第4讲(2) 半刚性基层(底基层)施工技术与质量控制

第4讲半刚性基层施工技术与质量控制（一）2本讲主要内容基层或底基层材料类型几个基本概念半刚性材料分类几种工程常用的半刚性材料3一、基层或底基层材料类型柔性基层如级配碎石，级配砾石、填隙碎石、大碎石沥青混合料刚性基层如贫混凝土半刚性基层如石灰土，水泥稳定碎石，二灰碎石、碎石灰土等4二、几个基本概念细粒土Dmax9.5mm,且d2.36mm的颗粒含量≥90%。如粘性土、粉性土、砂性土、砂和石屑等。中粒土Dmax26.5mm,且d19mm的颗粒含量≥90%。如砂砾土、碎石土、级配砂砾、级配碎石等。粗粒土Dmax37.5mm,且d31.5mm的颗粒含量≥90%。如砂砾石、碎石土、级配砂砾、级配碎石等。5二、几个基本概念（续1）石灰稳定土在经过粉碎的或原来分散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入足量的石灰和水，经拌和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定的要求时，称为石灰稳定土。•用石灰稳定细粒土得到的强度符合要求的混合料，称为石灰土。•用石灰稳定中粒土、粗粒土得到的强度符合要求的混合料，视所用的原材料而定，原材料为天然砂砾土或级配砂砾时，称为石灰砂砾土；原材料为碎石土或级配碎石时，称为石灰碎石土。6二、几个基本概念（续2）水泥稳定土在经过粉碎的或原来分散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入足量的水泥和水，经拌和得到的混合料在压实和养生后，当抗压强度符合规定的要求时，称为水泥稳定土。•用水泥稳定细粒土得到的强度符合要求的混合料，视所用的土类而定，可简称为水泥土、水泥砂或水泥石屑等。•用水泥稳定中粒土、粗粒土得到的强度符合要求的混合料，视所用的土类而定，可简称为水泥碎石、水泥砂砾等。综合稳定土同时用水泥和石灰稳定某种土得到的强度符合要求的混合料。7二、几个基本概念（续3）石灰工业废渣稳定土一定数量的石灰和粉煤灰或石灰和废渣与其他集料相配合，加入适量的水（通常为最佳含水量），经拌和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定的要求时，称为石灰工业废渣稳定土（简称为石灰工业废渣）。•一定数量的石灰和粉煤灰，加入适量的水（通常为最佳含水量），经拌和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定的要求时，称为二灰。8二、几个基本概念（续4）•一定数量的石灰、粉煤灰和土（注意：此处并未强调是细粒土，但新的沥青路面设计规范意指细粒土），加入适量的水（通常为最佳含水量），经拌和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定的要求时，称为二灰土。•用石灰和粉煤灰稳定级配碎石或级配砾石得到的混合料，当其抗压强度符合要求时，分别称为石灰、粉煤灰级配碎石和石灰、粉煤灰级配砾石。或分别简称为二灰级配碎石、二灰级配砂砾。9二、几个基本概念（续5）含水率的概念含水率（%）=100×水的质量/材料干质量石灰剂量的概念石灰剂量（%）=100×干石灰质量/干土质量10三、半刚性材料分类与适用范围—依据新的《沥青路面设计规范》分类骨架密实型：高速公路或一级公路的基层或上基层骨架空隙型：需要考虑路面内部排水时悬浮密实型：二级及二级以下公路的基层和各级公路的底基层均匀密实型：高速公路或一级公路的底基层、二级及二级以下公路的基层11四、几种工程常用的半刚性材料（一）石灰土•影响石灰土强度的因素①土质；②灰质和石灰剂量；③养生条件；④龄期•石灰土混合料组成设计（1）考核指标—主要以无侧限抗压强度（而不是回弹模量）为准（2）设计任务—选择适宜的土、石灰，确定合理配比（3）设计准备—土、石灰的试验12四、几种工程常用的半刚性材料（一）石灰土（续1）（4）组成设计步骤①制备同一种土样、不同石灰剂量的石灰土混合料结构层土类石灰剂量基层砂砾土和碎石土3，4，5，6，7塑性指数小于12的粘性土10，12，13，14，16塑性指数大于12的粘性土5，7，9，11，13底基层塑性指数小于12的粘性土8，10，11，12，14塑性指数大于12的粘性土5，7，8，9，1113四、几种工程常用的半刚性材料（一）石灰土（续2）（4）组成设计步骤②确定混合料的最大干密度和最佳含水量（须清楚含水量、石灰剂量的含义）③按工地预定达到的压实度制件稳定土类型下列偏差系数时的最小制件数量小于10％10％~15％小于20％细粒土6－－中粒土69－粗粒土－913%)1(0maxVKm145cm×5cm圆柱体试件15四、几种工程常用的半刚性材料（一）石灰土（续3）④养生—7天龄期⑤进行强度试验。根据强度标准，判定强度是否合格，选定合适的石灰剂量公路等级层位高速、一级公路其它公路基层－≥0.8底基层≥0.80.5~0.7vdCZRR116四、几种工程常用的半刚性材料（一）石灰土（续4）•石灰土的施工——路拌法、厂拌法—铺筑试验段，正式施工。工艺流程如下：17石灰土施工18石灰土基层和底基层实测项目19实测项目以外的检测指标•石灰剂量的检测•水泥稳定土的水泥剂量检测20（二）二灰土♥组成设计的几个关键问题（1）石灰、粉煤灰之间的比例确定（2）石灰粉煤灰与土之间的比例确定♥规范的规定21（二）二灰土（续1）♥正交试验设计成果（回归方程）22（二）二灰土（续2）♥正交试验设计成果(曲线图)23（三）水泥稳定碎石和石灰粉煤灰稳定碎石主要内容结构类型与集料级配范围组成设计241、结构类型与集料级配范围---半刚性材料悬浮密实型底基层集料级配范围01020304050607080901000123450.0750.61.182.364.759.51931.537.5悬浮密实型水泥稳定类底基层集料级配范围悬浮密实型石灰粉煤灰稳定砂粒底基层集料级配范围悬浮密实型石灰粉煤灰稳定碎石底基层集料级配范围251、结构类型与集料级配范围（续）---水泥稳定类半刚性材料基层集料级配范围0102030405060708090100012340.0750.62.364.759.51931.5悬浮密实型水泥稳定类基层集料级配范围骨架密实型水泥稳定类基层集料级配范围AC-25级配范围262、组成设计强度标准（水泥稳定类材料）水泥稳定类材料的压实度及7d无侧限抗压强度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≥97≥1.5细粒土≥96≥96≥95272、组成设计（续1）强度标准（石灰粉煤灰稳定类材料）石灰粉煤灰稳定类材料的压实度及7d无侧限抗压强度层位稳定类型特重、重、中交通轻交通压实度（%）抗压强度（MPa）压实度（%）抗压强度（MPa）基层集料≥98≥0.8≥97≥0.6细粒土————≥96底基层集料≥97≥0.6≥97≥0.5细粒土≥96≥95282、组成设计（续2）无机结合料的剂量问题（1）对于水泥稳定碎石，水泥剂量在3%～6%之间。（2）二灰稳定级配碎石，石灰与粉煤灰的比例可采用1：2～1：4，石灰粉煤灰与集料的比例应是20：80～15：85。29试件尺寸圆柱体试件：直径150mm，高150mm。梁式试件（间接抗拉强度）：长400mm，宽100mm，高100mm成型方法（1）不再推荐重型击实法：（1）.与重型击实法相比，振动压实可减少水泥用量；（2）.振动法成型与现场压实工艺更为接近。（2）振动成型：四种混合料类型均宜采用（3）静压成型：缺乏实验条件时悬浮密实、均匀密实型混合料可采用。2、组成设计（续3）302、组成设计（续4）振动压实成型机（ZY-4型振动压实机，右侧图片）312、组成设计（续5）振实条件（1）振动压实：振力6800～6900N，振动频率：28～30Hz。（2）静压：1900NZY-4型振动压实机主要技术指标：1.振动频率：0～50Hz（可调）2.振动力：0～1000Kg（可调）3.静压力：0～1500Kg（可调）4.振动时间：0～10分钟（可调）32结构类型选择与集料级配设计•粗细集料分界尺寸4.75mm•结构类型的形成粗集料经压实后，粗颗粒之间的体积与压实后起填充作用的细料体积之间的大小关系决定。•悬浮密实混合料：细料的压实体积＞粗集料形成的空隙体积•骨架密实混合料：细料的压实体积≈粗集料形成的空隙体积•骨架空隙型混合料：细料的压实体积＜粗集料形成的空隙体积33•骨架密实型混合料设计应先将粗集料划分成2～3档，通过表面振动压实的方法逐级填充，并计算振实密度和空隙率，直到找到振实密度最大的粗集料组成。在此基础上，用体积法计算确定细集料和结合料的压实体积和重量，从而确定细集料的组成和结合料的比例。•骨架空隙型混合料设计•悬浮密实型混合料设计34最大干密度与最佳含水量确定•按照“压实标准试验”确定两个参数——应用振动压实法注意事项•严格按四分法装料，防止离析。•对于水泥稳定类，及时压实，在1h内完成。•对于圆柱体试件，不要立即脱模，放置数小时后脱模；对于梁式试件，压实后放置在钢板垫上24h后再移动。35水泥稳定碎石配合比设计举例36讨论•“体积设计法”•骨架密实结构的检验（1）如何检验；（2）密实的程度•骨架空隙结构的空隙率（1）是否应该提出空隙率的要求；（2）反映“空隙程度”的指标