第6章中低级路面与基层、垫层施工

第6章中低级路面与基层、垫层施工第一页，共40页。第6章中低级路面及基层、

垫层施工本章内容本章补充内容较多！第二页，共40页。6.0路面工程概述路面是用各种筑路材料铺筑在路基顶面上供车辆行驶的一种层状结构物。1.对路面的要求（1）强度和刚度（2）稳定性（3）耐久性（4）平整度（5）抗滑性（6）不透水性（7）低噪声及低扬尘性第三页，共40页。2.路面结构层次及其功能由于行车荷载和自然因素对路面的作用，随着路面深度增大而减弱，因而对路面强度、刚度和稳定性的要求也随着深度增大而降低。通常将路面划分为三个层次，即面层、基层、垫层。第四页，共40页。（1）面层作用：承受行车荷载、受自然因素直接影响。材料：沥青混凝土、水泥混凝土、碎石土、块石等。面层可分两层或三层铺筑，高等级公路沥青面层常分2~3层。第五页，共40页。（2）基层作用：承受面层传来的行车荷载，并扩散和分布到垫层和土基，是主要的承重层。材料：无机结合料稳定土、各种粒料基层通常较厚，可分两层或三层铺筑，最下层称为底基层。第六页，共40页。（3）垫层作用：改善土基湿度和温度状况、进一步扩散应力。材料：①松散粒料，透水性垫层；②稳定土，稳定类垫层。第七页，共40页。3.路面分类与等级按力学特性分类：柔性：抗弯拉强度较低；沥青混凝土。刚性：抗弯拉强度较高；水泥混凝土。半刚性：初期强度低，后期强度增长较高；半刚性基层加沥青类面层。路面等级面层类型适用范围高级沥青混凝土、水泥混凝土全部次高级沥青贯入、沥青碎石、沥青表处二、三级中级碎、砾石、半整齐石块、其他粒料三级、四级低级粒料加固土、其他当地材料加固或改善土四级问题：高级公路是否一定使用高级路面？第八页，共40页。6.1碎（砾）石路面与基层

6.1.1强度形成原理碎（砾）石等松散材料组成的路面在外力作用下，首先将在颗粒间产生滑动和位移，使其承载能力遭到破坏。因此其结构强度，颗粒间的联结强度起决定作用。1.纯碎石材料（1）嵌锁原则（2）级配原则连续级配、间断级配第九页，共40页。2.土—碎（砾）石混合料其强度和稳定性取决于内摩阻力和黏结力的大小。第一种状态：不含或含很少细料，依靠颗粒间的摩阻力获得强度，即嵌挤原则。透水性好，压实困难。第二种状态：含有足够的细料填充颗粒间空隙，即级配原则。抗剪强度、密实度提高，透水性低，易压实。第三种状态：含有大量细料，粗颗粒间没有直接接触。易压实，但密实度较低，难透水，受水影响大。第十页，共40页。6.1.2碎（砾）石基层以尺寸均匀的碎（砾）石作为基本材料，以石屑、黏土或石灰土作为填充结合料，经压实而成的结构层。1.分类填隙碎石：以粗碎石作主集料，并以石屑填隙；有干压碎石和水结碎石两种。泥结碎石：以碎石作为集料，黏土作为填充料和黏结料。泥灰结碎石：以碎石作为集料，石灰土作为填充料和黏结料。泥灰结碎石水稳性优于泥结碎石，用在潮湿与中湿路段。第十一页，共40页。2.施工工艺（1）填隙碎石层施工（2）泥结碎石层施工碾压碎石（洒水）撒铺嵌缝料碾压（洒水）撒铺石屑洒水碾压成型初期养护浇灌泥浆撒铺嵌缝料碾压撒铺石屑洒水碾压成型初期养护第十二页，共40页。泥结碎石第十三页，共40页。6.1.3级配碎（砾）石基层1.级配碎石粗、细碎石集料和石屑各占一定比例的混合料，按密实级配原则要求修筑而成。厂拌法路拌法现场机械摊铺振动碾压成型撒铺石屑、拌和振动碾压成型第十四页，共40页。级配碎石第十五页，共40页。2.级配砾石其强度和稳定性均低于级配碎石。运输和摊铺掺配集料洒水拌和碾压成型第十六页，共40页。6.2无机结合料稳定类基层在各种粉碎或原来松散的土、碎（砾）石、工业废渣中，掺入适量的无机结合料（如水泥、石灰或工业废渣）和水，经拌和压实及养护后，其抗压强度符合规定要求的混合料，称为无机结合料稳定类基层。其强度介于柔性和刚性材料之间，称之为半刚性基层。1.分类：水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣2.优点：（1）能适应现代重型交通的需求；（2）使用质量较低的石料，降低投资。第十七页，共40页。6.2.1石灰稳定土基层分类：可分为石灰土、石灰砂砾、石灰碎石。特点：具有良好的板体性，但其水稳性、抗冻性以及早期强度不如水泥稳定土；干缩和温缩特性十分明显。适用于各级公路底基层，二级和二级以下公路的基层，但石灰土严禁用作高级路面的基层，只能用作底基层。1.强度形成原理（略过）离子交换、结晶、火山灰、碳酸化第十八页，共40页。2.影响强度的因素（1）土质：粘性土效果较好；（2）灰质：石灰细度、石灰有效活性成分；（3）石灰剂量：剂量超过一定范围，强度反而降低；（4）拌和及压实：拌和均匀性，密实度高强度则高；（5）养护条件与龄期：湿治养生，温度高强度增长快，28d强度达到30%，3个月达到60%，完全形成需8~10年。第十九页，共40页。3.施工工艺二级及二级以下公路可用路拌法，二级公路应采用专用稳定土拌和机；高速、一级公路宜用厂拌法。路拌法施工工序如下：生石灰使用前7~10天进行充分消解成熟石灰；细粒土拌和后闷料12小时，拌碾间隔时间不超过2d；施工最低温度为5℃，并应在第一次重冰冻到来之前1-1.5个月完成；覆盖保湿养生不少于7d。第二十页，共40页。人工路拌法第二十一页，共40页。机械路拌法第二十二页，共40页。稳定土拌和机第二十三页，共40页。洒水拌和第二十四页，共40页。碾压第二十五页，共40页。6.2.2水泥稳定土基层分类：可分为水泥土、水泥砂砾、水泥碎石。特点：具有良好的板体性，其水稳性和抗冻性都比石灰稳定土好，并且初期强度高；容易干缩和冷缩而导致裂缝。适用于各级公路的基层和底基层，但水泥土严禁用作高级路面的基层，只能用作底基层。1.强度形成原理（略过）水泥水化、离子交换、化学激发、碳酸化第二十六页，共40页。2.影响强度的因素（1）土质碎石、砂砾最好，砂性土次之。（2）水泥类型及剂量优先选用终凝时间长的低标号水泥；高剂量高强度高成本，但干缩大，宜为4%~8%。（3）施工及养护湿治养生，温度越高，强度增长越快。第二十七页，共40页。3.施工工艺不宜人工拌和，高速、一级公路除底基层可用路拌法外，其他都应用厂拌法。厂拌法施工工序如下：拌和至摊铺完成不超过3h，拌碾间隔时间不超过6h；施工最低温度为5℃，并在第一次重冰冻到来之前0.5-1个月完成；洒水保湿养生不少于7d。第二十八页，共40页。路拌法第二十九页，共40页。集中厂拌法第三十页，共40页。推土机摊铺第三十一页，共40页。摊铺机第三十二页，共40页。摊铺机第三十三页，共40页。碾压第三十四页，共40页。覆膜养生第三十五页，共40页。洒水养生第三十六页，共40页。基层成型第三十七页，共40页。6.2.3工业废渣稳定土基层工业废渣：粉煤灰、煤渣、高炉矿渣、钢渣等。1.石灰工业废渣基层强度高、稳定性好，强度随龄期不断增长，抗水、抗冻、抗裂