路面基层施工 学习材料文档格式.docx
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石灰稳定类材料适用于各级公路的底基层以及三、四级公路的基层。
⏹
（2）高速公路、一级公路的基层和上基层骨架密实型的稳定集料。
⏹（3）二级及二级以下公路的基层和各级公路的底基层均可采用悬浮密实型混合料。
⏹（4）骨架空隙结构型混合料具有较高的空隙率，适用于考虑路面内部排水要求的基层。
3．刚性基层
用普通混凝土、低强度等级混凝土、贫混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土等材料做的基层。
贫混凝土基层与其它基层相比具有较高的强度、刚度，较好的整体性和稳定性，良好的抗冲刷性和抗裂性，多孔透水贫混凝土还兼有内部排水功能。
第二节基层材料与材料组成设计
一、基层组成材料及要求
⏹1、路面基层用土的分类
⏹土作为半刚性基层材料的骨架，按照土中单个颗粒（指碎石、砾石和砂等颗粒）的粒径大小和组成，将土分为下列三种，即：
细粒土、中粒土和粗粒土。
⏹
（1）细粒土：
颗粒的最大粒径小于9.5mm，且其中小于2.36mm的颗粒含量不少于90%（如塑性指数不同的各种粘性土、粉性土、砂性土、砂和石屑等）。
⏹
（2）中粒土：
颗粒的最大粒径小于26.5mm，且其中小于19mm的颗粒含量不少于90%（如砂砾土、碎石土、级配砂砾、级配碎石等）。
⏹（3）粗粒土：
颗粒的最大粒径小于37.5mm，且其中小于31.5mm的颗粒含量不少于90%（如砂砾石、碎石土、级配砂砾、级配碎石等）。
⏹
（二）对基层用土的技术要求
⏹对路面基层用土的一般要求是易于粉碎，满足级配要求，便于碾压成型。
⏹1．液限与塑性指数
⏹水泥稳定细粒土的液限不应超过40，塑性指数不应大于17。
对中粒土和粗粒土，如土中小于0.6mm的颗粒含量在30%以下，塑性指数可稍大。
实际工程中，宜选用塑性指数小于12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。
⏹2．颗粒组成
⏹一般地说凡能被粉碎的土都可用水泥稳定，其最大颗粒和颗粒组成应满足规范的要求。
最大粒径过大，拌和、摊铺、压实均有困难，表面平整度也难达到要求。
最大粒径过小，则水稳性不足且投资增加。
⏹对细粒土，土的不均匀系数Cu应大于5。
对中粒土和粗粒土，不均匀系数应大于10。
⏹注：
土粒不均匀系数Cu：
反映大小不同粒组的分布情况，以判断土粒度级配是否良好的指标之一，其表达式为:
Cu=d60/d10，其中：
在土的粒径累计曲线上，d10为过筛重量占10%的粒径,d60为过筛重量占60%的粒径。
Cu<
5的土称为匀粒土，级配不良；
Cu越大，表示粒组分布越广，Cu>
10的土级配良好，但Cu过大，表示可能缺失中间粒径，属不连续级配，故需同时用曲率系数来评价。
Cc=d302/d60*d10
⏹对于二级及以下公路和次干路以下城市道路用作基层时，集料最大粒径不应超过37.5mm（方孔筛）；
用作底基层时，集料最大粒径不应超过53mm。
⏹对于高速、一级公路和城市快速路、主干路用作基层时，集料最大粒径不应超过31.5mm（方孔筛）；
用作底基层时，集料最大粒径不应超过37.5mm。
水泥稳定类集料的颗粒组成应满足规范要求。
⏹3．集料压碎值
⏹4．硫酸盐与腐殖质
⏹水泥稳定时，土的腐殖质含量不应大于2%，硫酸盐含量不应大于0.25%。
⏹腐殖质含量超过2%以及塑性指数偏高的土，不应单用水泥稳定，若需采用这种土，必须先用石灰进行处理之后方可用水泥稳定。
石灰及二灰稳定类所用土的有机质含量不应超过10%，硫酸盐含量不应超过0.8%。
⏹（三）无机结合料技术要求
1．水泥：
选用初凝时间3h以上和终凝时间较长（宜在6h以上）的水泥，快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用。
宜采用强度等级较低（如32.5）的水泥。
2．石灰：
质量III级以上的生石灰或消石灰，要尽量缩短石灰的存放时间。
石灰在野外堆放时间较长时，应妥善覆盖保管，不应遭日晒雨淋。
使用等外石灰、贝壳石灰、珊瑚石灰等，应进行试验，对于高速公路、一级公路和城市快速路、主干路宜采用磨细生石灰粉。
（具体生石灰或消石灰的技术指标见规范）
3．工业废渣：
用于路面基层的工业废渣，除石灰类渣外，主要有粉煤灰、煤渣、水淬渣、高炉重矿渣、钢渣及其它冶金矿渣、煤矸石等。
二、基层材料组成设计
⏹
（一）设计原则
⏹半刚性基层混合料组成设计所要达到的目标是：
所设计的混合料组成在强度上满足设计要求、抗裂性达到最优且便于施工。
⏹材料组成设计的基本原则是结合料剂量合理、尽可能采用综合稳定以及集料应有一定级配。
混合料组成中，结合料的剂量太低则不能成为半刚性材料，剂量太高则刚度太大，容易脆裂。
实际上，限制低剂量是为了保证整体性材料具有基本的抗拉强度，以满足荷载作用的强度要求。
限制高剂量可使模量不致过大，避免结构产生太大的拉应力，同时降低收缩系数，使结构层不会因温、湿度变化而引起拉伸破坏。
⏹采用水泥、石灰综合稳定时，混合料中有一定水泥可提高早期强度，有一定石灰可使刚度不会太大，掺入一定数量的粉煤灰可以降低收缩系数，必要时可根据材料性质和施工季节，加入早强剂或其它外掺剂。
⏹集料应有一定的级配。
集料数量以达到靠拢而不紧密为原则，其空隙让无机结合料填充，形成各自发挥优势的稳定结构。
因此，较为理想的基层材料应是石灰、粉煤灰、水泥综合稳定粒料类半刚性材料。
半刚性基层材料中结合料和集料种类繁多，应以就地取材为前提，并根据以上原则通过试验求得合理组成，以充分发挥其优势。
⏹
（二）混合料组成设计方法及试验项目
⏹1．标准密度（最大干密度）试验
◆
（1）试验方法的选择：
击实法、振动台法和表面振动压实仪法（各试验方法的适用范围见表格）
◆基层材料最大干密度试验方法
试验方法
适宜基层类型
适用基层用土类型
重型击实法
均匀密实、悬浮密实
细粒土
振动台法
骨架密实、骨架空隙
通过0.075mm标准筛的土颗粒质量百分数不大于15%的无粘性自由排水中、粗粒土
表面振动压实仪法
◆
（2）半刚性基层材料：
振动击实法
◆（3）粒料类基层：
重型击实法和振动法
◆（4）沥青稳定碎石基层：
标准马歇尔击实法、大型马歇尔击实法、旋转压实法和振动法；
我国主要采用马歇尔击实法
⏹2．强度试验：
承载比试验、抗压强度试验。
⏹3。
耐久性试验。
其中石灰粉煤灰稳定类结构层的抗冻性技术要求见下表。
冻区划分
重冻区
中冻区
轻冻区
非冻区
冻结指数（℃﹒d）
≥2000
2000~800
800~50
≤50
28天5次冻融循环后的残留强度比（%）
≥70
≥65
≥60
-
注:
冻结指数是指每年冬季负温度与天数乘积的类积值（℃﹒d）;
三、半刚性基层材料组成设计的重型击实法
⏹
（一）混合料组成设计强度要求
⏹半刚性基层混合料组成设计的主要内容是根据强度标准值通过试验选取适宜于稳定的材料，确定材料的配比以及最大干密度和最佳含水量。
表中所列数值指龄期为7d（标养6d、浸水1d）的无侧限抗压强度。
（具体压实度及强度要求见规范）
⏹
（二）混合料组成设计步骤
⏹
（1）初拟结合料剂量（配合比）
⏹配制同一种土样、不同结合料剂量的混合料，水泥和石灰的剂量可参考下表所列数值。
水泥剂量参考值
土类
层位
水泥剂量（%）
中粒土和粗粒土
基层
3
4
5
6
7
底基层
塑性指数小于12的土
8
9
11
其它细粒土
10
12
14
16
石灰剂量参考值
石灰剂量（%）
砂砾土和碎石土
塑性指数小于12
的粘性土
13
塑性指数大于12
⏹二灰稳定类混合料试件的制备可根据不同情况进行。
对硅铝粉煤灰，采用石灰粉煤灰做基层或底基层时，石灰与粉煤灰之比可以是1︰2~1︰9。
⏹采用石灰粉煤灰土做基层或底基层时，石灰与粉煤灰的比常用1︰2~l︰4（对于粉土，以1︰2为宜）。
石灰粉煤灰与细粒土的比例一般为30︰70~90︰10。
⏹采用石灰粉煤灰粒料做基层或底基层时，石灰与粉煤灰的配比常用1︰2~1︰4，石灰粉煤灰与级配粒料（中粒土和粗粒土）的配比可以是1︰6~1︰4，石灰粉煤灰与粒料的配比也可以用1︰1左右，但后者可能强度较低，裂缝较多。
⏹水泥煤灰稳定类基层、底基层中水泥剂量宜在3~6%，水泥粉煤灰与集料的质量比宜为13~17︰87~83。
⏹
（2）重型击实试验
⏹采用重型击实试验确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度，至少做三个不同水泥或石灰剂量混合料的击实试验，即最小剂量、中间剂量和最大剂量。
其它剂量混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定。
⏹按工地预定达到的压实度，分别计算不同结合料剂量时试件应有的干密度。
⏹（3）强度试验
⏹按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件，进行强度试验。
作为平行试验的试件数量应符合规定。
⏹试件在规定温度下保湿养生6d，浸水1d，进行无侧限抗压强度试验，试验温度为20±
2℃，计算试验结果的平均值和偏差系数。
⏹根据强度标准，选定合适的结合料剂量。
⏹（4）结合料剂量的确定
⏹工地实际采用的石灰或水泥剂量应较室内试验确定的剂量多0.5%~1.0%。
采用集中厂拌法施工时，可只增0.5%；
采用路拌法施工时宜增加1.0%。
⏹采用集中厂拌法施工时，水泥稳定中粒土和粗粒土的最小剂量为3%、稳定细粒土的最小剂量为4%；
采用路拌法施工时，水泥稳定中粒土和粗粒土的最小剂量为4%、稳定细粒土的最小剂量为5%。
⏹石灰土稳定碎石和石灰土稳定砂砾，仅对其中的石灰土进行组成设计，对碎石和砂砾，只要求它具有较好的级配。
石灰土与碎石砂砾的重量比宜为1︰4。
二灰稳定粒料的组成设计。
则应包括全部混合料（或26.5mm以下的粒料）。
条件不具备时，可仅对二灰进行组成设计，确定二灰的配合比后，在二灰中掺入一定比例的粒料。
四、半刚性基层材料组成设计振动成型法
⏹对无机结合料类的材料组成设计，现行方法是按重型击实法进行。
⏹当粒料含量不高时（35%以下），现行方法可得出正确的结果，但费工费时。
当粒料含量高时（50%以上），由于击实筒空间的限制，现行方法就不能得出真正的最大干密度。
若以它为准，按施工规范要求的压实度成型，所测得的强度和有关参数太小，据此进行设计，势必造成浪费。
同样，如以此为准进行施工质量控制，必然要求太低，不能保证施工质量。
因此，需要寻求更科学的方法。
第三节半刚性基层施工
⏹一、试验路段与施工注意事项
⏹先通过修筑试验路段，制定标准施工方法后再进行大面积施工。
注意事项：
1．施工季节；
2．水泥稳定类材料施工作业长度的确定3．路拌法施工中土与粉煤灰用量的控制；
4．接茬处理；
5．养生期的问题
二、石灰稳定土
⏹
（一）强度形成原理
⏹土中掺入石灰后，石灰与土发生一系列的物理、化学作用。
从而使土的性质发生根本的变化。
这些作用包括：
离子交换作用、结晶作用、火山灰反应、碳酸化作用。
⏹
（二）影响强度的因素
⏹影响石灰稳定土强度的因素包括：
土质、灰质、石灰剂量、含水量、密实度、龄期、养生条件。
⏹（三）石灰稳定土基层防裂技术
⏹1、控制压实含水量；
2、基层施工要在当地气温进入0℃前一个月完工；
3、重视初期养护；
4、及早铺筑面层；
5、掺加粗集料
（四）石灰土基层的施工
1．基本要求；
2．备料；
3．混合料配比；
4．路拌法施工要求；
5．场拌法施工要求；
6．整型；
7．碾压；
8．养生。
三、水泥稳定类基层
⏹在利用水泥稳定土的过程中，水泥、土和水之间发生矿多种物理、化学作用，从而使土的性能发生了明显的变化。
这些作用可以分为以下三类。
⏹化学作用：
如水泥颗粒的水化、硬化作用，以及水泥水化产物与粘土矿物之间的化学作用等。
⏹物理作用：
如土块的机械粉碎作用,混合料的拌和、压实作用等。
⏹物理—化学作用：
如粘土颗粒与水泥及水泥水化产物之间的吸附作用，微粒的凝聚作用，水泥水化产物的扩散、渗透作用，水化产物的溶解、结晶作用等。
包括一下几种反应过程：
水化作用、离子交换作用、化学激发作用、碳酸化作用。
（二）影响强度的因素
⏹1．土质：
土的类别和性质是影响水泥稳定土强度的重要因素。
集料的颗粒组成应满足要求。
⏹2．水泥的成分和剂量：
对于同一种土，通常情况下硅酸盐水泥的稳定效果好，而铝酸盐水泥较差。
试验和研究证明，水泥剂量为4%~8%较为合理。
⏹3．含水量：
含水量对水泥稳定土强度影响很大。
⏹4．施工工艺过程。
（三）水泥稳定土施工
2．拌和与摊铺；
3．整型；
4．碾压；
5．接缝处理；
6．养生及交通管制。
四、石灰工业废渣稳定土基层
⏹
（一）石灰煤渣类基层
⏹石灰煤渣（简称二渣）基层是用石灰和煤渣按一定配合比，加水拌和、摊铺、碾压、养生而成型的基层。
二渣中如掺入一定量的粗骨料便称三渣；
掺入一定量的土，便成为石灰煤渣土。
⏹
（二）石灰粉煤灰基层
⏹用石灰和粉煤灰按一定配比，加水拌和、摊铺、碾压及养生而成型的基层。
在二灰中掺入一定量的土，经加水拌和、摊铺、碾压及养生成型的基层，称二灰土基层。
⏹高速、一级公路二灰稳定类集料的颗粒组成应满足规范要求。
（三）石灰工业废渣稳定土基层施工
1．基本要求
2．施工要求
3．施工检查验收
第四节粒料类基层施工
一、粒料类基层强度形成原理
⏹1、嵌锁型：
靠碎石颗粒之间的嵌锁和摩阻作用所形成的内摩阻力。
⏹2、级配型：
取决于内摩阻力和粘结力的大小。
二、级配碎、砾石基层的材料要求
⏹1、碎、砾石
⏹级配碎、砾石用做二级及以下公路、次干路及以下城市道路基层时，碎石的最大粒径不应超过37.5mm。
当级配碎石用做高速和一级公路、城市快速路和主干路的基层以及半刚性路面的中间层时，其最大粒径不应超过31.5mm。
⏹级配碎、砾石的颗粒组成见规范。
级配曲线应接近圆滑，避免同一种尺寸的颗粒过多或过少。
⏹2、石屑或其它细集料
当级配碎、砾石中细料塑性指数偏大时，塑性指数与0.6mm以下的细料含量的乘积应符合：
在年降雨量小于600mm的中干和干旱地区，地下水位对土基没有影响时，乘积应不大于120；
在潮湿多雨地区，乘积应不大于100。
三、级配碎石基层的施工
⏹1．级配碎、砾石基层的基本要求：
厚度一般为8～16cm。
⏹2．级配碎、砾石基层和垫层的施工：
⏹①开挖路槽；
⏹②备料运料；
⏹③铺料；
⏹④拌和与整型；
⏹⑤碾压（在最佳含水量下进行碾压，直到达到下表规定的按重型击实试验法确定的压实度要求）。
级配碎、砾石基层的压实度（%）要求
所处层位类型
中间层
级配碎石
100
98
96
级配砾石
四、优质级配碎石基层
1、强度主要来源于碎石本身强度及碎石颗粒之间的嵌挤力。
2、级配是影响级配碎石强度与刚度的重要因素。
一般来说，密实的级配易于获得高密度，从而使级配碎石获得高的CBR值和回弹模量。
采用重型击实和振动成型方法对级配碎石的试验表明，振动成型可以使级配碎石获得更高的CBR值和回弹模量值。
3、级配碎石材料具有较显著的非线性，具有足够的抵抗应力和变形的能力。
五、填隙碎石基层
1．填隙碎石对材料的要求：
粗碎石、填隙料的颗粒组成应符合规定。
2．填隙碎石施工工序为：
（1）准备下承层；
（2）施工放样；
（3）备料；
（4）运输和摊铺粗碎石；
（5）撒铺填隙料及碾压
第五节柔性与刚性基层
一、沥青类柔性基层
⏹
（一）沥青类柔性基层的类型与适用范围
◆定义：
用热拌或冷抖沥青混合料、沥青贯入碎石、以及不加任何结合料的粒料类等材料铺筑的基层。
◆适用范围：
沥青类柔性基层可用于各级公路。
⏹
（二）沥青类柔性基层的技术要求
⏹大粒径沥青碎石混合料的配合比设计宜采用马歇尔试验方法，大粒径沥青碎石混合料的配合比设计宜采用马歇尔试验方法，其技术指标应符合规范要求。
⏹半开级配大粒径沥青碎石的粘结料宜采用高粘度的改性沥青。
⏹（三）沥青类柔性基层的施工要点
⏹室内压实标准采用标准马歇尔击实法；
成型试件推荐用振动成型，旋转压实仪成型等。
二、刚性基层
⏹
（一）贫混凝土（刚性）基层
用混凝上、低等级混凝土、贫混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土等材料做的基层。
适用于重、特重交通，运煤、矿石、建筑材料等公路以及改建、扩建工程。
◆特点：
贫混凝土基层与其它基层相比具有较高的强度、刚度，较好的整体性和稳定性，良好的抗冲刷性和抗裂性，多孔透水贫混凝土还兼有内部排水功能，较为适宜作为重载交通下的路面基层。
◆
（二）贫混凝土基层施工控制要点
贫混凝土基层材料的配合比设计和结构的设计龄期均取28天，贫混凝土强度应符合下表的要求，施工质量管理与控制，可采用7天龄期的抗压强度评价。
试验项目
28天龄期抗弯拉强度（MPa）
7天龄期的抗压强度（MPa）
28天龄期的抗压强度（MPa）
技术要求
1.5~2.5
8.0~15.0
10.0~20.0
贫混凝土基层属刚性基层，在原材料选择、配合比设计和施工技术要求等方面，更接近于水泥混凝土，原则上可沿用水泥混凝土现有的原材料检验、配合比设计、施工设备、铺筑技术及所有的试验检测方法和手段，设计与施工时可参考现行公路水泥混凝土设计与施工技术规范进行。
贫混凝土基层应设置纵、横缝，并灌入填缝料，其上应设置热沥青或改性乳化沥青、改性沥青粘结层等。
关于基层材料要求及质量控制相关表格
一、施工前原材料及混合料的质量控制要求
表2.1路面基层材料土按粒径大小和组成分类
分类
颗粒最大粒径（mm）
颗粒组成
＜9.5
＜2.36mm的颗粒含量≮90%
中粒土
＜26.5
＜19mm的颗粒含量≮90%
粗粒土
＜37.5
＜31.5mm的颗粒含量≮90%
表2.2基层（底基层）的原材料试验检测
材料名称
目的
频度
仪器和试验方法
含水率
土、砂砾、碎石等材料
确定原始含水率
每天使用前测2个样品
烘干法、酒精燃烧法、含水率快速测定仪
颗粒分析
砂砾、碎石等集料
确定级配是否符合要求，确定材料配合比
每种材料使用前测2个样品，使用过程中每2000m3测2个样品
筛分法
液限、塑限
土、级配砾石或级配碎石中0.5mm以下的细土
求塑性指数，审定是否符合规定
每种土使用前测2个样品，使用过程中每2000m3测2个样品
液限塑限联合测定法测液限；
滚搓法塑限试验测塑限
相对毛体积密度、吸水率
砂砾、碎石等
评定粒料质量，计算固体体积率
使用前测2个样品，砂砾使用过程中每2000m3测2个样品，碎石种类变化重做2个样品
网篮法或容积1000ml以上的比重瓶法
压碎值
评定石料的抗压碎能力是否符合要求
同上
集料压碎值试验
有机质和硫酸盐含量
土
确定土是否适宜于用石灰或水泥稳定
对土有怀疑时做此试验
有机质含量试验，易溶盐试验
有效钙、氧化镁
石灰
确定石灰质量
做材料组成设计和生产使用时分别测2个样品，以后每月测2个样品
石灰的化学分析
水泥强度等级和终凝时间
水泥
确定水泥的质量是否适宜应用
做材料组成设计时测1个样品，料源或标号变化时重测
水泥胶砂强度检验方法，水泥凝结时间检验方法
烧失量
粉煤灰
确定粉煤灰是否适用
做材料组成设计前测2个样品
烧失量试验
表2.3水泥稳定土材料要求
使用场合
材料名称与项目
高速、一级公路
二级、二级以下公路
土的均匀系数（括号中数字针对中、粗粒土）
—
＞5（＞10）
液限
＜28
≯40
升级会员 