路面基层和垫层

,第十章 路面的基层和垫层,第一节 基层和垫层的分类和特点 第二节 柔性基层施工 第三节 半刚性基层、底基层施工 第四节 刚性基层施工 第五节 路面基层施工质量控制,第一节 基层和垫层的分类和特点,一.路面基层、底基层的分类及特点,1.基层分类,（1）按材料力学行为分：半刚性类、柔性类、刚性类； （2）按材料组成分：结合料稳定类（包括稳定集料类、稳定细粒土类）和无粘结料类。有结合料类可分为有机结合料稳定类、无机结合料稳定类； （3）按其组成结构分：骨架密实结构类、骨架空隙结构类、悬浮密实结构类、均匀密实结构类。,2.基层特定,（1）碎石类基层属于柔性基层，按强度构成可分为嵌锁型与级配型。 （2）无机结合料稳定集料或稳定土类基（底基）层称为半刚性基层。 （3）用各种沥青稳定集料的基层及不加任何结合料的各种粒料基层则统称为柔性基层。 （4）基层、底基层材料的组成结构状态与物理、力学特性密切相关。,第一节 基层和垫层的分类和特点,二.路面垫层的分类及特点,1.垫层的设置条件,2. 垫层分类,（1）地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿、过湿状态的路段。 （2）排水不良的土质路堑，有裂隙水、泉眼等水文不良的岩石挖方路段。 （3）季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段，可能产生冻胀需设防冻垫层的路段。 （4）基层或底基层可能受污染以及路基软弱的路段。,垫层根据选用的材料不同，分为透水性垫层和稳定性垫层。根据其设置目的和作用不同，又可分为稳定层、隔离层、防冻层、防污层、整平层和辅助层。 目前，路面工程中，常用的垫层有石灰土或煤渣石灰土、砂砾垫层、隔离层（透水性或不透水性）等形式。,3垫层的特点及有关要求,第一节 基层和垫层的分类和特点,（1）石灰土或煤渣石灰土垫层成型后，强度高，板底性强，有良好的水稳定和冻稳性。煤渣石灰土具有较强的保温性能，可以减少翻浆和冻胀的危害。 （2）砂或砂砾垫层具有较大的孔隙，能切断毛细水的上升，冻融时又能蓄水、排水，可减少路面的冻胀和沉陷。 （3）隔离层一般设置在土基顶面以下0.50.8m处 。 （4）垫层材料可选用粗砂、砂砾、碎石、煤渣等材料以及水泥或石灰粉煤灰稳定粗粒土等。 （5）采用碎石和砂砾垫层时，应根据最大粒径确定结构层厚度（h），一般最大粒径应在1/32/3h之间。垫层颗粒组成应符合设计规范要求。 （6）高速公路、一二级公路的排水垫层应铺至路基同宽，以利路面结构排水，保持路基稳定。三、四级公路的垫层宽度可比底基层每侧至少宽25cm。,第二节 柔性基层施工,一.级配碎石基层施工,级配碎石是指粗、中、小集料与石屑各占一定比例的混合料。当其颗粒组成符合规定的密实级配要求时，称为级配碎石。,1.材料要求,（1）各种类型的岩石（软质岩石除外）、圆石或矿渣均可作为轧制碎石的材料。 （2）石屑或其他细集料可以使用一般碎石场的细筛余料，也可以利用轧制沥青表面处治和贯入式用石料时的细筛余料，或专门轧制的细碎石集料。 （3）压碎值要求见下表,第二节 柔性基层施工,（4）颗粒组成范围,级配碎石或级配碎砾石的颗粒组成范围,第二节 柔性基层施工,未筛分碎石底基层颗粒组成范围,第二节 柔性基层施工,2.施工程序与施工技术要点,准备下承层,施工放样,备料,运输和摊铺集料,拌和及整形,横缝纵缝的处理,碾压,第二节 柔性基层施工,二.级配砾石基层施工,级配砾石是指粗、中、小砾石各占一定比例的混合料，当其组成符合规定的密级配要求且塑性指数和承载比均符合规定要求时，称为级配砾石。,1.材料要求,级配砾石基层的颗粒组成范围,第二节 柔性基层施工,砂砾底基层的级配范围,用级配砾石做基层时，石料的集料压碎值应满足下列规定： 基层： 二级公路 不大于30% 三级和四级公路 不大于35% 底基层： 高速公路和一级公路 不大于30% 二级公路 不大于35% 二级以下公路 不大于40%,第二节 柔性基层施工,2.主要程序实施技术要点,准备下承层,施工放样,计算材料用量,运输和摊铺集料,拌和及整形,接缝的处理,碾压,第二节 柔性基层施工,三.沥青碎石基层施工,1.集料级配,2.原材料技术要求,道路石油沥青技术要求,第二节 柔性基层施工,2.集料,基层集料筛分要求,基层粗集料质量技术要求及检测频率,第二节 柔性基层施工,基层细集料（2.36mm）质量技术要求及检测频率,第二节 柔性基层施工,3.填料,第二节 柔性基层施工,3.施工机械与质量检测仪器,必须配备齐全施工机械和配件，做好开工前的保养、调试和试机，并保证在施工期间一般不发生有碍施工进度和质量的故障。宜采用机械化连续摊铺作业。 必须配备性能良好、精度符合规定的质量检测仪器，并配备足够的易损部件。,4.下承层的准备,沥青碎石基层施工之前，下承层必须洁净，对局部松散、损坏的下承层要在沥青碎石基层铺筑前采取措施处理。,第二节 柔性基层施工,5. 配合比设计,（1）目标配合比设计,沥青碎石配合比设计采用马歇尔方法，马歇尔击实采用双面各击75次，目标配合比设计时，根据原材料筛分结果来计算级配，以0.5%油石比为间隔分别成型试件，并测定相应的马氏指标确定最佳油石比。,第二节 柔性基层施工,（2）生产配合比设计,（1） 确定各热料仓矿料和矿粉的用量。 （2） 确定最佳油石比。 （3） 残留稳定度检验。,（3）试拌阶段,（4）试件成型温度,（5）混合料最大理论密度,用生产配合比进行试拌，沥青碎石混合料的技术指标合格后铺筑试铺段。取试拌用的沥青混合料进行马歇尔试验检验和沥青含量、筛分试验检验，由此确定正常生产用的标准配合比。,应由沥青等粘温曲线确定,采用实测法，并以计算法复核，当两者差值小于0.005时取实测值作为标准值，当差值超过规定时，应查找原因，论证后取值。,第二节 柔性基层施工,6. 试铺,正式施工前，需先做试铺路段。施工单位通过合格的沥青混合料组成设计、生产配合比设计、试拌后，拟定试铺路段铺筑方案，采用调试使用正常的施工机械，铺筑试铺路段。试铺路段长度不少于200m。 试铺路段施工分为试拌和试铺两个阶段，分别确定相应内容。,7. 施工,（1）把好原材料质量关,（2）沥青混合料的拌制,（3）沥青混合料的运输,（4）沥青碎石混合料的摊铺,第二节 柔性基层施工,（5）沥青混合料的压实成型,（6）施工接缝的处理,（7）施工阶段的质量管理,沥青混合料的施工温度（）,第二节 柔性基层施工,压路机碾压速度（km/h）,沥青碎石基层施工阶段的质量检查标准,第二节 柔性基层施工,第三节 半刚性基层、底基层施工,一.准备工作,1.施工准备,要求路面施工单位配备足够的拌和、运输、摊铺、压实等施工设备和配件，开工前做好保养、试机工作，尽量避免在施工期间发生有碍施工进度和质量的故障。,水泥稳定碎石和二灰碎石基层、底基层施工的主要机械设备,拌和机,摊铺机,压路机,自卸汽车、装载机、洒水车,水泥钢制罐仓,2.检测仪器,开工前要求加强对拌和楼、检测仪器等设备的标定工作。 施工过程中应加强对拌和楼、检测仪器等设备的检修、维护，以便能及时发现设备出现的问题。,3.原材料的储备,承包人进场后，应抓紧进行集料料源情况的调查工作，集料必须符合规范及设计的级配要求。 与水泥（石灰、粉煤灰）供应商签订供货合同，对双方的责任和义务、供应时间、供应数量等事项进行明确。 材料应按标化工地建设要求堆放。,第三节 半刚性基层、底基层施工,二.混合料组成设计,1.材料要求,水泥,碎石,水泥稳定碎石用水泥质量要求,基层、底基层碎石质量要求,第三节 半刚性基层、底基层施工,水,消石灰,粉煤灰,凡饮用水皆可使用，遇到可疑水源，应委托有关部门化验鉴定。,消石灰的质量应符合级及以上消石灰的技术要求，施工前应对消石灰进行过筛处理。,粉煤灰中SiO2、Al2O3和Fe2O3总含量应大于70，烧失量不应超过20，比表面积宜大于2500cm2g,2.混合料组成设计,水泥稳定碎石技术要求,第三节 半刚性基层、底基层施工,第三节 半刚性基层、底基层施工,水泥稳定碎石基层级配范围要求,水泥稳定碎石底基层级配范围要求,第三节 半刚性基层、底基层施工,配合比设计注意事项： 为减少基层裂缝，应做到三个限制：在满足设计强度的基础上限制水泥用量；在合成级配满足要求的同时限制细料、粉料用量(合成级配中小于0.075mm颗粒含量宜不大于3)；根据施工时气候条件限制含水量。 在规定的水泥剂量范围内,强度如达不到设计要求,应采取调整级配和更换料源等措施,不得单纯采用提高水泥剂量的方式。设计水泥剂量如超出规定范围，必须报建设单位审批，并报备厅路面督查组。 生产配合比调试时,应根据施工时的气候条件,通过试验确定混合料拌制用水量。,第三节 半刚性基层、底基层施工,试验段应选择在经验收合格的路基（底基层）上进行，其长度为300m600m左右，拌和楼拌和，两台摊铺机梯队摊铺，一次碾压密实。,试验路段要明确以下主要内容：,验证用于施工的混合料配合比 确定铺筑的松铺厚度和松铺系数 确定标准施工方法 确定每一碾压作业段的合适长度 严密组织拌和、运输、碾压等工艺流程，缩短拌和到碾压完成时间 质量检验内容、检验频率及检验方法 试铺路面质量检验结果,三.试验路段施工,第三节 半刚性基层、底基层施工,四.施工流程及质量控制要点,一般要求 混合料的拌和 混合料的运输 混合料的摊铺 混合料的碾压 横缝设置,五.养生及交通管制,第四节 刚性基层施工,一.材料要求,水泥 粉煤灰 粗、细集料,二.施工用贫混凝土的配合比,第四节 刚性基层施工,三.施工工艺流程,施工准备,搅拌与运输,摊铺,振捣,安装拉杆,切缝,三辊轴整平,养生,拆模,四.施工中应注意的问题,气温影响,振捣速度,隔离措施,第五节 路面基层施工质量控制,一.原材料与混合料的质量控制,底基层和基层原材料的实验项目,第五节 路面基层施工质量控制,底基层和基层混合料的试验项目,二.试验路铺筑,为了一个标准的施工方法作指导，在正式施工前应铺筑一定长度的试验路，以便考查混合料的配合比是否适宜，确定混合料的松铺系数、标准施工方法及作业段的长度等，并根据铺筑试验路段的实际过程优化基层的施工组织设计。,第五节 路面基层施工质量控制,四.检查验收,基层（底基层）施工质量控制是在施工过程中对混合料的含水量、集料级配、结合料剂量、混合料抗压强度、拌和均匀性、压实度、表面回弹弯沉值等项目进行检查,第五节 路面基层施工质量控制,三.施工过程中质量控制和外形管理,竣工外形检查的数量和合格标准,第五节 路面基层施工质量控制,施工质量检查的内容和合格标准,第五节 路面基层施工质量控制,检查验收的另一项重要工作是对有关数据进行处理。检查基层外形后，应分别计算宽度、厚度等项目测试数据的平均值 和标准差s，再计算平均值的下信界限.,式中: t分布表中随自由度和保证率（或置信度）而变的系数; n 检查样本数; 不应小于基层的设计厚度或宽度。,在检查施工质量时，测量弯沉值后，考虑一定保证率的测量值上波动界限不应大于计算得到的弯沉值。,式中： 测量值的上波动界限（即代表弯沉值）； l 测量弯沉值的平均值； s 测得弯沉值的标准差； 与要求保证率有关的系数,