武广片区道路柔性基层施工工指南.docx

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武广片区道路柔性基层施工工指南

武广片区道路柔性基层施工工艺

及主要消耗量

长沙市市政工程有限责任公司

二○○九年十一月

目录

1级配碎石柔性基层特点、优点，其它地区使用情况1

1.1概述1

1.2材料技术要求1

1.3施工工艺4

1.4施工质量控制8

2级配碎石柔性基层工艺说明、现场使用情况9

2.1概述9

2.2材料技术要求10

2.3大粒径沥青混合料施工工艺11

2.4质量管理与控制17

3单位工程量级配碎石柔性基层人、材、机消耗量数据22

1．级配碎石柔性基层特点、优点，其它地区使用情况

1.1级配碎石柔性基层特点、优点

无结合粒料层，包括各种无结合料材料的路面结构层，其中以级配碎石的力学性能最佳。

这种无结合粒料是由粗细集料和石屑按密实级配要求混合而成，具有良好的排水性能，在各种等级的道路中得到大量的应用。

无结合粒料材料用作路面的不同层次取决于材料本身的特性、材料的质量、气候条件、交通组成以及经济条件和使用经验等等，常用于以下几种情况：

1.1.1在轻交通道路上用在薄沥青面层下。

几乎所有国家都采用这种结构，此时，无结合粒料层厚度较厚，成为主要的承重层。

1.1.2在中、重交通道路上用在厚沥青层下。

沥青层往往较厚，此时有两种方式：

一种是要求采用较厚的级配粒料层直接放在面层下作为基层，厚度相对较厚；另一种是在面层下设置一定厚度的沥青稳定碎石基层，在基层下再采用一定厚度的级配碎石粒料层作底基层，此时级配粒料层相对较薄。

其中第二种结构在国外大部分国家得到广泛的应用，成为中、重交通道路上最主要的结构形式。

如美国的高强度厚沥青路面、英国的长寿命沥青路面，德国日本等国家的路面也大多如此。

1.1.3有些国家将级配碎石用作沥青层与半刚性层之间，作为应力消散层，以减轻半刚性材料的反射开裂，称为倒装结构或夹层结构。

在我国称为半刚性碎石过渡层沥青路面结构，此时级配碎石作为上基层。

国内外成功经验表明，严格的材料技术要求、选择合理的级配以及严格的施工工艺是提高级配碎石强度和稳定性的关键。

集料的类型、集料级配对级配碎石的强度、稳定性产生较大影响。

1.2级配碎石集料技术要求

级配碎石层既可以作为路面提供整体强度的基层、底基层，也可放在半刚性基层于沥青面层之间，作为防止反射裂缝的联结层。

不论作为哪一个层次，其足够的强度或模量都是十分重要的。

集料性能和级配是影响级配碎石层强度的主要因素。

为了更好地控制施工中的级配，将原有混合集料筛分成37.5～19.0mm，19.0～9.5mm，9.5～4.75mm与石屑（4.75mm以下）四个粒级，根据级配要求进行配合比设计。

1.2.1集料强度

美国AASHO规范、ASTM规范均未对级配碎石基层集料强度作具体规定，仅是间接地要求其CBR值≥80％。

交通部颁布《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000在国外经验及国内使用情况基础上，提出一级公路以上重交通路面级配碎石集料压碎值＜26％。

1.2.2集料形状、构造

多棱角及表面纹理丰富的轧制碎石，在相同级配及密实度下通常比光滑表面的圆颗粒具有更高的CBR值及渗透系数，因而应采用轧制集料，且其针片状集料含量应≯15％（规范规定20％）。

一般来说，对于石灰岩和玄武岩等，选用合适的轧石机轧制能够达到此要求的。

1.2.3液限、塑性指数

集料中＜0.5mm含量值及其塑性指数对级配碎石性质有较大影响，当＜0.5mm含量值接近或超过15％时，塑性指数对其三轴强度有较大影响。

研究表明，无塑性的级配碎石其CBR值及抗永久变形能力远好于有塑性者。

此外，有塑性细料遇水易膨胀，从而降低透水性和水稳性。

为此，严格限制级配碎石中＜0.5mm含量及其塑性指数，AASHO及ASTM均规定其液限应＜25％，塑性指数＜4～6％，我国规范JTJ034－2000规定其液限应＜28％，塑性指数＜6%（或＜9%）。

鉴于塑性对级配碎石的影响，从结构强度和排水综合考虑，要求液限＜25％，并规定＜0.5mm细料的塑性指数应＜6％。

级配碎石材料的控制参数应以实验室检测结果为标准。

1.3级配碎石混合料设计

1.3.1级配要求

级配是影响级配碎石强度与刚度最重要的因素。

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、回弹模量及抗永久变形能力。

影响级配的因素主要有级配类型、最大粒径、集料中通过4＃筛（5mm）、40＃筛（0.5mm）和200＃筛（0.075mm）的含量等。

1）最大粒径

国外用的较多的级配碎石最大粒径多为25mm,37.5mm,40mm,50mm等，水结碎石（WaterboundMacadam）最大粒径则常为5cm～8cm。

国内外大量实践经验表明，大粒径的级配碎石具有较高的CBR直，强度较大，其功能往往好于小粒径的级配碎石。

2）＜0.5mm含量

级配碎石作为路面结构层，必须严格控制其塑性指数。

0.5mm以下颗粒液限、塑性指数越大，水稳定性越差，随着塑性指数增大，集料的CBR值迅速下降。

低塑性的级配碎石使用效果较好。

同时塑性指数较高的细料，遇水易膨胀，从而降低了材料的透水性和水稳性，增加了冰冻敏感性。

3）＜0.075mm含量

一般将0.075mm以下料称为细料。

0.075mm通过率对集料的密度和强度有很大影响。

一些研究认为，＜0.075mm含量为8～10％的级配碎石密实度最大，而CBR值则以6～8％为最大。

我国《公路路面基层施工技术规范》JTJ034－2000要求0.075mm的通过率在0～7%之间，无塑性集料应尽量取高值。

根据国内外成熟经验，设计时提出级配碎石混合料级配适用范围，见下表。

表3-1级配碎石级配范围要求

筛孔尺寸

通过下列筛孔（mm）的质量百分率（％）

37.5

31.5

19

9.5

4.75

2.36

0.60

0.075

要求范围

100

90-100

60-90

40-75

30-55

20-45

10-30

1-7

1.3.2配合比设计

配合比设计分三个阶段进行。

配合比设计方法采用了实验室目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证的三阶段设计方法。

本项目的实验室目标配合比设计和生产配合比设计参考新花侯试验路相关配比设计。

表3-2碎石筛分和级配设计参考表

筛孔尺寸

（mm）

各规格碎石筛分结果（%）

合成级配（%）

级配上限

级配下限

20-30

5-20

0-5

37.5

100

100

100

100

100

100

31.5

99.6

100

100

99.9

90

100

26.5

94.2

99.6

100

98.4

79

95

19

4.8

87.4

100

70.5

60

85

16

2.0

78.2

100

65.7

53

80

13.2

1.1

66.3

100

60.1

48

74

9.5

0.6

52.3

99.9

53.6

40

65

4.75

0.3

22.8

97.0

39.4

25

50

2.36

0.3

10.6

78.6

28.4

18

40

1.18

0.3

7.1

52.5

19.0

13

32

0.6

0.3

4.6

38.0

13.5

9

25

0.3

0.3

3.6

22.9

8.6

6

20

0.15

0.2

2.5

16.3

6.1

3

13

0.075

0.1

1.4

12.6

4.4

0

7

配比

25

45

30

（1）级配碎石配合比设计推荐如下：

（20-30mm）碎石：

（5-20mm）碎石：

（0-5mm）石屑=25：

45：

30，其CBR为169.9%，满足设计要求；

（2）对应的最大干密度ρ0=2.376g/cm3，最佳含水量ω0=4.9%。

（3）本配合比原材料均系干燥状态下计量，施工时应按照现场实际含水率进行调整材料用量。

1.3.3生产配合比设计及验证

对级配碎石来讲试拌的主要目的是调整生产配合比。

配合比的调整是在干拌的状态下进行，根据生产配合比的计算结果，以使用最多的那档集料为基准，即以此档料的生产率最大，单独调整其他各档料的生产率（一般情况料门开度不变，调整小皮带转动频率），使各档料的生产率与生产配合比相同，然后同时开动各档料仓，使各档料混合，取样筛分，检查级配是否符合要求，否则重新调节。

同时在铺筑级配碎石层前应进行试验路试铺，用以证实混合料的稳定性以及拌和、摊铺和压实设备的效率和施工方法，施工组织的适应性。

试铺重点为调整压实工艺，并研究级配碎石压实度的合理评价方法。

2.级配碎石柔性基层工艺说明、现场使用情况

2.1级配碎石柔性基层工艺说明

级配碎石基层施工质量是保证级配碎石层实现预期功能的前提，只有将级配碎石层铺筑成高密实度、均匀、并具有良好透水性的高质量结构层，才能满足柔性结构设计的需要。

为此，对于级配碎石层的施工应严格遵循以下三个要求。

2.1.1严格控制碎石原材料的质量

严格控制碎石原材料强度、压碎值、集料中<0.5mm细料的塑性指数。

集料中针片状颗粒含量等指标在规定范围内，同时集料应该洁净。

2.1.2严格控制级配碎石层材料级配组成

严格的级配是碎石层取得良好嵌锁力，从而获得高密实度、高强度、良好透水性的关键。

在级配碎石层的施工中必须始终保持其生产级配满足规定要求。

2.1.3保证级配碎石层充分压实

高密实度（压实度≥100％）是碎石层获得高强度和良好抗永久性变形性能的重要保证，施工过程中必须保证压实含水量和科学的压实工艺。

在施工过程中，影响混合料压实度的因素存在许多可变性。

因此，我们在施工的过程中控制的程度就显得尤为重要。

1）设备

级配碎石混合料的铺筑施工，拌和设备、运料设备、摊铺设备和压路机必须采用大型机械化施工。

2）施工工序

级配碎石施工工序必须严格按项目试验段得到的施工参数指导施工。

3）配料

武广片区柔性基层碎石材料前后针对不同的碎石生产厂家共进行六次送样试配，最后确定坪塘碎石厂生产的不同级配的碎石材料质量与供应量均能满足本案需求。

料场各级矿料严格分别堆放，严禁混杂；细集料采用油布覆盖，防止雨淋。

配料前，对不同粒径的碎石和石屑进行严格筛分。

再根据最终采用级配碎石之级配严格确定各级碎石所占比例，并换算为体积比以便用装载机配料，配料拌和后应定期抽检所出混合料级配，以便实时控制和调整比例。

4）拌和

拌和均匀是优质级配碎石形成强度和具有良好功能的关键，实践证明，厂拌法比路拌混合料更为均匀而不易离析。

建议试验路级配碎石施工，采用集中厂拌。

级配碎石在运输、摊铺、碾压过程中含水量会有损失，为了使现场级配碎石能够在接近最佳含水量下碾压，在拌和过程中的加水量宜高于最佳含水量。

根据天气情况，气温低、潮湿天气宜高0.5%～1%，气温高、干燥天气可高1%～2%。

为了提高粗集料的持水量，可在拌和生产前一天晚上向粗集料浇洒适量水预先吸水饱和的办法，但对石屑这类细集料，则宜保持干燥。

在正式拌制级配碎石混合料之前，必需先调试所用的厂拌设备，使混合料的颗粒组成和含水量都能达到规定的要求。

拌和机应该保持良好的工作状态，应根据级配碎石材料最大粒径情况适当调整叶片，使其具有适当地尺度及净空。

同时调整各料仓的开度，使拌和成的混合料满足级配要求。

级配碎石厂拌法施工工艺见如下流程图。

图3-1级配碎石厂拌法施工工艺流程图

5）运输

运输过程中的装、卸环节会对集料的离析情况产生影响，即装料时集料在车厢内形成产生第一次离析，形成离析界面，卸料时由于自卸车