《灰碎石施工》word版

1、陕西交通职业技术学院 PAGE - 19 -绪 论 近些年来公路发展迅速，在公路建设中，基层的强度和稳定性对于路面的质量起着非常重要的作用。二灰稳定碎石基层由于具有良好的力学性能，较强的适应性能，材料来源的广泛性，廉价性等而得到重视。但如何采用先进的施工工艺，确保基层的施工质量，是目前路面施工中至关重要的问题。二灰稳定碎石基层施工一般分为4个环节：原材料进料检验和保存、拌和、摊铺碾压和养生。另外混合料设计也是保证二灰碎石基层施工质量控制的关键。【摘要】 路基基层施工质量的好坏将直接影响路面的质量。二灰碎石基层质量与其原材料、混合料组成的配比设计和施工工艺等因素有关，对影响二灰碎石基层的，施工质

2、量因素进行了探讨。 关键词 路面基层；二灰碎石；施工技术；质量二灰碎石的施工及质量控制 随着我国高等级道路建设事业的迅速发展，二灰碎石这种性能优良的材料得到了广泛的应用。二灰碎石，全称二灰粉煤灰稳定碎石。二灰碎石基层属于半刚性材料，具有较强的抗拉能力，承载力高、强度高、耐久性好、材料易选、造价较低、易于施工等优点被广泛推广和应用。但如何采用先进的施工工艺，确保基层的施工质量，是目前路面施工中至关重要的问题。二灰稳定碎石基层施工一般分为4个环节：原材料进料检验和保存、拌和、摊铺碾压和养生。另外混合料设计也是保证二灰碎石基层施工质量控制的关键。本文结合某高速公路工程实例，对路面基层二灰碎石施工工艺

3、，质量控制等问题进行讨论。2. 二灰碎石的施工工艺2.1交验下承层二灰碎石基层施工前，必须先进行下下承层（土基或底基层）的交验，达到规范规定的标准后，方可进行二灰碎石基层施工。2.2原材检验用于二灰碎石的石灰、粉煤灰、碎石等原材料，其检测指标除满足公路路面基层施工技术规范（JTJ034-2009）还应满足:石灰采用钙质生石灰或钙质消石灰，其有效钙加氧化镁含量70%或55%，即须达到级标准以上，生石灰在使用前应提前7天充分消解，并且要全部过1cm筛。石灰消解后不可存放时间过长，且应室内存放，并用梁板架空，以免石灰受潮。粉煤灰中SiO2、AL 2 O3、Fe2O3r 的总含量70%，其烧失量20%

4、。粉煤灰中不可有结块及杂质，否则在在使用前应充分过筛，以免成活后的二灰碎石中出现粉煤灰团，影响二灰碎石的整体质量。粉煤灰最大含水量35%，如在雨季施工，应设棚放雨加强覆盖。碎石应采用质地坚硬、级配良好、无风化、无山皮的碎石，碎石粒径不应大于31.5mm，考虑到目前拌合设备配料斗的限制，碎石选用两种规格，即0mm-9.5mm、9.5mm-31.5mm，但两种规格碎石拌合后其级配要符合规范要求，碎石的压碎值30%，碎石的级配必须良好，确保混合料摊铺时不至于离析，影响混合料的强度。各种级配集料存放必须分开存放以免。拌和用水采用一般生活用水。2.1.2配合比 配合比的设计问题是影响二灰碎石质量的关键因

5、素。目前规范对高速公路基层二灰碎石的强度要求较高，其7d抗压强度0.8MPa-1.1MPa，对重载高速公路要求取高限。 配合比的设计主要确定二灰（石灰、粉煤灰）与集料（碎石）的重量比，规范规定高速公路二灰碎石灰基层石灰粉煤灰与碎石重量比为20：80-15：85，二灰碎石中粉煤灰重量比为1：2-1：4，石灰与粉煤灰掺量越高，其初期强度越低，3个月龄期的强度增长幅度越大，为提高二灰碎石的早期强度，可在混合料中掺入一定数量的水泥。根据规范规定，结合工程现场的实际情况，经试验室选配，采取石灰：煤灰：碎石为5：15：80，其中碎石矿料配合比为1631.5：1020：510：石屑=61.6：12.6：11

6、.8：14，相应的各项指标为:设计抗压强度0.8Mpa，试件的平均值1.78Mpa，平均偏差系数17.2%，最大干容重2.08g/3，最佳含水量10%,实测结果二灰级配碎石的强度在1.42.6Mpa之间,各项指标都满足了设计要求值。2.1.3二灰碎石的拌合二灰碎石混合料拌和质量的保证，必须有性能良好的拌和机械，和运输机械，拌合机在拌合过程中要随时把握石灰粉煤灰和细集料的含水量波动情况，并据此及时调整其目标进料量。否则将影响配料的准确性，进而影响二灰碎石的质量，石灰粉最大含水量应控制在6%-8%，粉煤灰最大含水量应控制在40%左右。另外，还应定期对拌和机的计量装置的精度进行标定；对二灰碎石7天抗

7、压温度的检测结果进行跟踪，及时发现情况分析原因，采取有效措施加以调整和纠正。二灰碎石的摊铺 摊铺机施工时，首先根据试验路段总结的松铺系数计算松铺厚度，摊铺机就位后，将熨平板抬高，以松铺厚度为控制值垫好方木，方木顶面距拉线的高度误差不应超出5mm。落下摊铺机熨平板，待传感器安装等工作就绪后即可倒料摊铺。 摊铺开始后的一段距离内应频繁的拉线检查高程，误差控制在5mm以内，直到摊铺机工作稳定为止。这段距离的长短视摊铺机的性能而定，一般为30-50m。严禁施工机械和人员触碰钢丝。 摊铺过程中，在摊铺机后设专人负责进行找补。对平整度不好和高程超出要求进行处理，并把表面局部的粗集料窝进行消除。尤其要注意，

8、可能存在已摊铺的混合料密度不一致的情况，造成碾压完成后的平整度不良或局部压实度不足，需要在摊铺过程中紧随摊铺机进行检查和处理。 摊铺机应根据运料车的多少，调整行驶速度，尽量匀速、连续运行，减少停顿，以免对二灰碎石基层的平整度造成影响。运料车倒料、卸料尽量连续，不要造成摊铺停车待料，同时注意不要撞击摊铺机，影响基层的平整度。尽量采用能够全断面施工的摊铺机，以避免纵向接逢。处理纵向接逢的方法是：摊铺机先在一侧的摊铺带上摊铺一定长度，长短视当时天气情况而定，以保持接逢处的混合料含水量适宜，之后转到另一摊铺带上施工，如果接逢处的混合料含水量低于最佳含水量，可以用草帘或麻袋覆盖，并少量洒水保湿。当天施工

9、的两条摊铺带尽量取齐，并完成碾压。由于二灰碎石材料的缓凝性，这样处理的接逢质量可以认为是可靠的。同时建议，上下两层二灰碎石的纵逢最好错开。 二灰碎石基层的横向接逢可以用以下方法处理：每天摊铺结束后，摊铺机驶离摊铺带末端，人工将末端整平、切齐，完成碾压。第二天施工前，人工将末端高程和平整度不合格处刨除，摊铺机就位施工即可。第二种方法是：每天摊铺结束后，摊铺机就停在原位，其后留2-3m暂不碾压。第二天摊铺开始后，预留部分与当天摊铺的基层一起碾压成型。2.2.5碾压碾压前应检测二灰碎石的含水量，大于最佳含水量1%时，可以进行。如果表面水分不足，可以在碾压二遍洒水不会产生较深轮迹时进行少量洒水。 碾压

10、过程中要特别注意压路机的行驶速度，不允许压路机在碾压段上调头和急刹车。静压和头二遍振动碾压，压路机应采用一档行驶，越慢越好。之后可以用二档行驶，速度可以稍快，但仍应注意慢的原则。 二灰碎石基层在静压后暴露出的不平整和起梗情况，应设专人进行消除。规定的碾压遍数完成后要及时检测压实度，如果达不到规范要求则需要补压。合格则尽快养生。2.2.6养生及交通管制二灰碎石碾压成活后，应及时进行养护，养护期间应始终保持其顶面湿润。可采用草帘覆盖，洒水养护。养生时间7d，养生期间除洒水车外严禁其它车辆通行。养生期满后的二灰碎石如果不能及时铺筑沥青混凝土 面层，应继续覆盖，定期洒水，发免造成其顶面干缩裂纹。2.3

11、质量控制原材料的控制 碎石：必须严格控制碎石的级配：最好能定料源，定破碎机筛孔尺寸, 以保证源材料的稳定性， 建议破碎机采用35mm、22mm、6mm 的筛孔规格。 3mm 以下细集料粉尘含量要小于12%，小于0.6mm的颗粒必须测定其液限和塑性指数，要求液限小于28%，塑性指数小于9，以改善水稳碎基层的干缩性。碎石的级配采用3# 级配曲线，其中4.75mm 以上档碎石采用中值,以下档采用中值偏下，尤其应严格控制0.6 和0.075mm 档的通过率。碎石的压碎值30%，硫酸盐含量0.25%。水泥：应选用初凝时间3h 以上和终凝时间较长（宜在6h 以上）的水泥。 采用散装水泥时，刚出炉的水泥要存

12、放7 天以后使用，以保证其安定性合格。夏季高温作业时水泥入罐温度不能高于50。粉煤灰 粉煤灰中SiO2 .Al2O3 和Fe2O3 的总含量应大于70%。烧失量小于20%， 比表面积于2500cm2 g （或90%通过0.3mm 筛孔，70%通过0.075mm 筛孔）。含水量不应超过35%。2.3.1基本施工质量差由于二灰碎石半刚性基层的整体强度与材料、拌和、摊铺、养生等多种因素密切相关，任何一个环节出问题均可导致其不能形成均匀坚固的板体结构，从而因半刚性基层局部强度不足而引起沥青面层开裂，雨水从裂缝浸入，并渗入到基层表面，使基层表面被泡软，在汽车荷载反复作用下，粉浆通过面层裂缝及空隙被压到表

13、面产生唧浆，基层表面被逐步淘空，使沥青路面面层产生网裂、沉陷，并进而形成坑槽；也有是因在基层施工中，为保证基层的压实度，对于基层设计厚度较厚（20cm）时，必须分层施工，在目前的所用基层材料条件下，就不可避免地出现层间结合薄弱环节，上下基层之间因不连续而出现层状结构，这就改变了基层结构受力状况。力学计算表明，在上下基层分层的情况下，虽然下基层的弯拉应力（变）均有不同程度下降，但上基层弯拉应力（变）有较大增幅，上下基层的弯拉应力（变）在数值上相差的一个数量级，从而导致上基层因应力、应变过大而破坏。特别是当上下基层施工厚度分配不合理时，这种上基层破坏更是明显。计算还表明，面层顶面的弯沉和底面的弯拉

14、应力（变）随着层间结合条件的变化及基层的分层而迅速增大，弯沉增幅达70%，应力增幅超过100%，应变增幅达70%100%，最终导致路面面层破坏。如沪宁高速公路k61k65路段，基层厚度为33cm，分两层铺筑成型，上基层仅12cm左右，在动荷载的反复作用下，该段出现多处破碎，造成路面多处坑塘，且唧浆严重。2.3.2沥青路面空隙率过大由于沥青混合料生产的变异性大、摊铺过程中沥青混合料局部离析和路面压实不够等多种原因造成沥青路面空隙率过大，使雨水极易浸入，滞留在路面面层中。尤其是连续雨天时路面面层将长时间处于饱水状态，给路面造成严重水损坏。在低温时水易结冰，经多次冻融循环作用后，沥青混合料酥松，使路

15、面出现坑槽等破坏；在高温时，在高速行驶的车辆荷载反复作用下，渗水成为瞬间有压水，在有压水的长期浸泡和冲刷下，沥青与石料的粘附力逐渐下降，包裹在石料表面的沥青膜被剥落，使混合料松散，并逐步形成坑槽。如沪宁高速公路部分病害路段，上面层在施工时按规范以马歇尔试验密度作为标准密度得出的压实度是合格的，但在通车后检测时以理论密度作为标准密度得出的压实度仅为90%92%，路面空隙率偏大，极易渗水。计算和实测表明，对4cm厚沥青混凝土面层，在孔隙水饱和的情况下，沥青面层的渗水约需7d才可渗透排出路面，或在常温天气下需6d才可蒸发完。因此，渗水将较长时间滞留在路面面层中，造成路面破坏。2.3.3沥青与石料粘结

16、性差规范要求高速公路沥青路面沥青与石料的粘结力不小于4级，有的路段在试验时粘结力是符合要求的，但在沥青混合料生产时，因石料的差异性或沥青用量偏小，使得沥青与石料的粘结力不足，使混合料逐步松散，进而形成坑槽。2.3.4车辆油渍污染因车辆维修或翻车等原因，汽车用油渗透入路面空隙，使沥青混合料松散并逐步使路面形成坑槽。这种原因形成的杭槽往往较深，有的甚至达到整个沥青面层厚度。据调查，在超载现象比较严重的高速公路上，往往油污是造成路面坑槽破坏的重要原因。2.3.5汽车超载的影响汽车超载也是沥青路面常见病害，目前此种现象非常突出，由于汽车超载，轴载换算系数明显增加。有关资料表明：超载30%时，换算系数为

17、满载的3.131倍，超载60%时为满载的7.725倍，超载100%时为满载的20.393倍，使得累计标准轴次大大增加，使路面结构使用寿命明显缩短；同时，在重载作用下，路表弯沉及结构层应力显著增加。资料表明：重载（130KN）作用下的路面结构理论弯沉值与基层及底基层层底拉应力均比标准轴载（100KN）作用下增大约30%。因此，汽车超载是造成路面破坏尤其是路面结构早期破坏的重要原因之一。有些高速公路的桥梁沥青混凝土铺装层也会出现坑槽病害，主要是因为桥面泄水孔开口朝上，虽表面水能流入泄水孔而排出桥面，但桥面渗水无法进入泄水孔，也没有排水出路，桥面渗水长期滞留在桥梁水泥混凝土整平层与沥青混凝土铺装层间

18、。如水泥混凝土整平层施工质量不好，长期浸水后极易成为软弱夹层，从而导致沥青混凝土铺装层破坏。这种破坏易发生在连续箱梁的顶面负弯矩区所对应的桥面铺装层处。2.4车辙推移随着行车荷载作用次数的增加，高速公路路面会出现不同程度的车辙、推移病害，这种路面病害会导致平整度下降，并影响高速行车的舒适性，严重的病害甚至会影响行车安全。车辙、推移形成的主要原因如下。2.4.1行车荷载的影响车辆按规定正常在行车道行驶，使得高速公路的交通渠化现象非常突出，随着车辆载荷作用次数增加，行车道车辆轮迹处进一步压实并逐渐形成不同程度的辙槽；重车普遍超载，使得轴载对路面的作用力增大，并导致当量标准轴载作用次数大大增加，加速

19、了车辙、推移形成；在服务区等匝道进口处，因车速变化频繁，车辆慢行，经常刹车与启动，导致对路面作用时间过长，且对路面的水平剪切作用增大，也易形成车辙槽和推移。2.4.2基层施工质量差因基层的厚度不足或因基层材料、施工、养生不当导致基层整体强度不足，使得路表变形过大而形成辙槽和推移。2.4.3沥青面层高温稳定性差由于沥青混合料是一种弹塑性材料，如沥青、矿料的选材不当或混合料组成不当均会导致沥青混合料的高温稳定性差、抗塑性变形能力低，在车辆的反复碾压下路表变形过大，并使得面层混合料产生横向流动而形成辙槽和推移。2.5泛油有些高速公路沥青路面存在泛油病害，使得路面抗滑性能降低，影响高速行车安全。形成泛

20、油的主要原因如下。2.5.1混合料组成设计不当因混合料中沥青用量过多或空隙率过小，在车辆荷载反复碾压下，多余沥青由下部泛到路表形成泛油病害。2.5.2混合料拌和控制不严在沥青混合料拌和时矿粉等细料含量较难准确控制，如细料含量过少，混合料比表面积较小，则沥青用量相对较多，也易泛油2.5.3粘层油用量不当在施工沥青面层前往往需在基层顶面喷洒粘层油或做沥青封层（特别是在基层完工与沥青面层施工间隔较长的情况下），由于施工工艺掌握不好，粘层油用量不当或喷洒不均匀而导致面层局部泛油。2.5.4施工质量较差因摊铺时混合料产生离析，局部细料过分集中，也易泛油。2.5.5水损坏雨水渗入使下层沥青与石料剥离，在动

21、水作用下，沥青膜剥落、上浮引起表层泛油。2.6 龟裂它是由于路基路面或底层铺路材料塌陷或车辆超载超限造成的主要表现有随车轮长期作用顺公路延伸方向呈狭长性分布，有局部下沉近似圆形分布有路面基层严重下沉条状分布的多种形式。缝宽在3mm以上且多数缝距1Ocm以内，面积在1平方米以上的网状裂缝。原因分析0路面表面局部下沉开挖后发现路基土温软基层偏薄，此种情况我们认为是路面结构不合理基层强度不足，加之含水量偏大温软土质路基车轮作用下产生下沉是沥青面层被拉裂破坏。因路基地下水位偏高，开挖发现路面基层含水量很大油面层与基层顶面粘结不好但路基未产生下沉此种情况我们认为是基层材料偏大导致水影响沥青路面层与基j

22、不牢沥青面层呈薄壳状承受不。的水平力作用导致龟裂发生。路面基层顶面未有变形，t 缝、油面层与基层顶面粘结较好。情况我们认为是基层材料温差变反射到油面层所致尤其是降时最为多见0路面基层强度较好未有生，油面层与基层没很好粘连，；视觉贫油骨料在车轮长期作E 碎，呈现细料多且松散状。此种t 我们认为是沥青用量不足和骨料；水稳性差说明油面层沥青混合料本身层施工要求铺装油面层。质量有问题。路面基层强度较好，未有下沉变形。1、轻级龟裂，缝细，无散落，裂区无变形，块度20-50。2、中级龟裂。裂缝明显，缝较宽，无或轻散落或轻度变形，块度20。3、重级龟裂。裂块破碎，缝宽，散落重，变形明显，急待修理，块度20。

23、2.6.1 与路面基层强度有关无论什么路面，包括水泥混凝土路面都需要具有足够强度的基层，否则，路面将受到破坏。沥青路面对基层的强度要求比水泥混凝土路面高，因而沥青面层厚度一般较薄，且为柔性结构，具有可塑性和可延性。沥青面层本身的强度很小，不能抵抗车辆的荷载压力，主要起耐磨作用。所以，基层必须保证足够的强度，沥青路面才不致产生龟裂现象。2.6.2基层材料级配、结构类型的原因基层除要求强度外，还有一个稳定性问题。良好的材料级配是保证基层密实的前提，而密实度与强度成正比，密实度大强度高，密实度小则强度低。稳定性是指基层的抗水性和抗冲击性，即当受到水的侵蚀时不致产生软化而降低强度，受到车轮冲击作用时不

24、致产生位移变动。有的基层强度虽然很高，但稳定性差，因而导致沥青面层出现龟裂。2.6.3沥青质量的原因道路沥青种类很多，其中有针入度为60和200的60号沥青及200号沥青，以60号沥青最佳，有条件的应尽量采用60号沥青。因为优质沥青具有较高的抗磨损和耐高温性，而且不易老化，这是防止沥青路面早期老化龟裂的重要条件。2.7唧浆基层的粉、细料浆水从面层裂缝或从多空隙率面层的空隙处析出，雨后路表面呈淡灰色。2.7.1基层用料不当，或拌合不匀，细料过多，由于其水稳性差，遇水后软化在行车作用下浆水上冒。2.7.2低温季节施工的半刚性基层，强度增长缓慢，而路面开放交通过早，在行车与雨水作用下使基层表面粉化、

25、形成浆水。2.7.3冰冻地区的基层，冬季水分积聚成冰，春水解冻时翻浆。2.7.4沥青面层厚度较薄，孔隙率较大，未设置下封层和没有采取结构层内排水措施，促使雨水下渗加速翻浆的形成。2.7.5表面处置和贯入式面层竣工初期，由于行车作用次数不多，结构层尚未达到应有密实度就遇到雨季，使渗水增多，基层翻浆。2.8搓板路表面出现轻微、连续的接近等距离的起伏状，形似洗衣的搓板。虽谷峰高差不大但行车频率较高颠簸感。2.8.1沥青混合料的矿料级配偏细，沥青用量偏高，高温季节时面层材料在车辆水平作用下发生位移变形。2.8.2铺设沥青面层前未将下层表面清扫干净或未喷洒粘层沥青，致使上层与下层粘结不良，产生滑移。2.

26、8.3旧路面上原有的搓板病害未认真处理即在其上铺设面层。2.9拥包沿行车方向或横向出现局部隆起，拥包较易发生在车辆经常起动、制动的地方，如停车站、交叉口等地方。2.9.1沥青混合料的沥青用量偏高或细料偏多，热稳定性不好，在夏季气温较高时不足以抵抗行车引起的水平力。2.9.2面层摊铺时，底层未清扫或未喷洒粘层沥青，致使路面上下层粘结不好，沥青混合料摊铺不匀，局部细料集中。2.9.3基层或下面层未经充分压实，强度不足，发生变形位移。2.9.4在路面日常养护时，局部路段沥青用量过多集料偏细或摊铺不匀。2.9.5在陡坡或平整度较差路段，面层沥青混合料容易在行车作用下向地处积聚而形成拥包。2.10松散面

27、层集料之间的粘结力丧失或基本丧失，路表面可观察到成片悬浮的集料或小块混合料，面层的部分区域明显不成整体。干燥季节，在行车作用下可见轮后粉尘飞扬。2.10.1沥青混凝土中的沥青针入度偏小，粘结性能不良；混合料的沥青用料偏少；矿料潮湿或不干净，与沥青粘结不牢固；拌和时间温度偏高，沥青焦枯；沥青老化或与酸性石料间的粘附性不良；造成路面松散。2.10.2摊铺施工，时未充分压实，或摊铺时，沥青混凝土温度偏低；雨天摊铺，水膜降低了集料间的粘结力。2.10.3基层强度不足，或呈湿软状态时摊铺，在行车作用下造成面层松散。2.10.4在沥青路面使用过程中，溶解性油类的泄露，雨雪水的渗入，降低了沥青的粘附性能。3

28、.关于遇到沥青路面常见病害时，本文暂时给出五点建议：1.应根据工程实际情况进行科学决策，确定合理工期，防止盲目赶工。同时，应加强设计、施工、监理的协调和管理，保证各环节的工作质量。2.应注重路面结构性能研究，特别是对于多雨湿热地区水损坏应高度重视。在结构组合上应增强结构排水，可在基层顶面增设防水层（下封层不易做好），有条件的可在下面层及半刚性基层间增设沥青处治碎石排水基层。同时，在土路肩做好配套的纵、横向排水设施。这样，既可将由路表渗入的雨水及时排出路面，又可防止雨水进一步下渗而冲刷半刚性路面基层。对表面层可掺加适量的沥青抗剥落剂，以加大沥青与骨料的粘结力，提高上面层的水稳性。3.应加强施工的各个环节控制，以保证高速公