公路施工技术第3章路面基层施工

公路施工技术第3章路面基层施工第一页，共44页。§3.1半刚性基层与粒料基层的施工§3.1.1路面基层的分类和技术要求一、路面基层的分类1.水泥稳定类基层水泥稳定类基层：在粉碎的或者原来松散的土中，掺入足够数量的水泥和水，通过搅拌得到的混合料经过摊铺压实和养生后，其抗压强度和耐久性符合要求的基层。分为水泥稳定土、水泥稳定砂视所用材料，有水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾等用水泥和石灰、水泥和粉煤灰稳定某种土得到的混合料，简称综合稳定类基层。仅适用少量水泥改善土的塑性指数而达不到规定的强度，称为水泥改善土。第二页，共44页。2.石灰稳定类基层石灰稳定类基层：在粉碎的或者原来松散的土中，掺入足够数量的石灰和水，通过搅拌得到的混合料经过摊铺压实和养生后，其抗压强度和耐久性符合要求的基层。分为石灰稳定土，石灰砂砾土，石灰碎石土。仅适用少量石灰改善土的塑性指数而达不到规定的强度，称为石灰改善土。第三页，共44页。3.石灰工业废渣稳定类基层工业废渣有：粉煤灰、炉渣、煤渣等。石灰工业废渣稳定土：用石灰与废渣的一种或两种经过加水拌和、压实和养生后得到的一种强度和耐久性有很大提高并符合规范要求的基层土。用石灰和粉煤灰稳定细粒土得到的混合料简称二灰土。水泥稳定类基层、石灰稳定类基层、石灰工业废渣稳定类基层都属于无机结合料稳定类基层，也称半刚性基层。第四页，共44页。4.级配碎石基层粗细碎石集料和石屑各占一定比例的混合料，当其颗粒组成符合密实级配，经拌和、摊铺、碾压成型和养生后，抗压强度或稳定性、密实度符合要求，称为级配碎石。结构为级配型。5.填隙碎石基层用单一尺寸的粗碎石做主骨料，形成嵌锁作用，用石屑填满空隙，增加密实度和稳定性，这种基层称为填隙碎石基层。结构为嵌锁型。第五页，共44页。二、道路基层的技术要求1.足够的强度和刚度；2.足够的水稳性和冰冻稳定性；3.足够的抗冲刷能力；4.收缩性小；5.足够的平整度；6.与面层集合良好。第六页，共44页。§3.1.2填隙碎石基层施工一、材料要求填隙碎石用作基层，碎石最大粒径不超过53mm；用作底基层时，最大粒径不超过63mm。用作基层的粗碎石集料压碎值不大于26%，用作底基层则不大于30%。第七页，共44页。二、施工1.施工程序填隙碎石施工工艺流程如图3-1。

准备下承层→施工放样→备料→运输和摊铺粗碎石→撒铺填隙料和碾压（分干法和湿法施工）。注意：干法施工特别适合于干旱缺水地区。第八页，共44页。干法施工：初压→撒铺填隙料→碾压→再次撒铺填隙料→再次碾压→摊铺第二层碎石及填隙料→全部填满，碾压密实。湿法施工初压→撒铺填隙料→碾压→再次撒铺填隙料→再次碾压→洒水直至饱和→碾压→养生，让水分蒸发变干。第九页，共44页。§3.1.3级配碎石基层施工由各种大小不同粒级集料组成的混合料，当其颗粒组成符合技术规范的密实级配的要求时，称其为级配型集料。级配型集料基层结构是按密实混合料原则修建的，其强度形成是靠集料间的摩擦力和细粒土的粘结力，经碾压密实联结所构成。要保证这种结构具有足够的强度，一定要使组成混合料的集料具有最佳级配和良好的颗粒形状，经充分拌和，使各级集料分布均匀，并碾压密实。否则将影响结构层的强度。第十页，共44页。这种基层结构的强度和稳定性还与集料的类型、集料的粒径有着密切的关系。集料最大料径含量5mm以下颗粒含量和小于0.075mm颗粒的含量对混合料的密实度和强度有较大影响，粒径0.5mm以下的颗粒含量是决定其液限和塑性指数的主要成分，对混合料结构层的水稳定性和冰冻稳定性有很大影响。液限和塑性指数愈高，则级配型集料的水稳性愈差。因此．选用这类材料作沥青路面的基层时，必须重视土基的含水量，偏离时应严格控制此种细料的含量。级配型集料基层的塑性指数超过一定数值的路段，沥青面层往往出现早期的病害。因此，在实际工作中，对于级配型集料基层，主要要控制粒料的级配组成，特别是其中的最大粒径、5mm以下、0.5mm以下和0.075mm以下的颗料含量和塑性指数。同时在施工中要严格控制级配型集料的均匀件(它包括级配组成和含水量)和压实度。第十一页，共44页。级配型集料的用途因集料的类型不同而异，级配碎石可用于各级公路的基层和底基层，也可用作较薄沥青面层与半刚性基层之间的中间层，以减轻稳定土基层的裂缝反射到沥青面层上。未筛分碎石可直接用作底基层。级配砾石可用二级和二级以下公路。

粗、细碎石集料和石屑各占一定比例的混合料，当其颗料组成符合密实级配要求时，称为级配碎石。级配碎石可用未筛分碎石(控制最大粒径)和石屑(碎石场中粒径小于10mm的筛余细料)配合组成，也可由预先筛分成几个大小不同粒级的碎石配合组成。第十二页，共44页。一、材料要求1.碎石未筛分碎石，工程上俗称“通料”。单一尺寸碎石2.石屑或细集料最好是专门轧制的细碎石集料。第十三页，共44页。二、路拌法施工工艺第十四页，共44页。三、厂拌法施工备料→拌和→运输→摊铺→碾压第十五页，共44页。§3.1.4半刚性路面基层施工半刚性基层又称无机结合料稳定类基层，包括水泥稳定类、石灰稳定类、综合稳定类。适用于各级公路的基层和底基层，但水泥土不得用作二级和二级以上公路的基层。特点：整体性强、承载力高、刚度大、水温性好、经济性好。施工方法采用路拌法和厂拌法。第十六页，共44页。一、材料要求1.水泥选用终凝时间较长的水泥，6h以上。2.石灰石灰应是消石灰粉或生石灰粉。3.粉煤灰干湿粉煤灰都可以，湿粉煤灰的含水率不宜超过35%。4.土5.水第十七页，共44页。二、混合料的组成设计通过实验选取合适的材料，确定材料的配合比、最大干密度、最佳含水率。具体步骤：1.制备统一土样，不通结合料剂量的混合料。2.采用重型击实试验确定混合料的最大干密度和最佳含水率。3.按要求的压实度，计算应有的干密度。4.制备试件，养护6d，浸水1d进行无侧限抗压强度实验。5.实验结果的平均抗压强度满足：工地实际采用的石灰或水泥剂量较实验确定的理论值剂量要多0.5%-1.0%。第十八页，共44页。三、半刚性基层路拌法施工半刚性基层施工的主要工序有：准备下承层，施工放样，备料，摊铺集料和石灰，拌和与洒水，整型，碾压，接缝和“调头”处的处理，养生。1.施工工艺流程第十九页，共44页。一、准备下承层

石灰稳定土的下承层表面应平整、坚实、具有规定的路拱，没有任何松散的材料和软弱的地点。通常应对下承层进行检查验收，内容有：高程、宽度、横坡、平整度、压实度及弯沉值。水泥稳定土的下承层一般有三种情况，一是底基层，二是老路面．三是土基。对于土基，不论是路堤还是路堑，必须用12~15t三轮压路机或等效的碾压机械进行碾压(压3~4遍)检验。在碾压过程中．如发现土过下，表面松散，应适当洒水；如土过湿，发生“弹簧”现象，应采用挖开晾晒、换土、掺石灰或水泥等措施进行处理。对于底基层，应进行压实度检查，对于秉性底基层还应进行弯沉试验，不合格的应进行处理。第二十页，共44页。二、施工放样

(1)恢复中线。直线段每20m设一桩，平曲线段10m设一桩。

(2)基层宽度。每侧应比面层宽度增加0.3米，并在路肩边缘外0.3米处设指示桩。

(3)水准测量，在两侧指示桩上用明显标记(如红漆)标出石灰稳定土层边缘的设计高。第二十一页，共44页。三、备料备料包括备土，备灰和计算材料用量。

(1)备土经过试验选定料场后，在采集前，应将树木、草皮和杂土清除干净。集料中的超尺寸颗粒必须筛除，土块最大尺寸应小于15mm。若粘性土的塑性指数小于15，采用机械拌和时，可视土质和机械性能确定土是否要过筛；人工拌和时，应筛除15mm以上的土块。

(2)备灰石灰宜选在公路两侧宽敞而临近水源，且地势较高的场地集中堆放，预计堆放时间较长时，应用土、塑料布或其他材料覆盖封存。石灰堆放在集中拌和场地时，宜搭雨棚保护。生石从应在使用的7~10天充分消解，以免使用后，末消解的石灰吸水后继续消解，引起局部胀松鼓包，影响稳定土层的强度和平整度。每吨生石灰消解需用水量约为500~800kg。消解后的石灰应保持一定的湿度(含水量约30％)，以免过干飞扬。工地上消解石灰的方法有花管射水消解法和坑槽注水消解法。(3)计算材料用量运输集料前，应先计算材料的数量。其方法通常是先根据各路段石灰稳定土层的厚度、宽度及预定的干密度，计算各路段需要的干集料数量，然后根据集料的含水量和运料车的吨位，计算每车料的堆放间距。集料装车时，应控制每车的数量基本相同。第二十二页，共44页。第二十三页，共44页。集中拌和法第二十四页，共44页。第二十五页，共44页。四、摊铺集料和石灰

按前述计算材料用量及事先通过试验段确定的集料的松铺系数摊铺集料和石灰。摊铺集料应在摊铺石灰的前一天进行，摊铺长度以日进度的需要量为度。但在不能封闭交通的路段及雨季施工，宜当天摊铺集料、石灰、拌和、碾压成型。摊铺机械常用平地机或其他合适的机具，集料应均匀地摊铺在预定的宽度上，表面力求平整，并有规定的路拱。摊铺过程中，应拣除超尺寸颗粒、土块及杂物。当土块较多时，应进行粉碎料摊铺后，要检验材料层的松铺厚度：松铺厚度＝压实厚度x松铺系数如不符合要求，应作适当减料或补料工作。如摊铺的土含水量过小，应洒水闷料，使土的含水量接近最佳含水量。通常细粒土宜闷一夜．中粒土和粗粒土，视细土含量的多少，可缩短闷料时间。第二十六页，共44页。五、拌和

目前应用较多的是轮胎式稳定土拌和机，转子的旋转方向上分为正转(转子由上向下切)和反转(转子由下向上切)、拌和宽度约2m左右，最大拌和深度40~60cm。用稳定土拌和机拌和时．拌和深度应达到层底。并设专人跟在拌和机后，随时检查拌和深度，发现拌和深度不够，及时告知拌和机操作人员调整拌和深度，严禁在拌和层底部留有“素土”夹层。拌和深度以深入下承层表面1cm左右为宜．以利上下层粘结，但也不宜过深。稳定土拌和机通常只需拌和2—3遍即能将混合料拌和均匀。要彻底消除“素土”夹层，可在最后一遍拌和之前，先用多样犁紧贴底面翻拌一遍，再用稳定土拌和机拌和一遍。经过上述拌和后，如混合料的含水量不足，应再补充洒水湿拌。施工时，拌和机应紧跟在洒水车后面进行拌和。在洒水及拌和过程中应用含水量快速测定仪及时检查混合料的含水量。含水量宜略大于最佳含水量(稳定中粒土和粗粒土，可较最佳含水量大0.5％—1.0％，稳定细粒土，可较最佳含水量大1.0％~2.0％)。施工时要注意：洒水要均匀，洒水车不应在当天拌和的路段上“调头”和停留。拌和好的混合料应达到色泽一致，没有灰条、灰团和花面有粗、细颗粒“窝”，且水分合适和均勾。拌和结束后，应立即检查混合料中石灰的钙镁含量。第二十七页，共44页。第二十八页，共44页。六、整型

混合料拌和均匀后，马上用平地机作初步整平与整型。在直线段，平地机应由两侧向中间进行刮平，在平曲线段，应由内侧向外侧进行刮平，必要时可再返回刮一遍。随后拖拉机、平地机或轮胎压路机立即在初平的路段上快速碾压一遍，以暴露潜在的不平整。再按上述步骤刮一遍，压一遍。经过两次刮平、轻压后出现的局部低洼处，应用齿耙将其表层5cm以上耙松，并用新拌的石灰土混合料进行找补整平。最后用平地机再整型一次，以达到规定的路拱和坡度，并注意接缝顺适平整。

在整型过程中，不允许任何车辆通行，并配合人工消除集料的离析现象。第二十九页，共44页。第三十页，共44页。七、碾压

事先应根据路宽、压路机的轮宽和轮距的不同，制定碾压方案，以求各部分碾压到的次数尽量相同，但路面的两侧应多压2—3遍。压路机的吨位与每层的压实厚度要一致。一般12~15t三轮压路机碾压时，每层的压实厚度不应超过15cm；18—20t的三轮压路机碾压时，每层的压实厚度不应超过20cm，大能量的振动压路机碾压时，每层的压实厚度也不应超过20cm，分层铺筑时，每层的最小压实厚度为10cm。

整型后，当混合料的含水量等于或略大于最佳含水量时，立即用12t以上的三轮压路机、重型轮胎式压路机或振动压路机在路基全宽内进行碾压。碾压应遵循先两边后中间(平曲线段先内侧后外侧)，先轻后重，先慢后快，互相搭接的原则。碾压时，后轮应重叠1／2轮宽，并在规定的时间内碾压到要求的压实度。一般需碾压6—8遍。碾压速度：头两遍采用1.5~1.7km/h，以后用2~2.5km/h为宜。第三十一页，共44页。

碾压过程中应注意：

1、严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上“调头”和急刹车，以免破坏稳定土层的表面；

2、水泥稳定土表面应始终保持潮湿，如表层水分蒸发过快，应及时补洒少量水；

3、如发生“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌和(加适量石灰)或用其他方法处理，使其达到质量要求。碾压结束之前，用平地机再终平一次，使其纵向顺适，路拱和超高符合设计要求。终平应仔细进行，必须将局部高出部分刮除，并扫出路外。局部低洼处，不再进行补找，留待铺筑面层时处理。严禁用薄层贴补进行找平。碾压结束后，应马上用灌砂法，水袋法检查压实度。

第三十二页，共44页。项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值基层底基层高速公路一级公路其他公路高速公路一级公路其他公路1压实度(%)代表值-959593按附录B检查，每200m每车道2处3极值-9191892平整度(mm)-1212153m直尺：每200m测2处×10尺23纵断高程(mm)-+5，-15+5，-15+5，-20水准仪：每200m测4个断面14宽度(mm)不小于设计不小于设计尺量：每200m测4个断面15△厚度(mm)代表值--10-10-12按附录H检查，每200m每车道1点2合格值--20-25-306横坡(%)-±0.5±0.3±0.5水准仪：每200m测4个断面17强度(Mpa)符合设计要求符合设计要求按附录G检查3石灰土基层和底基层实测项目第三十三页，共44页。八、接缝和“调头”处的处理

石灰稳定土的接缝处理采用对接形式，即在前一段拌和后，留下5—8m不作碾压，后一段施工时，将前段留下来未压部分与新铺的混合料一起再进行拌和，压实即可。当拌和机械及其他施工机械必须在巳压成的石灰稳定土层上“调头”时，可在“调头”处覆盖一层10cm厚的砂或砂砾，保护“调头”部分的石灰稳定土表层不受破坏。结束后，将砂(或砂砾)除去。第三十四页，共44页。九、养生

每个作业段碾压结束．并经压实度检查合格后，马上进行保湿养生，不得使稳定土层表面干燥，也不应忽干忽湿。养生时间不宜少于7天。可用洒水车经常及时洒水进行养生，每天洒水次数视气候而定。养生期间应封闭交通(洒水车除外)。不能封闭交通时，应在水泥稳定土层上采取覆盖措施，限制重车通行，其他车辆的车速不超过30km／h。水泥稳定土施工：应注意季节气候，一般宜在春末和气温较高的季节组织施工，施工期的最低气温应在5℃以上，并应在第一重冰冻(-3℃~-5℃)到来前半个月季一个月完成。雨季施工应特别注意气候变化，有雨时应停止施工，但已经摊铺酌石灰土混合料，应尽快碾压密实。压考虑下承层表面的排水措施，勿使运到路面的集料过分潮湿。第三十五页，共44页。石灰稳定土常见病害及防治1、石灰稳定土成型时弹簧、起皮、拥包及防治2、石灰稳定土成型初期隆起、开裂及防治3、石灰稳定土缩裂与防治第三十六页，共44页。石灰稳定土成型时弹簧、起皮、拥包及防治

石灰稳定土碾压成型时常会出现局部弹簧、松散并有大面积起皮现象，局部含水量过大易产生弹簧现象；拌和不均或局部粗细颗粒离析现象易导致松散现象；表面过干，平地机薄层找平易造成大面积起皮；压路机碾压方式不当易产生拥包。为防止上述病害出现，在施工过程中注意以下几点因素：

1）土块要粉碎，最大尺寸不应大于15mm，且拌和要充分均匀。

2）控制好原材料（土、石灰）及混合料含水量，拌和好的混合料含水量宜大于最佳含水量+1%左右，且要拌和均匀。

3）碾压过程，石灰稳定土表面应始终保持湿润。

4）严禁薄层贴补，摊铺时“宁高勿低”，平地机最后整平时“宁漏勿补”。

5）碾压时，压路机应遵从"先轻后重"，"先边后中"，"先慢后快"原则连续不断地碾压至规定压实度。

第三十七页，共44页。石灰稳定土成型初期隆起、开裂及防治

生石灰中常含有过火石灰。在石灰稳定土成型后，过火颗粒才逐渐消解，体积膨胀，引起成型后的石灰土层隆起，为消除这种病害，通常将生石灰提前10~12天运进施工现场，并进行充分消解；对于镁质石灰，由于难消解，则需提前12~15天进行消解，且加水速度不已过快、过急，以便于镁质石灰能够充分得以消解。

目前，我国不少厂家开始生产袋装生石灰粉（磨洗生石灰）。生石灰粉使用时可不需消解，但拌入土中后，宜闷料3~8小时成型效果最佳。因为生石灰粉在土中消解过程中会放出大量水化热，如碾压成型过早，会由于生成的水化热过多而使土体积膨胀，产生隆起现象；成型过晚，则石灰与土之间各种有利反应作用不能够充分得以利用，且难以压实。

第三十八页，共44页。实际施工过程中，经常会发现石灰稳定土成型1~2天出现大量裂缝现象，高温季节尤为明显。这主要由两方面原因造成的结果：一方面是石灰稳定土自身含水量过大；一方面是保湿养生不及时；水化反应后，石灰稳定土含水量减少，产生干缩裂缝。为了减轻或消除这种病害，石灰稳定土