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1、半刚性基层质量控制半刚性基层质量控制 宋云祥 13069370658 songyxhntri 河南省交通科学技术研讨院 二零一一年六月 主要内容主要内容v概述v半刚性基层的技术要求v半刚性资料的特点v半刚性基层资料的组成设计v施工质量控制v水泥稳定资料的抗裂性问题主要内容主要内容v关于级配设计的阐明v振动压实实验v存在的问题v改良措施一、概述一、概述1.我国公路建立的开展历程第一阶段，泥结碎石和级配砾石路面 第二阶段，渣油外表处治和石灰土基层路面第三阶段，国内二级以上的公路含高速公路几乎全部采用半刚性路面 在1983年召开的世界第十七届道路会议上，将具有水硬性结合料处治层的沥青路面正式命名为半
2、刚性路面。 一、概述一、概述2.半刚性基层的定义 在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的无机结合料包括水泥、石灰或工业废渣等和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的资料称为无机结合料稳定资料 。由于无机结合料稳定资料的刚度介于柔性路面资料和刚性路面资料之间，常称此为半刚性资料。以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层或底基层。 一、概述一、概述3. 基层的类型按资料组成水泥稳定类、石灰粉煤灰稳定 类、水泥混凝土类、沥青稳定 类、无结合料粒料类；按力学行为半刚性、柔性、刚性按构造组成骨架密实型、骨架孔隙型、 悬浮密实型、均匀密实型二、半二、半刚性基性基层的技的技术要求要求 v
3、有足够的强度和刚度v有足够的水稳性和冰冻稳定性v有足够的抗冲刷能v收缩性小v有足够的平整度v与面层结合良好三、半刚性资料的特点三、半刚性资料的特点v具有一定的抗拉强度v 利用圆柱体试件并延其直径方向用接近于线压力进展实验直到破坏，用此法测得的试件抗拉强度称作间接抗拉强度或劈裂强度 v环境温度对半刚性资料强度的构成和开展有很大的影响v 环境温度越高，半刚性资料内部的化学反响就越快和越剧烈，因此其强度也越高。 三、半刚性资料的特点三、半刚性资料的特点v强度和刚性都随龄期的变化v 随龄期的增长，强度和刚性都会增长，但v不同资料增长的幅度不同，同一种资料在不同v地域的增长幅度也不同，而且结合料的剂量越
4、v大，龄期的影响也越大。 三、半刚性资料的特点三、半刚性资料的特点v干缩特性v v 体积收缩，影响要素如下：v细粒含量和矿物成分多 v土的塑性指数大 v水泥剂量多 v混合料的含水量大 v暴露时间及失水量长 v集料的平均粒径小 v v v 三、半刚性资料的特点三、半刚性资料的特点v温缩特性v 影响半刚性基层温缩性质的要素既多又复杂，主要有温差、资料的温缩系数、弹性模量和极限拉应变、基层长度和厚度、阻力系数及资料的徐变等。实验分析阐明，选择温缩性小、极限拉应变大的路面资料是控制半刚性基层温缩裂痕的有效措施。因此，要根据本地自然条件、资料性能等，加强基层资料配合比研讨任务，而不仅仅局限于按照规范进展
5、设计与施工。三、半刚性资料的特点三、半刚性资料的特点v缺乏v 目前，半刚性基层资料在运用过程中主要v存在的问题是：当原资料选择或混合料配比设v计不当时，半刚性基层容易出现抗裂性缺乏、v抗冲刷才干缺乏、抗冻性不好以及与面层粘结v差等缺陷。四、半刚性基层资料的组成设计四、半刚性基层资料的组成设计v在80年代以前，国内对无机结合料稳定资料不注重其组成设计，或根本不进展组成设计，致使路面构造质量不高。 v大量的工程运用实际阐明，相当部分的由基层引起的路面损坏景象并非因基层承载力缺乏，而是由于基层资料抵抗温度或枯燥收缩变形或抵抗外来水分冲刷唧浆才干的缺乏。 四、半刚性基层资料的组成设计四、半刚性基层资料
6、的组成设计v半刚性基层用资料构造类型划分v悬浮密实型、骨架密实型、骨架孔隙型v 划分的规范是粗集料经压实后，粗颗粒间空隙体积与压实后起填充作用的细集料之间的关系。这里粗、细集料的划分是以筛孔尺寸4.75mm或9.5mm作为分界尺寸的。四、半四、半刚性基性基层资料的料的组成成设计v悬浮密实型混合料中细料的压实体积应大于粗集料构成的空隙的体积，即粗集料在压实混合料中处于“悬浮形状；v骨架密实型混合料中细料的压实体积应“临界于粗集料构成的空隙的体积，粗集料在压实混合料中有一定的“骨架作用；v骨架孔隙型混合料中细料的压实体积那么小于粗集料构成的空隙的体积，压实混合料中构成“骨架的粗集料之间存有一定的孔
7、隙。四、半四、半刚性基性基层资料的料的组成成设计这几种构造各有其特点：悬浮密实型混合料中的粗集料用量普通在50左右，细集料含量较多，抗弯拉性能较好，适用于各等级公路的基层和底基层。骨架密实型混合料中的粗集料用量普通在75以上，细集料含量较少，压实混合料的嵌挤强度较高，抗裂性、抗冲刷性较好，宜用于高速公路和一级公路的基层。四、半四、半刚性基性基层资料的料的组成成设计v骨架孔隙构外型混合料与骨架密实型混合料相比具有较高的孔隙率，适用于有较高路面内部排水要求的基层。v均匀密实型混合料建筑费用较低，可用作二级及二级以下公路路面的基层或底基层，不能用作高速公路和一级公路的底基层。四、半刚性基层资料的组成
8、设计四、半刚性基层资料的组成设计v 在现行的中对骨架密实性水泥稳定类基层的集料级配提出了详细的要求：筛孔尺寸筛孔尺寸（mmmm）31.531.519.019.09.509.504.754.752.362.360.60.60.0750.075通过量通过量（% %）10010068-8668-8638-5838-5822-3222-3216-2816-288-158-150-30-3悬浮密实性悬浮密实性XMXM骨架密实性骨架密实性GMGM骨架空隙性骨架空隙性GKGK无侧限抗压强度无侧限抗压强度次之次之最大最大最小最小抗压回弹模量抗压回弹模量次之次之最大最大最小最小劈裂强度劈裂强度最大最大次之次之最
9、小最小抗折强度抗折强度最大最大次之次之最小最小抗折回弹模量抗折回弹模量最大最大次之次之最小最小平均温缩系数平均温缩系数最大最大次之次之最小最小平均干缩系数平均干缩系数最大最大次之次之最小最小抗冲刷能力抗冲刷能力最差最差次之次之最大最大四、半刚性基层资料的组成设计四、半刚性基层资料的组成设计四、半刚性基层资料的组成设计四、半刚性基层资料的组成设计v粗、细集料分界尺寸及最大粒径v 普通将粗、细集料的分界尺寸定为4.75mm，即经过4.75mm筛孔的石料属于细集料，4.75mm以上的石料属于粗集料，粗集料的最大粒径参照目前规范中的级配范围取26.5mm。 四、半四、半刚性基性基层资料的料的组成成设计
10、v混合料组成设计方法v1、强度规范确定v 本省设计规范规定：1.当累计当量轴次小于1200104时，水泥稳定类基层7d规范养护条件龄期无侧限抗压强度为3-4 MPa之间，不得超越5 MPa；水泥稳定类底基层7d规范养护条件龄期无侧限抗压强度为1.5 MPa2 MPa，上限不得大于3 MPa。 v原资料检验v室内实验步骤v施工配合比调整四、半刚性基层资料的组成设计四、半刚性基层资料的组成设计2.当当车车道累道累计计当量当量轴轴次大于次大于1200104时时，水泥水泥稳稳定定类类基基层层7d 规规范养范养护护条件条件 龄龄期期无无侧侧限抗限抗压压强强度度应应在在4 MPa5 MPa之之间间，不得超
11、越，不得超越6 MPa；水泥；水泥稳稳定定类类底基底基层层7d 规规范养范养护护条件条件 龄龄期无期无侧侧限抗限抗压压强强度度为为2 MPa3 MPa，最大不得大于，最大不得大于4 MPa。四、半四、半刚性基性基层资料的料的组成成设计3.思索到今后交通量越来越大、重思索到今后交通量越来越大、重车车越来越越来越多。故多。故规规定交通量大，重定交通量大，重车车多多时时取高取高值值，普，普通情况取中、低通情况取中、低值值。 五、施工五、施工质量控制量控制原资料的质量 水泥宜采用强度合格的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥以及火山灰质硅酸盐水泥，在保证水泥的安定性合格的前提下，控制初凝时间不小于4h，终凝
12、时间宜为6h-8h的水泥。快硬水泥、早强水泥以及已受潮蜕变的水泥不应运用。应采用等级较低的32.5水泥在选择水泥厂家的时候，应该选择水泥质量比较稳定，关键是保证水泥批次之间的离散系数比较小。也可以按照本工程的施工特点及工期要求，集中同水泥厂家签署水泥供应合同。不要选择早期强度过高的水泥。五、施工五、施工质量控制量控制l在保证水泥3天、28天抗折、抗压强度合格的同时，保证3天抗压强度16MPa。l水泥收缩比对结果：2021年对某高速选定的三种水泥进展的比对实验。 试验项目水泥编号抗压强度（MPa)抗折强度（MPa)干缩系数（%）3d28d3d28d14d21d28d1号水泥21.4 53.4 4
13、.72 10.2 0.040 0.044 0.068 2号水泥17.8 45.4 4.42 9.5 0.089 0.100 0.124 3号水泥14.6 47.9 3.62 8.3 0.063 0.081 0.092 五、施工五、施工质量控制量控制 对集料要求集料颗粒径愈大，拌和机、平地机和摊铺机等施工机械愈易磨损，粗细集料愈易产生离析，铺筑层的平整度也愈难到达要求。施工中应尽能够采用最大粒径较小的集料，以顺应机械施工。我国目前对公路路面所用集料的最大粒径规定得较宽，碎石最大粒径应小于31.5mm， 。针片状、压碎值、含泥量等可按混凝土国标等规范控制。留意控制风化石、山皮石含量。细集料中小于0
14、.075mm的含量应不大于10%。石屑应已砂当量目的控制，砂当量应大于45%。级配设计 混合料的级配满足规范要求。但规范给的范围很宽，详细设计时应仔细调整以使混合料构造到达骨架密实构造级配对强度的影响见下表：五、施工质量控制五、施工质量控制级配对干缩的影响级配对干缩的影响级配对温缩的影响级配对温缩的影响五、施工质量控制五、施工质量控制五、施工质量控制五、施工质量控制五、施工质量控制五、施工质量控制施工工艺水泥稳定碎石基层施工工序质量控制流程 五、施工质量控制五、施工质量控制碎石资料料 仓自动计量料强迫式拌和机拌和自卸汽车运料至路槽内原资料抽检水 泥自动加水路槽施工放样路两侧立模板下承层检验修整
15、下承层拌和料摊铺 人工整平压路机碾压 洒水养生分项工程完工验收施工放样检验取现场拌料制造10x10试件测强度检验松铺厚度检验压实度、压实厚度分项工程自检监理抽样与鉴认评定质量等级五、施工五、施工质量控制量控制拌和质量控制要点摊铺质量控制要点压本质量控制要点养生质量控制要点接缝处置质量控制要点五、施工质量控制五、施工质量控制拌和质量控制要点(1)计量准确，以保证混合料的级配及用量满足施工配合比要求。不允许以为随意调整比例。(2)料仓加高边，防止窜仓，或采用小型装载机，或给装载机加收边。(3)拌合用水要适宜，根据天气、运距适当调整含水量，资料应覆盖。 4必要时从出料口取拌好的混合料，做水泥剂量测定
16、及筛分实验。五、施工质量控制五、施工质量控制摊铺质量控制要点(1)摊铺混合料时应尽量防止粗、细料离析。(2)调整摊铺机侧挡板、底板间隔、振实挡位、型号、留意收斗频率、螺旋布料器深度、倒料、运输、接料等 3在施任务业段内，用摊铺机摊铺混合料时，中间不宜中断。如因故中断超越了初凝时间应设备工缝。 (4)因故超越水泥初凝时间的混合料，不宜运用。(5)摊铺时取现场的拌和料制成15x15的圆柱体试件，做7d龄期饱和抗压强度实验，并满足强度规范要求。(6)现场平整度可用6米直尺，随时用插纤检测厚度。 7摊铺前对下层处置。五、施工五、施工质量控制量控制压本质量控制要点(1)压实是基层、底基层的强度构成阶段。
17、用振动压路机在规定的初凝时间内将混合料一次碾压密实，并到达要求的压实度。 (2)超越终凝时间未能碾压的混合料，应予以根除。(3)检查压实度及压实厚度，并到达规定的技术要求。 4压路机仅跟摊铺机、阶梯型前进利于平整度控制，由轻至重防止沟槽出现，碾压遍数必需保证。 5制止车辆在正在施工的层面上调头或急刹车。五、施工五、施工质量控制量控制养生质量控制要点(1)每一段碾压完成并经压实度检查合格后，应立刻开场养生。 (2)对于高速公路基层的养生期不宜少于7d，有条件的最好养生14d以上。 (3)养生的方式有很多种，如洒水、薄膜覆盖、土工布覆盖等。五、施工五、施工质量控制量控制影响水泥稳定资料强度的要素
18、土质、水泥成分和剂量、成型含水量、工艺过程、养生条件等土质的影响 土的矿物成分对水泥稳定土的性质具有重要的影响。除有机质或硫酸盐含量高的土以外，各种砂砾土、砂土、粉土和粘土均可用水泥稳定，但是稳定效果不同。 普通限定适用范围为土的液限不大于40，塑性指数不大于20。 五、施工五、施工质量控制量控制水泥的影响 对于同一种土，水泥矿物成分是决议水泥土强度的主导要素。在通常的情况下，硅酸盐水泥的稳定效果较好，而铝酸盐水泥那么较差。 当水泥的矿物成分一样时，水泥土的强度随着水泥比外表和活性的增大而提高。 水泥土的强度普通地随着水泥剂量的添加，水泥土的强度添加，不存在最正确水泥剂量。存在一个经济用量。
19、五、施工质量控制五、施工质量控制含水量的影响 当水泥稳定土混合料中含水缺乏时，水泥就要与土争水。 水泥正常水化所需求的水量约为水泥分量的20%。成型工艺影响 水泥、土和水拌和得愈均匀，水泥土的强度和稳定性愈高。拌和不均匀会使在水泥剂量少的地方强度不能满足设计要求，而在水泥剂量多的地方那么裂痕添加。 从开场加水拌和到完成压实的延迟时间，对水泥土的密实度和强度有很大的影响。 五、施工五、施工质量控制量控制水泥稳定土不同延迟时间成型的最正确含水量、最大干密度实验结果阐明：1在不同水泥剂量下均随着延迟时间的添加，水泥稳定土的最正确含水量在增大，最大干密度在降低。并且，随着延迟时间的添加，最大干密度的降
20、低幅度在增大。2同一种土，一样延迟时间条件下，随着水泥剂量的添加，最大干密度降低幅度减小。五、施工五、施工质量控制量控制混合料延迟成型时间对抗压强度的影响：1两种土质在不同水泥剂量下均随延迟成型时间的加长，7天龄期的抗压强度降低，并且，强度损失幅度随延迟成型时间的加长而增大。2同一种土，一样延迟时间条件下，随水泥剂量的增大，抗压强度仍增大。但随着水泥剂量的增大，强度损失幅度减小。五、施工质量控制五、施工质量控制养生条件影响 水泥稳定土需求湿治养生，使在混合料中能维持足够的水分，以满足水泥水化的需求。养生温度愈高，水泥土的强度增长得愈快。 六、水泥稳定碎石抗裂性问题六、水泥稳定碎石抗裂性问题六、
21、水泥稳定碎石抗裂性问题六、水泥稳定碎石抗裂性问题 水泥稳定碎石资料的收缩性能取决于资料的组成配比，适宜的资料配合比可以显著地减少构造层的收缩和添加构造层的抗裂性。水泥稳定碎石的级配和水泥剂量的变化将影响其温缩、干缩性。水泥稳定碎石枯燥收缩特性 水泥稳定碎石资料的枯燥收缩系数随含水量的变化是一近似凸型抛物线，有一最大枯燥收缩系数。水泥稳定碎石资料，大约在含水量为14时，枯燥收缩系数最大。 六、水泥六、水泥稳定碎石抗裂性定碎石抗裂性问题最大枯燥收缩系数对应含水量与配合比的变化关系 最大干缩系数所对应的含水量随集料变粗逐渐减小。 最大累计干缩应变和平均干缩系数随配合比的变化规律 累计干缩应变、平均干
22、缩系数按照:上限从下顶到上底中限从上顶到下底下限的顺序在逐渐减小。六、水泥稳定碎石抗裂性问题六、水泥稳定碎石抗裂性问题 小于0.075mm以下的填料含量所决议的干缩力对干缩系数的影响大于级配类型对干缩系数的影响。 干缩性与集料的级配类型也有一定的相关性。 水泥稳定碎石资料干缩系数随龄期增长的变化规律 随龄期的添加，同一配合比的水泥稳定碎石资料的枯燥收缩值在变小。六、水泥稳定碎石抗裂性问题六、水泥稳定碎石抗裂性问题水泥稳定碎石资料干缩系数随水泥剂量的变化规律 一样龄期，一样配合比的水泥稳定碎石资料随着水泥剂量的添加，干缩系数增大。 六、水泥六、水泥稳定碎石抗裂性定碎石抗裂性问题v水泥稳定碎石温度
23、收缩特性v 分析温度收缩系数测试结果，可得出以下规律： v各龄期资料的温度收缩系数随温度区间的变化规律v 高温区060的温度收缩系数大于低温区-300的温度收缩系数。并且，随着温度的下降，温缩系数有减小的趋势。v温度收缩系数随集料级配的变化规律v 上限从下顶到上底中限从上顶到下底下限六、水泥六、水泥稳定碎石抗裂性定碎石抗裂性问题不同龄期而一样配合比的水泥稳定碎石资料的温缩规律 从28天龄期到90天，温缩系数添加明显，从90天龄期到180天，温缩系数添加幅度较小。 一样配比、不同水泥剂量的水泥稳定碎石资料的温缩规律 六、水泥六、水泥稳定碎石抗裂性定碎石抗裂性问题v防止开裂的措施v控制集料中细料的
24、含量和塑性指数，以减少集料中的粘土含量，混合料中经过0.075mm筛孔的颗粒含量最好小于3。v控制水泥的早期强度不过高。v在到达强度规范的前提下，采用最小的水泥剂量。六、水泥六、水泥稳定碎石抗裂性定碎石抗裂性问题改善集料级配，减少水泥用量，使水泥剂量不大于5%。控制施工碾压时的含水量不超越基层施工规范所规定的值。水泥稳定基层养生终了和喷洒透层沥青或做下封层后，应立刻铺筑沥青面层，维护基层混合料不使其过分变干和产生干缩裂痕。七、关于级配设计的阐明七、关于级配设计的阐明原那么 基层配合比设计案无侧限抗压强度实验方法满足设计要求的配合比。混合料级配 根据JTG D50-2006，高速公路的基层或上基
25、层宜选用骨架密实型混合料，因此，级配采用规范中表6.1.6-2引荐的范围。 水泥稳定碎石基层的最大通病是易于产生收缩裂痕，易对沥青路面构成反射裂痕，为了减少和减轻收缩裂痕的产生，经过研讨对规范给定的级配范围进展了优化，提出“S型级配。八、振动压实实验八、振动压实实验 振动压实实验是一种模拟现场压路机任务原理的实验方法，新公布的JTG E51-2021对实验方法进展了详细地描画。有以下几点应留意：压实机的规范：不仅仅是满足静压力和激振力就可以了，不同的仪器应经过变换不同的参数进展实验，确定最正确的压实效果。操作过程：压头跳起形状、出浆形状试件成型过程：高度控制振动击实规范是规范击实的1.01-1
26、.05倍。最正确含水量小，减少干缩。水泥剂量减小，强度添加。九、存在的问题九、存在的问题v原资料质量v石料来源不稳定v碎石含泥量大，粒径尺寸不稳定v石屑含泥量较大v料场有积水，未硬化、整平v v施工过程控制v 施工组织不细致、预备任务不充分，如：模板不够用，前后场的沟通不及时；作面预备不充分，如：路床上有软泥、任务面上洒水过多九、存在的问题九、存在的问题 九、存在的问题九、存在的问题摊铺拌和机与摊铺机的消费才干应相互匹配。当采用两台摊铺机并排摊铺时，两台摊铺机的型号、出厂日期应一样。 在摊铺机后应设专人消除粗细集料离析景象，特别应该根除部分粗集料“窝，并用新拌混合料填补。 九、存在的问题九、存
27、在的问题碾压根据路宽、压路机的轮宽和轮距的不同，制定碾压方案，应使各部分碾压到的次数尽量一样；宜先用轻型两轮压路机跟在摊铺机后及时进展静压，后用重型振动压路机、三轮压路机或轮胎压路机继续碾压密实；九、存在的问题九、存在的问题C严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上掉头或急刹车，应保证稳定碎石外表不受破坏；C经过拌和的水泥稳定碎石，应在实验确定的延迟时间内完成碾压，并到达要求的密实度，同时没有明显的轮迹。九、存在的问题九、存在的问题碾压时的含水量控制不严压路机的型号要一致，频率和振幅也应调整到最正确每台压路机在任务时应完成一个任务面的宽度为保证边部的压实，最好添加一台三钢轮压路机九、存在的问题九
28、、存在的问题养生规定：“水泥稳定构造层施工期的最低气温应在5以上，并在第一次重冰冻35到来之前半个月到一个月完成。 对于水泥稳定碎石基层尚未施工终了的各层，建议用隔热资料使水稳基层和冰冷环境隔绝。 九、存在的问题九、存在的问题 1.可采用塑料薄膜养生，其上覆盖15至20cm砂土保温，并检测现场温度，砂土中温度、基层内温度，制表记录，维护措施应使水稳碎石的最低温度不低于5，以保证水稳碎石不受冻害。 2.可采用在水稳碎石外表先覆盖塑料薄膜，在塑料薄膜顶加盖土工布，并将其压住。 九、存在的问题九、存在的问题对于水泥稳定碎石基层已施工终了的各段，应及时作透层或封层。在透层上面也应按照上述两种方法进展保温。现场的养生、保温措施不到位检测 摊铺碾压完成之后，应及时进展平整度、高程及压实度的检测。十、改良措施十、改良措施v严厉控制原资料质量，对于影响级配的原资料应予以处置。v严厉控制施工过程。施工中的各方应真实负起责任。v充分留意施工中的细节问题。v “细节决议成败谢谢！谢谢！
