路面工程新技术实用手册

第四篇路面工程第四篇路面工程-2685-图4-1-1混合料的三种状态第一章路面基层（底基层）施工直接位于沥青面层用高质量材料铺筑的主要承重层，或直接位于水泥混凝土面板下用高质量材料铺筑的结构层称为基层。在沥青路面基层下铺筑的次要承重层或在水泥混凝土路面基层下铺筑的辅助层称为底基层。基层（或底基层）按组成材料分为碎砾石、稳定土和石灰工业废渣等三大类。本章主要就这三大类基层（或底基层）的技术要求、施工方法和质量管理进行介绍。第一节碎、砾石基层（底基层）施工一、级配碎石、砾石基层（底基层）级配碎石、砾石基层是由各种粗细集料（碎石和石屑或砾石和砂）按昀佳级配原理修筑而成（如图4-1-1）。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，能形成充实的结构。级配碎石、砾石基层的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。第一种（如图4-1-1a）），不含或含很少细料（指0．075mm以下的颗粒），依靠颗粒之间的摩阻力获得其强度和稳定性。不含或少含细料的混合料，其强度较低，但透水性好，不易冰冻。由于这种材料没有粘结性，施工时压实困难。第二种（如图4-1-1b）），含有足够的细料来填充颗粒间的空隙的混合料，它仍然能从颗粒接触中获得强度，其抗剪强度、密实度有所提高，透水性低，施工时易压实。第三种（如图4-1-1c）），含有大量细料而没有粗颗粒与粗颗粒的接触，集料仅仅是“浮”在细料之中，这类混合料施工时很易压实，但其密实度较低，易冰冻，难于透水，强度和稳定性受含水量影响很大。（一）级配碎、砾石基层（底基层）材料要求1．级配碎石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实级配要求时，称级配碎石。级配碎石可用未筛分碎石和石屑组成，缺乏石屑时，也可以添加细砂砾或粗砂，但其强度和稳定性不如添加石屑的级配碎石。也可以用颗粒组成合适的含细集料较多的砂砾与未筛分碎石配合成级配碎砾石，但其强度和稳定性不如级配碎石。级配碎石用作基层时，在高速公路和一级公路上，碎石的昀大粒径不应超过30mm（其《最新交通工程施工新技术实用手册》-2686-它公路不应超过40mm）；用作底基层时，碎石的昀大粒径不应超过50mm。粒径过大，石料易离析，也不利于机械摊铺、拌和及整平。级配碎石（或级配碎砾石）所用石料的集料压碎值应不大于25％～35％，级配碎石（或级配碎砾石）基层的颗粒组成和塑性指数应满足表4-1-1的规定。同时，级配曲线应接近圆滑，没有同一种尺寸的颗粒过多或过少的情况。如塑性指数偏大时，塑性指数与0.5mm以下细土含量的乘积应符合下列规定：在年降雨量小于600mm的中干和干旱地区，地下水位对土基没有影响时，乘积不应大于120；在潮湿多雨地区，乘积不应大于100。表4-1-1级配碎石基层的集料级配范围通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）序号4030201052.00.50.075液限（%）塑性指数110085~10060~8030~5015~3010~202~8小于28小于6或9210090~10075~9050~7030~5515~3510~204~10小于28小于6或9注：①潮湿多雨地区的基层塑性指数不大于6，其它地区的基层塑性指数不大于9；②对于无塑性的混合料，小于0.075mm的颗粒含量应接近高限，使压实后的基层透水性小。未筛分碎石指控制昀大粒径后，由碎石机轧制的未经筛分的碎石料。它的理论颗粒组成为0～D（D为昀大粒径），并具有较好的级配，可直接用作底基层。其轧制碎石的材料可以是各种类型的坚硬岩石、圆石或矿渣，但圆石的粒径应是碎石昀大粒径的3倍以上，矿渣应是已崩解稳定的，其干松密度和质量应比较均刀，干松密度不小于960g／m3。碎石中的扁平、长条颗粒的总量应不超过20％，且碎石中不应有粘土块、植物等有害物质。未筛分碎石用作底基层时，其颗粒组成和塑性指数应符合表4-1-2的规定。表4-1-2未筛分碎石底基层级配范围通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）序号5040302010520.50.075液限（%）塑性指数110085～10035～6542～6720～4010～278～205～180～15小于28小于6或92_10080～10056～8730～6018～4610～335～200～15小于28小于6或9注：①在潮湿多雨地区，塑性指数不大于6，其他地区不大于9。石屑或其它细集料是指碎石场的细筛余料，也可以利用轧制沥青表面处治和贯人式用石料时的细筛余料，或专门轧制的细碎石集料。其颗粒组成常为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。天然砂砾或粗砂应第四篇路面工程-2687-有较好的级配。2．级配砾石粗细砾石集料和砂各占一定比例的混合料，当其颗粒组成符合密实级配要求时，称级配砾石。天然砂砾是常用的一种级配砾石。当天然砂砾符合规定的级配要求，且塑性指数在6（9）以下时，可以直接用作基层。级配不符合要求的天然砂砾，需要筛除超尺寸颗粒或掺加另一种砂砾或砂，使其符合级配要求。当砂砾中砂或土含量偏大时，可以用筛除一部分砂或土的办法，使其符合级配要求。塑性指数偏大的砂砾，有时可用无塑性的砂或石屑进行掺配，使其塑性指数降低到符合要求，或塑性指数与细土（小于0.5mm的颗粒）的乘积符合要求。如在天然砂砾中掺加部分碎石或轧碎砾石，可以提高混合料的强度和稳定性（天然砂砾掺加部分未筛分碎石组成的混合料称级配碎砾石，其强度和稳定性介于级配碎石和级配砾石之间）。级配砾石用做基层时，砾石的昀大粒径不应超过40mm；石料的集料压碎值应不大于30％～35％。用作底基层时，砾石的昀大粒径不应超过50mm，且要求砾石颗粒中细长及扁平颗粒含量不应超过20％。形状不合格的颗粒含量过多时，应掺人部分符合规格的石料，使其颗粒组成和塑性指数满足表4-1-3的规定。同时，级配曲线应接近圆滑，没有同一种尺寸的颗粒过多或过少的情况。当塑性指数偏大时，塑性指数与0.5mm以下细土含量的乘积应符合下列要求：①在年降雨量小于600mm的干旱地区，地下水位对土基没有影n向时，乘积不应大于120；②在潮湿多雨地区，乘积不应大于100。当级配砾石试件的干压实密度（在昀佳含水量下制件）与工地规定达到的干压实密度相同时，侵水4d的承载比值应不少于100％。表4-1-3级配砾石基层的集料级配范围通过下列筛孔（mm）的质量百他率（%）序号5040302010520.50.075液限（%）塑性指数1100～_65～8545～7030～5515～3510～204～10小于28小于6或92_10090～10075～9050～7030～5515～3510～204～10小于28小于6或93_10085～10060～8030～50151～3010～202～8小于28小于6或9注：①潮湿多雨地区的基层塑性指数不大于6，其它地区的基层塑性指数不大于9；②对于无塑性的混合料，小于0.075mm的颗粒含量应接近高限，使压实后的基层透水性小。用做底基层的砂砾、砂砾土或其它粒状材料，也应有好的级配，并符合表4-1-4的要求。当底基层集料在昀佳含水量下制件，集料的干压实密度与工地规定达到的干压实密度相同时，浸水4d的承载比值应不小于40％（轻交通道路）～60％（中等交通道路）。《最新交通工程施工新技术实用手册》-2688-表4-1-4砂砾底基层的集料级配范围通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）50401050.50.075液限（%）塑性指数10080～10040～10025～858～450～15小于28小于9（二）级配碎、砾石基层（底基层）施工1．路拌法施工级配碎、砾石基层（底基层）施工工艺流程如图4-1-2所示。1）准备工作（1）准备下承层①基层的下承层是底基层及其以下部分，底基层的下承层可能是土基也可能还包括垫层。下承层表面应平整、坚实、具有规定的路拱，没有任何松散的材料和软弱地点。②下承层的平整度和压实度应符合规范的规定。③土基不论路堤或路堑，必须用12～15t三轮压路机或等效的碾压机械进行碾压检验（压3～4遍）。在碾压过程中，如发现土过干、表层松散，应适当洒水；如土过湿、发生“弹簧”现象，应采取挖开晾晒、换土、掺石灰或粒料等措施进行处理。④对于底基层，根据压实度检查（或碾压检验）和弯沉测定的结果，凡不符合设计要求的路段，必须根据具体情况，分别采用补充碾压、加厚底基层、换填好的材料、挖开晾晒等措施，使达到标准。⑤底基层上的低洼和坑洞，应仔细填补及压实。底基层上的搓板和辙槽，应刮除；松散处应耙松、洒水并重新碾压。⑥逐一断面检查下承层标高是否符合设计要求。下承层标高的误差应符合规范要求。⑦新完成的底基层或土基，必须按规范规定进行验收。凡验收不合格的路段，必须采取措施，达到标准后，方能在上铺筑基层或底基层。⑧在槽式断面的路段，两侧路肩上每隔一定距离（如5～10m）应交错开挖泄水沟。（2）测量①在下承层上恢复中线。直线段每15～20m设一桩，平曲线段每10～15m设一桩，并在两侧路面边缘外0.3～0.5m设指示桩。②进行水平测量。在两侧指示桩上用红漆标出基层或底基层边缘的设计高。图4-1-2级配碎石、砾石基层(底基层)施工流程a-级配碎石；b-级配砾石第四篇路面工程-2689-（3）材料用量①计算材料用量，根据各路段基层或底基层的宽度、厚度及预定的干压实密度，计算各段需要的干集料数量。对于级配碎石，分别计算未筛分碎石和石屑（细砂砾或粗砂）的数量，根据料场未筛分碎石和石屑的含水量以及所用运料车辆的吨位，计算每车料的堆放距离。②在料场洒水加湿未筛分碎石，使其含水量较昀佳含水量大1％左右，以减少运输过程中的集料离析现象（未筛分碎石的昀佳含水量约为4％）。③未筛分碎石和石屑可按预定比例在料场混和，同时洒水加湿，使混合料的含水量超过昀佳含水量约1％，以减轻施工现场的拌和工作量以及运输过程中的离析现象（级配碎石的昀佳含水量约为5％）。（4）机具①翻斗车、汽车或其它运输车辆及平地机等摊铺、拌和机械。②洒水车，洒水或利用就近水源洒水。③压实机械，如轮胎压路机、钢筒轮式压路机、振动压路机等。④其他夯实机具，适宜小范围处理路槽翻浆等。2）运输和摊铺集料（1）运输①集料装车时，应控制每车料的数量基本相等。②在同一料场供料的路段，由远到近将料按要求的间距卸置于下承层上。卸料间距应严格掌握，避免料不够或过多，并且要求料堆每隔一定距离留一缺口，以便施工。当采用两种集料时，应先将主要集料运到路上，待主要集料摊铺后，再将另一种集料运到路上。如粗细两种集料的昀大粒径相差较多，应在粗集料处于潮湿状态时，再摊铺细集料。③集料在下承层上的堆置时间不宜过长。运送集料较摊铺集料工序只宜提前1～2d。（2）摊铺①摊铺前要事先通过试验确定集料的松铺系数（或压实系数，它是混合料的干松密度与干压实密度的比值）。人工摊铺混合料时，其松铺系数约为1.40～1.50；平地机摊铺混合料时，其松铺系数约为1.25～1.35。②用平地机或其他合适的机具将集料均刀地摊铺在预定的宽度上，过宽的路（大于22m）适合分条进行摊铺，要求表面应平整，并具有规定的路拱。同时摊铺路肩用料。③检验松铺材料的厚度，看其是否符合预计要求。必要时应进行减料或补料工作。④级配碎石、砾石基层设计厚度一般为8～16cm，当厚度大于16cm时，应分层铺筑，下层厚度为总厚度的0.6倍，上层为总厚度的0.4倍。3）拌和及整形应采用稳定土拌和机拌和级配碎、砾石。在无稳定土拌和机的情况下，也可采用平地机或多铧犁与缺口圆盘耙相配合进行拌和。（1）用稳定土拌和机拌和。用稳定土拌和机拌和2遍以上。拌和深度应直到级配碎、砾石层底。在进行昀后一遍拌和之前，必要时先用多铧犁紧贴底面翻拌一遍。（2）用平地机拌和。用平地机将铺好的集料翻拌均刀。平地机的作业长度一般为300～《最新交通工程施工新技术实用手册》-2690-500m，拌和遍数一般为5～6遍，拌和时平地机儀片的安装角度与位置如表4-1-5所示。表4-1-5平地机拌和级配碎、砾石基层时的刀片