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1、摘要随着国家对交通运输业的日益重视和国民经济的高速发展，高等级公路的建 设得到了飞速发展。而目前的高等级公路大多采用半刚性基层以及沥青面层的结 构形式。在我国道路工程中常用的半刚性基层主要有:水泥稳定粒料类、石灰稳 定粒料类和综合稳定粒料类。这些基层具有强度高、耐久性好、造价低等许多优 点，因而在道路工程建设中得到了广泛的应用。二灰碎石基层出于具有较高的后 期强度、良好的板体性能，比水泥稳定碎石基层具有良好的抗裂性能和抗冻性能， 同时二灰碎石基层所用的材料来源丰富，它将工业废料粉煤灰变为良好的筑路材 料，减少了占用土地和环境污染，并且施工方便，因而在高等级公路的建设中使 用得越来越普遍。但在长
2、期的使用中发现，这一结构有着固有的缺点，易于产生 结构裂缝，致使用二灰碎石为基层的沥青路面普遍产生裂缝和哪浆等病害，造成 路面的变形及破坏，影响了路面的质量，进而严重影响到路面的使用寿命。虽然 目前这种半刚性基层的施工工艺日益成熟和完善，但各种具体施工中存在的问题 也逐渐暴露出来，诸如:二灰碎石拌合过程中含灰量以及施工配合比的控制问题、 摊铺过程中出现的离析问题、碾压过程中对含水量的控制等。只有解决好二灰碎 石基层施工过程出现的这些问题，才能把它的缺点克服到最低程度，真正保证工程 质量。 关键词:二灰碎石基层;工程成本;最大干密度;质量控制;压实检测AbstractWith more atte
3、ntion paid to transportation industry, and the rapid development of national economy, the high-grade highways have developed at fast speed. Presently, the high-grade highways in China mostly adoptsemi 一 r igid base and asphalt pavement as structural form. The conunonly-used semi-rigid bases in our r
4、oad engineering are:cement-stabilized granular class, lime stability of aggregates, comprehensive stable aggregates, etc.With merits like high intensity, good endurance, and low cos 七，these bases are widely-used in road engineering. Lime-fly-ash bases possess high long-term strength and excellent bo
5、ard body performance, and thus they have better crack I:esistance and resistance of freezing than the crushed stone cement base. Meanwhile, they have rich sources of materials-industrial waste fly ash has been transformed to favorable paving materials, and thus reduce the amount of the occupation of
6、 land and environmental pollution, and they are convenient for construction, lime-fly-a.sh bases are increasingly popular in the construction of the high-grade highways. Yet, after the long usage of these bases, the inherent disadvantages present problems like the cracking of structure, which causes
7、 the cracking and clamorous pulp in the lime-fly-ash based bituminous pavement, and thus the deformation and damage of the road surface, and then consequently its service life. Though at present semi-rigid base-featured constructiontechnology is more and more mature and greatly 一 improved, yet its p
8、roblems pop up in actual construction, such as the amount of ash in the mixing process of lime-fly-ash and the control of mix proportion, the segregation during the paving process, the control of water content dur ing the rolling process, etc. Only with these problems solved, could its demerits be o
9、vercome to the minimum and thus truly ensure the quality of construction. Key words: lime-fly-ash base, construction cost, maximum dry density, quality control, the mensuration of compactness.第一章绪论 1. 1 选题的背景及意义随着我国国民经济的快速发展，现代化进程不断加快，汽车保有量不断增加， 交通流量越来越大，并且运输车辆的轴载不断加大，重载、超载现象越来越严重。 二灰碎石基层对整个工程起着至关重要
10、的作用，它是沥青混凝土面层的主要承重 层，基层施工质量的好坏将直接影响路面的质量。二灰碎石基层质量与其原材料、 配合比设计和施工工艺等因素有关，二灰碎石的原材料主要是石灰粉煤灰和碎石， 对原材料质量严格把关是保证二灰碎石质量的重要环节。二灰碎石基层还具有固 有的特性:(1)水硬性:组成混合料强度的水化硅酸钙、水化铝酸钙等水化产物在形成 过程中都离不开水，水是形成强度的重要条件。这种特性要求二灰碎石在碾压成 型时具有一定的含水量，在养护期间提供适宜的湿度条件。(2)缓凝性:相对于水泥混凝土和水泥稳定粒料而言，二灰碎石混合料施工 限时比较宽，不必象水泥稳定类材料必须在加水拌和后的 3-4 个小时内
11、成型。拌 和好的二灰碎石混合料堆存 1-2 天后，只要含水量合适仍能碾压成型，其强度随 着堆存温度的升高和时间的延长降低。(3)抗裂性好，耐磨性差:二灰碎石基层属于半刚性路面结构。具有较强的 抗拉性能，不易产生裂缝。但其耐磨性能差，在行车作用下很容易造成表层松散， 故而不宜用作路面面层。(4)强度受温度影响大二灰碎石的强度增长与气温有很大关系，温度越高其 强度增长越快，反之则越慢。冬季气温底时，其强度几乎完全停止增长，一但气 温回升，强度仍有明显的增长现象。(5)板体性好:二灰碎石碾压成型后，经过一定的时间就形成较高的强度和板 体性，用作路面基层时能较大程度地改善沥青路面的变形和开裂现象。(6
12、)后期强度高:二灰碎石由于其缓凝性，早期强度比较低，不利于开放交 通。但其强度随龄期的延长而不断增长，可延续 2-3 年。一年后其强度可达到七 天浸水无侧限抗压强度的 5-6 倍，甚至更高。生产配合比设计应根据公路路面基层施工技术规范规定，二灰碎石混合料击实试验，采用重型击实标准，求得最大干密度及相应的最佳含水量，无侧限抗压 强度应符合设计要求。通过试验段来验证相应的配合比设计和压实机械的组合及 压实遍数，以及松铺系数。本课题将以实际工程为例，对二灰碎石基层施工过程中的拌合、摊铺、碾压 等几个重要环节进行探讨，对施工中存在的问题进行分析，找到原因及解决办法。 并将解决办法在工程中得以实施，对结
13、果进行调查分析，认真进行总结，找到更 为合理、正确的二灰碎石基层施工的方法。本课题的开展不仅能够提高二灰碎石 基层现场施工的质量，而且在节约公路管理部门工程成本方面也具有很大的价值。 1.a 国内外发展动态早在 50 年代中期，二灰碎石基层在欧美国家就呈现稳定增长的趋势。70 年 代前半期，它的使用己非常普遍而且用量也非常大。在国内，从六七十年代以来， 二灰混合料的应用得到了大力推广，已经成为路面工程中使用最广泛的半刚性基 层材料之一。进入 80 年代后随着交通量的增加，为了推广具有较高强度的石灰粉煤灰稳定 粒料基层结构，国家和交通部分别于“七五”和“八五”期间列项重点研究，并 取得了很多成果
14、。但在此期间的二灰碎石基层结构也有着明显的缺陷，这就是: 集料的大粒径、无级配以及混合料拌合摊铺工艺水平低下，从而构成了路面基层 结构的平整度、均匀性、强度、和耐久性欠佳，难以适应高等级公路路面基层的 需求。由于半刚性基层具有很多的优点和明显的技术经济效益，国外的公路越来越 多地采用二灰碎石作为沥青路面的基层。但长期以来，国外认为采用半刚性基层 可避免沥青面层产生疲劳破坏的同时，普遍认为这种结构中沥青面层的裂缝是由 二灰碎石基层引起的反射裂缝。国外在高等级公路上采用半刚性基层材料主要是水泥处治材料，它包括贫混 凝土和水泥稳定粒料土，也有采用石灰粉煤灰集料或石灰、水泥、粉煤灰集料做 沥青路面基层
15、的，但规模要小得多。而我国沪嘉、西临、沪宁、济青等高速公路 都采用了含粉煤灰集料的半刚性基层沥青路面。国外的观点是，半刚性基层在铺筑沥青路面之前或之后，必然要产生裂缝，并造成反 射裂缝，需经常采用加厚沥青面层来减少反射裂缝。国外的很多学者认 为，要求沥青路面不裂缝是不可能的。由此可见，横向裂缝已成为沥青路面的主 要问题之一。其发生是不可避免的，但尽可能的减少或推迟发生的时间则是有可 能的。 1. 3 研究的主要内容 石灰，要采用 III 级以上生石灰，质量与验收要严格。石灰运到现场后要 用插管法消解成粉状，消解时间 7 一 10 天，进行覆盖保存，注意保存时间不能大于 三十天，期间务必要定期做
16、钙镁含量试验。(2)粉煤灰，以 Si02, A1203 和 Fe203 含量和烧失量作为重要控制指标，对 粉煤灰进行施工前的取样试验，并敲打碎里面的结块，做碎块处理。(3)碎石，按设计文件和规范的要求选择符合要求的石料，并对其各项指标进 行试验，按照级配要求选择碎石的规格，根据碎石规格定料源，经监理工程师许可 后方进场。(4)水，使用人或牲畜可以饮用的水。 2. 3 配合比二灰碎石基层是由石灰、粉煤灰、级配碎石和水按一定比例混合而成的混合 料，经碾压和养护后，可以形成一定的强度。其强度可以分成两个部分:一部分 是由石灰激发粉煤灰发生化学作用后形成的胶粘力，另一部分是由级配碎石和二 灰相互交织所形成的抗剪切力，这两部分的相互作用，形成了整体的强度。不难 看出，影响二灰碎石强度的内在因素是石灰、粉煤灰、碎石的质量和石灰、粉煤 灰、碎石、水的比例。石灰和粉煤灰的比例其最佳的选择应该是石灰能够充分激 发粉煤灰而产生最大的胶结强度，而同时又不要过量。一般施工中贯采用石灰和 粉煤灰比例为 1:2 一 1: 4。二灰与级配碎石的比例应该是碎石能被二灰充分包裹
