大学课件《道路与桥梁工程施工技术》教学PPT课件：第3章 路面基层（底基层）施工.pptx

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第第3章章路面基层（底基层）施工路面基层（底基层）施工n路面结构层次路面结构层次一、路面的作用一、路面的作用供车辆行驶，保护路基供车辆行驶，保护路基二、路面横断面二、路面横断面路缘石路缘石面层面层硬路肩硬路肩土路肩土路肩拦水带拦水带基层基层垫层垫层纵向排水沟纵向排水沟三、路面结构层三、路面结构层1.面层的作用：

面层的作用：

2.面层的种类：

3.面层的构成：

4.面层的结构承受行车荷载承受行车荷载保证行车通畅保证行车通畅保证行车平稳舒适保证行车平稳舒适沥青类沥青类水泥类水泥类砂石类砂石类块料类块料类多层沥青混合料多层沥青混合料双层水泥混凝土双层水泥混凝土复合式结构（水泥砼加复合式结构（水泥砼加铺沥青砼）铺沥青砼）带有磨耗层或保护层的带有磨耗层或保护层的砂石结构砂石结构横坡（路拱横坡）横坡（路拱横坡）超高（超高横坡）超高（超高横坡）路肩（硬路肩、土路肩）路肩（硬路肩、土路肩）

（一）面层

（一）面层

（二）

（二）基层基层1.基层的作用基层的作用:

承受面层传下的行车垂直荷载，向垫层和地基扩散荷载。

承受面层传下的行车垂直荷载，向垫层和地基扩散荷载。

2.对基层的要求对基层的要求具有足够的刚度和强度，足够的水稳定性、平整性，与面具有足够的刚度和强度，足够的水稳定性、平整性，与面层相同的横坡，一般比面层宽。

层相同的横坡，一般比面层宽。

3.基层种类基层种类稳定类、粒料类稳定类、粒料类（三）（三）垫层垫层1.垫层的作用垫层的作用排水、隔水、防冻、防基层污染、扩散应力排水、隔水、防冻、防基层污染、扩散应力2.垫层材料垫层材料松散颗粒材料、整体结合料稳定土松散颗粒材料、整体结合料稳定土n路面分类和分级路面分类和分级一一、分类、分类二、分级（见教材表二、分级（见教材表3-1）按照力学特性分类按照力学特性分类刚性路面、柔性路面、半刚性路面等。

刚性路面、柔性路面、半刚性路面等。

按照面层材料分类按照面层材料分类沥青路面、水泥路面、砂石路面等。

沥青路面、水泥路面、砂石路面等。

3.1级配型碎石、砾石基层施工级配型碎石、砾石基层施工一、嵌锁类碎、砾石结构层一、嵌锁类碎、砾石结构层嵌锁类碎石基层是用尺寸较均匀的碎石作基本材料，并以石嵌锁类碎石基层是用尺寸较均匀的碎石作基本材料，并以石渣和石屑嵌缝，或者以粘土或灰土灌缝，经压实，按嵌锁原渣和石屑嵌缝，或者以粘土或灰土灌缝，经压实，按嵌锁原理铺压而成。

理铺压而成。

（一）力学特性

（一）力学特性按按嵌锁原则嵌锁原则修筑的路面产生的强度，主要取决与矿料间修筑的路面产生的强度，主要取决与矿料间因嵌锁作用产生的内摩阻力。

因嵌锁作用产生的内摩阻力。

通常用于中、低级路面的基层，泥结或泥灰结碎石还可用于通常用于中、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。

砂石路面的面层。

（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水结碎石，（铺撒嵌缝石屑）填隙碎石，（手工铺砌水结碎石，（铺撒嵌缝石屑）填隙碎石，（手工铺砌100200mm粒径的大块石再以小碎石嵌缝）手摆碎石等。

粒径的大块石再以小碎石嵌缝）手摆碎石等。

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。

（三）材料要求（三）材料要求编号号碎石名称碎石名称粒径范粒径范围（mm）用途用途123粗碎石粗碎石中碎石中碎石细碎石碎石755050353525骨料骨料45石渣石渣石屑石屑2515155嵌嵌缝料料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；应级以上）、韧性和抗磨耗能力；应具有棱角且近于立方体具有棱角且近于立方体,长条扁平的石料不超过长条扁平的石料不超过10%；应干净，；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层压实厚度的厚度来确定，坚硬石料不得超过碎石层压实厚度的0.8倍。

倍。

（三）材料要求（三）材料要求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。

粘土内不得含腐殖质或其它杂物。

粘土用量一般不为宜。

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超过混合料总重的1518%。

石灰与土的用量不应大于混合。

石灰与土的用量不应大于混合料总重的料总重的20%，其中石灰剂量为土重的，其中石灰剂量为土重的812%。

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洒水碾压成型撒铺石屑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）撒铺石屑洒水碾压成型撒铺石屑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）施工工艺二、级配类砾（碎）石结构层二、级配类砾（碎）石结构层由各种级配型集料（砾石、碎石等）和土，按由各种级配型集料（砾石、碎石等）和土，按密实级配原理密实级配原理修筑而成的路面结构层，强度由内摩阻力和粘结力构成。

修筑而成的路面结构层，强度由内摩阻力和粘结力构成。

（二）分类

（二）分类级配砾（碎）石级配砾（碎）石优质级配碎石，国外广泛用于柔性路优质级配碎石，国外广泛用于柔性路面的基层；面的基层；普通级配（砾）碎石，用于中、低级普通级配（砾）碎石，用于中、低级柔性路面的基层或砂石路面的磨耗层。

柔性路面的基层或砂石路面的磨耗层。

（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（一般采用级配曲线）；）符合最佳级配（一般采用级配曲线）；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（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3.2无机结合料稳定基层施工无机结合料稳定基层施工无机结合料稳定土：

无机结合料（水泥、石灰、工业废渣等）无机结合料稳定土：

无机结合料（水泥、石灰、工业废渣等）和土拌和成混合料压实、养生符合要求的路面结构层。

和土拌和成混合料压实、养生符合要求的路面结构层。

一、石灰稳定土一、石灰稳定土

（一）石灰稳定土强度形成原理

（一）石灰稳定土强度形成原理1.离子交换作用离子交换作用2.结晶作用结晶作用3.火山灰作用火山灰作用4.碳酸化作用碳酸化作用

（二）影响强度的因素

（二）影响强度的因素1.土质土质塑性指数塑性指数717的粘性土稳定效果最好；的粘性土稳定效果最好；塑性指数过大的重粘土不宜破碎和拌合，效果变差；塑性指数过大的重粘土不宜破碎和拌合，效果变差；塑性塑性指数指数小于小于4的土不宜用石灰稳定；的土不宜用石灰稳定；有机质含量大于有机质含量大于10和硫酸盐类含量大于和硫酸盐类含量大于0.8的土不宜用的土不宜用石灰稳定。

石灰稳定。

2.灰质灰质石灰细度石灰细度石灰应是消（熟）石灰粉或磨细生石灰粉；石灰应是消（熟）石灰粉或磨细生石灰粉；石灰有效活性成分石灰有效活性成分尽量缩短石灰的存放时间，满足有效钙、尽量缩短石灰的存放时间，满足有效钙、镁含量要求。

镁含量要求。

3.石灰剂量石灰剂量石灰剂量较低石灰剂量较低（小于小于34）时，石灰主要起稳定作用，土的塑时，石灰主要起稳定作用，土的塑性、膨胀、吸水量减小，使土的密实度、强度得到改善。

随着性、膨胀、吸水量减小，使土的密实度、强度得到改善。

随着剂量的增加，强度和稳定性均提高，但剂量超过一定范围时，剂量的增加，强度和稳定性均提高，但剂量超过一定范围时，强度反而降低。

生产实践中常用的最佳剂量范围，对于粘性土强度反而降低。

生产实践中常用的最佳剂量范围，对于粘性土及粉性土为及粉性土为814；对砂性土则为；对砂性土则为916。

4.含水量含水量水促使石灰土发生物理化学变化，形成强度；便于土的粉碎、水促使石灰土发生物理化学变化，形成强度；便于土的粉碎、拌和与压实，并且有利于养生。

拌和与压实，并且有利于养生。

5.密实度密实度6.石灰土的龄期石灰土的龄期7.养生条件养生条件石灰土的强度随密实度的增加而增长。

实践证明，石灰土的密石灰土的强度随密实度的增加而增长。

实践证明，石灰土的密实度每增减实度每增减1%，强度约增减，强度约增减4%左右。

而密实的石灰土，其抗左右。

而密实的石灰土，其抗冻性、水稳定性也好，缩裂现象也少冻性、水稳定性也好，缩裂现象也少。

石灰土强度具有随龄期增长的特点。

一般石灰土初期强度低，石灰土强度具有随龄期增长的特点。

一般石灰土初期强度低，前期前期（12个月个月）增长速率较后期为快。

增长速率较后期为快。

1个月抗压强度达到个月抗压强度达到30，3个月达到个月达到60，设计龄期一般为，设计龄期一般为6个月。

个月。

温度温度温度高时，物理化学反应、硬化、强度增长快，反之温度高时，物理化学反应、硬化、强度增长快，反之强度增长慢强度增长慢；湿度湿度一定潮湿条件下养生强度的形成比在一般空气中养生一定潮湿条件下养生强度的形成比在一般空气中养生要好要好。

（三）石灰稳定土的应用（三）石灰稳定土的应用1.低剂量（低剂量（34%）用于地基处理，高剂量用于二级以下公路基）用于地基处理，高剂量用于二级以下公路基层或底基层层或底基层.2.稳定细粒土不宜直接用作沥青路面的基层稳定细粒土不宜直接用作沥青路面的基层;3.冰冻地区的潮湿路段或其他地区的过湿路段，不宜采用石灰土冰冻地区的潮湿路段或其他地区的过湿路段，不宜采用石灰土做基层；做基层；4.不宜用作水泥路面的基层。

不宜用作水泥路面的基层。

（四）石灰土的施工工艺（四）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，熟石灰天进行充分消解成熟石灰粉，熟石灰粉应尽快使用；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法或厂拌法拌合，细粒土拌合后闷料12小时，拌压时间小时，拌压时间不超过不超过2d；3.覆盖保湿养生不少于覆盖保湿养生不少于7d。

二、水泥稳定类二、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。

（二）影响强度的因素

（二）影响强度的因素1.土质土质1）稳定级配良好的碎）稳定级配良好的碎（砾砾）石和砂砾，效果最好，不但强度高，石和砂砾，效果最好，不但强度高，而且水泥用量少；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）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求土的塑性指数不大于172.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、禁用受潮变质的水泥，不需要）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；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；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，对于砂性土，完全水化达到最高强度的含水量较最佳含水量小；而对于粘性土全水化达到最高强度的含水量较最佳含水量小；而对于粘性土则相反。

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）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，一般要在短，一般要在6h以内；以内；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；水泥路面；2.水泥稳定细粒土不宜用于二级以上公路的基层。

水泥稳定细粒土不宜用于二级以上公路的基层。

（四）水泥稳定类的施工工艺（四）水泥稳定类的施工工艺1.水泥稳定粒料应采用中心拌和、厂拌和水泥稳定粒料应采用中心拌和、厂拌和，平地机或混合，平地机或混合料摊铺机摊铺；料摊铺机摊铺；2.碾压要在拌合后碾压要在拌合后34h内完成，拌碾时间不应超过内完成，拌碾时间不应超过6h；3.洒水覆盖养生至少洒水覆盖养生至少3d。

四、工业废渣稳定类四、工业废渣稳定类

（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+粉煤灰稳定粒料、细粒土类；粉煤灰稳定粒料、细粒土类；2.石灰石灰+高炉矿渣高炉矿渣/钢渣钢渣/电石渣稳定粒料类；电石渣稳定粒料类；3.石灰石灰+煤渣稳定类；煤渣稳定类；4.水泥水泥+破碎矿渣稳定类；破碎矿渣稳定类；5.石灰石灰+水泥水泥+煤渣稳定类。

煤渣稳定类。

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）总含总含量一般要求超过量一般要求超过70%；3）颗粒最大粒径用于高速、一级公路不大于）颗粒最大粒径用于高速、一级公路不大于31.5mm，二级以，二级以下公路不大于下公路不大于40mm；4）石灰工业废渣混合料中粒料重量宜占）石灰工业废渣混合料中粒料重量宜占80%以上，并有良好以上，并有良好的级配的级配。

（二）石灰粉

（二）石灰粉+粉煤灰稳定碎石的用料量粉煤灰稳定碎石的用料量（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，熟石天进行充分消解成熟石灰粉，熟石灰粉应尽快使用；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）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）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；合料的液化，提高压实效果；4）覆盖保湿养生不少于）覆盖保湿养生不少于7d。

3.3道路基层施工质量控制与检查验收道路基层施工质量控制与检查验收3.3.1材料材料质量控制与量控制与检查验收收其中材料的标准试验有以下几点1在组织现场施工以前以及在施工过程中，原材料（包括土）或混合料发生变化时，必须对拟采用的材料进行规定的基本性质试验，评定材料质量和性能是否符合要求。

2对用做底基层和基层的原材料，应进行表3-12所列的试验。

3对初步确定使用的底基层和基层混合料，包括掺配后不用结合料稳定的材料，应进行表3-13所列的试验。

3.3.2施工施工质量控制和量控制和验收收外形尺寸检查项目、频度和质量标准应符合表3-14的要求。

质量控制的项目、频度和质量标准应符合表3-15的要求。