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公路工程机械化施工与管理主讲：曹源文教授第四章路面基层（底基层）施工本章要点：稳定土拌和机作业特点；稳定土厂拌设备作业特点；稳定土摊铺机作业特点；碎、砾石基层（底基层）施工；稳定土基层施工。路面基本知识沥青上面层沥青中面层沥青下面层基层(承重层)垫层土基§4－1稳定土拌和机作业特点稳定土拌和机：是一种直接在施工现场将稳定剂与土壤或砂石均匀拌和的专用自行式机械。应用：▼修筑路面底基层；▼在中、低等级公路施工中，用于修筑路面的基层或面层；▼完成就地破碎再生作业。图4－1稳定土拌和机一、稳定土拌和机分类1、按行走装置：履带式和轮式；2、按移动形式：自行式（专用底盘）、悬挂式（定型批量生产的拖拉机）和拖式（拖拉机为牵引车）三种；3、按动力传动形式：机械传动、液压传动、机械—液压传动；4、按工作装置（转子）：后置式和中置式；5、按切削土层方向（即转子旋转方向）：可分为正转和反转两种。图4-2稳定土拌和机分类a－履带式；b－轮胎式；c－自行式；d－拖式；e－悬挂式；f－后置式；g－中置式图4-3拌和转子工作原理图1-刀具；2-罩壳；3-转子；4-切屑；5-堆集物料；6-地面正转：转子刀头由上向下，入土后的运动方向与前进方向相反反转：转子刀头由下向上，入土后的运动方向与前进方向相同二、工作装置组成及工作原理1、工作装置：转子、刀具、罩壳等。图4-4稳定土拌和机转子及罩壳结构示意图1-后斗门；2-后斗门开启油缸；3-刀片；4-转子罩壳；5-压板；6-刀盘；7-转子轴；8-前斗门；9-深度调节垫片(1)转子作用：用来切削土壤并将其与结合料均匀拌和。(2)罩壳作用:■构成稳定土拌和室，以便在其中进行粉碎与拌和作业。■拌和材料飞溅到罩壳上，可起到二次破碎及拌和作用。■防止拌和材料飞溅而伤害人。■对拌和好的稳定土层进行刮平整形。2、工作原理正转时高速旋转的刀具切下土屑→抛向罩壳→一次破碎→碰撞罩壳壁→一部分土壤颗粒被粉碎→一部分土壤颗粒再次与刀具相碰→再次受到转子刀具的冲击、切削→二次破碎→在罩壳后壁下面C区形成圆形土堆→刮平、整形→具有一定厚度，表面平坦的稳定土带层。三、使用技术与要求＊1、购置时的功率选择。2、考虑影响土壤破碎程度和拌和均匀性的因素：土壤破碎程度：进距S↓、切削角↑、切削速度↑拌合均匀性：进距S↓、切削角↑3、确保配套机械的完好率。4、选择合理的施工路段500m～1000m。5、选择合理的拌幅η0。6、转子正、反转的选取。7、正确选择工作速度、保持工作速度的恒定——全液压传动。§4－2稳定土厂拌设备稳定土厂拌设备是路面工程机械的主要机种之一，是专用于拌制各种以水硬性材料为结合剂的稳定混合料的搅拌机组。广泛用于公路和城市道路的基层、底基层施工，也适用于其它货场、停车场、机场等需要稳定材料的工程。高等级公路基层必须使用厂拌设备。一、稳定土厂拌设备分类1生产率：小型（生产率200t/h）中型（生产率200～400t/h）大型（生产率400～600t/h）特大型（生产率600t/h）2拌和工艺：非强制跌落式（自行跌落式）强制间歇式强制连续式3布局及机动性：移动式部分移动式固定式二、设备组成与工艺流程4-6稳定土厂拌设备总体布置示意图1-配料斗；2-皮带给料机；3-小粉料仓；4-粉料筒仓；5-斜置集料皮带输送机；6-搅拌机；7-平台；8-混合料储仓；9-溢料管；10-堆料皮带输送；11-自卸汽车；12-供水系统；13-控制柜；14-螺旋输送机；15-叶轮给料；16-水平集料皮带输送机1、基本组成集料配料装置：配料料斗、配料给料机、斗架、水平集料皮带输送机；结合料配给装置：粉料筒仓、螺旋输送机、小粉料仓；斜置皮带输送机：水供给系统：水箱、水泵、三通阀、节流阀、流量计、管路；搅拌机：双卧轴强制连续式；混合料储仓：立柱、料斗、启闭斗门机构；控制系统：电源、各执行电器元件及电器显示系统。2、工艺流程＊利用装载机上料；对各种骨料按施工要求的配合比进行配料；用气动力输送装置把结合料（水泥或石灰）输送到粉料储仓中；通过计量系统进行配料；由皮带输送机输送到搅拌机中；供水；进行拌和；卸入料仓；装车运往施工工地。三、使用技术与要求＊1、厂拌设备的正确使用（1）选好配套设备；（2）熟练的操作人员：2名；（3）容易出现的问题：皮带跑偏供料不畅或中断搅拌器叶桨脱落皮带跑偏（1）造成皮带跑偏的因素：张力沿带宽分布不均；物料偏心堆积；机架变形；托辊轴承损坏。（2）调整方法：调整左右对称的张紧螺杆；安置调心托辊。图4-8稳定土厂拌设备皮带输送机简图1-拉紧螺杆；2-从动滚筒轴承座；3-从动滚筒；4-槽型托辊；5-空段清扫器；6-下平托辊；7-输送带；8-槽型调心托辊；9-调心下平托辊；10-电机；11-联轴器；12-减速机；13-链条；14-主动滚筒；15-主动滚筒轴承座；16-弹簧清扫器现象：斗内物料结拱改善方法：装仓壁振荡器供料不畅或中断图4-9WCB200型稳定土厂拌设备配料机1-加高舷板；2-料斗；3-斗架；4-斗门调节器；5-集料皮带机；6-加高支腿；7-振荡器2、成品料的生产技术（1）原材料的管理原材料的质量、储存、数量足够（2）搅拌混合料的管理物料计量控制技术。电子皮带秤：动态精度0.5％，定期进行校验；随机抽取样品进行均匀性检验混合料的含水量要求§4-3稳定土摊铺机作业特点概念：稳定土摊铺机是在路面基层施工时，按施工要求的宽度和厚度将稳定土厂拌设备生产的稳定土摊铺，同时使摊铺层达到一定平整度、压实度的机械。应用：路面基层施工河南郑州－登封一、稳定土摊铺机的分类1、按行走装置：履带式、轮胎式2、按使用场合：专用式、多用式二、基本组成及工作原理1、基本组成：主要由动力系统、传动系统、行走系统、液压系统、电气系统、输分料系统、熨平板、自动找平系统等组成。图4-7稳定土摊铺机组成简图1-发动机；2-方向盘；3-侧臂提升油缸；4-侧臂；5-熨平器；6-振捣器；7-螺旋摊铺器；8-履带；9-刮板输送器；10-推滚；11-料斗；12-闸门2、工作原理料斗接受自卸卡车的混合材料，通过左右输送刮料板将料斗内混合料刮送至熨平板与机身后板之间的分料槽内，再由左右分料蜗杆将分料槽内混合料沿摊铺机宽度均匀分配，然后由熨平板将混合料按规定的厚度进行熨平、压实，以获得道路所需的平整度和几何尺寸。轮胎式摊铺机工作过程简图1－控制台；2一方向盘；3一悬挂油缸；4－侧臂；5一熨平器调整螺旋；6一熨平器；7一振捣器；8一螺旋摊铺器；9一驱动轮；10－刮板输送器；11一方向轮；12一推滚；13一料斗；14闸门三、使用技术与要求调整找平开关使熨平板底成1°～3°的仰角，打开左右输分料开关，进行送料，待分料槽中的混合料高度至其约3/4的高度时，挂档摊铺，实际摊铺厚度由自动找平油缸来调整。§4-4碎、砾石基层（底基层）施工一、碎、砾石基层（底基层）材料质量要求1、级配碎石基层：粗、细碎石＋石屑（碎石的压碎值）：高速公路和一级公路基层：不大于26%；一级公路底基层、二级公路基层，不大于30%；二级公路底基层及二级以下公路基层，不大于35%；二级以下公路底基层，不大于40%。一、碎、砾石基层（底基层）材料质量要求2、级配砾石基层：粗、细砾石＋砂（砾石的压碎值）：高速公路及一级公路底基层或二级公路基层，不大于30%；二级公路底基层或二级以下公路基层，不大于35%；二级以下公路底基层，不大于40%。一、碎、砾石基层（底基层）材料质量要求3、填隙碎石基层：粗碎石＋石屑（压碎值要求）：用作基层，不大于26%；用作底基层，不大于30%。二、施工方法及施工质量控制1、级配碎、砾石基层（底基层）施工1）路拌法施工2）厂拌法施工施工放样准备下垫层运输和摊铺未筛分碎石洒水、湿润碎石运输和撒布石屑拌和并补充洒水未筛分碎石和石屑在碎石场加水湿拌运到现场摊铺补充拌和、洒水运输和摊铺主要集料运输和摊铺掺配集料洒水、拌和整形碾压必要时洒水图4－8级配碎石、砾石基层（底基层）施工流程a－级配碎石；b一级配砾石aab例1：典型路面弯沉实验概况本路段位于登封市公路局辖区范围内，所调查的里程桩号为K716+050—K717+050和K726+750—K728+000两段，全长2.25公里。目前已使用一年，实测日平均混合交通量为11982辆。路面结构与材料底基层为15cm级配碎石；基层为6%用量325#普通硅酸盐水泥稳定级配碎石，基层施工基层开始施工日期为1999年5月10日，持续时间为40天，施工期间平均温度为25°C。实际水泥用量为5.0%。用200t/h稳定土拌和机拌和，摊铺机摊铺，12—15吨、18—21吨、18—28吨压路机混合碾压6遍。基层实测含水量为7.4%，比最佳含水量高1.4%。基层压实度95.5%，七天龄期的抗压强度为2.58MPa。路面检测结果弯沉检测2000年2月3日共100m进行弯沉检测，调查结果如表所示加弯沉图片例2：陕西省铜川市弯沉实验施工时间：2002年9月中旬；白天最高气温：约30℃；实测坍落度：17mm。厂拌法施工材料→拌制→摊铺→碾压→接缝处理横向接缝。用摊铺机摊铺混合料时，对于摊铺机当天未压实的混合料，可与第二天摊铺的混合料一起碾压，但应注意此部分混合料的含水量。必要时，应人工补洒水，使其含水量达到规定的要求。纵向接缝。应避免产生纵向接缝。如摊铺机的摊铺宽度不够，必须分两幅摊铺时，宜采用两台摊铺机一前一后，相隔约5～8m同步向前摊铺混合料。在仅有一台摊铺机的情况下，可先在一条摊铺带上摊铺一定长度后，再开到另一条摊铺带上摊铺，然后一起进行碾压。三、主要施工机械配备及对机械的技术要求拌合设备：高速公路、一级公路路面基层施工应使用强制连续式拌和机。摊铺机：使用多功能沥青混凝土摊铺机进行摊铺。压实设备：工作量、铺层厚度、材料种类、公路等级、施工现场条件等进行选择。§4－5稳定土基层施工一、稳定土基层（底基层）材料质量要求1、水泥稳定类基层各集料和土能被经济地粉碎，满足一定级配要求，便于碾压成型，并应满足相应指标要求。2、石灰稳定类基层对于集料和土的一般要求与水泥稳定类基层相同，石灰质量应符合三级以上消石灰或生石灰的质量要求。二、施工方法及施工质量控制施工放样准备下承层摆放和摊铺石灰洒水预湿粉碎土或运送、摊铺经预定定时间补充洒水、拌和整形碾压接缝、调头处处理养生图4－10石灰稳定土基层施工流程（l）接缝和“调头”处的处理工作段搭接部分，采用对接形式。前一段拌和后，留5～8m不进行碾压，后一段施工时，将前段留下未压部分，一起再进行拌和。拌和机械及其它机械不宜在已压成的石灰稳定土层上调头。（2）纵缝的处理尽可能避免纵向接缝，必须分两幅施工时，纵缝必须垂直相接，不应斜接。（3）路缘处理厂拌法施工备料→拌制→运输→摊铺碾压→横向接缝处理→纵向接缝处理→养生及路线处理。（二）水泥稳定土基层的施工路拌法施工厂拌法施工石灰稳定土与水泥稳定土施工工艺区别石灰＋土＋水→物理化学性质变化→凝固在一起石灰＋水→不产生化学反应水泥＋水→水化反应→水化产物→凝固在一起2中心站集中拌和（厂拌）法施工施工方法与石灰稳定土厂拌法施工基本相同。注意事项：在摊铺过程中，如中断时间已超过2～3h小时，又未按横向接缝方法处理，则应将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除，并将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端，挖成一横向（与路线垂直）垂直向下的断面，然后再摊铺新的混合料。§5-1水泥混凝土路面施工水泥混凝土路面具有承载能力大、稳定性好、使用寿命长、日常养护费用少等优点，是高等级、重交通公路路面的主要类型之一。水泥混凝土路面，主要包括素混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土、钢纤维混凝土等面层板和基（垫）层所组成的路面。特点：优点：不足：1刚度大、强度高、板体性好。8接缝多。2稳定性好。9对超载敏感。3耐久性好。10不能立即开放交通4抗侵蚀能力强。11修复困难。5养护费用