09-1-半刚性基层施工技术

第四章基层施工技术第一节半刚性基层材料的要求及组成设计第二节半刚性基层施工技术及质量要求第三节粒料类基层（底基层）施工技术第一节半刚性材料要求及混合料组成设计影响半刚性材料强度的因素：半刚性基层材料组成：土、结合料、外加剂结合料（品质、剂量）土（成分、粒径和级配、配比、易于施工）拌合（配比精度、均匀性、含水量）铺筑（均匀性、压实）养生条件（湿度、温度、施工荷载等）龄期（正式开放交通时间）一、材料要求路面基层用土，按单颗粒粒径的大小和组成分为：细粒土（最大粒径9.5mm,小于2.63mm的颗粒含量不少于90%）-----各种粉性土、粘性土、砂性土、砂和石屑中粒土（最大粒径26.5mm,小于19mm的颗粒含量不少于90%）-----各种砂砾土、碎石土、级配砂砾、级配碎石等粗粒土（最大粒径37.5mm,小于31.5mm的颗粒含量不少于90%）-----各种砂砾石、碎石、级配砂砾、级配碎石等（一）原材料要求1、土石材料---粒径、细粒土的塑性性质、压碎值、不良成份含量、粒度组成**压碎值要求依公路等级、做基层或底基层、填细碎石或级配碎石而异：要求高的≦26%或30%，要求低的35%或40％。**对细粒土的液限，塑性指数要求：水泥稳定细粒土：IP17，宜IP12，稳定中粗粒土可稍大；石灰稳定类：IP＝15－20，稳定无粘性的级配砂砾、级配碎石时应掺15%的粘性土；塑性相对较高的粘性土更适宜水泥和石灰综合稳定；石灰工业废渣稳定类：IP12-20粘土和亚粘土，要控制有机质含量10%）。**硫酸盐与腐殖质含量水泥稳定：腐殖质含量2%,含量偏高时，不应单水泥稳定用，硫酸盐含量0.25%；石灰和二灰：有机质含量10%,硫酸盐含量0.8%。**颗粒组成（强度和温度稳定性及施工性能方面的考虑）基层、底基层，稳定土应参考规范的级配；例下表：最大粒径有严格要求。（二）无机结合料2、石灰三级以上生石灰或消石灰，等外石灰及其他石灰应满足各指标要求；高速一级公路、城市快速主干道宜用磨细生石灰粉。1、水泥普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐等水泥均可用；低标号（325）；凝时间长（初凝3h，终凝6h），快硬、早强及受潮水泥不能用。（三）水人畜引用水**粉煤灰：活性成分70%，烧失量20%，比表面积2000-35000cm2/g，干粉湿粉均可用，铺筑二灰时宜使用较粗的粉煤灰。**煤渣：颗粒均匀，孔隙多，成份接近粉煤灰，使用时注意级配调整，大粒径应打碎，烧失量20%。**水淬渣（热熔矿渣经水聚冷而成）：成份接近粉煤灰，活性高，长久堆放会自行胶结，品质下降。**冶金矿渣（热熔矿渣自然冷却成的重矿渣）坚硬，比重大，可代替碎石，宜用堆置3个月以上的陈渣。3、工业废渣（粉煤灰、煤渣、水淬渣、高炉重矿渣、钢渣、煤矸石等）设计目标：强度满足要求、抗裂性最优，抗冻性能，易于施工。二、基层材料组成设计半刚性材料基层、底基层按其混合料结构状态分为四种结构类型：骨架密实型（高速公路、一级公路的基层或上基层）骨架空隙型（路面内部排水要求的基层）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、一级公路的底基层、二级及二级以下公路的基层）设计基本原则：**结合料剂量（改善路用性能）（结合料剂量=结合料质量/干土质量；确定高、低剂量的限制）**尽量采用综合稳定（互相弥补不足----水泥的快硬、粉煤灰低收缩性、石灰改善土等，改善混合料的物理力学性质）**注重集料级配（形成稳定结构----集料靠拢但不紧密，无机结合料填充）方法：*试配混合料*最大干密度和最佳含水量测试*成型具有一定体积、一定密实度要求的试件（大、小）一般宜采用振动成型方法，缺乏试验条件时对悬浮密实和均匀密实型混合料可采用静压成型方法。*脱模养生（规定龄期6+1天，20±2˚С（北方），25±2˚С（南方））*压力机测极限破坏抗压强度试验抗压强度要求选合结合料剂量，即满足：/(1)daVRRZC抗冻性能检验：中冰冻、重冰冻区的高速公路、一级公路采用石灰粉煤灰稳定类材料做基层时，应进行抗冻性能检验。抗冻性能采用28天龄期的试件经18℃至-18℃的5次冻融循环后的残留抗压强度与28天龄期的抗压强度（MPa）之比进行评价。提高石灰粉煤灰稳定类材料的早期强度或越冬的抗冻性能，掺入剂量通过试验确定。**水泥稳定类材料的强度随水泥剂量的增大而增大，但水泥的剂量通常受混合料的温缩和干缩性能制约，通常推荐：4%~6%。**水泥用量占结合料总量的30%以上时，按水泥稳定类进行设计。**为提高石灰工业废渣的早期强度，可外加1%~2%的水泥。混合料组成设计中的建议：**采用水泥稳定碎石土、砾石土或含泥量大的砂、砂砾时，掺入一定剂量石灰进行综合稳定。（效果更好）**水泥稳定粒径均匀、且不含或细料很少的砂砾、碎石以及不含土的砂时，宜在集料中添加20％～40％的粉煤灰，或添加剂量为10％～12％的石灰土进行综合稳定。(增加压实性能，提高结构的稳定性)**不含黏性土的砂砾、级配碎石和未筛分碎石，采用石灰土稳定时，石灰土与集料的质量比宜为1：4，集料应具良好的级配。**石灰与粉煤灰比例可用1:2-1:4，石灰粉煤灰与集料的比应是20:80-15:85;石灰粉煤灰与细粒土的比例可以是30:70-90:10。第二节半刚性基层施工技术及质量要求拌和方式：路拌法，厂拌法摊铺方式：机械——摊铺机人工——推土机＋平地机一、路拌法施工准备下承层1施工工序：施工测量2备料运输3摊铺稳定料4整型轻压5摊铺结合料6拌和与洒水7整型8碾压9养生及交通管理101.下承层准备与施工测量①对下承层按验收标准验收②恢复中线：直线15～20m、曲线10～15m一桩③打指示木桩，标出设计标高与松铺厚度2.备料①根据各段的宽度，厚度及预定干密度，计预各段干燥集料数量②根据配比、含水量，车辆吨位，计算每车料堆放距离③根据结合料的用量，计算每平米的石灰用量，算出堆放纵横间距④下承层洒水，潮湿且不泥泞⑤控制每车料的数量基本相同，由远及近地卸料⑥土堆放时间不宜过长3.摊铺与拌和①确定松铺系数②摊铺量：提前一天进行，摊铺量为第二天能成型完毕的量，若第二天有雨，不铺③摊铺：推土机摊铺，留有路拱④洒水闷料：⑤整平轻压：6～8吨压路机碾压1～2遍⑥摊铺水泥：材料名称松铺系数备注水泥稳定砂砾1.30-1.35水泥土1.53-1.58现场人工摊铺土，机械拌和，人工整平石灰砂砾1.52-1.56路外集中拌和，现场人工摊铺石灰土1.53-1.58现场人工摊铺土，机械拌和，人工整平1.65-1.70路外集中拌和，现场人工摊铺二灰类通过试验确定⑦拌和：路拌机⑧整形：洒水均匀，细粒土闷一夜，中、粗粒土适当缩短若为综合稳定，石灰＋土拌和后一起进行闷料按计算的用量在标记的点位卸放水泥，用刮板摊平，无空白、无集中控制工作速度：1.2-1.5KM/h控制拌合深度：避免“夹层”与“切入下层”太深（5-10mm）控制含水量：较最佳含水量大：中粗粒土：0.5-1％，细粒土：1-2％平地机整平，刮出路拱两边向中心拌合，由内侧向外侧两遍“一压，二补，三整平”4.碾压无机稳定细粒土用12～15t三轮压路机碾压时，每层的压实厚度不应超过15cm；用18～20t三轮压路机碾压时，每层的压实厚度不应超过20cm；无机稳定中、粗粒土采用振动压路机碾压时，每层的压实厚度根据试验确定；压实厚度超过上述规定时，应分层铺筑；每层最小压实厚度为10cm；碾压原则先轻后重，先慢后快直线：先边后中曲线：先内后外碾压速度头两遍：1.5-1.7km/h以后：2.0-2.5km/h平地机终平：局部高出处——刮平局部低洼处——不补纵向平整顺适二、厂拌法施工对高速、一级公路应采用厂拌法。①确定原材料，流量——开度曲线②按生产率，配比计算各自流量③根据流量找出开度④试拌，筛分，测含水量⑤检验、调整含水量略大于最佳含水量⑥正式拌合---运输――摊铺――碾压施工工序：1、修筑试验段目的：寻找施工中可能存在的问题，优化机械组合，优化施工工艺，进行合理的施工组织，指导大面积施工。任务：**检验设备的可靠性（拌和、运输、摊铺、碾压）**检验混合料组成设计是否满足要求，检验各工序质量控制方法是否科学合理。**提出施工配合比，松铺系数**确定作业段的合量长度，一次摊铺的合理厚度**提出标准施工方法****施工中应注意的问题****2、施工季节的掌握季节：春末——夏季——秋初温度：5℃以上冻前成型期：第一次重冰冻（-3～-5℃）水泥类：15～30天石灰，二灰：30～45天雨季施工水泥稳定类结构层时，勿使水泥混合料遭雨淋，并采取措施排除表面水。3、下承层准备**检查下承层（压实度，平整度，高程，横坡度，平面尺寸，表面松散、弹簧等要处理）**下承层是稳定细粒土时铺筑上层前应先拉毛下层。4、施工放样注意控制桩的保护，控制标高的支架要稳定，钢丝拉紧、平顺5、材料的储存**水泥注意防潮，路拌法宜选用袋装水泥、场拌法宜选用散装水泥。**覆盖封存，生石灰块使用前7～10d应充分消解，保湿，防尘，不可过湿成团。**消石灰过10mm的筛（残渣），并尽快使用。**粉煤灰含有足够的水分防止扬尘，料堆保持湿润，或者覆盖。**在潮湿多雨的地区或者其他地区的雨季施工时，应保护集料（特别是细集料防雨淋）；且及时调整施工拌和加水量。6、施工作业中应注意的问题**尽量采用沥青混凝土摊铺机或稳定土摊铺机摊铺混合料。**拌合机与摊铺机的生产能力应互相匹配。采用大吨位的翻斗车运输，保湿或防雨；及时调整摊铺机的摊铺速度，避免等料。**细粒土应经一夜闷料，石灰和土拌合后可一起进行闷料。**水泥稳定类必须采用流水作业法，尽可能缩短从加水拌和到碾压终了的延迟时间。路拌法施工不应超过3~4h，并应短于水泥的终凝时间；采用集中厂拌法施工时，延迟时间不应超过2h。要综合考虑水泥终凝时间对施工运输车辆、运距、摊铺碾压时间的要求，必要时添加缓凝剂，确保施工顺利进行。要并确定合理的施工作业长度，必要时应作水泥稳定土的延迟时间对其强度影响的试验，以指导施工，确保不合格混合料不用于工程。延迟时间与强度的关系0123456012345678延迟时间（h）强度（Mpa)延迟时间与密度的关系2.052.102.152.202.252.302.352.40012345678延迟时间（h）干密度（g/cm3)**避免形成纵缝，宜采用两台摊铺机梯队向前摊铺（5~10m间距）。**处理好两工作段的横向搭接（末端切成垂直断面，掺水泥复拌）。**消除离析**碾压应紧跟摊铺机，及时碾压，以防混合料水分挥发，保证结构层在合适的含水量下成型。**分两层进行摊铺，单层最小厚度不宜小于l0cm。且铺筑上层前，应在下层顶面先撒薄层水泥或水泥净浆。石灰稳定土基层、石灰工业废渣稳定土基层分层施工时，施工上层下层不需要专门的养生期。**水泥稳定土基层施工时，严禁用薄层贴补法进行找平。**水泥稳定土基层上未铺封层或面层时，除施工车辆可慢速（不超过30km/h）通行外，禁止一切机动车辆通行。整平1整平2**正确的养生下基层施工完毕后，可立即铺上基层，不需养生；基层完工后，养生期一般不宜少于7d。湿砂7～10cm或草帘＋洒水水泥稳定上基层采用沥青乳液进行养生；石灰稳定土洒水养生，不应过湿或忽干忽湿。碾1碾压2碾压3流水作业、保湿养生**封层。石灰稳定类材料用于沥青路面的基层时，除层铺法表面处治外，应在基层上做下封层。**过湿路段和冰冻地区的潮湿路段不应直接铺筑石灰土底基层，应在其下设置隔水垫层。桥台衔接处处理保证摊铺宽度边缘充分压实边缘处理