路面基层、底基层施工技术

第一章路面基层、底基层施工技术第二节半刚性路面基层、底基层施工第一节级配碎石基层、底基层施工第三节其他路面基层、底基层施工路面的分类：1.柔性路面：刚度较小，抗弯拉强度较低，主要靠抗压、抗剪强度来承受车辆荷载作用的路面；主要包括各种基层（水泥灰凝土除外）和各类沥青面层、碎砾石面层、块石面层所组成的路面结构。——沥青路面2.刚性路面：主要指水泥混凝土做面层或基层的路面结构，刚性路面与柔性路面的主要区别在于路面的破坏状态和它分布荷载到路基上的状态有所不同。——水泥混凝土路面3.半刚性路面：采用二灰（石灰、粉煤灰）或水泥稳定土或水泥处治砂砾基层，这些基层的特性前期强度较低，但随着时间的推移其强度和刚度不断增大。这类基层叫做半刚性基层，含有这类基层的路面结构称为半刚性路面。一、级配碎、砾石基层级配碎、砾石基层由各种粗集料按最佳级配原理修筑而成的。级配碎石、砾石是用大小不同的材料按一定比例配合、逐级填充空隙，并借粘土粘结的，经过压实后，能形成充实结构。级配碎石、砾石基层强度是由摩阻力和粘结力构成，具有一定的水稳性和力学强度。第一节级配碎石基层、底基层施工1.材料要求：粗细碎石集料和石屑各占一定比例的混合料，当其颗粒组成符合密级配要求时，称级配碎石。级配碎石做基层时，材料应该满足下列要求：(1)石料应具有足够的强度；(2)碎、砾石的压碎值，高等级公路不大于30%，一般公路不大于35%；(3)碎、砾石中的扁平、长条颗粒总含量应不超过20%；(4)用于基层时，碎、砾石的最大粒径不应超过40mm，用作底基层时，碎、砾石的最大粒径不应超过50mm；石屑或其它细集料是指碎石场的细筛余料，或专门轧制的细碎石集料，其颗粒组成为0~10mm，并具有良好的级配。天然砂砾的颗粒尺寸应该合适，必要时应筛除其中的超尺寸颗粒。天然砂砾或粗砂应有较好的级配。2.级配碎、砾石基层施工：级配碎、砾石施工应做到：集料级配满足要求，配料要准确，细料的塑性指数要符合规定，掌握好松铺厚度，路拱横坡符合规定，拌和均匀，避免粗细颗粒离析。级配碎、砾石施工路拌法和集中拌和法两种施工方法。(1)施工放样：恢复中线,并在两侧路肩边缘外0.3~0.5m设指示桩，逐个断面进行高程测量,并在指示桩上标记结构层的设计高度。(2)准备底基层：土基或垫层等底基层的表面应平整、坚实,具有一定的路拱,没有松散材料和软弱地方。底基层的平整度和压实度应满足规范要求。对于底基层,压实度检查和弯沉测定的结果不符合要求的,应采用补充碾压、换填好料、挖开晾晒等措施。检查各断面的标高是否满足要求。槽式断面路段,两侧路肩每隔5~10m应交错开挖泄水沟。(3)计算材料用量：根据各路段基层或底基层的宽度、厚度及预定的干密度，计算所需要的各种集料的数量，并推算每车材料的堆放间距。(4)运输和摊铺集料：同一料场的路段,运输应由远到近按计算的间距堆放,堆放的时间不宜过长，一般仅提前数天。料堆间每隔一定距离应留缺口用以排水。(5)拌和及整型：拌和时，稳定土拌和机应拌2遍以上，且深度应到级配碎石底层，最后一遍拌和前，可先用拌和机贴底面翻拌一遍。结束时，混合料的含水量应均匀，并较最佳含水量大1%左右，且不应出现离析现象。平地机整平，并具有一定的路拱后,用压路机快速初压一遍，再用平地机进行整平和整型。在整型中,应禁止车辆通行。(6)碾压：整型后，应立即用12t以上三轮压路机、振动压路机或轮胎压路机进行碾压。应由两侧路肩向路中心，由曲线内侧向外侧进行碾压，后轮应重叠1/2轮宽，且须超过两段的接缝处。一般需碾压6~8遍，并使表面没有明显轮迹。头两遍的速度宜为1.5~1.7km/h，以后为2.0~2.5km/h。(7)接缝处理：作业段的衔接处,应搭接拌和。第一段拌和后,应留5~8m不碾压。第二段施工时,将留下的部分一起加水拌和，整平后一起碾压。集中拌和法施工：级配碎石混合料在中心站利用强制式拌和机、卧式双转轴桨叶式拌和机、普通混凝土拌和机等进行集中拌和。将混合料运到现场后,用沥青混凝土摊铺机、水泥混凝土摊铺机或稳定土摊铺机等摊铺混合料。集中拌和法施工的基本要求：正式拌和前,应先调试所用的设备,使混合料的组成和含水量达到规定要求。运到现场的混合料,应按计算的间距堆放。应设专人消除集料的离析现象。用平地机进行整型与碾压,满足施工规范要求。进行横向接缝与纵向缝的处理，处理方法正确、规范。半刚性基层概念（见教材）基层分类：有结合料稳定类有机结合料类无机结合料类无结合料的粒料类本章主要内容：无机结合料稳定类基层与无结合料的粒料类基层施工。第二节半刚性基层施工一、半刚性基层分类按结合料种类和强度形成机理的不同，半刚性基层分为石灰稳定类、水泥稳定类及工业废渣稳定类三种。1、石灰稳定类基层在粉碎的土和原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中掺入适量的石灰和水，按照一定技术要求，经拌和，在最佳含水量下摊铺、压实及养生，其抗压强度符合规定要求的路面基层。石灰稳定土强度形成原理1)离子交换作用--石灰在溶液中电离出来的钙离子(Ca2+)与土中的钠、氢、钾离子产生离子交换作用。使土发生初期变化的主要原因。2)结晶作用--生成氢氧化钙结晶网格，具有水硬性。�����3)火山灰作用--熟石灰的游离Ca2+与土中的活性氧化硅SiO2和氧化铝Al2O3作用生成含水的硅酸钙和铝酸钙的化学反应，是石灰土获得强度和水稳定性的基本原因。4)碳酸化作用--在土中的Ca(OH)2与空气中的二氧化碳作用，大大提高了土的强度和整体性。初期，主要表现为土的结团、塑性降低、最佳含水量增加和最大密实度减少等。后期主要表现为结晶结构的形成，从而提高其板体性、强度和稳定性。石灰对土性质的影响1)塑性：由于离子交换作用，形成团粒结构，土的塑性指数下降很多。2)压实性：石灰的掺加，使土的最佳含水量增加而最大密实度降低。3)强度：石灰对土的影响，最主要的是提高强度。�����影响强度的因素1)土质：塑性指数为15～20的粘性土较好;粒料和砂性土不宜;有机质含量大不宜。2)灰质：消石灰粉或生石灰粉，Ⅲ级以上的技术标准，妥善保管。3)石灰剂量：存在最佳石灰剂量，对于粘性土及粉性土为8%～14%；对砂性土则为9%～16%。4)含水量：通过标准击实试验确定最佳含水量。5)密实度：随密实度的增加而增长；密实度每增减1%，强度约增减4%左右）。6)石灰土的龄期及养生条件：温度高可使反应过程加快，一定的湿度为结晶和火山灰反应提供了必要的水。强度随龄期而缓慢增长（强度增长期可达8～10年以上）。tRRit����石灰土基层的应用石灰稳定土一般可以用于各类路面的基层或底基层。石灰土因其水稳定性较差不应做高速公路或一级公路的基层，必要时可以用作底基层。在冰冻地区的潮湿路段以及其他地区的过分潮湿路段，也不宜采用石灰土做基层。石灰稳定土基层缩裂防治1)控制压实含水量；2)严格控制压实标准；3)温缩的最不利季节是材料处于最佳含水量附近，而且温度在0～-10oC时；4)干缩的最不利情况是石灰稳定土成型初期；�����5)石灰稳定土施工结束后要及早铺筑面层，使石灰土基层含水量不发生大变化，可减轻干缩裂隙；6)在石灰稳定土中掺加集料(砂砾、碎石等)；7)为了防止基层裂缝的反射，国内外常采取以下措施：①设置沥青碎石或沥青贯入式联结层；②铺筑级配碎石过渡层；③土工织物夹层；④应力吸收层（SAMI）；⑤锯缝；⑥预裂。�铺筑好的石灰稳定土及取芯情况�����当用水泥稳定细粒土(砂性土、粉性土或粘性土)时，简称水泥土。不能作为高速公路或一级公路的基层，只能用做底基层。在高等级的水泥混凝土路面板下，水泥土不能做基层。2、水泥稳定类基层在粉碎的或原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中，掺入适当水泥和水，按照技术要求，经拌和摊铺，在最佳含水量时压实及养护成型，其抗压强度符合规定要求，以此修建的路面基层称水泥稳定类基层。�����影响强度的因素1)土质土的类别和性质是影响水泥稳定土强度的重要因素，各类砂砾土、砂土、粉土和粘土均可用水泥稳定，但稳定效果不同。一般要求土的塑性指数不大于17。�����2)水泥的成分和剂量水泥成分：(1)各种类型的水泥都可以用于稳定土。(2)水泥矿物成分是决定水泥土强度的主导因素。通常情况下硅酸盐水泥的稳定效果好，而铝酸盐水泥较差。(3)一般不采用快硬水泥或早强水泥（施工的时间要求）。水泥剂量：(1)水泥土的强度随水泥剂量的增加而增长。(2)但过多的水泥用量，虽获得强度的增加，在经济上却不一定合理，存在一个经济用量。应该注意，过多的水泥，在效果上不一定显著，且容易开裂。试验和研究证明，水泥剂量为4％～8％较为合理。�����3)含水量含水量对水泥稳定土强度影响很大；存在一个能达到最大密实度的最佳含水量。对于砂性土，最高强度含水量较最佳密实度的含水量小；而对于粘性土，则相反。4)施工工艺过程(1)拌和愈均匀，强度愈高。(2)需要湿法养生；温度愈高，强度增长愈快。��水泥稳定碎石拌和场水泥稳定碎石拌和场拌和场冷料仓出料口拌和场水泥罐施工现场��水泥稳定碎石混合料运输水泥稳定碎石混合料摊铺水泥稳定碎石混合料摊铺水泥稳定碎石混合料摊铺湖南醴潭路施工现场��水泥稳定碎石混合料基层碾压水泥稳定碎石混合料基层碾压水泥稳定碎石混合料基层碾压水泥稳定碎石混合料基层养生湖南醴潭路施工现场����拌和后、摊铺前的水泥稳定碎石�控制摊铺厚度�水泥稳定碎石摊铺水泥稳定碎石基层压实�水泥稳定碎石基层养生�撒布透层油3、工业废渣稳定类基层用一定数量的石灰与粉煤灰、水泥与粉煤灰或石灰与煤渣等混合料与其他集料或土配合，在最佳含水量下，经拌和、压实及养生后得到的混合料，其抗压强度符合规定时即得到工业废渣稳定类基层。意义：各城市的工矿单位常有大量废渣需要处理。利用这些废渣修路，既可解决城市中筑路材料来源的困难，又可为工厂解决废渣的堆放和处理问题，具有较大的经济意义。常用的工业废渣主要有：(1)各种石灰下脚料；(2)电石渣；(3)漂白粉下脚料；(4)飞灰和炉底灰；(5)水淬渣；(6)各种煤渣。各种工业废渣的主要成分：二氧化硅、氧化铝或氧化钙；�����特点及应用场合这些材料一般可以与石灰共同作用，在有水的条件下，产生火山灰反应，稳定各种粒径不同的土，形成具有一定强度的板体性材料。石灰稳定工业废渣基层特点：水硬性、缓凝性、强度高、稳定性好，成板体、且强度随龄期不断增加，抗水、抗冻、抗裂而且收缩性小，适应各种气候环境和水文地质条件等特点。石灰稳定工业废渣常用作高级或次高级路面的基层或底基层。最常用的是粉煤灰。�用铜矿石下脚料铺筑的（底）基层�����工业废渣基层的主要类型石灰煤渣基层(简称二渣)——用煤渣和石灰按一定配合比、加水拌和、摊铺、碾压而成的基层。在二渣中加入一定量的粗骨料成为三渣。石灰水淬渣基层(简称水淬渣基层)——水淬化铁炉渣与石灰按一定配合比混合，加水拌匀、摊铺、碾压而成的基层。石灰粉煤灰土基层(二灰土)——以石灰、粉煤灰与土按一定配合比混合，加水拌匀、摊铺、碾压并养护而成型的一种基层结构。二、材料要求使用质量符合要求的原材料及合理、正确的混合料组成设计是铺筑高质量路面基层的重要保证。1、原材料试验项目含水量试验颗粒筛析液限和塑限试验相对密度、吸水率试验压碎值试验有机质和硫酸盐含量试验石灰有效氧化钙和氧化镁含量测定烧失量测定粉煤灰化学成分及细度2、原材料质量要求1）集料和土对集料和土的要求是能被经济的粉碎，满足一定级配要求，便于碾压成型，并应满足以下指标要求：液限和塑性指数颗粒组成压碎值硫酸盐及腐殖质2）无机结合料水泥应选用终凝时间6h以上的水泥石灰三级以上消石灰或生石灰的要求粉煤灰符合主要成分、烧失量、粒径的要求煤渣松干密度700~1000Kg/m3，最大粒径小于30mm水无特殊要求三、混合料组成设计1、设计目的以设计文件和施工技术规范规定的混合料强度为设计参数，通过试验选择最适宜稳定的集料或土，确定结合料剂量和混合料最佳含水量。2、混合料试验重型击实试验最大干密度和最佳含水量承载比试验CBR值抗压强度试验重要指标3、混合料组成设