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1、1,1,第4章 路面工程施工,4.1 路面施工主要机械设备简介,随着公路事业的蓬勃发展和建设标准的不断提高，大批性能优良的机械设备不断地被投入到路面工程施工中，这对保证工程质量和加快工程进度，有着十分重要的意义。 目前，用于公路路面施工的主要有拌和、摊铺和碾压机械。,4.1 路面施工主要机械设备简介,4.1.1 拌和机械设备,1.路面基层（底基层、垫层）混合料的拌和设备 （1）路拌机械设备 路拌机械设备主要是指稳定土拌和机，它是把土、无机结合料（石灰、粉煤灰、水泥）、砂、骨料（碎砾石、炉渣）等材料，按施工配合比，在路上直接进行拌和。,4.1 路面施工主要机械设备简介,稳定土拌和机的分类： 1）
2、稳定土拌和机可分为履带式和轮胎式两种。 2）稳定土拌和机按工作装置在机上位置的不同，可分为前置式、中置式和后置式三种。 3）稳定土拌和机按转子的旋转方向的不同，可分为正转和反转两种。,4.1 路面施工主要机械设备简介,（2）厂拌机械设备 该设备是将土、石灰、粉煤灰、水泥、砂、碎（砾）石、炉渣、水等材料，按施工配合比，在固定地点拌和均匀的专用设备。,4.1 路面施工主要机械设备简介,2.沥青混合料拌和设备 沥青混合料拌和设备可将碎石、砂、矿粉和沥青按一定配合比拌和成均匀的混合料。 沥青混合料拌和设备分类： 1）根据生产能力可分为小型（400t/h）。 2）沥青混合料拌和设备根据工艺流程可分为间歇
3、强制式和连续滚筒式，,4.1 路面施工主要机械设备简介,（1）间歇强制式拌和设备 拌和机的工艺流程如下： 石粉（填充料）-储存输送-计量-搅 成 品 碎石、砂（骨料）配料冷料输送烘干加热热料提升筛分储存计量- -料 储 沥青（结合料）-熔化脱水-加热保温-计量- 拌 存,4.1 路面施工主要机械设备简介,（2）连续滚筒式拌和设备 拌和机的工艺流程如下： 石粉（填充料）-储存输送-计量-加 成 成 热 品 品 碎石、砂（骨料）-配料-冷料输送-计量- - 料 - 料 搅 提 储 沥青（结合料）-熔化脱水-计量-拌 升 存,4.1 路面施工主要机械设备简介,3.水泥混凝土的拌和设备 水泥混凝土的拌
4、和设备可分为水泥混凝土搅拌机和水泥混凝土搅拌站（楼）两类。 目前，工程中使用的水泥混凝土搅拌机主要有自落式和强制式两种。,4.1 路面施工主要机械设备简介,自落式水泥混凝搅拌机,强制式水泥混凝土搅拌机,4.1 路面施工主要机械设备简介,4.1.2 摊铺机械与设备,1.沥青混合料摊铺机 沥青混合料摊铺机是摊铺沥青混合料路面的专用机械，它是将已搅拌好的沥青混合料按一定的技术要求摊铺在已整平好的路基或底基层上，并给予初步的捣实和整平。 （1）分类 按其行走方式，可分为轮胎式摊铺机和履带式摊铺机； 按摊铺的宽度，可分为小型、中型、大型和超大型； 按行走的动力传递方式，可分为机械传动和液压传动两种。,4
5、.1 路面施工主要机械设备简介,（2）组成结构,4.1 路面施工主要机械设备简介,2.水泥混凝土摊铺机,（1）轨道式摊铺机,4.1 路面施工主要机械设备简介,（2）滑模式摊铺机,4.1 路面施工主要机械设备简介,4.1.3 压实机械设备 路面的强度和稳定性等是非常重要的技术指标，而它们和路面压实有着极其密切的关系。因此，压实也是路面施工的非常重要的一个环节，在路面压实作业中，常用的压实机械主要有光轮压路机、轮胎压路机、振动压路机等。,4.2 路面的分类和路面结构,1.按面层施工方法和材料分类 按面层施工方法和材料的不同可分为铺装路面、简易铺装路面和砂石路面。 铺装路面包括沥青混凝土路面和水泥混
6、凝土路面； 表面处治、沥青碎石、贯入式路面等称为简易铺装路面； 砂石路面是以砂、石等为骨料，以土、水、灰为结合料，通过一定的配合比铺筑而成的路面的统称，包括级配碎（砾）石路面、泥结碎（砾）石路面、水结碎石路面、填隙碎石路面及其它粒料路面。,4.2 路面的分类和路面结构,路面面层类型的选用应符合下表的规定：,4.2 路面的分类和路面结构,2.按路面力学特性分类 （1）柔性路面 其力学特点是在行车荷载作用下的弯沉变形较大，路面结构本身抗弯拉强度小，在重复荷载作用下产生累积残余变形。以沥青混凝土路面为典型代表。 （2）刚性路面 其特点是在行车荷载作用下产生板体效应，其抗弯拉强度和弹性模量较其它各种路
7、面材料要大得多，故呈现出较大的刚性。刚性路面主要指水泥混凝土路面。,4.2 路面的分类和路面结构,（3）半刚性路面 是指使用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定类材料（常称半刚性材料）作为基层、底基层的沥青路面结构。这种半刚性基层材料使用前期的力学特性呈柔性，而后期趋近于刚性，如石灰稳定土、石灰粉煤灰稳定碎石、水泥稳定砂砾等路面结构。,4.2 路面的分类和路面结构,4.2.2 路面结构,1.面层 是直接承受车轮荷载反复作用和自然因素影响的结构层，可由一至三层组成。 2.基层 是设置在面层之下，并与面层一起将车轮荷载的反复作用传布到底基层、垫层、土基，起主要承重作用的层次。基层可分为无机结合料稳定
8、类（整体型）和粒料类（嵌锁型、级配型）。,4.2 路面的分类和路面结构,3.垫层 是设置在底基层与土基之间的结构层，起排水、隔水、防冻、防污等作用。各级公路当需要设置垫层时，目前多采用水稳性好的粗粒料或各种稳定性材料铺筑。,4.3 路面基层（底基层）施工,4.3.1 一般要求,基层、底基层应具有足够的强度和稳定性，在冰冻地区还应具有一定抗冻性。 高级路面下的半刚性基层应具有较小的收缩（温缩及干缩）变形和较强的抗冲刷能力。,4.3 路面基层（底基层）施工,1.材料选择 路面基层（底基层）可选用无机结合料稳定集料类或沥青混合料、粒料、贫混凝土等材料，底基层应充分利用沿线地方材料，可采用无机结合料稳
9、定细粒土类或料粒类等。 2.厚度规定 基层、底基层厚度应根据交通量大小、材料性能，充分发挥压实机具的功能，以及考虑有利于施工等因素选择各结构层的厚度。,4.3 路面基层（底基层）施工,各种结构层压实最小厚度与适宜厚度：,4.3 路面基层（底基层）施工,4.3.2 垫层施工,1.垫层设置的原则 （1）地下水位高、排水不良，路基经常处于潮湿或过湿状态的路段。 （2）排水不良的土质路堑，有裂隙水、泉眼等水文不良的岩石挖方路段。 （3）季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段，可能产生冻胀需设置防冻垫层的路段。 （4）基层或底基层可能受污染以及路基软弱的路段。,4.3 路面基层（底基层）施工,2.垫层材料 垫层
10、材料可选用粗砂、砂砾、碎石、煤渣、矿渣等粒料以及水泥或石灰煤渣稳定粗粒土，石灰、粉煤灰稳定粗粒土等。 为防止软弱路基污染粒料底基层、基层，或为防止间断地下水的影响，可在路基顶面设土工合成材料隔离层。 3.垫层设置宽度 高速公路，一、二级公路的排水垫层应铺至路基同宽；三、四级公路的垫层宽度比底基层每侧至少宽25mm。,4.3 路面基层（底基层）施工,4.铺筑碎石、砂砾、煤渣或矿渣垫层施工要求 （1）承包人应在监理工程师验收合格的路基上铺筑垫层材料。 （2）在铺筑垫层前，应将路基面上的浮土、杂物全部清除，并洒水湿润。 （3）承包人应采用经监理工程师批准的机械进行垫层材料的摊铺。图4-11 垫层施工
11、 （4）摊铺后的碎石、砂砾应无明显离析现象或采用细集料作嵌缝处理。,4.3 路面基层（底基层）施工,（5）经过整平和整型，承包人应按试验路段所确认的压实工艺，在全宽范围内均匀地压实至重型击实最大密度的96%以上。 （6）一个路段碾压完成以后，应按批准的方法做密实度试验。被检验的材料没有达到所需的密实度、稳定性，则应重新碾压、整型及整修。 （7）在压路机不能作业的地方，应采用机夯进行压实，直到达到规定的压实度为止。,4.3 路面基层（底基层）施工,（8）严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车。 （9）在相邻两作业段的衔接处，第一段应预留58m不作碾压，等到第二段施工时，将前段留下未压
12、部分与第二段一起碾压。 5.水泥或石灰煤渣稳定粗粒土，石灰、粉煤灰稳定粗粒土垫层的施工要求与同类材料的底基层一致。,4.3 路面基层（底基层）施工,4.3.3 无机结合料稳定类基层（底基层）施工,无机结合料稳定类包括：水泥稳定类、石灰稳定类和工业废渣稳定类。 1.对原材料的要求 （1）无机结合料 无机结合料目前最常用的有水泥、石灰、粉煤灰及工业废渣。 1）水泥 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥均可用作结合料，宜选用终凝时间较长的水泥。,4.3 路面基层（底基层）施工,水泥剂量应通过配合比设计试验确定，但工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量多0.5%l%，水泥的最小剂量
13、应符合下表的规定。,4.3 路面基层（底基层）施工,2）石灰 石灰质量应符合下表的规定的级以上的生石灰或消石灰的技术指标。 实际使用时，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。块灰须充分消解才能使用，未消解的生石灰必须剔除。对于高速和一级公路，宜采用磨细生石灰粉。,4.3 路面基层（底基层）施工,4.3 路面基层（底基层）施工,3）粉煤灰 粉煤灰是火力发电厂燃烧煤粉产生的粉状灰渣，其主要成分二氧化硅、三氧化二铝和三氧化二铁的总含量应大于70%，烧失量不应超过20%，比表面积宜大于2500cm2/g 。 干粉煤灰和湿粉煤灰都可应用。干粉煤灰如堆在空地上
14、应洒水以防止飞扬造成污染。湿粉煤灰的含水量不宜超过35%。使用时，凝固的粉煤灰应打碎或过筛，同时清除有害杂质。,4.3 路面基层（底基层）施工,4）煤渣 煤渣是煤经锅炉燃烧后的残渣，其主要成分是二氧化硅和三氧化二铝。 煤渣的最大粒径不应大于30mm，颗粒组成宜有一定级配，且不含杂质。煤渣的含煤量宜少，最好选低于20%的选用。,4.3 路面基层（底基层）施工,（2）集料 适宜做水泥或石灰稳定土基层的材料有：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等。 用作基层时，集料颗粒的最大粒径不应超过31.5mm；用作底基层时，集料颗粒的最大粒径不应超过40mm。同时，土的均匀系数（
15、通过量为60%的筛孔尺寸与通过量为10%的筛孔尺寸的比值）应大于5。 水泥稳定粒径较均匀的砂，宜在砂中添加少部分塑性指数小于10的粘性土或石灰土，也可添加部分粉煤灰。,4.3 路面基层（底基层）施工,半刚性基层材料所用碎、砾石应具有一定的抗压碎能力。高速和一级公路的集料压碎值不大于30%、二级和二级以下公路的集料压碎值不大于35%（底基层可放宽至40%）。 （3）水 凡人或牲畜饮用的水源，均可使用。,4.3 路面基层（底基层）施工,2.混合料配合比的确定 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。 设计的基本原则是：结合料剂量合理，尽可能
16、采用综合稳定以及集料应有一定的级配。,4.3 路面基层（底基层）施工,混合料组成设计的主要内容是根据表4-5（无机结合料稳定类材料的抗压强度 ）的强度标准值，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（湿养6d、浸水1d）的无侧限抗压强度。,4.3 路面基层（底基层）施工,表4-5 无机结合料稳定类材料的抗压强度（MPa）,4.3 路面基层（底基层）施工,混合料组成的具体设计步骤如下： （1）制备同一种土样、不同结合料剂量的混合料。 （2）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，至少应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
