2015-11-20 公路基层施工技术细则培训讲义ppt

《公路路面基层施工技术细则》讲解长安大学胡力群2015年03月一、路面基层使用现状及相关规范标准二、本“细则”修订内容三、本“细则”的主要内容讲解主要内容基层路基面层路面通常有面层、基层、底基层等结构层组成。供车辆安全、平稳行驶主要起承重作用沥青路面——基层是路面的主要承重层。Asphaltpavement一、路面基层使用现状及相关规范标准水泥混凝土路面——基层为路面板提供均匀支撑。基层路基面层供车辆安全、平稳行驶主要起支撑作用基层的使用寿命对路面的使用寿命有重要影响。Concretepavement半刚性基层Semi-rigid刚性基层Rigid热拌沥青碎石基层BaseCourse贯入式沥青碎石水泥稳定类(Cementstabilizedmaterial)石灰稳定类填隙碎石级配碎石柔性基层Flexible贫混凝土石灰、粉煤灰稳定类水泥、粉煤灰稳定类振碾混凝土半刚性基层在中国应用极广，占到基层用量的85%（各级公路基层）至95%（高速公路基层）以上。图1各级公路基层类型图2高速公路基层类型水泥稳定碎石基层,75%其他类型基层,25%水泥稳定碎石基层其他类型基层其他类型基层,15%水泥稳定碎石基层,85%水泥稳定碎石基层其他类型基层InChina中国使用半刚性基层30多年。90%以上的高等级公路采用半刚性材料作为基层，沥青路面实际上是半刚性基层沥青路面，积累了大量经验。既有成功，也有失败。半刚性基层特点：•强度高、具有板体性，•强度、刚度随龄期增长，•材料易的、造价相对较低，•水稳性好。1985年——《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-85）1993年——《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-93）2000年——《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）2015年——《公路路面基层施工技术细则》（JTG/TF20-2015）2006年——《公路沥青路面设计规范》（JTJD50-2006）1994年——《公路工程无机结合料稳定土试验规程》（JTG057-94）2009年——《公路工程无机结合稳定材料试验规程》（JTGE51-2009）2015年——室内振动压实机（标准）JT/T977-20152015年——室内振动压实机（检定规程）JJG121-2015二、本“细则”修订内容原材料性能要求材料组成设计方法（推荐级配、试验方法）混合料的生产混合料的施工工艺（摊铺、压实、养生）质量控制要求（性能、压实度、均匀性）一、总则二、水泥稳定土三、石灰稳定土四、石灰工业废渣稳定土五、级配碎石六、级配砾石七、填隙碎石八、质量管理及检查验收附录A回弹弯沉值的计算和检验附录B现场随机取样位置的确定1993年“施工技术规范”8章和2个附录一、总则二、术语三、水泥稳定土四、石灰稳定土五、石灰工业废渣稳定土六、级配碎石七、级配砾石八、填隙碎石九、质量管理及检查验收附录A回弹弯沉值的计算和检验附录B现场随机取样位置的确定2000年“施工技术规范”9章、2附录、1条文说明条文说明一、总则二、术语三、原材料要求四、混合料组成设计，五、混合料生产摊铺及碾压六、养生交通管制程前处理及其它七、填隙碎石施工技术要求八、施工质量标准与控制2015年“施工技术细则”8章4附录附录A无机结合料稳定材料级配设计附录B水泥稳定级配碎石，等质量控制关键环节附录C回弹弯沉值的计算附录D质量检验的统计分析计算一、提高了基层用粗集料压碎值技术要求增加了软石含量针片状颗粒含量，粉尘含量等指标，增加了细集料技术要求。二、增加了高速公路和一级公路路面基层混合料生产时材料分档的数量要求和规格要求。三、提出了采用间断、密实型的基本构成原理，改性无机结合料稳定级配碎石或砾石等材料的级配设计方法。四、增补了水泥粉煤灰稳定材料的技术要求。本次修订的主要内容五、补充完善了级配碎石的材料设计和施工工艺要求。六、调整了无机结合料稳定材料的强度标准，增加了目标配合比和生产配合比的设计内容与要求。七、提高了基层和底基层施工压实度标准。八、提高了无机结合料稳定材料拌合设备和工艺要求。九、规范了无机结合料稳定材料的养生方式和周期，明确了层间结合处理的工艺措施及要求。十、补充了再生材料，在各级公路，路面基层种中使用的基本要求。十一、强化了基层施工质量的控制措施和指标要求。1.总则8条（一般规定）。2.术语12条（细则中涉及到的、需要有明确定义名词）。3.原材料要求将细则中涉及到的所有原材料放在一起。3.1～3.8（水泥及添加剂、石灰、粉煤灰等工业废渣、水、粗集料、细集料、材料分档与掺配等）三、本“细则”的主要内容讲解4.混合料组成设计4.1一般规定4.2强度要求4.3强度试验及计算4.4无机结合料的计算和比例4.5混合料推荐级配及技术要求4.6无机结合料稳定材料目标配合比设计技术要求4.7无机结合料稳定材料生产配合比设计技术要求4.8级配碎石配合比设计技术要求与半刚性基层有关的路面病害设计目标强度是水泥稳定碎石最基本性质2(3CaO·SiO2)+6H2O———3(CaO·2SiO2·H2O)+3Ca(OH)22(2CaO·SiO2)+4H2O———3(CaO·2SiO2·H2O)+Ca(OH)23CaO·Al2O3+6H2O———3CaO·Al2O3·6H2O4CaO·Al2O3·Fe2O3+2Ca(OH)2+10H2O———3CaO·Al2O3·6H2O+3CaO·Fe2O3·6H2O3CaSO4+3CaO·Al2O3+32H2O———3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O强度的主要来源：1）水泥水化硬化作用，2）次生“石灰”的离子交换作用和结晶碳化作用，3）压实后集料之间嵌挤作用。强度(RT)龄期强度随着龄期增长而增长。90天基本稳定抗压强范围:2-12MPa;抗折强度范围：1-2MPa.强度增长趋势强度水泥用量水泥用量增加，强度提高。水泥标号越高，强度越大。强度(RT)养生温度强度随着温度升高而增长。强度(RT)压实度强度随着温度升高而增长。强度(RT)强度与集料级配有关。级配良好的碎石级配不好的碎石砂砾疲劳强度半刚性基层材料是一应力敏感性材料：疲劳曲线较为平缓超载对半刚性基层的寿命影响要更大于沥青面层同样应力比条件下，半刚性基层比普通沥青面层具有更长的疲劳寿命。半刚性基层的长寿命半刚性基层材料沥青混合料lgNf应力比水泥稳定碎石收缩变形温度收缩（Temperatureshrinkage）干燥收缩（Dryingshrinkage）水泥稳定碎石收缩特性季节温度差异昼夜温度差异养生阶段水分蒸发水泥稳定碎石基层裂缝，会导致面层出现反射裂缝。成分收缩系数（×10-6）水泥石10～20集料花岗岩7～9玄武岩6～8石灰石6白云石7～10砂岩11～12水泥石和集料的收缩系数温度收缩温度收缩变形水泥用量水泥用量增加，温缩变形增大。水泥用量限制：6%以下温度收缩变形混合料中细集料用量细集料用量增加，温缩变形增大。温度收缩变形环境温度差异环境温差越大，温度收缩变形增大。温度收缩变形压实度压实度提高，温度收缩变形减小。干燥收缩变形混合料含水量含水量越大，干燥收缩变形增大。干燥收缩干燥收缩变形混合料中细集料用量细集料用量增加，干燥收缩变形增大。干燥收缩变形养生环境湿度养生环境湿度增加，干燥收缩变形减小。收缩变形水泥用量集料特性-粗、细集料比例压实度养生环境-温度、湿度工作环境-温度收缩系数测定1—温度补偿片2—温度补偿应变片3—屏蔽线4—接线柱5—应变仪6—测试应变片7—试件收缩系数测试接线示意1—计算机2—接口线3—接线柱4—应变仪5—屏蔽线6—环境箱7—试件8—应变片收缩系数测定系统基层发生冲刷主要原因水泥稳定碎石冲刷特性雨水进入路面内部车轮荷载反复作用基层材料细料含量多水泥混凝土路面冲刷能力不足导致接缝处面板下沉，出现断板水泥砂砾（6%）冲刷试验66水泥砂砾(6%)0102030405051015202530时间(分钟)冲刷量(克)0.3MPa10HZ0.5MPa10HZ0.7MPa10HZ水泥砂砾(6%)0102030405051015202530时间(分钟)冲刷量(克)0.3MPa10HZ0.5MPa10HZ0.7MPa10HZ冲刷量混合料中细集料用量细集料用量增加，抗冲刷能力下降。冲刷量水泥用量水泥用量增加，抗冲刷能力增强。抗冲刷性能试验应具有足够的强度和稳定性；在冰冻地区应具有一定的抗冻性；应具有较小的收缩(温缩及干缩)变形；较强的抗冲刷能力。设计要求半刚性基层强度高抗裂性好抗冲刷性能强增加粗集料含量，粉粒、粘粒少，控制水泥用量。水泥稳定碎石材料强度高抗裂性好抗冲刷性能“一多两少”•水泥稳定碎石的强度不仅靠结合料的剂量,更应要靠良好的集料级配，•在一定条件下可以做到高强又不开裂。水泥稳定类材料的压实度及七天无侧限抗压强度（JTJ014-86柔性路面设计规范）位层高速公路一级公路二级公路三级公路基层3.02.5～3.02.0～2.51.7～2.0底基层≥1.5≥1.5≥1.3≥1.0水泥稳定类材料的压实度及七天无侧限抗压强度（JTJ034-97基层施工技术规范）层位高速公路、一级公路二级、二级以下公路抗压强度(MPa)抗压强度(MPa)基层3～42～3底基层≥1.5≥1.5水泥稳定类材料的压实度及七天无侧限抗压强度（JTJ014-1997沥青路面设计规范）层位土类高速公路、一级公路二级、二级以下公路压实度(%)抗压强度(MPa)压实度(%)抗压强度(MPa)基层集料≥983～4≥972～3细粒土——≥95底基层集料≥96≥2.0≥95≥1.5细粒土≥95≥93水泥稳定类材料的压实度及七天无侧限抗压强度（JTJ034-2000基层施工技术规范）层位高速公路、一级公路二级、二级以下公路抗压强度(MPa)抗压强度(MPa)基层3～52.5～3底基层1.5～2.51.5～2.0层位稳定类型特重交通重、中交通轻交通压实度(%)抗压强度(MPa)压实度(%)抗压强度(MPa)压实度(%)抗压强度(MPa)基层集料≥983.5～4.5≥983～4≥972.5～3.5细粒土————≥96底基层集料≥97≥2.5≥97≥2.0≥96≥1.5细粒土≥96≥96≥95水泥稳定类材料的压实度及七天无侧限抗压强度（JTGD50-2006沥青路面设计规范）水泥稳定类材料的压实度及七天无侧限抗压强度（JTG/TF20-2015基层施工技术细则)水泥-标号32.5或42.5、凝结时间集料粗集料——压碎值细集料——洁净水——不含有害化学成分水泥稳定类集料级配（JTJ014-1997）层位通过下列方筛孔（mm）的质量百分率（%）37.531.519.09.504.752.360.60.075基层10088～9957～7729～4917～358～220～7底基层10093～9874～8949～6929～5218～388～220～7集料级配选择骨架密实型水泥稳定类集料级配（JTGD50-2006）层位通过下列方筛孔（mm）的质量百分率（%）31.519.09.504.752.360.60.075基层10068～8638～5822～3216～288～150～3适用于高等级公路悬浮密实型水泥稳定类集料级配（JTGD50-2006）层位通过下列方筛孔（mm）的质量百分率（%）37.531.519.09.504.752.360.60.075基层10090～10060～8029～4915～326～200～5底基层10093～10075～9050～7029～5015～356～200～5适用于一般等级公路水泥稳定类骨架密实结构水泥稳定碎石骨架孔隙结构水泥稳定碎石悬浮密实结构水泥稳定碎石水泥稳定碎石骨架孔隙结构粗集料级配范围筛孔尺寸（mm）31.526.519.016.013.29.54.75上限10091706150333下限10082564534190水泥稳定碎石骨架孔隙结构细集料级配范围筛孔尺寸（mm）9.54.752.361.180.60.30.150.075上限1001001001008