第二章基层与垫层精选文档.ppt

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1、第二章基层与垫层本讲稿第一页，共十七页一、嵌挤类碎石结构层一、嵌挤类碎石结构层嵌挤碎石基层是用尺寸较均匀的轧制碎石作基本材料，并以石渣和石屑嵌缝，或嵌挤碎石基层是用尺寸较均匀的轧制碎石作基本材料，并以石渣和石屑嵌缝，或者以粘土或灰土灌缝，经压实，按嵌挤原理铺压而成。者以粘土或灰土灌缝，经压实，按嵌挤原理铺压而成。（一）力学特性（一）力学特性按嵌挤原则产生强度，抗剪强度主要决定于剪切面上的法向应力和材料内摩阻角。由下列按嵌挤原则产生强度，抗剪强度主要决定于剪切面上的法向应力和材料内摩阻角。由下列三项因素构成：（三项因素构成：（1）粒料表面的相互滑动摩擦；（）粒料表面的相互滑动摩擦；（2）因剪切时

2、体积膨胀而需克服的阻力；）因剪切时体积膨胀而需克服的阻力；（3）因粒料重新排列而受到的阻力。）因粒料重新排列而受到的阻力。（二）分类（二）分类1.不含胶结料的碎石层不含胶结料的碎石层 干压碎石、水结碎石，铺撒嵌缝石屑时，统称填隙碎石，手工铺砌干压碎石、水结碎石，铺撒嵌缝石屑时，统称填隙碎石，手工铺砌100200mm粒径的大块石再以小碎石嵌缝叫手摆碎石。粒径的大块石再以小碎石嵌缝叫手摆碎石。2.含有胶结料的碎石层含有胶结料的碎石层 泥结碎石、泥灰结碎石泥结碎石、泥灰结碎石通常用于中、低级路面的基层，泥结或泥灰结碎石还可用于砂石路面的面层通常用于中、低级路面的基层，泥结或泥灰结碎石还可用于砂石路面

3、的面层第一节第一节 粒料类结构层粒料类结构层本讲稿第二页，共十七页（三）材料要求（三）材料要求编号碎石名称粒径范围(mm)用途123粗碎石中碎石细碎石755050353525骨料45石渣石屑2515155嵌缝料6米石05封面料1.石料石料碎石应具有较高的强度（碎石应具有较高的强度（III级以上）、韧性和抗磨耗能力；应具有棱角且近于立方体级以上）、韧性和抗磨耗能力；应具有棱角且近于立方体,长条扁平的长条扁平的石料不超过石料不超过10%；应干净，不含泥土杂物。碎石的最大尺寸应根据石料品质及碎石层的厚度来确；应干净，不含泥土杂物。碎石的最大尺寸应根据石料品质及碎石层的厚度来确定，坚硬石料不得超过碎石

4、层压实厚度的定，坚硬石料不得超过碎石层压实厚度的0.8倍。倍。2.粘土与石灰粘土与石灰泥结碎石层所用粘土，应具有较高的粘性，塑性指数以泥结碎石层所用粘土，应具有较高的粘性，塑性指数以1215为宜。粘土内不得含腐为宜。粘土内不得含腐殖质或其它杂物。粘土用量一般不超过混合料总重的殖质或其它杂物。粘土用量一般不超过混合料总重的1518%。石灰与土的用量不应。石灰与土的用量不应大于混合料总重的大于混合料总重的20%，其中石灰剂量为土重的，其中石灰剂量为土重的812%。本讲稿第三页，共十七页2.含胶结料的碎石层施工含胶结料的碎石层施工灌浆法施工工序灌浆法施工工序准备工作准备工作撒铺石料并摊平撒铺石料并摊

5、平浇灌泥浆浇灌泥浆预碾碎石预碾碎石撒铺嵌缝料碾压撒铺嵌缝料碾压撒铺石屑（米石）洒水碾压成型撒铺石屑（米石）洒水碾压成型初期养护初期养护1.不含胶结料的碎石层施工不含胶结料的碎石层施工准备工作准备工作撒铺石料并摊平撒铺石料并摊平碾压碎石（洒水）碾压碎石（洒水）预碾碎石预碾碎石撒铺嵌缝料碾压（洒水）撒铺嵌缝料碾压（洒水）撒铺石屑（米石）洒水碾压成型撒铺石屑（米石）洒水碾压成型初期养护初期养护水结碎石建议使用石灰石或白云石水结碎石建议使用石灰石或白云石（四）施工工艺（四）施工工艺本讲稿第四页，共十七页三、级配类砾（碎）石结构层三、级配类砾（碎）石结构层由各种集料（砾石、碎石、工业废渣）和土，按密实级

6、配原理修筑而成的路面结构层，强度由摩阻力和由各种集料（砾石、碎石、工业废渣）和土，按密实级配原理修筑而成的路面结构层，强度由摩阻力和粘结力构成。粘结力构成。（一）力学特性（一）力学特性（二）分类（二）分类1.级配砾（碎）石级配砾（碎）石 优质级配碎石，国外广泛用于柔性路面的基层优质级配碎石，国外广泛用于柔性路面的基层 普通级配（砾）碎石，用于中、低级柔性路面的基层或砂普通级配（砾）碎石，用于中、低级柔性路面的基层或砂 石路面的磨耗层石路面的磨耗层 2.原状砾（碎）石土原状砾（碎）石土用于中、低等级道路的基层、砂石路面的面层，较细用于中、低等级道路的基层、砂石路面的面层，较细 的砂土混合物用于砂

7、石路面的稳定类保护层的砂土混合物用于砂石路面的稳定类保护层3.原状砂砾原状砂砾用于路面的垫层，较细的用于砂石路面的松散类保护层用于路面的垫层，较细的用于砂石路面的松散类保护层本讲稿第五页，共十七页（三）材料要求与施工工艺（三）材料要求与施工工艺1.级配碎石级配碎石1）符合最佳级配（一般采用变）符合最佳级配（一般采用变K法的最大密实度曲线）；法的最大密实度曲线）；2）压碎值不大于）压碎值不大于26；3）针片状含量不超过）针片状含量不超过20；4）小于小于0.5mm的细料应无塑性且液限应小于的细料应无塑性且液限应小于25 ；集中厂拌法施工工序（适用于高速、一级公路的优质级配碎石）集中厂拌法施工工序

8、（适用于高速、一级公路的优质级配碎石）准备下承层准备下承层施工放样施工放样石料运输石料运输石料厂拌石料厂拌现场机械摊铺现场机械摊铺(松铺系数松铺系数1.251.35)洒水振动碾压成型洒水振动碾压成型路拌法施工工序（适用于二级以下公路的普通级配碎石）路拌法施工工序（适用于二级以下公路的普通级配碎石）准备下承层准备下承层施工放样施工放样未筛分碎石运输和摊铺（平地机）未筛分碎石运输和摊铺（平地机）运输和撒布石屑、整形运输和撒布石屑、整形洒水振动碾压成型洒水振动碾压成型本讲稿第六页，共十七页2.级配砾石级配砾石宜于选择河床洁净砂砾，要求颗粒尺寸在宜于选择河床洁净砂砾，要求颗粒尺寸在540mm之间，其中

9、之间，其中2540mm 含量不少于含量不少于50%，为防止冻胀和湿软，应注意控制小于，为防止冻胀和湿软，应注意控制小于0.5mm细料的含量和塑性指数。在中湿和细料的含量和塑性指数。在中湿和潮湿路段，用作沥青路面的基层时，应在级配砾石中掺石灰潮湿路段，用作沥青路面的基层时，应在级配砾石中掺石灰 级配砾石拌合法施工工艺级配砾石拌合法施工工艺准备下承层准备下承层施工放样施工放样整形碾压整形碾压运输和摊铺掺配集料运输和摊铺掺配集料运输和摊铺主要集料运输和摊铺主要集料洒水拌合洒水拌合必要时洒水必要时洒水3.原状砾（碎）石土原状砾（碎）石土原状砾（碎）石的性质取决于混合料中石、土的比例和石块的级配分布，石

10、、土比例原状砾（碎）石的性质取决于混合料中石、土的比例和石块的级配分布，石、土比例小于小于7：3的不宜用作基层，一般应通过颗粒分析后决定其是否用于粒料类结构层还是的不宜用作基层，一般应通过颗粒分析后决定其是否用于粒料类结构层还是用于稳定类结构层。级配不良，很难通过调整级配达到级配粒料类标准的只能用于路用于稳定类结构层。级配不良，很难通过调整级配达到级配粒料类标准的只能用于路基。基。本讲稿第七页，共十七页一、水泥稳定类一、水泥稳定类（一）强度形成原理（一）强度形成原理 1.水泥的水化作用；水泥的水化作用；2.离子交换作用；离子交换作用；3.化学激发作用；化学激发作用；4.碳酸化作用碳酸化作用。（

11、二）影响强度的因素（二）影响强度的因素 1.土质土质1）稳定）稳定级配级配良好的碎良好的碎(砾砾)石和砂砾，效果最好，不但强度高，而且水泥用量少；石和砂砾，效果最好，不但强度高，而且水泥用量少；2）其次是砂性土，再次之是粉性土和粘性土；）其次是砂性土，再次之是粉性土和粘性土；3）重粘土难于粉碎和拌和，不宜单独用水泥来稳定，一般要求土的塑性指数不大于）重粘土难于粉碎和拌和，不宜单独用水泥来稳定，一般要求土的塑性指数不大于17 2.水泥的成分和剂量水泥的成分和剂量 1）硅酸盐水泥的稳定效果好，而铝酸盐水泥较差；）硅酸盐水泥的稳定效果好，而铝酸盐水泥较差；2）不宜用快硬水泥、早强水泥、禁用受潮变质的

12、水泥，不需要使用高标号水泥；）不宜用快硬水泥、早强水泥、禁用受潮变质的水泥，不需要使用高标号水泥；3）高剂量成本高、干缩大，）高剂量成本高、干缩大，48较为合理；较为合理；4）稳定粒料的水泥剂量低于稳定细粒土的剂量。）稳定粒料的水泥剂量低于稳定细粒土的剂量。第二节第二节 无机结合料稳定类结构层无机结合料稳定类结构层半刚性结构层半刚性结构层本讲稿第八页，共十七页3.含水量含水量 水泥正常水化所需的水量约为水泥重的水泥正常水化所需的水量约为水泥重的20%，对于砂性土，完全水化达到最高，对于砂性土，完全水化达到最高强度的含水量较最佳密度的含水量为小；而对于粘性土则相反。强度的含水量较最佳密度的含水量

13、为小；而对于粘性土则相反。4.施工工艺过程施工工艺过程1）水泥土从开始加水拌和到完成压实的延迟时间要尽可能最短，一般要在）水泥土从开始加水拌和到完成压实的延迟时间要尽可能最短，一般要在6h以以内；内；2）尽量使用低标号水泥，有时可以使用缓凝剂；）尽量使用低标号水泥，有时可以使用缓凝剂；3）需湿法养生）需湿法养生；4）养生温度愈高，强度增长的愈快。）养生温度愈高，强度增长的愈快。（三）水泥稳定类材料的应用（三）水泥稳定类材料的应用 1.水泥稳定砂砾或级配碎石用于各级公路路面基层，尤其适用于水泥路面；水泥稳定砂砾或级配碎石用于各级公路路面基层，尤其适用于水泥路面；2.水泥稳定细粒土不宜用于二级以上

14、公路的基层。水泥稳定细粒土不宜用于二级以上公路的基层。本讲稿第九页，共十七页（四）水泥稳定类的配合比（四）水泥稳定类的配合比 结构层位土类中、粗粒土塑性指数12塑性指数12砂砾土、碎石土基层513101637底基层511814石灰土的最佳含水量以击实试验确定，最低的石灰剂量通过石灰土的最佳含水量以击实试验确定，最低的石灰剂量通过7d无侧限抗无侧限抗压强度试验确定压强度试验确定（五）石灰土的施工工艺（五）石灰土的施工工艺 1生石灰应在使用前生石灰应在使用前710天进行充分消解成熟石灰粉，熟石灰粉应尽快使用；天进行充分消解成熟石灰粉，熟石灰粉应尽快使用；2.路拌法或厂拌法拌合，细粒土拌合后闷料路拌

15、法或厂拌法拌合，细粒土拌合后闷料12小时，拌压时间不超过小时，拌压时间不超过2d；3.现场配合比比实验室配合比提高石灰剂量和含水量现场配合比比实验室配合比提高石灰剂量和含水量1；4.覆盖保湿养生不少于覆盖保湿养生不少于7d。各种土类的合理石灰剂量各种土类的合理石灰剂量本讲稿第十三页，共十七页三、工业废渣稳定类三、工业废渣稳定类（二）石灰粉（二）石灰粉+煤灰稳定碎石的配合比煤灰稳定碎石的配合比（一）不同工业废渣稳定材料分类及强度形成原理（一）不同工业废渣稳定材料分类及强度形成原理1.石灰粉石灰粉+煤灰稳定粒料煤灰稳定粒料/细粒土类；细粒土类；2.石灰石灰+水淬高炉矿渣水淬高炉矿渣/钢渣钢渣/电石

16、渣稳定粒料类；电石渣稳定粒料类；3.石灰稳定煤渣类；石灰稳定煤渣类；4.水泥稳定破碎矿渣类；水泥稳定破碎矿渣类；5.石灰石灰/水泥稳定媒矸石类。水泥稳定媒矸石类。1.材料材料1）使用消石灰，石灰的质量宜符合）使用消石灰，石灰的质量宜符合III级以上技术指标；级以上技术指标；2）粉煤灰的烧失量要小于）粉煤灰的烧失量要小于20%，活性成分，活性成分(SiO2、Al2O3)总含量一般要求超过总含量一般要求超过70%；3）颗粒最大粒径高速、一级公路不大于）颗粒最大粒径高速、一级公路不大于31.5mm，二级以下公路不大于，二级以下公路不大于40mm；4）石灰工业废渣混合料中粒料重量宜占）石灰工业废渣混合

17、料中粒料重量宜占80%以上，并有良好的级配以上，并有良好的级配。2.配合比设计配合比设计1）混合料的设计方法和步骤参照石灰稳定土进行；）混合料的设计方法和步骤参照石灰稳定土进行；2）混合料的设计强度与石灰土相近；）混合料的设计强度与石灰土相近；3）为提高早期强度可掺加少于石灰剂量）为提高早期强度可掺加少于石灰剂量30的水泥；的水泥；4）石灰与粉煤灰的比为）石灰与粉煤灰的比为1：21：4，石灰粉煤灰与粒料的比为，石灰粉煤灰与粒料的比为20：8015：85 本讲稿第十四页，共十七页（三）施工工艺（三）施工工艺1）生石灰应在使用前）生石灰应在使用前710天进行充分消解成熟石灰粉，熟石灰粉应尽快使用；

18、天进行充分消解成熟石灰粉，熟石灰粉应尽快使用；2）应采用中心拌和厂拌和）应采用中心拌和厂拌和，平地机或混合料摊铺机摊铺；，平地机或混合料摊铺机摊铺；3）现场配合比比实验室配合比提高石灰剂量和含水量）现场配合比比实验室配合比提高石灰剂量和含水量1；4）采用振动碾压工艺，提高含水量和加大振动功率可以实现混合料的液化，提）采用振动碾压工艺，提高含水量和加大振动功率可以实现混合料的液化，提高压实效果；高压实效果；4）覆盖保湿养生不少于）覆盖保湿养生不少于7d，养生期结束、应立即浇洒透层油。，养生期结束、应立即浇洒透层油。本讲稿第十五页，共十七页五、无机结合料稳定类基层缩裂防治措施五、无机结合料稳定类基层缩裂防治措施（一）满足强度的情况下，限制结合料用量；（一）满足强度的情况下，限制结合料用量；（二）提高混合料中粒料的含量；（二）提高混合料中粒料的含量；（三）严格控制压实标准；（三）严格控制压实标准；（四）严格控制压实含水量（不宜过高）；（四）严格控制压实含水量（不宜过高）；（五）注意初期潮湿养生，尽量在高温季节施工；（五）注意初期潮湿养生，尽量在高温季节施工；（六）及时铺筑上层覆盖；（六）及时铺筑上层覆盖；（七）设置隔离层或格栅。（七）设置隔离层或格栅。本讲稿第十六页，共十七页本讲稿第十七页，共十七页