路面基层试验检测技术.ppt
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1、 公公 路路 路路 面面 基基 层层 试试 验验 检检 测测 技技 术术 主讲人:范兆付主讲人:范兆付 郑州市南出口暨郑州至新郑快速通道改建工程工地试验室郑州市南出口暨郑州至新郑快速通道改建工程工地试验室 一一 术术 语语l1 基层基层 直接位于沥青面层下、用高质量材料铺筑的主要承重层或直接位于水泥混凝土直接位于沥青面层下、用高质量材料铺筑的主要承重层或直接位于水泥混凝土 面面 板板下、用高质量材料铺筑的一层称做基层。基层可以是一层或两层,可以是一种或两种材下、用高质量材料铺筑的一层称做基层。基层可以是一层或两层,可以是一种或两种材料。料。l2 底基层底基层 在沥青路面基层下、用质量较次材料铺
2、筑的次要承重层或在水泥混凝土路面基层下、在沥青路面基层下、用质量较次材料铺筑的次要承重层或在水泥混凝土路面基层下、用质量较次材料铺筑的辅助层称做底基层。底基层可以是一层或两层以上,可以是一种用质量较次材料铺筑的辅助层称做底基层。底基层可以是一层或两层以上,可以是一种或两种材料。或两种材料。l3 细粒土细粒土 颗粒的最大粒径小于颗粒的最大粒径小于,且其中小于,且其中小于的颗粒含量不少于的颗粒含量不少于90%(如塑性指数不同的各种(如塑性指数不同的各种粘性土、粉性土、砂生土、砂和石屑等)。粘性土、粉性土、砂生土、砂和石屑等)。l4 中粒土中粒土 颗粒的最大粒径小于颗粒的最大粒径小于,且其中小于,且
3、其中小于19mm的颗粒含量不少于的颗粒含量不少于90%(如塑性指数不同(如塑性指数不同的各种粘性土、粉性土、砂性土、砂和石屑等)。的各种粘性土、粉性土、砂性土、砂和石屑等)。l5 粗粒土粗粒土 颗粒的最大粒径小于颗粒的最大粒径小于,且其中小于,且其中小于的颗粒含量不少于的颗粒含量不少于90%(如砂砾土、碎石土、级(如砂砾土、碎石土、级配砂砾、级配碎石等)。配砂砾、级配碎石等)。l6 水泥稳定土水泥稳定土 用水泥做结合料所得混合料的一个广义的名称,它既包括用水泥稳定各种细粒土,用水泥做结合料所得混合料的一个广义的名称,它既包括用水泥稳定各种细粒土,也包括用水泥稳定各种中粒土和粗粒土。在经过粉碎的
4、或原来松散的土中,掺入足量的水也包括用水泥稳定各种中粒土和粗粒土。在经过粉碎的或原来松散的土中,掺入足量的水泥和水,经拌和得到的混合料在压实和养生后,当其抗压强度符合规定的要求时,称为水泥和水,经拌和得到的混合料在压实和养生后,当其抗压强度符合规定的要求时,称为水泥稳定土。泥稳定土。用水泥稳定细粒土得到的强度符合要求的混合料,视所用的土类而定,可简称为水用水泥稳定细粒土得到的强度符合要求的混合料,视所用的土类而定,可简称为水泥土、水泥砂或水泥石屑等。泥土、水泥砂或水泥石屑等。用水泥稳定中粒土和粗粒土得到的强度符合要求的混合料,视所用原材料而定,可用水泥稳定中粒土和粗粒土得到的强度符合要求的混合
5、料,视所用原材料而定,可简称为水泥碎石、水泥砂砾等。简称为水泥碎石、水泥砂砾等。l7 综合稳定土综合稳定土 同时用水泥和石灰稳定某种土得到的强度符合要求的混合料,简称为综合稳定土。同时用水泥和石灰稳定某种土得到的强度符合要求的混合料,简称为综合稳定土。l8 水泥改善土水泥改善土 仅使用少量水泥改善级配砾石的塑性指数或提高级配砾石的强度,使其能适合做轻仅使用少量水泥改善级配砾石的塑性指数或提高级配砾石的强度,使其能适合做轻交通道路上沥青面层的基层,而达不到表交通道路上沥青面层的基层,而达不到表规定的强度要求时,这种材料称做水泥改善土。规定的强度要求时,这种材料称做水泥改善土。l9 土的均匀系数土
6、的均匀系数 筛分土的颗粒组成时,通过量为筛分土的颗粒组成时,通过量为60%的筛孔尺寸与通过量为的筛孔尺寸与通过量为10%的筛孔尺寸之比值,的筛孔尺寸之比值,称做土的均匀系数。称做土的均匀系数。l10 集料集料 由碎石(或砾石)、砂粒和粉粒(有时还可能有粘料)组成的,并以碎石(或砾由碎石(或砾石)、砂粒和粉粒(有时还可能有粘料)组成的,并以碎石(或砾石)和砂粒为主的矿料混合料,统称其为集料。石)和砂粒为主的矿料混合料,统称其为集料。粒径大于粒径大于的集料,称粗集料;粒径小于的集料,称粗集料;粒径小于的集料,称细集料。的集料,称细集料。l11 石灰稳定土石灰稳定土 在粉碎的或原来松散的土(包括各种
7、粗、中、细粒土)中,掺入足量的石灰和水,在粉碎的或原来松散的土(包括各种粗、中、细粒土)中,掺入足量的石灰和水,经拌和、压实及养生后得到的混合料,当其抗压强度符合规定的要求时,称为石灰稳经拌和、压实及养生后得到的混合料,当其抗压强度符合规定的要求时,称为石灰稳定土。定土。用石灰稳定细粒土得到的强度符合要求的混合料,称为石灰土。用石灰稳定细粒土得到的强度符合要求的混合料,称为石灰土。用石灰稳定中料土和粗粒土得到的强度符合要求的混合料,视所用原材料而定,原用石灰稳定中料土和粗粒土得到的强度符合要求的混合料,视所用原材料而定,原材料为天然砂砾土或级配砂砾时,称为石灰砂砾土;原材料为碎石土或级配碎石时
8、,材料为天然砂砾土或级配砂砾时,称为石灰砂砾土;原材料为碎石土或级配碎石时,称为石灰碎石土。称为石灰碎石土。用石灰稳定原中级路面,使其适应做沥青路面和水泥混凝土路面的基层时,属于石用石灰稳定原中级路面,使其适应做沥青路面和水泥混凝土路面的基层时,属于石灰砂砾土或石灰碎石土。灰砂砾土或石灰碎石土。l12 石灰改善土石灰改善土 仅使用少量石灰改善级配砾石的塑性指数或提高级配砾石的强度,使其能适应做仅使用少量石灰改善级配砾石的塑性指数或提高级配砾石的强度,使其能适应做轻交通道路上沥青面层的基层,但达不到表轻交通道路上沥青面层的基层,但达不到表规定的强度要求时,这种材料称做石灰改规定的强度要求时,这种
9、材料称做石灰改善土善土 l13 石灰工业废渣稳定土石灰工业废渣稳定土 一定数量的石灰和粉煤灰或石灰和煤渣与其他集料相配合,加入适量的水一定数量的石灰和粉煤灰或石灰和煤渣与其他集料相配合,加入适量的水(通常为最佳含水量),经拌和、压实及养生后得到的混合料,当其抗压强度符合(通常为最佳含水量),经拌和、压实及养生后得到的混合料,当其抗压强度符合规定的要求时,称为石灰工业废渣稳定土(简称为石灰工业废渣)。规定的要求时,称为石灰工业废渣稳定土(简称为石灰工业废渣)。一定数量的石灰和粉煤灰,一定数量的石灰、粉煤灰和土以及一定数量的石一定数量的石灰和粉煤灰,一定数量的石灰、粉煤灰和土以及一定数量的石灰、粉
10、煤灰和砂相配合,加入适量的水(通常为最佳含水量),经拌和、压实及养灰、粉煤灰和砂相配合,加入适量的水(通常为最佳含水量),经拌和、压实及养生后得到的混合料,当其抗压强度符合规定的要求时,分别简称为二灰、二灰土、生后得到的混合料,当其抗压强度符合规定的要求时,分别简称为二灰、二灰土、二灰砂。二灰砂。用石灰和粉煤灰稳定级配碎石或级配砾石得到的混合料,当其强度符合要求用石灰和粉煤灰稳定级配碎石或级配砾石得到的混合料,当其强度符合要求时,分别称为石灰、粉煤灰级配碎石和石灰、粉煤灰级配砾石。这两种混合料又统时,分别称为石灰、粉煤灰级配碎石和石灰、粉煤灰级配砾石。这两种混合料又统称为石灰、粉煤灰级配集料,
11、或分别简称二灰级配碎石、二灰级配砾石、二灰级配称为石灰、粉煤灰级配集料,或分别简称二灰级配碎石、二灰级配砾石、二灰级配集料。集料。用石灰、煤渣和土以及石灰、煤渣和集料得到的强度符合要求的混合料,分用石灰、煤渣和土以及石灰、煤渣和集料得到的强度符合要求的混合料,分别称为石灰煤渣土和石灰煤渣集料。别称为石灰煤渣土和石灰煤渣集料。l14 级配碎石级配碎石 粗、中、小碎石集料和石屑各占一定比例的混合料,当其颗粒组成符合规粗、中、小碎石集料和石屑各占一定比例的混合料,当其颗粒组成符合规定的密实级配要求时,称做级配碎石。定的密实级配要求时,称做级配碎石。l15 级配砾石级配砾石 粗、中、小砾石和砂各占一定
12、比例的混合料,当其颗粒组成符合规定的密实粗、中、小砾石和砂各占一定比例的混合料,当其颗粒组成符合规定的密实缘配要求且塑性指数和承载比均符合规定要求时,称为级配砾石。缘配要求且塑性指数和承载比均符合规定要求时,称为级配砾石。l16 未筛分碎石未筛分碎石 轧石机轧出来的粒径大小不一的碎石混合料,仅用一个筛孔尺寸与规定最大粒径轧石机轧出来的粒径大小不一的碎石混合料,仅用一个筛孔尺寸与规定最大粒径相符的筛筛去超尺寸颗粒后得到的碎石混合料,称做未筛分碎石。它的理论颗粒相符的筛筛去超尺寸颗粒后得到的碎石混合料,称做未筛分碎石。它的理论颗粒组成为组成为1D(D为最大粒径),并具有较好的级配。为最大粒径),并
13、具有较好的级配。l17石屑石屑 轧石场通过筛分设备最小筛孔(通常为轧石场通过筛分设备最小筛孔(通常为5mm或或3mm)的细筛余料,称做石屑。其)的细筛余料,称做石屑。其理论颗粒组成为理论颗粒组成为0dmm(d为轧石场用最小筛孔的尺寸)。实际上,石屑中常为轧石场用最小筛孔的尺寸)。实际上,石屑中常有部分粒径大于有部分粒径大于d的超尺寸颗粒。的超尺寸颗粒。l18 填隙碎石填隙碎石 用单一尺寸的粗碎石做主骨料,形成嵌锁结构,起承受和传递车轮荷载的作用,用单一尺寸的粗碎石做主骨料,形成嵌锁结构,起承受和传递车轮荷载的作用,用石屑做填隙料,填满碎石间的孔隙,增加密实度和稳定性,这种材料称做填隙用石屑做填
14、隙料,填满碎石间的孔隙,增加密实度和稳定性,这种材料称做填隙碎石。碎石。l19 松铺厚度松铺厚度 用各种不同方法摊铺任何一种混合料时,其密实度经常显著小于碾压后达到的规用各种不同方法摊铺任何一种混合料时,其密实度经常显著小于碾压后达到的规定密实度。这种未经压实的材料层厚度称为松铺厚度。定密实度。这种未经压实的材料层厚度称为松铺厚度。l20 松铺系数松铺系数 材料的松铺厚度与达到规定压实度的压实厚度之比值称为松铺系数,常精确到小材料的松铺厚度与达到规定压实度的压实厚度之比值称为松铺系数,常精确到小数点后两位。数点后两位。二二 水泥稳定土水泥稳定土(一)一般规定(一)一般规定l1 按照土中单个颗粒
15、的粒径大小和组成,将土分为细粒土、中粒土和粗粒土三按照土中单个颗粒的粒径大小和组成,将土分为细粒土、中粒土和粗粒土三种。种。l2 水泥剂量以水泥质量占全部粗细土颗粒(即砾石、砂粒、粉粒和粘粒)和干水泥剂量以水泥质量占全部粗细土颗粒(即砾石、砂粒、粉粒和粘粒)和干质量的百分率表示,即水泥剂量质量的百分率表示,即水泥剂量=水泥质量水泥质量/干土质量。干土质量。l3 水泥稳定土可适用于各级公路的基层和底基层,但水泥土不得用做二级和二水泥稳定土可适用于各级公路的基层和底基层,但水泥土不得用做二级和二级以上公路高级路面的基层。级以上公路高级路面的基层。l4 水泥稳定中粒土和粗粒土用做基层时,水泥剂量不宜
16、超过水泥稳定中粒土和粗粒土用做基层时,水泥剂量不宜超过6%。必要时,应首。必要时,应首先改善集料的级配,然后用水泥稳定。先改善集料的级配,然后用水泥稳定。在只能使用水泥稳定细粒土做基层时或水泥稳定集料的强度要求明显大于规定时,在只能使用水泥稳定细粒土做基层时或水泥稳定集料的强度要求明显大于规定时,水泥剂量不受此限制。水泥剂量不受此限制。l5 应在混合料处于或略大于最佳含水量(气候炎热干燥时,基层混合料可大应在混合料处于或略大于最佳含水量(气候炎热干燥时,基层混合料可大1%2%)时进行碾压,直到达到下列按重型击实试验法确定的要求压实度(最)时进行碾压,直到达到下列按重型击实试验法确定的要求压实度
17、(最低要求)。低要求)。基层:基层:高速公路和一级公路高速公路和一级公路98%二级和二级以下公路二级和二级以下公路 水泥稳定中粒土和粗粒土水泥稳定中粒土和粗粒土 97%水泥稳定细粒土水泥稳定细粒土93%底基层:底基层:高速公路和一级公路高速公路和一级公路 水泥稳定中粒土和粗粒土水泥稳定中粒土和粗粒土 97%水泥稳定细粒土水泥稳定细粒土95%二级和二级以下公路二级和二级以下公路 水泥稳定中粒土和粗粒土水泥稳定中粒土和粗粒土95%水泥稳定细粒土水泥稳定细粒土 93%l由于当前有多种大能量压路机,宜提高压实度由于当前有多种大能量压路机,宜提高压实度1%2%。(二)材料(二)材料l1 对于二级和二级以
18、下的公路,水泥稳定土所用的粗粒土、中粒土、细粒土应对于二级和二级以下的公路,水泥稳定土所用的粗粒土、中粒土、细粒土应满足如下要求:满足如下要求:(1)水泥稳定土用做底基层时,单个颗粒的最大粒径不应超过)水泥稳定土用做底基层时,单个颗粒的最大粒径不应超过53mm,水泥稳,水泥稳 定土的颗粒组成应在表所列范围内,土的均匀系数应大于定土的颗粒组成应在表所列范围内,土的均匀系数应大于5。细粒土的液限不应超过细粒土的液限不应超过40,塑性指数不应超过,塑性指数不应超过17。对于中粒土和粗料土,如土。对于中粒土和粗料土,如土 中小于的颗粒含量在中小于的颗粒含量在30%以下,塑性指数可稍大。以下,塑性指数可
19、稍大。实际工作中,宜选用均匀系数大于实际工作中,宜选用均匀系数大于10、塑性指数小于、塑性指数小于12的土。塑性指数大于的土。塑性指数大于17 的土,宜采用石灰稳定,或用水泥和石灰综合稳定。的土,宜采用石灰稳定,或用水泥和石灰综合稳定。表表3.2.1-1 用做底基层时水泥稳定土的颗粒组成范围用做底基层时水泥稳定土的颗粒组成范围 筛孔尺寸(筛孔尺寸(mm)通过质量百分率(通过质量百分率(%)100 50100 17100 050 030(2)水泥稳定土用做基层时,单个颗粒的最大粒径不应超过。水)水泥稳定土用做基层时,单个颗粒的最大粒径不应超过。水泥稳定土的颗粒组成应在表范围内。泥稳定土的颗粒组成
20、应在表范围内。集料中不宜含有塑性指数的土。对于二级公路宜按接近级配范围的下限集料中不宜含有塑性指数的土。对于二级公路宜按接近级配范围的下限 组配混合料或采用表中的组配混合料或采用表中的2号级配。号级配。(3)级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、煤矸石和各种粒状)级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、煤矸石和各种粒状矿渣均适宜用水泥稳定。碎石包括岩石碎石、矿渣碎石、破碎砾石等。矿渣均适宜用水泥稳定。碎石包括岩石碎石、矿渣碎石、破碎砾石等。表表3.2.1-2 用做基用做基层时层时水泥水泥稳稳定土的定土的颗颗粒粒组组成范成范围围筛筛孔尺寸孔尺寸(mm)通通过质过质量百分量百分率(率(%
21、)筛筛孔尺寸孔尺寸(mm)通通过质过质量百分量百分率(率(%)37.5901002.36207026.5661001.18145719541000.68479.5391000.0750304.752884l 2 对于高速公路和一级公路,水泥稳定土所用的粗粒土和中粒土应满足如下要求对于高速公路和一级公路,水泥稳定土所用的粗粒土和中粒土应满足如下要求:(1)水泥稳定土用做底基层时,单个颗粒的最大粒径不应超过。水泥稳定土用做底基层时,单个颗粒的最大粒径不应超过。水泥稳定土的颗粒组成应在表所列水泥稳定土的颗粒组成应在表所列1号级配范围内,土的均匀系数应大号级配范围内,土的均匀系数应大于于5。细粒土的液
22、限不应超过细粒土的液限不应超过40%,塑性指数不应超过,塑性指数不应超过17。对于中粒土和粗粒。对于中粒土和粗粒土,如土中小于的颗粒含量在土,如土中小于的颗粒含量在30%以下,塑性指数可稍大。实际工作中,以下,塑性指数可稍大。实际工作中,宜选用均匀系数大于宜选用均匀系数大于10、塑性指数小于、塑性指数小于12的土。塑性指数大于的土。塑性指数大于17的土,的土,宜采用石灰稳定,或用水泥和石灰综合稳定。宜采用石灰稳定,或用水泥和石灰综合稳定。对于中粒土和粗粒土,宜采用表中对于中粒土和粗粒土,宜采用表中2号级配,但小于的颗粒含量和塑性号级配,但小于的颗粒含量和塑性指数可不受限制。指数可不受限制。(2
23、)水泥稳定土用做基层时,单个颗粒的最大粒径不应超过。水泥稳定水泥稳定土用做基层时,单个颗粒的最大粒径不应超过。水泥稳定土的颗粒组成应在表所列土的颗粒组成应在表所列3号级配范围内。号级配范围内。(3)水泥稳定土用做基层时,对所用的碎石或砾石,应预先筛分成水泥稳定土用做基层时,对所用的碎石或砾石,应预先筛分成34个个不同粒级,然后配合,使颗粒组成符合表所列级配范围。不同粒级,然后配合,使颗粒组成符合表所列级配范围。表表3.2.2 水泥水泥稳稳定土的定土的颗颗粒粒组组成范成范围围123筛孔尺寸(mm)37.510010031.59010010026.59010019679072899.5456847
24、674.7550100295029492.36183817350.6171008228220.0750300707液限(%)28塑性指数9注:注:集料中以下细粒土有塑性指数时,小于的颗粒含量不应超过集料中以下细粒土有塑性指数时,小于的颗粒含量不应超过5%;细粒土无塑;细粒土无塑性指数时,小于的颗粒含量不应超过性指数时,小于的颗粒含量不应超过7%。l3 水泥稳定粒径较均匀的砂时,宜在砂中添加少部分塑性指数小于水泥稳定粒径较均匀的砂时,宜在砂中添加少部分塑性指数小于10的粘性土的粘性土或石灰土,也可添加部分粉煤灰,加入比例可按使混合料的标准干密度接近最大或石灰土,也可添加部分粉煤灰,加入比例可按使
25、混合料的标准干密度接近最大值确定,一般约为值确定,一般约为20%40%。l4 水泥稳定土中碎石或砾石的压碎值应符合下列要求:水泥稳定土中碎石或砾石的压碎值应符合下列要求:基层:基层:高速公路和一级公路高速公路和一级公路不大于不大于30%二级和二级以下公路二级和二级以下公路 不大于不大于35%底基层:底基层:高速公路和一级公路高速公路和一级公路不大于不大于30%二级和二级以下公路二级和二级以下公路不大于不大于40%l5 有机质含量超过有机质含量超过2%的土,必须先用石灰进行处理,闷料一夜后再用水泥稳定。的土,必须先用石灰进行处理,闷料一夜后再用水泥稳定。6 硫酸盐含量超过硫酸盐含量超过0.25%
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