路面垫层和基层施工

交通运输工程路面垫层与基层施工主要内容路面基层的作用及基本要求对粒料的级配要求半刚性（稳定类）基层施工粒料类基层施工垫层作用及基本要求、施工1.基层的作用及基本要求路面基层：就是在路基（垫层)表面上用单一材料或混合材料按照一定的技术措施分层铺筑而成的层状结构，分为上基层、下基层。基层可分为有结合料稳定类基层（半刚性基层）和无结合料的粒料类基层，底基层可分为无机结合料的稳定类和无结合料的粒料类。路面基层的类型材料组成——水泥稳定类、石灰粉煤灰稳定类、水泥混凝土类、沥青稳定类、无结合料粒料类；力学行为——半刚性、柔性、刚性；结构组成——骨架密实结构、骨架孔隙结构、悬浮密实结构、均匀密实结构。基层的结构强度要求：指在行车荷载作用下，不会产生残余变形，更不允许产生剪切破坏和弯拉破坏。基层结构的稳定性（水稳性和温度稳定性）水稳性主要指受地表水渗透、地下水影响时，基层强度变化幅度较小的性能。温度稳定性指环境温度上升或下降时基层结构膨胀或收缩等体积变化特征。在沥青路面中基层的作用及基本要求基层主要有以下功能：1）承受行车荷载，作为道路的主要承重层和面层一起将车轮的荷载传到下层的结构中去。2）增加了道路的整体强度和面层的疲劳抗力，防止或减轻面层的裂缝的出现。3）可以缓解土基不均匀冻胀或不均匀体积变形对面层的不利影响。4）为面层施工机械提供稳定的行驶面和工作面。对基层的基本要求：（1）有足够的强度和刚度。（2）足够的水稳定性和抗冻性（冰冻地区）（3）有足够的平整度。（4）基层应与面层结合良好。水泥混凝土路面基层作用及基本要求主要作用：1）起到连续、均匀支承的弹性地基的作用，以使路面板获得可靠地支持。路面通过较厚的刚性路面板极大地扩散了荷载，故分布于基层的荷载较小，但路面板是脆性材料，变形适应能力较差，抗弯拉强度相对较小。2）基层的水稳定性好（透水性好)。路面板产生纵横向缝较多，接缝处材料老化、脱落之后，地表水容易渗入。基本要求一定的强度和刚度。足够的水稳性和透水性（冰冻地区还要求抗冻性）足够的平整度，路面板厚度均匀。足够的厚度和宽度2.对粒料的级配要求粒料基层的级配要求嵌锁型粒料基层级配类基层半刚性基层（无机结合料稳定类）的级配要求粒料类基层材料的分类：粒料类基层材料碎（砾）石材料（填隙碎石）土—碎（砾）石混合料水结碎石干压碎石泥结碎（砾）石级配碎（砾）石泥灰结碎（砾）石嵌锁型粒料基层泥结碎石、泥灰结碎石的基层均由土和碎（砾）石组成。这类基层的强度取决于内摩阻力、粘结力的大小。内摩阻力很大程度上取决于密集度、颗粒的形状和级配，尤其是级配最重要。填隙碎石的单层铺筑厚度宜为10-12cm，最大粒径宜为厚度的0.5-0.7倍。用作基层时，最大粒径不应超过60mm；用作底基层时，最大粒径不应超过80mm。填隙料可用石屑或最大粒径小于10mm的沙砾或粗砂。级配碎石基层是由各种集料（砾石、碎石）和土，按最佳级配原理形成的基层结构，是将集料和土按一定的比例配合逐级填充空隙，并借粘土粘性，经压实后形成的密实结构。其矿料级配按一定的要求，并应接近圆滑曲线。这种基层的强度与稳定性很大程度上取决于集料的类型、集料的最大粒径和级配以及混合料中0.5mm以下集料的含量和塑性指数，同时还与密实度有关。级配类基层稳定类基层的级配要求在水泥、石灰、沥青稳定类基层结构中，基层结构内部的粘结力由于稳定剂的化学、物理作用而得以大幅改善，稳定类基层整体强度提高，但基层结构内部的空隙率大小直接影响到粘结力，甚至影响基层结构的整体强度。而基层内部空隙率大小主要取决于矿料颗粒级配。对于二灰稳定土，二级及以下公路底基层最大粒径不应超过53mm，用做基层不应超过37.5mm，宜采用2号级配；高速公路、一级公路基层不应超过31.5mm，宜采用1号级配，用作底基层不超过37.5mm。对于水泥稳定土，二级及以下公路底基层，最大粒径不超过53mm，用作基层则不超过37.5mm；塑性指数大于17的土用作基层不超过31.5，宜采用图中的3号级配，底基层不超过37.5mm，宜采用2号级配。3.半刚性（稳定类）基层施工常用材料要求铺筑试验路段厂拌法施工路拌法施工施工应注意的问题常用材料技术要求1、土1）要易于粉碎，满足一定的级配，便于碾压成型。2）颗粒组成，均匀系数103）各类砂砾土、砂土、粉土和粘土均可用于水泥稳定，但稳定效果不同。一般要求塑性指数不大于17.2.石灰宜采用磨细生石灰（使用前充分消解）3.水凡人或牲畜的饮用水均可用4.水泥各种类型的水泥都可用于稳定土。水泥矿物成分是决定水泥土强度的主导因素。硅酸盐水泥稳定效果最好，铝酸盐水泥较差；矿渣水泥或火山灰水泥（终凝6h）。除特殊要求，一般不采用快硬水泥或早强型水泥。水泥剂量要适量，水泥土的强度随水泥剂量的增加而增长，但用量过多容易开裂。5.工业废渣粉煤灰烧失量一般要小于20%，煤渣最大粒径不应大于30mm稳定类基层的适用范围水泥稳定类、石灰粉煤灰稳定类材料使用于各级公路的基层和底基层，但水泥或石灰、粉煤灰稳定细粒土不能用做高级路面的基层石灰稳定类材料适用于各级公路的底基层，也可用做二级及以下公路基层，但石灰稳定细粒土不能用作高级路面的基层半刚性基层在我国应用极广，占到基层用量的85%（各级公路）至95%（高速公路）以上。特点：强度高，承载力大，水稳性好，板体性强；无机结合料稳定土的材料易得，可充分利用当地的砂石材料；在多年使用中设计、施工单位积累了很多利用无机结合料稳定土修建基层施工经验。（一）铺筑试验路段高速公路、一级公路以及在特殊地区或采用新技术、新工艺新材料进行路基施工时，应采用不同的施工方案做试验路段，从中选出路基施工的最佳方案指导全线施工。试验路段的位置应选择在地质条件、断面型式均具有代表性的地段，路段长度不宜小于100m。目的：1）优化施工工艺2）检验施工设备的可靠性3）制定可行的施工组织计划4）提出质量控制措施（二）厂拌法施工工艺下承层准备与施工放样备料拌和与摊铺整型碾压养生与交通管制（1）下承层准备与施工放样下承层准备：a土基或垫层等应满足质量标准（施工规范及设计文件）。b平整、密实、无松散和“无弹簧”等不良现象。c满足高程、和横断面宽度等几何尺寸的要求。施工放样：a恢复路中线，b直线段每隔20米，曲线段每隔10-15米设一中桩，c两侧路肩边缘外0.3-0.5m的位置设指示桩，标明设计高程和松铺厚度。（2）备料备料原则：a原材料符合质量要求；b不同原材料分别堆放，不得混杂；c水泥防潮、石灰消解；d防止雨淋。（3）拌和与摊铺a拌和设备：强制式、双转轴桨叶式或跌落式拌和机等b拌和时含水量：水泥和工业废渣稳定类比最佳含水量大1%-2%；石灰稳定类比最佳含水量少1%-2%。c拌和时，稳定土拌和机应拌和2遍以上，并且要深度达到底层，运输过程应避免水分流失、离析；d水泥和水泥石灰稳定类要求尽快拌和摊铺碾压成型，工业废渣稳定类也要求24小时内完成；e高等级公路要求应用摊铺机、或专用稳定土摊铺设备。（3）拌和与摊铺（4）碾压碾压设备:12t以上振动压路机，三轮压路机或轮胎式压路机碾压原则：先轻后重，先慢后快，先边后中，重叠区域1/2，且必须超过两段的接缝处。一般碾压6-8遍，并使表面无明显轮迹。压实标准：应符合设计、规范规定的压实度要求（5）养生与交通管制保湿养生，养生周期不少于7d用湿砂7~10cm厚或草帘加洒水进行覆盖养生，水泥稳定类基层采用沥青乳液进行养生，石灰稳定土洒水养生，不可过湿或忽干忽湿。水泥稳定类碾压完成后立即开始养生，石灰或工业废渣类碾压完成3d内开始养生进行交通管制，限制重型车辆经过注：封层：石灰稳定类材料用于沥青路面的基层时，除层铺法表面处治外，应在基层上做下封层。隔水垫层：过湿路段和冰冻地区的潮湿（三）路拌法施工准备下承层施工测量备料整平与碾压成型初期养护拌和摊铺注意事项a在准备完毕的底基层上备料b备料数量根据配合比、几何尺寸、所需干密度、宽度和厚度等综合计算；c充分拌和，严禁在拌和底层出现留有“素土”或夹层（四）施工中应注意的几个问题1施工季节应在春末、夏季、秋初这些气温较高的季节组织施工，施工期的最低气温应在5℃以上，在有冰冻地区，应于第一次重冰冻（-5℃~-3℃）到来之前半个月到一个月完成。保证在冻前有一定的成型期：水泥：15~30天石灰、二灰：30~45天在雨季施工时，勿遭雨淋，并采取措施排除表面水，勿使运到路上的集料过分潮湿。2底基层准备检查底基层（压实度，平整度，高程，横坡度，平面尺寸，表面松散，弹簧等要处理）底基层是稳定细粒土时，铺筑上层前应先拉毛下层。3材料的储存水泥注意防潮，路拌法宜选用袋装水泥、厂拌法宜选用散装水泥。生石灰覆盖封存，使用前7~10d应充分消解，保湿防尘，不可过湿成团。粉煤灰含有足够的水分防止扬尘，堆料保持湿润或者覆盖。在潮湿多雨或者其他地区的雨季施工时，应保护集料，且及时调整施工拌和加水量。4施工作业注意要点水泥稳定类基层水泥剂量不宜超过6%；应综合考虑水泥的终凝时间、延迟时间（从拌和到碾压的时间）对施工质量的影响、施工机械的效率及气候条件等因素，必要时添加缓凝剂，并尽可能减少接缝；水泥稳定类混合料必须采用流水作业法，尽可能缩短拌和到碾压终了的延迟时间。路拌法施工不应超过3~4h，并应短于水泥的终凝时间；采用集中厂拌法施工时，延迟时间不应超过2h。一般情况下，每一流水作业段长以200m为宜。5接茬与“掉头”处理石灰、二灰稳定类基层施工中，两工作段的衔接处应搭接拌和。即前一段拌和后，留5-8m，不进行碾压；后一段施工时，将前段留下未压部分，一起再进行拌和；对于水泥稳定类基层，当天两工作段的衔接处理方法同前，但应对前一段未压部分要再加水泥，重新拌和。当天最后一段基层施工完后，将已压成段末端切成垂直断面，在第二天摊铺时，应在前一天余留未碾段内添加部分水泥，并与下段一起拌和；施工机械不应在已碾压成型的稳定类基层上“掉头”、制动或突然启动，必须采取这些操作时，应采取措施保护基层。6基层缩裂防治措施（一）满足强度的情况下，限制结合料用量（二）提高混合料中粒料的含量（三）严格控制压实标准；（四）严格控制压实含水量（不宜过高）（五）注意初期潮湿养生，尽量在高温季节施工（六）及时铺筑上层覆盖（七）设置隔离层或格栅粒料类基层施工一粒料类基层的分类及适用范围二原材料质量要求三施工方法混合料的三种物理状态abc土-碎（砾）石混合料的三种物理状态a)不含或含很少细料b）含有适当的细料c）含大量细料一、粒料类基层材料的分类及适用范围级配碎石适用于各级公路的基层和底基层。级配砾石、级配碎砾石可用做二级及以下公路基层，也可用于各级的底基层。填隙碎石适用于各级公路的底基层和三四级公路基层。二、原材料的质量要求编号碎石名称粒径范围（mm）用途123粗碎石中碎石细碎石75~5050~3535~25骨料45石渣石屑25~1515~5嵌缝料6米石0~5封面料二、原材料的质量要求1、级配碎、砾石基层压碎值：高等级公路‹26%，一般公路‹30%（级配碎石）高等级公路‹30%，一般公路‹35%（级配碎、砾石）最大粒径：用于基层时，碎、砾石的最大粒径不应超过30mm用作底基层时，碎砾石的最大粒径不应超过40mm针片状颗粒含量：‹20%（含量增大，空隙率就会增大）二、原材料的质量要求2、填隙碎石基层压碎值：基层‹26%，底基层‹30%。最大粒径：用于基层时，碎、砾石的最大粒径不应超过60mm（圆孔筛）；用于底基层时，碎砾石的最大粒径不应超过80mm针片状颗粒含量：‹15%三、施工方法1、级配碎石基层施工集中厂拌法施工工序（适用于高速、一级公路的优质级配碎石）准备下承层施工放样现场机械摊铺（松铺系数1.25~1.35)石料运输厂拌级配碎石混合料振动碾压成型路拌法施工工艺流程（适用于二级以下公路的普通级配碎石）碾压拌和和补充洒水拌和并补充洒水整型运到现场摊铺运输和撒布石屑洒水使碎石湿润未筛分碎石和石屑在碎石场加水湿拌准备下承层施工放样运输和摊铺未筛分碎石2.填隙碎石施工工艺流程图振动碾压局部补撒石屑及扫匀振动压实填满空隙