最终版级配碎石施工课件.ppt

第十讲级配碎（砾）石结构层施工,;.;,1,子任务一 认知级配碎石子任务二 级配碎石设计子任务三 级配碎石施工,;.;,2,复习：基层,概念：主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基中去的结构层。要求：1）足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力的能力。注：沥青路面中主要的承重层；水泥混凝土路面中次要的承重层 2）足够的水稳定性。可能经受地下水和通过面层渗入雨水的浸湿 3）较好的平整度。这是保证面层平整性的基本条件。材料：1）稳定类：无机结合料稳定土或碎(砾)石；如石灰、水泥以及各种工业废渣(如煤渣、粉煤灰、矿渣、石灰渣等)半刚性；有机结合料稳定类：如沥青柔性 2）嵌挤类：天然砂砾、各种碎石或砾石、片石、块石或圆石等柔性 3）混凝土类：贫水泥混凝土刚性,;.;,3,路面的结构及组成垫层,概念：介于土基与基层之间的结构层。作用：1）改善土基的湿度和温度状况。2）将基层传下的车辆荷载应力加以扩散，以减小土基产生的应力和变形。3）能阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能。要求：强度要求不一定高，但水稳定性和隔温性能要好。材料：两类.1）透水性垫层：由松散粒料组成（砂、砾石、炉渣等）;2）稳定类垫层：用水泥或石灰稳定土等修筑。,;.;,4,任务一 认知级配碎（砾）石,1基本概念由各种大小不同粒级集料组成的混合料，当其级配符合技术规范的规定时，称其为级配型集料。级配型集料包括级配碎石、级配碎砾石(碎石和砂砾的混合料，也常将砾石中的超尺寸颗粒砸碎后与砂砾一起组成碎砾石)和级配砾石(或称级配砂砾)。粗、细碎石集料和石屑各占一定比例的混合料，当其颗粒组成符合密实级配要求时，称为级配碎石。级配碎石一般是由预先筛分成几个(如四个)大小不同粒级的碎石组配而成，也可用未筛分碎石和石屑组配成。未筛分碎石指控制最大粒径(仅过一个规定筛孔的筛)后，由碎石机轧制的未经筛分的碎石料。石屑指碎石场孔径5mm筛下的筛余料，其实际颗粒组成常为010mm，并具有良好的级配。缺乏石屑时，也可以添加细砂砾或粗砂，但其强度和稳定性不如添加石屑的级配碎石。也可以用颗粒组成合适的含细集料较多的砂砾与未筛分碎石配合成级配碎砾石。2.强度形成原理：密实级配原理,;.;,5,;.;,6,3适用范围,取决于材料本身的特性、材料的质量、气候条件、交通组成和交通量及每个国家、每个地区的使用经验。（1）沥青路面和水泥混凝上路面的基层和底基层；（2）路基改善层。在排水良好的前提下，级配型集料可在不同气候区用于不同交通等级的道路上。在潮湿多雨地区使用级配型集料特别有利。,;.;,7,通常使用级配集料有三种方法：,在轻交通道路上用做路面。几乎所有的国家都采用这种结构。在重交通道路上用在厚沥青面层下。在这种情况，可能有两种方式：（1）施工质量很好的高质量的级配碎石，直接用在厚沥青面层下作为基层；（2）施工质量略次的级配集料用于较深的位置，通常用于有结合料基层的下面。不少国家常将级配碎石用做沥青面与水硬性结合料处治基层之间的中间层，以减少水硬性结合料处治层反射到沥青面层上的干缩裂缝，即减轻反射裂缝，也有利于排除路面结构层中的水，减少甚至消除基层的冲刷现象。这种路面结构，又常称之为“倒装结构”。,;.;,8,级配碎石设计,1、材料要求 2、级配选择3、试件成型方法 4、级配碎石混合料配合比设计,;.;,9,1、材料要求,原材料应用预先筛分的19mm31.5mm、9.5mm19mm、4.75mm9.5mm及0mm4.75mm四档进行备料。集料必须清洁，不含有机物、块状或团狀的土块、杂物及其他有害物质。粗集料：应采用耐久、坚硬的岩石轧制而成，单个颗粒的最大粒径不大于31.5mm。细集料：即4.75mm以下集料，采用石屑或天然砂，细集料必须洁净，干燥。水：应洁净，不能含有有害物质（饮用水）。,;.;,10,1、材料要求 级配碎石材料技术要求（某高速公路）,;.;,11,1、材料要求,液限、塑限 碎石强度与形状,0.6mm以下颗粒的液限和塑性指数会对级配碎石的水稳定性产生重要影响。采用塑性指数较低的细料，可明显降低塑性变形或车辙。,;.;,12,液限、塑限 碎石强度与形状,富于棱角及表面粗糙的轧制碎石，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,1、材料要求,;.;,13,2、级配选择,经验认为混合料的最大粒径越大，承载能力越强；研究表明最大粒径26.5、31.5、37.5mm的级配碎石，31.5mm和37.5mm时具有较高的CBR值；综合考虑施工离析等因素，认为取31.5mm较为合适。,;.;,14,2、级配选择,由散体强度理论，级配碎石的宏观强度源于集料间的内摩阻力；保证级配嵌挤有利于形成集料间的内摩阻力；级配选择应利于施工控制，不易离析；级配选择原则：增加粗集料用量，减少细集料用量，形成嵌挤结构；,;.;,15,2、级配选择 较理想的级配碎石外观,;.;,16,2、级配选择 GRH-25型 级配范围,;.;,17,3、试件成型方法,重型击实振动成型,工程实践表明，重型击实得到的标准密度偏低，现场压实度易出现大于100的情况;另一个不足之处在于击实过程中将大的骨料击碎;研究表明重型击实可使试件中1.01.5cm以上的颗粒含量减少1520。,对于路基、路面半刚性基层及粒料类柔性基层而言，压实度是指工地上实际达到的干密度与室内标准击实实验所得最大干密度的比值,;.;,18,3、试件成型方法,传统重型击实振动击实,振动击实试验使被压材料之间的摩擦阻力由重型击实的静摩擦状态过渡到动摩擦状态，材料间的摩阻力减小，材料易于移动就位，减少粗集料的压碎；与实际施工过程相符。,;.;,19,3、试件成型方法 振动击实 vs.重型击实,大部分情况下，振动成型试件的最大干密度要大于重型击实法；对于粗级配，重型击实试件最大干密度反而较大。原因是重型击实过程中粗粒径碎石被击碎严重，已经改变了原有的级配组成。,;.;,20,3、试件成型方法 振动击实 vs.重型击实（CBR值）,级配越粗，CBR值越大，强度越高；振动成型法成型试件的CBR值都大于击实法，振动成型能使集料达到更紧密的组合，从而提高宏观强度。,;.;,21,4、混合料配合比设计,为保证级配碎石基层形成骨架密实结构，配合比设计时可在级配范围内选取粗、中、细三种级配，分别进行试验，选取CBR值大的级配为设计级配。,;.;,22,4、混合料配合比设计,;.;,23,子任务三 级配碎石施工,施工准备内容（一）技术准备（二）现场准备（三）材料准备（四）混合料组成设计（五）试验段施工,;.;,24,施工准备（一）技术准备,1、图纸会审：1）认真学习设计文件，正确理解设计意图；2）详细核对设计文件2、施工组织设计：1）施工计划；2）施工工艺；3）各项保证措施3、材料试验：1）碎石的筛分和压碎值试验；4、技术交底：1）对施工管理人员交底；2）对现场操作人员交底,子任务三 级配碎石施工,;.;,25,子任务三 级配碎石施工,1.三通一平、场地硬化2.拌和设备安装调试,施工准备（二）现场准备,;.;,26,1.选择料源2.原材料采购3.各种材料进场、储存,子任务三 级配碎石施工,施工准备（三）原材料准备,;.;,27,子任务三 级配碎石施工,施工准备（四）混合料组成设计,;.;,28,子任务三 级配碎石施工,承包人应该至少在试验段开始前14天提出试铺方案，并且报送监理工程师审批。施工方案包括试验人员、机械设备、施工工序和施工工艺等详细说明。在铺筑试验路段过程中，应做好观察和记录，研究解决发现的各种问题。,施工准备（五）铺筑试验路段,;.;,29,试铺段要解决的问题,(1)用于施工的集料配合比例。调试拌和机，测量其计量的准确性。调整拌和方法、拌和时间，保证混合料均匀性。检查混合料含水量、集料级配、4天饱水CBR值。(2)确定一次铺筑合适的松铺厚度和松铺系数(摊铺机行走速度、振幅、频率)。,;.;,30,(3)确定标准施工方法：混合料配比的控制；拌和机械、拌和方法和拌和时间混合料摊铺方法和适用机具（包括摊铺机的行进速度、摊铺厚度的控制方式、梯队作业时摊铺机的间隔距离，一般58m）；含水量的调整和控制方法；压实机械的选择和组合，压实的顺序、速度和遍数；拌和、运输、摊铺和碾压机械的协调和配合。(4)确定每一作业段的合适长度（一般300m500m）。,;.;,31,铺筑试验路段,试验路段应在监理工程师监督下进行,如果试验路段经监理工程师批准验收,可作为永久工程的一部分,并按合同规定进行计量支付。否则,应移出重做试验路段,费用由承包人自负。承包人应根据试验路段所取得的资料与数据，编写试验总结报告监理工程师审查批准，并作为正式开工的依据。试验路段确定的施工参数均作为今后施工现场控制的依据。,;.;,32,子任务三 级配碎石施工 路拌法（低等级）,准备下承层,施工放样,拌和并补充洒水,运输和撒布石屑,洒水使碎石湿润,运输和摊铺未筛分碎石,碾 压,整 平,运到现场摊铺,补充拌和和洒水,未筛分碎石和石屑在碎石场加水湿拌,接缝和调头处的处理,;.;,33,准备下承层下承层表面应平整、坚实，具有规定的路拱，下承层的平整度和压实度应符合施工技术规范的要求。1.下承层的验收；2.施工测量放样3.培肩、切槽；4.表面处理,;.;,34,施工放样在底基层或老路面或土基上恢复中线在两侧指示桩上用明显标记标出级配碎石层层边缘的设计高备料按配合比计算各段需要的数量，计算每车料的堆放距离含水量较最佳含水量大1%,;.;,35,运输和摊铺集料 确定集料的松铺系数 均匀摊料检验松铺材料层的厚度 减料和补料工作应将大碎石铺在下层，中碎石铺在中层，小碎石铺在上层，洒水湿润后，再摊铺石屑,;.;,36,拌和及整型稳定土拌和机拌和深度应到级配碎石层底碾压制订碾压方案碾压厚度、遍数、速度、方法（由路肩向中心）压路机进行碾压严禁压路机调头或急刹车滚浆,纵横缝的处理避免纵向接缝,;.;,37,注意事项控制颗粒的级配和塑性指数控制级配集料的均匀性和压实度全铺式断面,;.;,38,强制式拌和机、卧式双转轴浆叶式拌和机、普通水泥混凝土拌和机等,子任务三 级配碎石施工,;.;,39,子任务三 级配碎石施工：拌和,严格控制拌和楼混合料的生产，保证生产出稳定、符合要求的混合料。将四档料按计划进场，各档料应隔离，分别堆放。拌和机应该保持良好的工作状态。拌和前要求每天测定集料含水量，根据集料的含水量及时调整掺水量。拌和过程中所洒的水量使得级配碎石的含水量较最佳含水量高一些，根据气候选择水量的增加，当气温候较高、比较干燥时，含水量可以提高1.0%2.0%，当气温候较低、比较潮湿时，含水量可以提高0.5%1.0%，但不能超过2%。,;.;,40,子任务三 级配碎石施工：装料、运输,运输车辆在每天开工前，要检验其完好情况，装料前应将车厢清洗干净。运输车辆数量一定要满足拌和出料与摊铺需要，并略有富余；装料时，料车应前后移动，以减少离析；应尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场。从运输到摊铺过程中，覆盖的布不应取下，以减少水分损失。,;.;,41,子任务三 级配碎石施工：卸料,卸料时应有专人指挥，避免料车撞击摊铺机，影响平整度。,;.;,42,子任务三 级配碎石施工：摊铺,摊铺前应将作业面适当洒水湿润，但不应有积水；调整好传感器臂与导向控制线的关系，严格控制厚度和高程，保证路拱横坡度满足设计要求；摊铺机宜连续摊铺，与拌和站产量相匹配，避免停机待料，摊铺速度宜在12m/min左右；采用2台摊铺机梯队作业（加宽段宜采用3台摊铺机进行梯队作业），摊铺机应保证速度一致，摊铺厚度一致，松铺系数一致，路拱坡度一致，摊铺平整度一致，振动频率一致等，两机摊铺接缝平整。摊铺机推动运料车前行时，运料车的刹车不应踩死，防止对级配碎石的挫起。,;.;,43,摊铺过程中的离析防治,螺旋布料器应有2/3埋入混合料中，以避免粗集料向两侧集中，形成离析；,;.;,44,子任务三 级配碎石施工：碾压,采用双钢轮压路机、单轮振动压路机和轮胎压路机进行碾压，一次碾压长度一般为50m80m;,;.;,45,子任务三 级配碎石施工：碾压,可以先稳压（静压）弱振强振最后稳压，压至基本无轮迹为止;强振过程中，应注意避免过振，造成结构层表面松散和集料振碎现象。,;.;,46,子任务三 级配碎石施工：碾压,压路机碾压时的建议行驶速度，第12遍为1.5km/h左右，以后各遍应为2.0km/h左右；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，以保证级配碎石层表面不受破坏；路面的两侧应多压23遍；若发现现场含水量不足，可适当洒水。,;.;,47,子任务三 级配碎石施工：接缝处理,每天施工结束后，由于最后摊铺的级配碎石离析较为严重，压实度不容易达到要求，应将最后一部分级配碎石铲除至碾压正常的路段。第二天施工直接摊铺第二段，并采用双钢轮压路机由第二段向第一段横向碾压。,;.;,48,子任务三 级配碎石施工：成型后的管理,施工完成的级配碎石底基层、基层应尽快铺上层；禁止开放交通，以避免表层在车辆的行驶作用下松散；运料车在铺筑好的底基层、基层上行驶时，速度应控制在15km/h以下，并禁止急刹车及在级配碎石层上调头。,;.;,49,质量控制及检查验收,原材料的质量控制级配碎石基层原材料检测项目与检测频率 表5,;.;,50,施工过程中质量控制,级配碎石基层施工过程中质量标准 表6注：检测频率除注明者外，系指双车道单幅。,;.;,51,交工检测,交工工程外形的检查项目、频率和质量标准见教材,;.;,52,填隙碎石基（垫）层的施工,用单一尺寸的粗碎石作主骨料，形成嵌锁作用，并用石屑填满碎石间的孔隙，增加密实度和稳定性，称为填隙碎石。适用于：各等级公路的底基层和二级公路以下的基层施工工序：干法、湿法,;.;,53,