第四章 路面工程基础知识

2020/5/251道路工程第四章路面工程基础知识2020/5/252第一节中、低级路面与基层、垫层2020/5/2531、面层材料水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎（砾）石混合料、砂砾或碎石掺土或不掺土的混合料以及块料等2、基层材料各种结合料稳定土或稳定碎（砾）石、贫水泥混凝土、天然砂砾、碎砾石、片石、块石、工业废渣和土、砂、石所组成的混合料。3、垫层材料松散粒料，如砂、砾石等；稳定类垫层，如水泥（石灰）稳定土。2020/5/254•粒料：除了加水拌合外不加任何结合料稳定的集料，可分为级配型和嵌锁型。•级配型：级配碎石级配碎砾石未筛分的碎石和级配砾石•嵌锁型：干结碎石水结碎石2020/5/255•无机结合料稳定材料：•在粉碎的或原状松散的土中掺人一定量的无机结合料（包括水泥、石灰、沥青或工业废渣等）和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的材料。2020/5/256一、块石优点：坚固耐用、清洁少尘、维修方便缺点：施工需人工难于实现机动化，自重大适用路段：山区急转陡坡路段、铁路与公路平角道口及有地下管线的城市道路。2020/5/2571、块石路面整齐、半整齐、不整齐石块强度应为一级或二级2、块石基层强度高水稳定性好，但整体性差易出现局部破坏铺筑在砂或沙砾垫层上应由路面两边向路中心推进2020/5/258二、碎（砾）石优点：施工方便、造价低，适用于道路的分期修建和改善缺点：强度低、平整性差、易扬尘，易残生露骨松散等病害，养护工作量大，适用道路等级低强度构成：碎石间嵌挤所产生的内摩擦力，黏土的粘结力较小。2020/5/2591、水结碎石路面•水结碎石路面是用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑，经洒水碾压后而成的一种结构层。其强度是由碎石之间的嵌挤作用以及碾压时所产生的石粉与水形成的石粉浆的粘结作用而形成的。由于石灰岩和白云岩石粉的粘结力较强，是水结碎石的常选石料。水结碎石路面厚度一般为10－16cm。•材料基本要求：碎石应具有较高的强度三级以上、韧性和抗磨耗能力；碎石应具有棱角且近于立方体，长条扁平的石料不超过10％；碎石应干净，不含泥土杂物。碎石的最大尺寸应根据石料品质及碎石层的厚度来确定，坚硬石料不得超过碎石层压实厚度的0.8倍。2020/5/2510水结碎石路面施工•1）准备工作；•2）撒铺石料并摊平，可分一次或二次撒铺•3）预碾碎石；•4）碾压碎石并洒水；•5）撒铺嵌缝料并碾压与洒水粘压；•6）撒铺石屑（米石）并洒水碾压成型；•7）初期养护。2020/5/2511•水结碎石，一般情况应全幅施工。不论分一层或两层均应按压实系数1.25－1.3一次摊铺，并须仔细找平。•根据碾压时碎石的移动、嵌挤以及最后成型等情况，水结碎石路面的碾压过程可分为三个阶段。2020/5/2512•第一个阶段为稳定期，此阶段采用60－80kN轻型压路机先干压2－3遍后，再随压随洒水。洒水可减少石料之间的摩擦力，目的是使碎石在压路机作用下，促使其就位压实，直至碎石挤紧不再移动为止。•第二阶段为压实期，宜采用80－120kN中型压路机进行洒水碾压。因在第一阶段碎石一部分被压碎嵌入石料空隙中，使碎石层挤紧，摩阻力增加，碾压效果逐渐减低。故应洒水减少石料之间的摩阻力，以懂进一步增加石料间钳嵌挤程度。此一阶段碾压直至碎石不再松动，不起波浪，表面无轮迹为止。•第三阶段为成型期，需要撒铺嵌缝料，洒水，并以120kN的重型压路机碾压，直至形成密实的表面层不出现碾轮轮迹为止。2020/5/25132、泥结碎石路面•构成：以碎石作为骨料、泥土作为填充料和粘结料，经压实修筑成的一种结构。•厚度要求：一般为8－20cm；当总厚度等于或超过15cm时分两层铺，上层厚度6－10cm，下层厚度9－14cm。•力学强度和稳定性：有赖于碎石的相互嵌挤作用，也有赖于土的粘结作用。•石料要求：等级不宜低于IV级，长条、扁平状颗粒不宜超过20％。不产石料地区的次要道路，交通量少时，可采用僵石和碎砖等材料。所用粘土，应具有较高的粘性，塑性指数以12－15为宜。粘土内不得含腐殖质或其它杂物。粘土用量一般不超过混合料总重的15％－18％。2020/5/25142020/5/2515•泥结碎石层施工方法有灌浆法、拌和法及层铺法三种。实践证明灌浆法具有较高的强度和稳定性，因而目前采用较多灌浆法泥结碎石路面施工，一般按下列工序进行：•1)准备工作：包括放样、布置料堆、整理路槽（或基层）与拌制泥浆等。泥浆一般按水与土为0.8：1至1:1的体积比进行拌和配制。如过稠，则灌不下去，泥浆要积在石层表面；如过稀，则易流淌于石层底部，干后体积缩小，粘结力降低，均将影响路面的强度和稳定性。•2）摊铺碎石：在路槽筑好以后，按松铺厚度（约为压实厚度的1.2－1.3倍）摊铺碎石，要求大小颗粒均匀分布，纵横断面符合要求，厚度一致。主层矿料粒径底层一般采用1-2号或2－3号碎石，面层一般采用3－4号碎石。2020/5/2516•3）预压：碎石铺好后，用轻型压路机碾压，碾速宜慢，每分钟约25－30m，轮迹重叠25－30m。一般碾压6-10遍，至石料无松动为止。过多碾压将堵塞碎石缝隙，防碍灌浆。•4）浇灌泥浆：在预压的碎石层上，浇灌泥浆，浆要浇得均匀、浇得透，以灌满孔隙、表面与碎石齐平为度，但碎石棱角仍应露出泥浆之上。•5）撒嵌缝料：灌浆l－2h后，俟泥浆下注，空隙中空气溢出，表面未干前撒铺5－15mm的嵌缝料（约l－1.5m3／100m2)嵌缝料要撒得均匀。•6）碾压：撒过嵌缝料后，即用中型压路机进行碾压，并随时注意用扫帚将石屑扫匀。如表面太干须略微洒水碾压，如表面太湿须待干后再压。最终碾压阶段、需使碎石缝隙内泥浆能翻到路面上与所撒石屑粘成一个坚实的整体为止。2020/5/2517•泥结碎石亦能用作路面的基层，但其水稳定性较差，当用作沥青路面基层时一般只适用于干燥路段。泥结碎石作为基层时，主层矿料的粒径不宜小于40mm，并不大于层厚的0.7倍。嵌缝料应与主层矿料的最小粒径相衔接。土的塑性指数以10－12为宜，含土量不宜大于混合料总重的15％。2020/5/25183、泥灰结碎石路面•泥灰结碎石路面是以碎石为骨料，用一定数量的石灰和土作粘结填缝料的碎石路面。因为掺人石灰，泥灰结碎石路面的水稳定性比泥结碎石为好。•泥灰结碎石路面的粘土质量规格要求与泥结碎石相同；石灰质量不低于3级。石灰与土的用量不应大于混合料总重的20％，其中石灰剂量为土重的8％－12％。施工程序与质量要求与泥结碎石路面相同。采用拌和法时，应先将石灰与粘土拌和均匀，再撒在石料上拌和，摊铺均匀，边压边洒水，使石灰与土在碾压中成浆并充满空隙。2020/5/2519四、填隙碎石基层•碎石基层可采用干压方法，要求填缝紧密，碾压坚实。如土基软弱，应先铺筑低剂量石灰土或砂砾垫层，以防止软土上挤和碎石下陷。•施工工序，•（1）准备下承层•（2）施工放样，恢复中线，没10-15m设一桩，并测出标高•（3）备料。计算各段需要的粗碎石数量级填隙料。•（4）摊铺粗碎石•（5）初压。用两轮压路机碾压3-4遍，每次重叠三分之一轮宽，碾宽由边至中。2020/5/2520•（6）撒铺填隙料•（7）碾压用振动压路机慢速碾压•（8）再次撒铺填隙料和碾压•（9）终压2020/5/2521三、级配砾（碎）石级配砾（碎）石路面，是由各种集料（砾石、碎石）和土，按最佳级配原理修筑而成的路面层/基层。级配砾（碎）石路面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。2020/5/2522•级配砾（碎）石路面厚度：一般为8－16cm，当厚度大于16cm时应分两层铺筑，下层厚度为上层厚度的0.6倍，上层为总厚度的0.4倍。如基层和面层为同样类型的结构，其总厚度在16cm以下时，可分两层摊铺，一次碾压。2020/5/2523级配砾（碎）石路面与基（垫）层的施工：•1）开挖路槽：开挖路槽可使用机械或人工，路槽开挖整修后，用重型压路机滚压数遍，使达到95％以上密实度。•2）备料运料：按施工路段长度（与拌和方法有关）分段运备材料。砾（碎）石可直接堆放在路槽内，砂及粘土可堆放在路肩上。•3）铺料：先铺砾石，再铺粘土，最后铺砂。•4）拌和和整形：可采用平地机或拖拉机牵引多钵犁进行。拌和时边拌边洒水，使混合料的湿度均匀，避免大小颗粒分离。混合料的最佳含水量约为5％－9％。混合料拌和均匀后按松厚（压实系数l，3－1．4）摊平并整理成规定的路拱横坡度。•5）碾压：先用轻型压路机压2－3遍，继用中型压路机碾压成型。碾压工作应注意在最佳含水量下进行，必要时可适当洒水，每层压实厚度不得超过16cm，超过时需分层铺筑碾压。•6）铺封层：施工的最后工序是加铺磨耗层和保护层。2020/5/2524四、半刚性基层用无机结合料稳定土或矿料或与工业废渣综合稳定的结构层特点：稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体，但其耐磨性差。2020/5/2525石灰稳定类基层在粉碎的土和原状松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中掺人适量的石灰和水，经拌和、压实及养生，其抗压强度符合规定要求的路面基层特点吸水性、透水性、水稳定性较差2020/5/2526•适用范围各级公路路面的底基层，二级及二级以下公路的基层，石灰土不用于二级及二级以上公路的基层。冰冻地区的潮湿路段和其他地区的其他地区的过湿路段不宜采用石灰土做基层和低基层。2020/5/2527水泥稳定类基层在粉碎的或原状松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺人适当水泥和水，按照技术要求，经拌和摊铺，在最佳含水量时压实及养护成型，其抗压强度符合规定要求，以此修建的路面基层称水泥稳定类基层。当用水泥稳定细粒土（砂性土、粉性土或粘性土）时，简称水泥土。特点：具有良好的整体性、足够的力学强度、抗水性和耐冻性。其初期强度较高，且随龄期增长而增长。应用：水泥稳定类基层可用于各级路面结构的基层和底基层；水泥土不可用于高速和一级、水泥混凝土的基层，可做其底基层和其他等级公路的基层。2020/5/2528无机结合料稳定类材料的设计强度为7d浸水抗压强度。平均抗压强度R≥Rd／（1-ZaCv）2020/5/2529半刚性基层施工工序•（1）清底放样•（2）备料•（3）摊铺防离析•（4）整型平地机或人工整型•（5）碾压•（6）养护2020/5/25302020/5/25312020/5/25322020/5/25332020/5/25342020/5/25352020/5/25362020/5/2537THEEND