Page17渗水率沥青路面渗水系数检测：用路面渗水仪其它术语02道路的结构Page19道路的结构•路面•护坡•碎落台•排水系统•路肩•隧道•桥梁1、道路的要素：Page202.标准路面构造表面层有时也叫磨耗层中、下面层也叫主面层也加上基层，主要承重也加下基层，次要承重排水、防冻等作用道路的结构Page212.标准路面构造中、下面层也叫主面层也加上基层，主要承重也加下基层，次要承重排水、防冻等作用不同的路段设计要求有区别：吐乌线（乌鲁木齐～奎屯）连霍（奎屯～乌苏段）G314（和硕～库尔勒）3cm细粒式沥青混合料4cm沥青混凝土抗滑层4cm沥青混凝土抗滑层（AK13）5cm中粒式沥青混合料5cm中粒式沥青混合料6cm中粒式沥青混合料（AC20）7cm粗粒式沥青混合料6cm粗粒式沥青混合料6cm粗粒式沥青混合料（AC25）30cm水泥稳定土30cm水泥稳定土30cm水泥稳定土20cm天然砂砾15cm天然砂砾23cm天然砂砾道路的结构Page22道路的结构3.标准路面施工顺序Page23路面面层：•路面面层是直接承受车轮载荷和自然因素（降雨、气温）作用的部分，因此用强度较高的材料铺筑。•为了保护面层延长其使用寿命，常在面层上铺磨耗层和保护层。磨耗层：•磨耗层是在表面加铺的一层很薄的表层，一般只有1.5~4cm厚，它是用来保护面层的，直接承受着车轮的磨损消耗，而使面层不直接接受车轮的冲击、磨损和自然因素侵蚀的影响。保护层：•在磨耗层上再加一层，以减少磨耗层的磨损，其厚度一般为0.5cm左右。基层：•在面层下的主要承重层。基层主要承受由面层传来的车辆垂直载荷，并把它扩散到垫层和土基中，所以基层应有足够的强度和刚度。由于车轮载荷的水平力作用沿深度递减的很快，对基层影响很小，所以对耐磨性不予考虑。4.道路各分层的定义和作用道路的结构Page24路面面层：•路面面层是直接承受车轮载荷和自然因素（降雨、气温）作用的部分，因此用强度较高的材料铺筑。•为了保护面层延长其使用寿命，常在面层上铺磨耗层和保护层。磨耗层：•磨耗层是在表面加铺的一层很薄的表层，一般只有1.5~4cm厚，它是用来保护面层的，直接承受着车轮的磨损消耗，而使面层不直接接受车轮的冲击、磨损和自然因素侵蚀的影响。保护层：•在磨耗层上再加一层，以减少磨耗层的磨损，其厚度一般为0.5cm左右。基层：•在面层下的主要承重层。基层主要承受由面层传来的车辆垂直载荷，并把它扩散到垫层和土基中，所以基层应有足够的强度和刚度。由于车轮载荷的水平力作用沿深度递减的很快，对基层影响很小，所以对耐磨性不予考虑。4.道路各分层的定义和作用道路的结构Page25道路的结构底基层•在沥青路面基层下铺筑的次要承重层，或在水泥路面混凝土路面基层下的铺筑的辅助层。垫层•在路基与基层（或底基层）之间加铺的一层材料。多是因为路基强度不够或水位较高的地质条件下采用，垫层多用砾石、砂、炉渣和石灰土等铺筑。4.道路各分层的定义和作用Page26•路基的分类：路基按其断面的填挖情况分为路堤、路堑、半挖半填路基（挖填结合）三种形式。•路基必须有足够的强度要求、具有足够的稳定性和水稳性。•路基的强度是受外载荷和抵抗变形的能力，一般要求路基在行车载荷作用下不发生超过允许的变形。•路基的稳定性指抵抗外力而不产生位移的能力。•路基的水稳性指路基在水的作用下，其强度不至显著下降的能力。道路的结构5.路基的分类和作用03各种材料的特性及压实工艺Page28材料特性及压实工艺道路有关的规范主要有：——公路沥青路面施工技术规范——公路沥青路面设计规范——城市道路工程设计规范——公路路面基层施工技术规范1.道路设计与施工规范Page29沥青混合料：由适当比例的粗集料、细集料及填料与沥青拌合而成的符合技术标准混合料的总称。2.1沥青混合料的定义沥青：道路石油沥青、改性沥青等；粗集料：碎石、破碎砾石、筛选砾石等；细集料：天然沙、机制沙、石屑；填料：矿粉、回收粉、粉煤灰等；纤维稳定剂：木质纤维、矿物纤维等；其它：消石灰、水泥等。沥青混合料的组份沥青集料填料沥青混合料材料特性及压实工艺Page30按公称最大粒径的大小可分为：特粗式（公称最大粒径大于31.5mm）、粗粒式（公称最大粒径等于或大于26.5mm）、中粒式（公称最大粒径16mm或19mm）、细粒式（公称最大粒径9.5密码、或13.2mm）、砂粒式（公称最大粒径等于或小于4.75mm）沥青混合料，也称为沥青石屑或沥青砂。按制造工艺分为：热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、再生沥青混合料等。2.2沥青混合料分类材料特性及压实工艺Page31按材料组成及结构分：连续级配、间断级配混合料按矿料级配组成及空隙率大小分：密级配、半开级配、开级配混合料2.2沥青混合料分类材料特性及压实工艺Page32沥青混合料：由适当比例的粗集料、细集料及填料与沥青拌合而成的符合技术标准的沥青混合料(以AC表示)；空隙率为3~5%沥青碎石混合料：由适当比例的粗集料、细集料及少量填料或不加填料与沥青拌合而成的符合技术标准的沥青碎石混合料(以AM表示)；空隙率为6~12%抗滑表层沥青混合料：由适当比例的中集料、细集料及填料与沥青拌合而成的符合技术标准的沥青混合料(以AK表示)。设置沥青稳定碎石排水基层，将积滞在路面结构内的水分迅速排除到路面和路基结构外，可以改善路面的使用性能，提高其使用寿命。常用AM沥青碎石混合料。只要自由水侵入并滞留在沥青混凝土的空隙中，在大量行车荷载反复作用下，都会产生沥青剥落和水破坏现象。因此需在路面层设计具有排水抗滑防护层，常用AK抗滑表层沥青混合。材料特性及压实工艺2.2沥青混合料分类Page33•具有较高的强度，能构承受较繁重的交通运输任务；•具有较高的密实度、空隙率小。这就使得水不易渗入，避免沥青粘接力降低，从而使路面具有较高的耐久性。•具有良好的平整度，表面坚实，无接缝，因此行车平稳、噪音低。•由于沥青混凝土的允许抗应变值小，因此要求面层下具有坚实的基础。•温度稳定性不理想。夏天易软，冬天易脆，易产生裂纹。材料特性及压实工艺2.3沥青混凝土的特点Page342.4沥青混凝土的压实沥青混合料路面的碾压通常分为初期碾压(初压)、补充碾压(复压)和整平碾压(终压)3个阶段，其目的在于提高柔性路面的综合性能。碾压时应注意以下技术要求：•①初期碾压最好采用串联式振动压路机，尽可能不用静力压路机，以免产生较深的轮迹和大的裂缝。•②补充碾压通常采用轮胎压路机（气压轮胎或橡胶轮胎），以避免混合料横向移动产生裂缝；同时，通过气压轮胎的揉搓作用，使细小的颗粒和结合料移动至表面，不但修光了路面，而且使路面具有较好的防水性。最好采用9轮轮胎压路机，若对荷重和轮胎压力作适当的调整，也可采用7轮或11轮压路机。使用9轮轮胎压路机时，应将具有5个轮胎的宽的一头向着前进方向，这样就不必总回头观察是不是紧贴着路缘进行碾压了。若新的沥青路面出现热龟裂，可在路面温度高于38℃时，以0.35~0.41MPa的轮胎压力揉搓8~10遍即可消除裂缝。•③整平碾压可采用光轮压路机，以获得平整的路面和接缝。•④上述3个阶段的碾压均可以使用振动压路机，但应注意：在一次碾压过程中，压路机的振幅和频率应保持不变；最后整平碾压时，应断开振动系统进行静力碾压。材料特性及压实工艺Page352.4沥青混凝土的压实•⑤在碾压新铺混合料时，驾驶员应先将驱动轮驶入新鲜混合料场，以减少波纹和断裂现象。•⑥压路机加速或减速、启动或换向都应尽可能缓慢平稳；碾压时压路机的速度要尽可能保持稳定以使压实均匀。•⑦振动压路机转移、换向或停驶时要关闭振动，待压实作业时再接通。•⑧压路机在每次碾压结束时，要进行缓慢转向，这样可以使压痕减到最小。•⑨压路机要尽可能在已压好的沥青层上转向；要尽可能在平缓路段上转向；要避免在热沥青料层上停机；压路机停放时要与行驶方向成一角度，以便更容易消除压痕。•⑩对振动压实敏感的混合料，在振动压实前可用静压先碾压1~2遍，碾压速度为1~2km/h；要确保轮子湿润，以免轮子上粘附沥青料。材料特性及压实工艺Page362.5沥青混凝土路面坡道的压实使用压路机在上、下坡道上碾压沥青混合料路面时，应注意以下几点：•①无论是上坡还是下坡，沥青混合料底下一层必须清洁干燥，而且一定要喷洒沥青结合层，以避免混合料在碾压时滑移。•②无论是上坡碾压还是下坡碾压，压路机的驱动轮均应在后面。这样做有以下优点：上坡时，后面的驱动轮可以承受坡道及机器自身所提供的驱动力，同时前轮对路面进行初步压实，以承受驱动轮所产生的较大的剪切力；下坡时，压路机自重