2019-04-22 16:55:38
各省、自治區交通廳,北(běi)京市公路局,上海市市政工(gōng)程管理局,天津市市政工(gōng)程局,重慶市交通局,其它有關單位:
現批準發布《公路路面基層施工(gōng)技術規範》(JTJ034-2000),作爲行業标準,自2000年10月1日起施行。1993年發布的《公路路面基層施工(gōng)技術規範》(JTJ034-93)同時廢止。
該标準由交通部公路科學研究所主編并負責解釋,人民交通出版社出版。請各單位在實踐中(zhōng)注意積累資(zī)料,總結經驗,及時将發現的問題和修改意見函告交通部公路科學研究所,以便修訂時參考。
中(zhōng)華人民共和國交通部
2000年6月2日
前 言
80年代,我(wǒ)國公路建設開(kāi)始進入以高速公路爲代表的新曆史時期。爲滿足新時期公路建設的需要,1985年交通部發布了第一(yī)版《公路路面基層施工(gōng)技術規範》(JTJ034-85)。在總結我(wǒ)國初期高速公路和一(yī)級公路基層施工(gōng)實踐和路面使用性能的基礎上,1993年交通部又(yòu)發布了第二版《公路路面基層施工(gōng)技術規範》(JTJ034-93)。五年實踐證明,凡認真貫徹該施工(gōng)技術規範的不同等級公路路面的基層,都取得了良好的技術效果,路面的整體(tǐ)承載能力明顯提高,避免了由于基層質量不好引起的路面早期損壞現象。同時,也積累了較多的基層施工(gōng)經驗。
随着國民經濟持續高速增長,我(wǒ)國公路交通狀況又(yòu)産生(shēng)了明顯變化,交通量增長很快,重載卡車(chē)數量顯著增加,超載車(chē)輛比較普遍。新交通狀況對路面基層提出了更高的技術要求。
近幾年施工(gōng)的某些高速公路,爲提高路面的整體(tǐ)質量,對于底基層,也用集中(zhōng)廠攔法和攤鋪機攤鋪半剛性材料;在半剛性基層養生(shēng)結束後的不同時間,用路面鑽機鑽取試件,進一(yī)步檢驗基層的整體(tǐ)性,都取得了良好效果。
上述新情況是修訂《公路路面基層施工(gōng)技術規範》(JTJ034-93)和制定本規範的主要依據。
本次修訂的主要内容有:将術語單列一(yī)章;調整了材料篩分(fēn)的篩孔尺寸,使這與《公路瀝青路面施工(gōng)技術規範》(JTJ032)一(yī)緻;基層分(fēn)兩層施工(gōng)時,均用攤鋪機攤鋪混合料;提高了二級公路路面基層材料和工(gōng)藝水平的要求;提高了基層材料強度标準,以适應重載車(chē)輛多的公路;增加了基層養生(shēng)結束後用鑽機鑽取試件,以檢驗基層的整體(tǐ)性。
我(wǒ)國幅員(yuán)遼闊,各地區的氣候、交通、材料、施工(gōng)技術和其他自然條件有很大(dà)差異,一(yī)本統一(yī)的施工(gōng)技術規範難于适應各地區的具體(tǐ)條件,在執行本規範時,對本規範未作規定或未作明确規定的技術内容,應總結實踐經驗,作出補充規定。
請各有關單位将執行本規範中(zhōng)所發現的問題和意見函告交通部公路科學研究所(地址:北(běi)京西土城路8号,郵編:100088),以便下(xià)次修訂時參考。
主編單位:交通部公路科學研究所
主要起草人:沙慶林
1 總 則
1.0.1爲适應我(wǒ)國公路建設需要,建成質量符合要求的公路路面基層,避免因基層質量不好而産生(shēng)的面層過早破壞現象,特制定本規範。
1.0.2本規範适用于新建和改建各級公路的剛性(水泥混凝土)路面、半剛性(半剛性基層瀝青)路面或柔性(柔性基層瀝青或中(zhōng)級)路面的基層和底基層施工(gōng)。
1.0.3本規範規定了水泥穩定土、石灰穩定土、石灰工(gōng)業廢渣穩定土、級配碎石、級配礫石和填隙碎石的施工(gōng)和質量管理要求。
1.0.4用瀝青碎石混合料和瀝青貫入式碎石做基層時,其技術要求、施工(gōng)方法和質量管理應符合國家标準《瀝青路面施工(gōng)及驗收規範》(GB50092)。
1.0.5用貧混凝土、碾壓式混凝土做基層時,其技術要求、施工(gōng)方法和質量管理應符合國家标準《水泥混凝土路面施工(gōng)及驗收規範》(GBJ97)和本規範。
1.0.6凡有可能改建提高等級的中(zhōng)級路面,都應采用本規範中(zhōng)的基層結構作爲主要承重層,其上可用砂礫土、石屑土、砂土等材料做磨耗層。
1.0.7墊層的技術要求、施工(gōng)方法和質量管理應符合本規範對同類材料的底基層的規定。
1.0.8本規範采用重型擊實試驗方法的最大(dà)幹密度作爲标準幹密度。
1.0.9本規範涉及的試驗方法應符合交通部現行有關試驗規程的規定。
2 術 語
2.0.1基層 base
直接位于瀝青面層下(xià)、用高質量材料鋪築的主要承重層或直接位于水泥混凝土面闆下(xià)、用高質量材料鋪築的一(yī)層稱做基層。基層可以是一(yī)層或兩層,可以是一(yī)種或兩種材料。
2.0.2底基層 sub base
在瀝青路面基層下(xià)、用質量較次材料鋪築的次要承重層或在水泥混凝土路面基層下(xià)、用質量較次材料鋪築的輔助層稱做底基層。底基層可以是一(yī)層或兩層以上,可以是一(yī)種或兩種材料。
2.0.3細粒土 fine grained soil
顆粒的最大(dà)粒徑小(xiǎo)于9.5mm,且其中(zhōng)小(xiǎo)于2.36mm的顆粒含量不少于90%(如塑性指數不同的各種粘性土、粉性土、砂生(shēng)土、砂和石屑等)。
2.0.4中(zhōng)粒土 medium grained soil
顆粒的最大(dà)粒徑小(xiǎo)于26.5mm,且其中(zhōng)小(xiǎo)于19mm的顆粒含量不少于90%(如塑性指數不同的各種粘性土、粉性土、砂性土、砂和石屑等)。
2.0.5粗粒土 coarse grained soil
顆粒的最大(dà)粒徑小(xiǎo)于37.5mm,且其中(zhōng)小(xiǎo)于31.5mm的顆粒含量不少于90%(如砂礫土、碎石土、級配砂礫、級配碎石等)。
2.0.6水泥穩定土 cement stabilized soil
用水泥做結合料所得混合料的一(yī)個廣義的名稱,它既包括用水泥穩定各種細粒土,也包括用水泥穩定各種中(zhōng)粒土和粗粒土。在經過粉碎的或原來松散的土中(zhōng),摻入足量的水泥和水,經拌和得到的混合料在壓實和養生(shēng)後,當其抗壓強度符合規定的要求時,稱爲水泥穩定土。
用水泥穩定細粒土得到的強度符合要求的混合料,視所用的土類而定,可簡稱爲水泥土、水泥砂或水泥石屑等。
用水泥穩定中(zhōng)粒土和粗粒土得到的強度符合要求的混合料,視所用原材料而定,可簡稱爲水泥碎石、水泥砂礫等。
2.0.7綜合穩定土 composite stabilized soil
同時用水泥和石灰穩定某種土得到的強度符合要求的混合料,簡稱爲綜合穩定土。
2.0.8水泥改善土 cement improved soil
僅使用少量水泥改善級配礫石的塑性指數或提高級配礫石的強度,使其能适合做輕交通道路上瀝青面層的基層,而達不到表3.3.1規定的強度要求時,這種材料稱做水泥改善土。
2.0.9土的均勻系數 coefficient of uniformity of soil
篩分(fēn)土的顆粒組成時,通過量爲60%的篩孔尺寸與通過量爲10%的篩孔尺寸之比值,稱做土的均勻系數。
2.0.10集料 aggregate
由碎石(或礫石)、砂粒和粉粒(有時還可能有粘料)組成的,并以碎石(或礫石)和砂粒爲主的礦料混合料,統稱其爲集料。
粒徑大(dà)于2.36mm的集料,稱粗集料;粒徑小(xiǎo)于2.36mm的集料,稱細集料。
2.0.11石灰穩定土 lime stabilized soil
在粉碎的或原來松散的土(包括各種粗、中(zhōng)、細粒土)中(zhōng),摻入足量的石灰和水,經拌和、壓實及養生(shēng)後得到的混合料,當其抗壓強度符合規定的要求時,稱爲石灰穩定土。
用石灰穩定細粒土得到的強度符合要求的混合料,稱爲石灰土。
用石灰穩定中(zhōng)料土和粗粒土得到的強度符合要求的混合料,視所用原材料而定,原材料爲天然砂礫土或級配砂礫時,稱爲石灰砂礫土;原材料爲碎石土或級配碎石時,稱爲石灰碎石土。
用石灰穩定原中(zhōng)級路面,使其适應做瀝青路面和水泥混凝土路面的基層時,屬于石灰砂礫土或石灰碎石土。
2.0.12石灰改善土 lime improved soil
僅使用少量石灰改善級配礫石的塑性指數或提高級配礫石的強度,使其能适應做輕交通道路上瀝青面層的基層,但達不到表4.3.1規定的強度要求時,這種材料稱做石灰改善土。
2.0.13石灰工(gōng)業廢渣穩定土 lime industrial waste stabilized soil
一(yī)定數量的石灰和粉煤灰或石灰和煤渣與其他集料相配合,加入适量的水(通常爲最佳含水量),經拌和、壓實及養生(shēng)後得到的混合料,當其抗壓強度符合規定的要求時,稱爲石灰工(gōng)業廢渣穩定土(簡稱爲石灰工(gōng)業廢渣)。
一(yī)定數量的石灰和粉煤灰,一(yī)定數量的石灰、粉煤灰和土以及一(yī)定數量的石灰、粉煤灰和砂相配合,加入适量的水(通常爲最佳含水量),經拌和、壓實及養生(shēng)後得到的混合料,當其抗壓強度符合規定的要求時,分(fēn)别簡稱爲二灰、二灰土、二灰砂。
用石灰和粉煤灰穩定級配碎石或級配礫石得到的混合料,當其強度符合要求時,分(fēn)别稱爲石灰、粉煤灰級配碎石和石灰、粉煤灰級配礫石。這兩種混合料又(yòu)統稱爲石灰、粉煤灰級配集料,或分(fēn)别簡稱二灰級配碎石、二灰級配礫石、二灰級配集料。
用石灰、煤渣和土以及石灰、煤渣和集料得到的強度符合要求的混合料,分(fēn)别稱爲石灰煤渣土和石灰煤渣集料。
2.0.14級配碎石 graded crushed rock
粗、中(zhōng)、小(xiǎo)碎石集料和石屑各占一(yī)定比例的混合料,當其顆粒組成符合規定的密實級配要求時,稱做級配碎石。
2.0.15級配礫石 graded gravel
粗、中(zhōng)、小(xiǎo)礫石和砂各占一(yī)定比例的混合料,當其顆粒組成符合規定的密實緣配要求且塑性指數和承載比均符合規定要求時,稱爲級配礫石。
2.0.16未篩分(fēn)碎石 crushed run rock
軋石機軋出來的粒徑大(dà)小(xiǎo)不一(yī)的碎石混合料,僅用一(yī)個篩孔尺寸與規定最大(dà)粒徑相符的篩篩去(qù)超尺寸顆粒後得到的碎石混合料,稱做未篩分(fēn)碎石。它的理論顆粒組成爲1~D(D爲最大(dà)粒徑),并具有較好的級配。
2.0.17石屑 screenings
軋石場通過篩分(fēn)設備最小(xiǎo)篩孔(通常爲5mm或3mm)的細篩餘料,稱做石屑。其理論顆粒組成爲0~dmm(d爲軋石場用最小(xiǎo)篩孔的尺寸)。實際上,石屑中(zhōng)常有部分(fēn)粒徑大(dà)于d的超尺寸顆粒。
2.0.18填隙碎石 dry bound macadam用單一(yī)尺寸的粗碎石做主骨料,形成嵌鎖結構,起承受和傳遞車(chē)輪荷載的作用,用石屑做填隙料,填滿碎石間的孔隙,增加密實度和穩定性,這種材料稱做填隙碎石。
2.0.19松鋪厚度 thickness of uncompacted layer
用各種不同方法攤鋪任何一(yī)種混合料時,其密實度經常顯著小(xiǎo)于碾壓後達到的規定密實度。這種未經壓實的材料層厚度稱爲松鋪厚度。
2.0.20松鋪系數 coefficient of loose paving material
材料的松鋪厚度與達到規定壓實度的壓實厚度之比值稱爲松鋪系數,常精确到小(xiǎo)數點後兩位。
3 水泥穩定土
3.1 一(yī)般規定
3.1.1按照土中(zhōng)單個顆粒的粒徑大(dà)小(xiǎo)和組成,将土分(fēn)爲細粒土、中(zhōng)粒土和粗粒土三種。
3.1.2水泥劑量以水泥質量占全部粗細土顆粒(即礫石、砂粒、粉粒和粘粒)和幹質量的百分(fēn)率表示,即水泥劑量=水泥質量/幹土質量。
3.1.3水泥穩定土可适用于各級公路的基層和底基層,但水泥土不得用做二級和二級以上公路高級路面的基層。
3.1.4水泥穩定中(zhōng)粒土和粗粒土用做基層時,水泥劑量不宜超過6%。必要時,應首先改善集料的級配,然後用水泥穩定。
在隻能使用水泥穩定細粒土做基層時或水泥穩定集料的強度要求明顯大(dà)于規定時,水泥℃劑量不受此限制。
3.1.5水泥穩定土結構層宜在春末和氣溫較高季節組織施工(gōng)。施工(gōng)期的日最低氣溫應在5℃以上,在有冰凍的地區,并應在第1次重冰凍(-3~-5℃)到來之前半個月到一(yī)個月完成。
3.1.6在雨季施工(gōng)水泥穩定土,特别是水泥土結構層時,應特别注意氣候變化,勿使水泥和混合料遭雨淋。降應時應停止施工(gōng),但已經攤鋪的水泥混合料應盡快碾壓密實。路拌法施工(gōng)時,應采取措施排除下(xià)承層表面的水,勿使運到路上的集料過分(fēn)潮濕。
3.1.7水泥穩定土結構層施工(gōng)時,應遵守下(xià)列規定:
(1)土塊應盡可能粉碎,土塊最大(dà)尺寸不應大(dà)于15mm。
(2)配料應準确。
(3)路拌法施工(gōng)時水泥應攤鋪均勻。
(4)灑水、拌和均勻。
(5)應嚴格控制基層厚度和高程,其路拱橫坡應與面層一(yī)緻。
(6)應在混合料處于或略大(dà)于最佳含水量(氣候炎熱幹燥時,基層混合料可大(dà)1%~2%)時進行碾壓,直到達到下(xià)列按重型擊實試驗法确定的要求壓實度(最低要求)。
基層:
高速公路和一(yī)級公路 98%
二級和二級以下(xià)公路
水泥穩定中(zhōng)粒土和粗粒土 97%
水泥穩定細粒土 93%
底基層:
高速公路和一(yī)級公路
水泥穩定中(zhōng)粒土和粗粒土 97%
水泥穩定細粒土 95%
二級和二級以下(xià)公路
水泥穩定中(zhōng)粒土和粗粒土 95%
水泥穩定細粒土 93%
由于當前有多種大(dà)能量壓路機,宜提高壓實度1%~2%。
(7)水泥穩定土結構層應用12t以上的壓路機碾壓。用12~15t三輪壓路機碾壓時,每層的壓實厚度不應超過15cm;用18~20t三輪壓路機和振動壓路機碾壓時,每層的壓實厚度不應超過20cm;對于水泥穩定細粒土,采用能量大(dà)的振動壓路機碾壓時,或對于水泥穩定細粒土,采用振動羊足碾與三輪壓路機配合碾壓時,每層的壓實厚度可以根據試驗适當增加;壓實厚度超過上述規定時,應分(fēn)層鋪築,每層的最小(xiǎo)壓實厚度爲10cm,下(xià)層宜稍厚。對于穩定細粒土,以及用攤鋪機攤鋪的的混合料,都應彩先輕型、後重型壓路機碾壓。
(8)路拌法施工(gōng)時,必須嚴密組織,采用流水作業法施工(gōng),盡可能縮短從加水拌和到碾壓終了的延遲時間,此時間不應超過3~4h,并應短于水泥的終凝時間。采用集中(zhōng)廠拌法施工(gōng)時,延遲時間不應超過2h。
(9)水泥穩定土基層施工(gōng)時,嚴禁用薄層貼補法進行找平。
(10)必須保濕養生(shēng),不使穩定土層表面幹燥,也不應忽幹忽濕。
(11)水泥穩定土基層上未鋪封層或面層時,除施工(gōng)車(chē)輛可慢(màn)速(不超過30km/h)通行外(wài),禁止一(yī)切機動車(chē)輛通行。
3.1.8水泥改善土的施工(gōng)方法可參照本規範。
3.1.9對于二級以下(xià)的公路,水泥穩定土基層和底基層可以采用路拌法施工(gōng)。但對于二級公路,應采用專用的穩定土拌和機或使用集中(zhōng)拌和法制備混合料。
3.1.10對于高速公路和一(yī)級公路,直接鋪築在土基上的底基層下(xià)層可以用穩定土拌和機進行路拌法施工(gōng),當土基上層已用石灰或固化劑處理時,底基層的下(xià)層也宜用集中(zhōng)拌和法拌制混合料。其上的各個穩定土層都應用集中(zhōng)廠拌法拌制混合料,并用攤鋪機攤鋪基層混合料。
3.1.11基層分(fēn)兩層施工(gōng)時,在鋪築上層前,應在下(xià)層頂面先撒薄層水泥或水泥淨漿。
3.2 材 料
3.2.1對于二級和二級以下(xià)的公路,水泥穩定土所用的粗粒土、中(zhōng)粒土、細粒土應滿足如下(xià)要求:
1水泥穩定土用做底基層時,單個顆粒的最大(dà)粒徑不應超過53mm①,水泥穩定土的顆粒組成應在表3.2.1-1所列範圍内,土的均勻系數應大(dà)于5。細粒土的液限不應超過40,塑性指數不應超過17。對于中(zhōng)粒土和粗料土,如土中(zhōng)小(xiǎo)于0.6mm的顆粒含量在30%以下(xià),塑性指數可稍大(dà)。實際工(gōng)作中(zhōng),宜選用均勻系數大(dà)于10、塑性指數小(xiǎo)于12的土。塑性指數大(dà)于17的土,宜采用石灰穩定,或用水泥和石灰綜合穩定。
注:①指方紮篩。如爲圓孔篩,則最大(dà)粒徑可爲所列數值的1.2~1.25倍,下(xià)同。
表3.2.1-1 用做底基層時水泥穩定土的顆粒組成範圍
篩孔尺寸(mm) | 53 | 4.75 | 0.6 | 0.075 | 0.002 |
通過質量百分(fēn)率(%) | 100 | 50~100 | 17~100 | 0~50 | 0~30 |
注:本規範表中(zhōng)所列用篩均勻方孔篩。在無相應尺寸方孔篩的情況下(xià),可先将顆粒組成在半對數坐标紙(zhǐ)上畫出兩根級配曲線,然後在對數坐标上查找所需篩孔的位置或點,從此點引一(yī)垂直線向上與兩根曲線相交。從此兩交點畫水平線與垂直坐标相交,即可得到所需顆粒尺寸的通過百分(fēn)率。
2水泥穩定土用做基層時,單個顆粒的最大(dà)粒徑不應超過37.5mm。水泥穩定土的顆粒組成應在表3.2.1-2範圍内。集料中(zhōng)不宜含有塑性指數的土。對于二級公路宜按接近級配範圍的下(xià)限組配混合料或采用表3.2.2中(zhōng)的2号級配。
3級配碎石、未篩分(fēn)碎石、砂礫、碎石土、砂礫土、煤矸石和各種粒狀礦渣均适宜用水泥穩定。碎石包括岩石碎石、礦渣碎石、破碎礫石等。
表3.2.1-2 用做基層時水泥穩定土的顆粒組成範圍
篩孔尺寸(mm) | 通過質量百分(fēn)率(%) | 篩孔尺寸(mm) | 通過質量百分(fēn)率(%) |
37.5 | 90~100 | 2.36 | 20~70 |
26.5 | 66~100 | 1.18 | 14~57 |
19 | 54~100 | 0.6 | 8~47 |
9.5 | 39~100 | 0.075 | 0~30 |
4.75 | 28~84 |
3.2.2對于高速公路和一(yī)級公路,水泥穩定土所用的粗粒土和中(zhōng)粒土應滿足如下(xià)要求:
1水泥穩定土用做底基層時,單個顆粒的最大(dà)粒徑不應超過37.5mm。水泥穩定土的顆粒組成應在表3.2.2所列1号級配範圍内,土的均勻系數應大(dà)于5。細粒土的液限不應超過40%,塑性指數不應超過17。對于中(zhōng)粒土和粗粒土,如土中(zhōng)小(xiǎo)于0.6mm的顆粒含量在30%以下(xià),塑性指數可稍大(dà)。實際工(gōng)作中(zhōng),宜選用均勻系數大(dà)于10、塑性指數小(xiǎo)于12的土。塑性指數大(dà)于17的土,宜采用石灰穩定,或用水泥和石灰綜合穩定。對于中(zhōng)粒土和粗粒土,宜采用表3.2.2中(zhōng)2号級配,但小(xiǎo)于0.075mm的顆粒含量和塑性指數可不受限制。
2水泥穩定土用做基層時,單個顆粒的最大(dà)粒徑不應超過31.5mm。水泥穩定土的顆粒組成應在表3.2.2所列3号級配範圍内。
編 |
号 |
項 |
目 |
通 |
過 |
質 |
量 |
百 |
分(fēn) |
率 |
(%) |
表3.2.2 水泥穩定土的顆粒組成範圍
1 | 2 | 3 | ||
篩孔 尺寸 (mm) | 37.5 | 100 | 100 | |
31.5 | 90~100 | 100 | ||
26.5 | 90~100 | |||
19 | 67~90 | 72~89 | ||
9.5 | 45~68 | 47~67 | ||
4.75 | 50~100 | 29~50 | 29~49 | |
2.36 | 18~38 | 17~35 | ||
0.6 | 17~100 | 8~22 | 8~22 | |
0.075 | 0~30 | 0~7① | 0~7① | |
液限(%) | <28 | |||
塑性指數 | <9 |
注:①集料中(zhōng)0.5mm以下(xià)細粒土有塑性指數時,小(xiǎo)于0.075mm的顆粒含量不應超過5%;細粒土無塑性指數時,小(xiǎo)于0.075mm的顆粒含量不應超過7%。
3水泥穩定土用做基層時,對所用的碎石或礫石,應預先篩分(fēn)成3~4個不同粒級,然後配合,使顆粒組成符合表3.2.2所列級配範圍。
3.2.3水泥穩定粒徑較均勻的砂時,宜在砂中(zhōng)添加少部分(fēn)塑性指數小(xiǎo)于10的粘性土或石灰土,也可添加部分(fēn)粉煤灰,加入比例可按使混合料的标準幹密度接近最大(dà)值确定,一(yī)般約爲20%~40%。
3.2.4水泥穩定土中(zhōng)碎石或礫石的壓碎值應符合下(xià)列要求:
基層:
高速公路和一(yī)級公路 不大(dà)于30%
二級和二級以下(xià)公路 不大(dà)于35%
底基層:
高速公路和一(yī)級公路 不大(dà)于30%
二級和二級以下(xià)公路 不大(dà)于40%
3.2.5有機質含量超過2%的土,必須先用石灰進行處理,悶料一(yī)夜後再用水泥穩定。
3.2.6硫酸鹽含量超過0.25%的土,不應用水泥穩定。
3.2.7普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥和火(huǒ)山灰質矽酸鹽水泥都可用于穩定土,但應選用初凝時間3h以上和終凝時間較長(宜在6h以上)的水泥。不應使用快硬水泥、早強水泥以及已受潮變質的水泥。宜采用标号325或425的水泥。
3.2.8綜合穩定土中(zhōng)用的石灰應是消石灰粉或生(shēng)石灰粉。
3.2.9凡是飲用水(含牲畜飲用水)均可用于水泥穩定土施工(gōng)。
3.3 混合料組成設計
3.3.1一(yī)般規定
1各級公路用水泥穩定土的7d浸水抗壓強度應符合表3.3.1的規定。
2水泥穩定土的組成設計應根據表3.3.1的強度标準,通過試驗選取最适宜于穩定的土,确定必需的水泥劑量和混合料的最佳含水量,在需要改善混合料的物(wù)理力學性質時,還應确定摻加料的比例。
3綜合穩定土的組成設計應通過試驗選取最适宜于穩定的土,确定必需的水泥和石灰劑量以及混合料的最佳含水量。
4采用綜合穩定時,如水泥用量占結合料總量的30%以上,應按本章的技術要求進行組成設計。水泥和石灰的比例宜取60:40、50:50或40:60。
表3.3.1 水泥穩定土的抗壓強度标準
公路等級 層位 | 二級和二級以下(xià)公路 | 高速公路和一(yī)級公路 |
基層(Mpa) | 2.5~3② | 3~5① |
底基層(Mpa) | 1.5~2.0② | 1.5~2.5① |
注:①設計累計标準軸次小(xiǎo)于12×106的公路可采用低限值;設計累計标準軸次超過12×106的公路可用中(zhōng)值;主要行駛重載車(chē)輛的公路應用高限值。某一(yī)具體(tǐ)公路應采用一(yī)個值,而不是某一(yī)範圍。
②二級以下(xià)公路可取低限值;行駛重載車(chē)輛的公路,應取較高的值;二級公路可取中(zhōng)值;行駛重載車(chē)輛的二級公路應取高限值。某一(yī)具體(tǐ)公路應采用一(yī)個值,而不用某一(yī)範圍。
5水泥穩定土的各項試驗應按《公路工(gōng)程無機結合料穩定材料試驗規程》(JTJ057)進行。
3.3.2原材料的試驗
1在水泥穩定土層施工(gōng)前,應取所定料場中(zhōng)有代表性的土樣按《公路土工(gōng)試驗規程》(JTJ051)進行下(xià)列試驗:
(1)顆粒分(fēn)析;
(2)液限和塑性指數;
(3)相對密度;
(4)擊實試驗;
(5)碎石或礫石的壓碎值;
(6)有機質含量(必要時做);
(7)硫酸鹽含量(必要時做)。
2對級配不良的碎石、碎石土、砂礫、砂礫土、砂等,宜改善其級配。
3應檢驗水泥的标号和終凝時間。
3.3.3混合料的設計步驟
1分(fēn)别按下(xià)列五種①水泥劑量配制同一(yī)種土樣、不同水泥劑量的混合料;
(1)做基層用
中(zhōng)粒土和粗料土:3%,4%,5%,6%,7%②
塑性指數小(xiǎo)于12的細粒土:5%,7%,8%,9%,11%
其他細粒土:8%,10%,12%,14%,16%
(2)做底基層用
中(zhōng)粒土和粗料土:3%,4%,5%,6%,7%
塑性指數小(xiǎo)于12的細粒土:4%,5%,6%,7%,9%
其他細粒土:6%,8%,9%,10%,12%
注:①在能估計合适劑量的情況下(xià),可以将五個不同劑量縮減到三或四個。
②如要求用做基層的混合料有較高強度時,水泥劑量可用4%,5%,6%,7%,8%。
2确定各種混合料的最佳含水量和最大(dà)幹(壓實)密度,至少應做三個不同水泥劑量混合料的擊實試驗,即最小(xiǎo)劑量、中(zhōng)間劑量和最大(dà)劑量。其他兩個劑量混合料的最佳含水量和最大(dà)幹密度用内插法确定。
3按規定壓實度分(fēn)别計算不同水泥劑量的試件應有的幹密度。
4按最佳含水量和計算得的幹密度制備試件。進行強度試驗時,作爲平行試驗的最少試件數量應不小(xiǎo)于表3.3.3-1的規定。如試驗結果的偏差系數大(dà)于表中(zhōng)規定的值,則應重做試驗,并找出原因,加以解決。如不能降低偏差系數,則應增加試件數量。
表3.3.3-1 最少試件數量
偏差系數 試件數量 土類 | <10% | 10%~15% | 15%~20% |
細粒土 | 6 | 9 | |
中(zhōng)粒土 | 6 | 9 | 13 |
粗粒土 | 9 | 13 |
5試件在規定溫度下(xià)保濕養生(shēng)6d,浸水24h後,按《公路工(gōng)程無機結合料穩定材料試驗規程》(JTJ057)進行無側限抗壓強度試驗。
6計算試驗結果的平均值和偏差系數。
7根據表3.3.1的強度标準,選定合适的水泥劑量,此劑量試件室内試驗結果的平均抗壓強度R應符合公式(3.3.3)的要求:
≥Rd/(1-ZaCv)
式中(zhōng):Rd——設計抗壓強度(表3.3.1);
Cv——試驗結果的偏差系數(以小(xiǎo)數計);
Za——标準正态分(fēn)布表中(zhōng)随保證率(或置信度a)而變的系數,高速公路和一(yī)級公路應取保證率95%,即Za=水泥改善土的塑性指數應不大(dà)于6,承載比應不小(xiǎo)于240。
8工(gōng)地實際采用的水泥劑量應比室内試驗确定的劑量多0.5%~1.0%。
采用集中(zhōng)廠拌法施工(gōng)時,可隻增加0.5%;采用路拌法施工(gōng)時,宜增加1%。
9水泥的最小(xiǎo)劑量應符合表3.3.3.2-2的規定。
表3.3.3.2-2 水泥的最小(xiǎo)劑量
拌和方法 土類 | 路拌法 | 集中(zhōng)廠拌法 |
中(zhōng)粒土和粗粒土 | 4% | 3% |
細粒土 | 5% | 4% |
10綜合穩定土的組成設計與上述步驟相同。
3.4 路拌法施工(gōng)
3.4.1路拌法施工(gōng)的工(gōng)藝流程宜按圖3.4.1的順序進行。
3.4.2準備下(xià)承層
1水泥穩定土的下(xià)承層表面應平整、堅實,具有規定的路拱,下(xià)承層的平整度和壓實度應符合本規範第9.5節的規定。
2當水泥穩定土用做基層時,要準備底基層;當水泥穩定土用做老路面的加強層時,要準備老路面;當水泥穩定土用做底基層時,要準備土基。
(1)對土基不論是路堤還是路塹,必須用12~15t三輪壓路機或等效的碾壓機械進行3~4遍碾壓檢驗。在碾壓過程中(zhōng),如發現土過幹、表層松散,應适當灑水;如土過濕,發生(shēng)“彈簧”現象,應采用挖開(kāi)晾曬、換土、摻石灰或水泥等措施進行處理。
圖3.4.1 路拌法施工(gōng)水泥穩定土的工(gōng)藝流程
(2)對于底基層,應進行壓實度檢查,對于柔性底基層還應進行彎沉值檢驗。凡不符合設計要求的路段,必須根據具體(tǐ)情況,采用措施,使之達到規範規定的标準。
(3)對于老路面,應檢查其材料是否符合底基層材料的技術要求,如不符合要求,應翻松老路面并采取必要的處理措施。
(4)底基層或老路面上的低窪和坑洞,應仔細填補及壓實;搓闆和轍槽應刮除;松散處,應耙松灑水并重新碾壓,達到平整密實。
(5)新完成的底基層或土基,必須按本規範第9.5節的規定進行驗收。凡驗收不合格的路段,必須采取措施,使其達到标準後,方可鋪築水泥穩定土層。
(6)應按本規範第9.5節的規定逐個斷面檢查下(xià)承層标高。
3在槽式斷面的路段,兩側路肩上每隔一(yī)定距離(lí)(可爲5~10m)交錯開(kāi)挖洩水溝(或做盲溝)。
3.4.3施工(gōng)放(fàng)樣
1在底基層或老路面或土基上恢複中(zhōng)線,直線段每15~20m設一(yī)樁,平曲線段每10~15m設一(yī)樁,并在兩側路肩邊緣外(wài)設指示樁。
2在兩側指示樁上用明顯标記标出水泥穩定土層邊緣的設計高。
3.4.4備料
1利用老路面或土基上部材料。
(1)必須首先清除幹淨老路面上或土基表面的石塊等雜(zá)物(wù)。
(2)每隔10~20m挖一(yī)小(xiǎo)洞,使洞底标高與預定的水泥穩定土層的底面标高相同,并在洞底做一(yī)标記,以控制翻松及粉碎的深度。
(3)用犁、松土機或裝有強固齒的平地機或推土機将老路面或土基的上部翻松到預定的深度,土塊應粉碎到符合要求。
(4)應經常用犁将土向路中(zhōng)心翻松,使預定處治層的邊部成一(yī)個垂直面,防止處治寬度超過規定。
(5)用專用機械粉碎粘性土。在無專用機械的情況下(xià),也可以用旋轉耕作機、圓盤耙粉碎塑性指數不大(dà)的土。
2利用料場的土(包括細粒土、中(zhōng)粒土和粗粒土)。
(1)采集土前,應先将樹(shù)木、草皮和雜(zá)土清除幹淨。
(2)土中(zhōng)的超尺寸顆粒應予篩除。
(3)應在預定的深度範圍内采集土,不應分(fēn)層采集,不應将不合格的土采集一(yī)起。
(4)對于塑性指數大(dà)于12的粘性土,可視土質和機械性能确定土是否需要過篩。
(5)計算材料用量:
根據各路段水泥穩定土層的寬度、厚度及預定的幹密度,計算各路段需要的幹燥土的數量。
根據料場土的含水量和所用運料車(chē)輛的噸位,計算每車(chē)料的堆放(fàng)距離(lí)。
根據水泥穩定土層的厚度和預定的幹密度及水泥劑量,計算每一(yī)平方米水泥穩定土需要的水泥用量,并确定水泥擺放(fàng)的縱橫間距。
(6)在預定堆料的下(xià)承層上,在堆料前應先灑水,使其表面濕潤,但不應過分(fēn)潮濕而造成泥濘。
(7)土裝車(chē)時,應控制每車(chē)料的數量基本相等。
(8)在同一(yī)料場供料的路段内,由遠到近将料按上述計算距離(lí)卸置于下(xià)承層表面的中(zhōng)間或上側。卸料距離(lí)應嚴格掌握,避免有的路段料不夠或過多。
(9)料堆每隔一(yī)定距離(lí)應留一(yī)缺口。
(10)土在下(xià)承層上的堆置時間不應過長。運送土隻宜比攤鋪土工(gōng)序提前1~2d。
(11)當路肩用料與穩定土層用料不同時,應采取培肩措施,先将兩側路肩培好。路肩料層的壓實厚度應與穩定土層的壓實厚度相同。在路肩上,每隔5~10m應交錯開(kāi)挖臨時洩水溝。
3.4.5攤鋪土
1應事先通過試驗确定土的松鋪系數。人工(gōng)攤鋪混合料時,其松鋪系數可按表3.4.5選用。
表3.4.5 混合料松鋪系數參考表
材料名稱 | 松鋪系數 | 備 注 |
水泥穩定砂礫 | 1.30~1.35 | |
水泥土 | 1.53~1.58 | 現場人工(gōng)攤鋪土和水泥,機械拌和,人工(gōng)整平 |
2攤鋪土應在攤鋪水泥的前一(yī)天進行。攤鋪長度按日進度的需要量控制,滿足次日完成摻加水泥、拌和、碾壓成型即可。雨季施工(gōng),如第二天有雨,不宜提前攤鋪土。
3應将土均勻地攤鋪在預定的寬度上,表面應力求平整,并有規定的路拱。
4攤料過程中(zhōng),應将土塊、超尺寸顆粒及其他雜(zá)物(wù)揀除。
5如土中(zhōng)有較多土塊,應進行粉碎。
6檢驗松鋪土層的厚度,應符合預計要求。
7除灑水車(chē)外(wài),嚴禁其他車(chē)輛在土層上通行。
3.4.6灑水悶料
1如已整平的土(含粉碎的老路面)含水量過小(xiǎo),應在土層上灑水悶料。灑水應均勻,防止出現局部水分(fēn)過多的現象。
2嚴禁灑水車(chē)在灑水段内停留和調頭。
3細粒土應經一(yī)夜悶料;中(zhōng)粒土和粗粒土,視其中(zhōng)細土含量的多少,可縮短悶料時間。
4如爲綜合穩定土,應先将石灰和土拌和後一(yī)起進行悶料。
3.4.7整平和輕壓
對人工(gōng)攤鋪的土層整平後,用6~8t兩輪壓路機碾壓1~2遍,使其表面平整,并有一(yī)定的壓實度。
3.4.8擺放(fàng)和攤鋪水泥
1按本章第3.4.4條計算出的每袋水泥的縱橫間距,在土層上做安放(fàng)标記。
2應将水泥當日直接送到攤鋪路段,卸在做标記的地點,并檢查有無遺漏和多餘。運水泥的車(chē)應有防雨設備。
3用刮闆将水泥均勻攤開(kāi),并注意使每袋水泥的攤鋪面積相等。水泥攤鋪完後,表面應沒有空白(bái)位置,也沒有水泥過分(fēn)集中(zhōng)的地點。
3.4.9拌和(幹拌)
1對二級及二級以上公路,應采用專用穩定土拌和機進行拌和并設專人跟随拌和機,随時檢查拌和深度并配合拌和機操作員(yuán)調整拌和深度。拌和深度應達穩定層底并宜侵入下(xià)承層5~10mm,以利上下(xià)層粘結。嚴禁在拌和層底部留有素土夾層。通常應拌和兩遍以上,在最後一(yī)遍拌和之前,必要時可先用多铧犁緊貼底面翻拌一(yī)遍。直接鋪在土基上的拌和層也應避免素土夾層。
2對于三、四級公路,在沒有專用拌和機械的情況下(xià),可用農用旋轉耕作機與多铧犁或平地機相配合進行拌和,但應注意拌和效果,拌和時間不能過長。
先用平地機或多铧犁(四铧犁或五铧犁)将鋪好水泥的土翻拌兩遍,使水泥分(fēn)布到土中(zhōng),但不應翻犁到底,防止水泥落到底部第一(yī)遍由路中(zhōng)心開(kāi)始,将混合料向中(zhōng)間翻,機械應慢(màn)速前進;第二遍應相反,從兩邊開(kāi)始,将混合料向外(wài)側翻。
接着用旋轉耕作機拌和兩遍。
再用多铧犁或平地機将底部料翻起。随時檢查調整翻犁的深度,使穩定土層全部翻透。嚴禁在穩定土層與下(xià)承層之間殘留一(yī)層素土,也應防止翻犁過深或過多破壞下(xià)承層的表面,通常應翻犁兩遍。接着,再用旋轉耕作機拌和兩遍,用多铧犁或平地機再翻犁兩遍。
3對于三、四級公路,在沒有專用拌和機械的情況下(xià),也可以用缺口圓盤耙與多铧犁或平地機相配合,拌和水泥穩定細粒土和中(zhōng)粒土,但應注意拌和效果,拌和時間不可過長。用平地機或多铧犁在前面翻拌,用圓盤耙跟在後面拌和。圓盤耙的速度應盡量快,使水泥與土拌和均勻。應翻拌四遍,開(kāi)始的兩遍不應翻犁到底,以防水泥落到底部;後面的兩遍應翻犁到底,随時檢查調整翻犁的深度,要求同本條第2款。
3.4.10加水并濕拌
1在上述拌和過程結束時,如果混合料的含水量不足,應用噴管式灑水車(chē)(普通灑水車(chē)不适宜用作路面施工(gōng))補充灑水。水車(chē)起灑處和另一(yī)端調頭處都應超出拌和段2m以上。灑水車(chē)不應在正進行拌和以及當天計劃拌和的路段上調頭和停留,以防局部水量過大(dà)。
2灑水後,應再次進行拌和,使水分(fēn)在混合料中(zhōng)分(fēn)布均勻。拌和機械應緊跟在灑水車(chē)後面進行拌和,減少水分(fēn)流失。
3灑水及拌和過程中(zhōng),應及時檢查混合料的含水量。含水量宜略大(dà)于最佳值。對于穩定粗粒土和中(zhōng)粒土,宜較最佳含水量大(dà)0.5%~1.0%;對于穩定細粒土,宜較最佳含水量大(dà)1%~2%。
4在灑水拌和過程中(zhōng),應配合人工(gōng)揀出超尺寸顆粒,消除粗細顆粒“窩”以及局部過分(fēn)潮濕或過分(fēn)幹燥之處。
5混合料拌和均勻後應色澤一(yī)緻,沒有灰條、灰團和花面,即無明顯粗細集料離(lí)析現象,且水分(fēn)合适和均勻。
3.4.11整形
1混合料拌和均勻後,應立即用平地機初步整形。在直線段,平地機由兩側向路中(zhōng)心進行刮平;在平曲線段,平地機由内側向外(wài)側進行刮平。必要時,再返回刮一(yī)遍。
2用拖拉機、平地機或輪胎壓路機立即在初平的路段上快速碾壓一(yī)遍,以暴露潛在的不平整。
3再用平地機按本條第1款進行整形,整形前應用齒耙将輪迹低窪處表層5cm以上耙松,并按本條第2款再碾壓一(yī)遍。
4對于局部低窪處,應用齒耙将其表層5cm以上耙松,并用新拌的混合料進行找平。
5再用平地機整形一(yī)次。應将高處料直接刮出路外(wài),不應形成薄層貼補現象。
6每次整形都應達到規定的坡度和路拱,并應特别注意接縫必須順适平整。
7當用人工(gōng)整形時,應用鍬和耙先将混合料攤平,用路拱闆進行初步整形。用拖拉機初壓1~2遍後,根據實測的松鋪系數,确定縱橫斷面的标高,并設置标記和挂線。利用鍬耙按線整形,再用路拱闆校正成型。如爲水泥土,在拖拉機初壓之後,可用重型框式路拱闆(拖拉機牽引)進行整形。
8在整形過程中(zhōng),嚴禁任何車(chē)輛通行,并保持無明顯的粗細集料離(lí)析現象。
3.4.12碾壓
1根據路寬、壓路機的輪寬和輪距的不同,制訂碾壓方案,應使各部分(fēn)碾壓到的次數盡量相同,路面的兩側應多壓2~3遍。
2整形後,當混合料的含水量爲最佳含水量(+1%~+2%)時,應立即用輕型壓路機并配合12t以上壓路機在結構層全寬内進行碾壓。直線和不設超高的平曲線段,由兩側路肩向路中(zhōng)心碾時,應重疊1/2輪寬,後輪必須超過兩段的接縫處,後輪壓完路面全寬時,即爲一(yī)遍。一(yī)般需碾壓6~8遍。壓路機的碾壓速度,頭兩遍以采用1.5~1.7km/h爲宜,以後宜采用2.0~2.5km/h。采用人工(gōng)攤鋪和整形的穩定土層,宜先用拖拉機或6~8t兩輪壓路機或輪胎壓路機碾壓1~2遍,然後再用重型壓路機碾壓。
3嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調頭或急刹車(chē),應保證穩定土層表面不受破壞。
4碾壓過程中(zhōng),水泥穩定土的表面應始終保持濕潤,如水分(fēn)蒸發過快,應及時補撒少量的水,但嚴禁灑大(dà)水碾壓。
5碾壓過程中(zhōng),如有“彈簧”、松散、起皮等現象,應及時翻開(kāi)重新拌和(加适量的水泥)或用其他方法處理,使其達到質量要求。
6經過拌和、整形的水泥穩定土,宜在水泥初凝前并應在試驗确定的延遲時間内完成碾壓,并達到要求的密實度,同時沒有明顯的輪迹。
7在碾壓結束之前,用平地機再終平一(yī)次,使其縱向順适,路拱和超高符合設計要求。終平應仔細進行,必須将局部高出部分(fēn)刮除并掃出路外(wài);對于局部低窪之處,不再進行找補,可留待鋪築瀝青面層時處理。
3.4.13接縫和調頭處的處理
1同日施工(gōng)的兩工(gōng)作段的銜接處,應采用搭接。前一(yī)段拌和整形後,留5~8m不進行碾壓,後一(yī)段施工(gōng)時,前段留下(xià)未壓部分(fēn),應再加部分(fēn)水泥重新拌和,并與後一(yī)段一(yī)起碾壓。
2經過拌和、整形的水泥穩定土,應在試驗确定的延遲時間内完成碾壓。
3應注意每天最後一(yī)段末端縫(即工(gōng)作縫)的處理。工(gōng)作縫和調頭處可按下(xià)述方法處理:
(1)在已碾壓完成的水泥穩定土層末端,沿穩定土挖一(yī)條橫貫鋪築層全寬的寬約30cm的槽,直挖到下(xià)承層頂面。此槽應與路的中(zhōng)心線垂直,靠穩定土的一(yī)面應切成垂直面,并放(fàng)兩根與壓實厚度等厚、長爲全寬一(yī)半的方木緊貼其垂直面(見圖3.4.13)。
(2)用原挖出的素土回填槽内其餘部分(fēn)。
(3)如拌和機械或其他機械必須到已壓成的水泥穩定土層上調頭,應采取措施保護調頭作業段。一(yī)般可在準備用于調頭的約8~10m長的穩定土層上,先覆蓋一(yī)張厚塑料布或油氈紙(zhǐ),然後鋪上約10cm厚的土、砂或砂礫。
(4)第二天,鄰接作業段拌和後,除去(qù)方木,用混合料回填。靠近方木未能拌和的一(yī)小(xiǎo)段,應人工(gōng)進行補充拌和。整平時,接縫處的水泥穩定土應較已完成斷面高出約5cm,以利形成一(yī)個平順的接縫。
(5)整平後,用平地機将塑料布上大(dà)部分(fēn)土除去(qù)(注意勿刮破塑料布),然後人工(gōng)除去(qù)餘下(xià)的土,并收起塑料布。
在新混合料碾壓過程中(zhōng),應将接縫修整平順。
圖3.4.13 橫向接縫處理示意圖
4縱縫的處理
水泥穩定土層的施工(gōng)應該避免縱向接縫,在必須分(fēn)兩幅施工(gōng)時,縱縫必須垂直相接,不應斜接。
縱縫應按下(xià)述方法處理:
(1)在前一(yī)幅施工(gōng)時,在靠中(zhōng)央一(yī)側用方木或鋼模闆做支撐方木或鋼模闆的高度與穩定土層的壓實厚度相同;
(2)混合料拌和結束後,靠近支撐木(或闆)的一(yī)部分(fēn),應人工(gōng)進行補充拌和,然後整形和碾壓。
(3)養生(shēng)結束後,在鋪築另一(yī)幅之前,拆除支撐木(或闆);
(4)第二幅混合料拌和結束後,靠近第一(yī)幅的部分(fēn),應人工(gōng)進行補充拌和,然後進行整形和碾壓。
3.5 中(zhōng)心站集中(zhōng)廠拌法施工(gōng)
3.5.1水泥穩定土可以在中(zhōng)心站用廠拌設備進行集中(zhōng)拌和,對于高速公路和一(yī)級公路,應采用專用穩定土集中(zhōng)廠拌機械拌制混合料。集中(zhōng)拌和時,應符合下(xià)列要求:
(1)土塊應粉碎,最大(dà)尺寸不得大(dà)于15mm;
(2)配料應準确,拌和應均勻;
(3)含水量宜略大(dà)于最佳值,使混合料運到現場攤鋪後碾壓時的含水量不小(xiǎo)于最佳值;
(4)不同粒級的碎石或礫石以及細集料(如石屑和砂)應隔離(lí),分(fēn)别堆放(fàng)。
3.5.2當采用連接式的穩定土廠拌設備拌和時,應保證集料的最大(dà)粒徑和級配符合要求。
3.5.3在正式拌制混合料之前,必須先調試所用的設備,使混合料的顆粒組成和含水量都達到規定的要求。原集料的顆粒組成發生(shēng)變化時,應重新調試設備。
3.5.4在潮濕多雨地區或其他地區的雨季施工(gōng)時,應采取措施,保護集料,特别是細集料(如石屑和砂等)應有覆蓋,防止雨淋。
3.5.5應根據集料和混合料含水量的大(dà)小(xiǎo),及時調整加水量。
3.5.6應盡快将拌成的混合料運送到鋪築現場。車(chē)上的混合料應覆蓋,減少水分(fēn)損失。
3.5.7應采用瀝青混凝土攤鋪機或穩定土攤鋪機攤鋪混合料。如下(xià)承層是穩定細粒土,應先将下(xià)承層頂面拉毛,再攤鋪混合料。
3.5.8拌和機與攤鋪機的生(shēng)産能力應互相匹配。對于高速公路和一(yī)級公路,攤鋪機宜連續攤鋪,拌和機的産量宜大(dà)于400t/h。如拌和機的生(shēng)産能力較小(xiǎo),在用攤鋪機攤鋪混合料時,應采用最低速度攤鋪,減少攤鋪機停機待料的情況。
3.5.9在攤鋪機後面應設專人消除粗細集料離(lí)析現象,特别應該鏟除局部粗集料“窩”,并用新拌混合料填補。
3.5.10宜先用輕型兩輪壓路機跟在攤鋪機後及時進行碾壓,後用重型振動壓路機、三輪壓路機或輪胎壓路機繼續碾壓密實。
3.5.11在二、三、四級公路上,沒有攤鋪機時,可采用攤鋪箱攤鋪混合料,也可以用自動平地機按以下(xià)步驟攤鋪混合料:
(1)根據鋪築層的厚度和要求達到的壓實幹密度,計算每車(chē)混合料的攤鋪面積;
(2)将混合料均勻地卸在路幅中(zhōng)央,路幅寬時,也可将混合料卸成兩行;
(3)用平地機将混合料按松鋪厚度攤鋪均勻;
(4)設一(yī)個3~5人的小(xiǎo)組,攜帶一(yī)輛裝有新拌混合料的小(xiǎo)車(chē),跟在平地機後面,及時鏟除粗集料“窩”和粗集料“帶”,補以新拌的均勻混合料,或補撒拌均勻的細混合料,并與粗集料拌和均勻。
3.5.12用平地機攤鋪混合料後的整形和碾壓均與路拌法相同。
3.5.13集中(zhōng)廠拌法施工(gōng)時的橫向接縫應符合下(xià)列要求:
(1)用攤鋪機攤鋪混合料時,不宜中(zhōng)斷,如因故中(zhōng)斷時間超過2h,應設置橫向接縫,攤鋪機應駛離(lí)混合料末端;
(2)人工(gōng)将末端含水量合适的混合料弄整齊,緊靠混合料放(fàng)兩根方木,方木的高度應與混合料的壓實厚度相同;整平緊靠方木的混合料;
(3)方木的另一(yī)側用砂礫或碎石回填約3m長,其高度應高出方木幾厘米;
(4)将混合料碾壓密實;
(5)在重新開(kāi)始攤鋪混合料之前,将砂礫或碎石和方木除去(qù),并将下(xià)承層頂面清掃幹淨;
(6)攤鋪機返回到已壓實層的末端,重新開(kāi)始攤鋪混合料;
(7)如攤鋪中(zhōng)斷後,未按上述方法處理橫向接縫,而中(zhōng)斷時間已超過2h,則應将攤鋪機附近及其下(xià)面未經壓實的混合料鏟除,并将已碾壓密實且高程和平整度符合要求的末端挖成與路中(zhōng)心線垂直并垂直向下(xià)的斷面,然後再攤鋪新的混合料。
3.5.14應避免縱向接縫。高速公路和一(yī)級公路的基層應分(fēn)兩幅攤鋪,宜采用兩台攤鋪機一(yī)前一(yī)後相隔約5~10m同步向前攤鋪混合料,并一(yī)起進行碾壓。
在不能避免縱向接縫的情況下(xià),縱縫必須垂直相接,嚴禁斜接,并符合下(xià)列規定:
(1)在前一(yī)幅攤鋪時,在靠中(zhōng)央的一(yī)側用方木或鋼模闆做支撐,方木或鋼模闆的高度應與穩定土層的壓實厚度相同;
(2)養生(shēng)結束後,在攤鋪另一(yī)幅之前,拆除支撐木(或闆)。
3.5.15用平地機攤鋪混合料時,橫向接縫和縱向接縫的處理方法同本規範3.4.13條第3款和3.4.13條第4款。
3.6 養生(shēng)及交通管制
3.6.1水泥穩定土底基層分(fēn)層施工(gōng)時,下(xià)層水泥穩定土碾壓完後,在采用重型振動壓路機碾壓時,宜養生(shēng)7d後鋪築上層水泥穩定土。在鋪築上層穩定土之前,應始終保持下(xià)層表面濕潤。在鋪築上層穩定土時,宜在下(xià)層表面撒少量水泥或水泥漿。底基層養生(shēng)7d後,方可鋪築基層。
水泥穩定級配碎石(或礫石)基層分(fēn)兩層用攤鋪機鋪築時,下(xià)層分(fēn)段攤鋪和碾壓密實後,在不采用重型振動壓路機碾壓時,宜立即攤鋪上層,否則在下(xià)層頂面應撒少量水泥或水泥漿。
3.6.2每一(yī)段碾壓完成并經壓實度檢查合格後,應立即開(kāi)始養生(shēng)。
3.6.3宜采用濕砂進行養生(shēng),砂層厚宜爲7~10cm。砂鋪勻後,應立即灑水,并在整個養生(shēng)期間保持砂的潮濕狀态。不得用濕粘性土覆蓋。養生(shēng)結束後,必須将覆蓋物(wù)清除幹淨。
3.6.4對于基層,了可采用瀝青乳液進行養生(shēng)。瀝青乳液的用量按0.8~1.0kg/m2(指瀝青用量)選用,宜分(fēn)兩次噴灑。第一(yī)次噴灑瀝青含量約35%的慢(màn)裂瀝青乳液,使其能稍透入基層表層。第二次噴灑濃度較大(dà)的瀝青乳液。如不能避免施工(gōng)車(chē)輛在養生(shēng)層上通行,應在乳液分(fēn)裂後撒布3~8mm的小(xiǎo)碎(礫)石,做成下(xià)封層。
3.6.5無上述條件時,也可用灑水車(chē)經常灑水進行養生(shēng)。每天灑水的次數應視氣候而定。整個養生(shēng)期間應始終保持穩定土層表面潮濕,應注意表層情況,必要時,用兩輪壓路機壓實。
3.6.6對于高速公路和一(yī)級公路,基層的養生(shēng)期不宜少于7d。對于二級和二級以下(xià)的公路,如養生(shēng)期少7d即鋪築瀝青面層,則應限制重型車(chē)輛通行。
3.6.7對于二級和二級以下(xià)公路,如基層上爲水泥混凝土面闆,且面闆是用小(xiǎo)型機械施工(gōng)的,則基層完成後可較早鋪築混凝土面層。
3.6.8在養生(shēng)期間未采用覆蓋措施的水泥穩定土層上,除灑水車(chē)外(wài),應封閉交通。在采用覆蓋措施的水泥穩定土層上,不能封閉交通時,應限制重車(chē)通行,其他車(chē)輛的車(chē)速不應超過30km/h。
3.6.9養生(shēng)期結束後,如其上爲瀝青面層,應先清掃基層,并立即噴灑透層或粘層瀝青。在噴灑透層或粘層瀝青後,宜在上均勻撒布5~10mm的小(xiǎo)碎(礫)石①,用量約爲全鋪一(yī)層用量的60%~70%。
在清掃幹淨的基層上,也可先做下(xià)封層,以防止基層幹縮開(kāi)裂,同時保護基層免遭施工(gōng)車(chē)輛破壞,宜在鋪設下(xià)封層後的10~30d内開(kāi)始鋪築瀝青面層的底面層。如爲水泥混凝土面層,也不宜讓基層長期暴曬,以免開(kāi)裂。
注:①如噴灑的透層瀝青能透入基層,且運料車(chē)輛和面層混合料攤鋪機在上行駛不會破壞瀝青膜時,可以不撒小(xiǎo)碎(礫)石。在撒小(xiǎo)碎(礫)石的情況下(xià),應盡早鋪築瀝青面層的底面層。
3.7 施工(gōng)組織與作業段劃分(fēn)
3.7.1水泥穩定土施工(gōng)時,必須采用流水作業法,使各工(gōng)序緊密銜接。特别是要盡量縮短從拌和到完成碾壓之間的延遲時間。
3.7.2應做水泥穩定土的延遲時間對其強度影響的試驗,以确定合适的延遲時間。
3.7.3确定路拌法施工(gōng)每一(yī)作業段的合理長度時,應綜合考慮下(xià)列因素:
(1)水泥的終凝時間;
(2)延遲時間對混合料密實度和抗壓強度的影響;
(3)施工(gōng)機械和運輸車(chē)輛的效率和數量;
(4)操作的熟練程度;
(5)盡量減少接縫;
(6)施工(gōng)季節和氣候條件。
一(yī)般情況下(xià),當穩定土層寬7~8m時,每一(yī)流水作業段以200m爲宜,但每天的第一(yī)個作業段宜稍短,可爲150m。如穩定土層較寬,則作業段應再縮短。
3.8 其 他
3.8.1路緣處理
如水泥穩定土層上爲薄瀝青面層,基層每邊應較面層展寬20cm以上。在基層全寬上噴灑透層或粘層瀝青或設下(xià)封層,瀝青面層邊緣向外(wài)側做成三角形。
如設置路緣石,必須注意防止路緣石阻滞路面上表面水和結構層中(zhōng)水的排除。
4 石灰穩定土
4.1 一(yī)般規定
4.1.1按照土中(zhōng)單個顆粒的粒徑大(dà)小(xiǎo)和組成,将土分(fēn)爲細粒土、中(zhōng)粒土和粗粒土三種。
4.1.2石灰劑量以石灰質量占全部粗細土顆粒幹質量的百分(fēn)率表示,即石灰劑量=石灰質量/幹土質量。
4.1.3石灰穩定土适用于各級公路的底基層,以及二級和二級以下(xià)公路的基層,但石灰土不得用做二級公路的基層和二級以下(xià)公路高級路面的基層。
4.1.4在冰凍地區的潮濕路段落及其他地區的過分(fēn)潮濕路段,不宜采用石灰土做基層。當隻能采用石灰土時,應采取措施防止水分(fēn)浸入石灰土層。
4.1.5石灰穩定土層應在春末和夏季組織施工(gōng)。施工(gōng)期的日最低氣溫應在5℃以上,并應在第一(yī)次重冰凍(-3~-5℃)到來之前一(yī)個月到一(yī)個半月完成。穩定土層宜經曆半月以上溫暖和熱的氣候養生(shēng)。多雨地區,應避免在雨季進行石灰土結構層的施工(gōng)。
4.1.6在雨季施工(gōng)石灰穩定中(zhōng)粒土和粗粒土時,應采用排除表面水的措施,防止運到路上的集料過分(fēn)潮濕,并應采取措施保護石灰免遭雨淋。
4.1.7石灰穩定土層施工(gōng)時,應遵守下(xià)列規定:
(1)細粒土應盡可能粉碎,土塊最大(dà)尺寸不應大(dà)于15mm。
(2)配料應準确。
(3)路拌法施工(gōng)時,石灰應攤鋪均勻。
(4)灑水、拌和應均勻。
(5)應嚴格控制基層厚度和高程,其路拱橫坡應與面層一(yī)緻。
(6)應在混合料處于最佳含水量或略小(xiǎo)于最佳含水量(1%~2%)時進行碾壓,直到達到下(xià)列按重型擊實試驗法确定的要求壓實度:
基層:
二級和二級以下(xià)公路
石灰穩定中(zhōng)粒土和粗粒土 97%
石灰穩定細粒土 93%
底基層:
高速公路和一(yī)級公路
石灰穩定中(zhōng)粒土和粗粒土 97%
石灰穩定細粒土 95%
二級和二級以下(xià)公路
石灰穩定中(zhōng)粒土和粗粒土 95%
石灰穩定細粒土 93%
(7)石灰穩定土結構層應用12t以上的壓路機碾壓。用12~15t三輪壓路機碾壓時,每層的壓實厚度不應超過15cm;用18~20t三輪壓路機和振動壓路機碾壓時,每層的壓實厚度不應超過20cm;對于石灰穩定土,采用能量大(dà)的振動壓路機碾壓時,或對于石灰土,采用振動羊足碾與三輪壓路機配合碾壓時,每層的壓實厚度可以根據試驗适當增加。壓實厚度超過上述規定時,應分(fēn)層鋪築,每層的最小(xiǎo)壓實厚度爲10cm,下(xià)層宜稍厚。對于石灰土,應采用先輕型、後重型壓路機碾壓。
(8)石灰穩定土層宜在當天碾壓完成,碾壓完成後必須保溫養生(shēng),不使穩定土層表面幹燥,也不應過分(fēn)潮濕。
(9)石灰穩定土層上未鋪封層或面層時,禁止開(kāi)放(fàng)交通;當施工(gōng)中(zhōng)斷,臨時開(kāi)放(fàng)交通時,應采取保護措施,不使基層表面遭破壞。
4.1.8石灰穩定土基層施工(gōng)時,嚴禁用薄層貼補的辦法進行找平。
4.1.9在采用石灰土做基層時,必須采取措施防止表面水透入基層,同時應經曆一(yī)個月以上的溫暖和熱的氣候養生(shēng)。作爲瀝青路面的基層時,還應采取措施加強基層與面層的聯結。
4.1.10石灰改善土的施工(gōng)方法可按本規範執行。
4.1.11對于二級以下(xià)的公路,石灰穩定土基層和底基層可以采用路拌法施工(gōng)。對于二級公路,
4.1.12對于高速公路和一(yī)級公路,直接鋪築在土基上的底基層下(xià)層可以用專用穩定土拌和機進行路拌法施工(gōng),如土基上層已用石灰或固化劑處理,則底基層的下(xià)層也應用集中(zhōng)拌和法拌制混合料。其上的各個穩定土層都應用集中(zhōng)廠拌法拌制混合料并宜用攤鋪機攤鋪混合料。
4.2 材 料
4.2.1塑性指數爲15~20的粘性土以及含有一(yī)定數量粘性土的中(zhōng)粒土和粗粒土均适宜于用石灰穩定。
用石灰穩定無塑性指數的級配砂礫、級配碎石和未篩分(fēn)碎石時,應添加15%左右的粘性土。
塑性指數在15以上的粘性土更适宜于用石灰和水泥綜合穩定。
塑性指數在10以下(xià)的亞砂土和砂土用石灰穩定時,應采取适當的措施或采用水泥穩定。
塑性指數偏大(dà)的粘性土,應加強粉碎,粉碎後土塊的最大(dà)尺寸不應大(dà)于15mm。可以采用兩次拌和法,第一(yī)次加部分(fēn)石灰拌和後,悶放(fàng)1~2d,再加入其餘石灰,進行第二次拌和。
使用石灰穩定土時,應遵守下(xià)列規定:
1石灰穩定土用做高速公路和一(yī)級公路和底基層時,顆粒的最大(dà)粒徑不應超過37.5mm,用做其他等級公路的底基層時,顆粒的最大(dà)粒徑不應超過53mm。
2石灰穩定土用做基層時,顆粒的最大(dà)粒徑不應超過37.5mm。
級配碎石、未篩分(fēn)碎石、砂礫、碎石土、砂礫土、煤矸石和各種粒狀礦渣等均适宜用做石灰穩定土的材料。石灰穩定土中(zhōng)碎石、砂礫或其他粒狀材料的含量應在80%以上,并應具有良好的級配。
3石灰穩定土中(zhōng)碎石或礫石的壓碎值應符合下(xià)列要求:
基層:
二級公路 不大(dà)于30%
二級以下(xià)公路 不大(dà)于35%
底基層:
高速公路和一(yī)級公路 不大(dà)于30%
二級和二級以下(xià)公路 不大(dà)于35%
4硫酸鹽含量超過0.8%的土和有機質含量超過10%的土,不宜用石灰穩定。
4.2.2石灰技術指标應符合表4.2.2的規定。應盡量縮短石灰的存放(fàng)時間。石灰在野外(wài)堆放(fàng)時間較長時,應覆蓋防潮。
表4.2.2 石灰的技術指标
類别 指标 項目 | 鈣質生(shēng)石灰 | 鎂質生(shēng)石灰 | 鈣質消石灰 | 鎂質消石灰 | |||||||||
等 級 | |||||||||||||
I | II | III | I | II | III | I | II | III | I | II | III | ||
有效鈣加氧化鎂含量(%) | ≥ 85 | ≥ 80 | ≥ 70 | ≥ 80 | ≥ 75 | ≥ 65 | ≥ 65 | ≥ 60 | ≥ 55 | ≥ 60 | ≥ 55 | ≥ 50 | |
未消化殘渣含量(5mm圓孔篩的篩餘,%) | ≤ 7 | ≤ 11 | ≤ 17 | ≤ 10 | ≤ 14 | ≤ 20 | |||||||
含水量(%) | ≤ 4 | ≤ 4 | ≤ 4 | ≤ 4 | ≤ 4 | ≤ 4 | |||||||
細度 | 0.71mm方孔篩的篩餘(%) | 0 | ≤ 1 | ≤ 1 | 0 | ≤ 1 | ≤ 1 | ||||||
0.125mm方孔篩的篩餘(%) | ≤ 13 | ≤ 20 | — | ≤ 13 | ≤ 20 | — | |||||||
鈣鎂石灰的分(fēn)類界限,氧化鎂含量(%) | ≤5 | >5 | ≤4 | >4 |
注:矽、鋁、鎂氧化物(wù)含量之和大(dà)于5%的生(shēng)石灰,有效鈣加氧化鎂含量指标,I等≥75%,II等≥70%,III等≥60%;未消化殘渣含量指标與鎂質生(shēng)石灰指标相同。
使用等外(wài)石灰、貝殼石灰、珊瑚石灰等,應進行試驗,如混合料的強度符合表4.3.1的标準,即可使用。
對于高速公路和一(yī)級公路,宜采用磨細生(shēng)石灰粉。
4.2.3凡飲用水(含牲畜飲用水)均可用于石灰土施工(gōng)。
4.3 混合料組成設計
4.3.1一(yī)般規定
1各級公路用石灰穩定土的7d浸水抗壓強度應符合表4.3.1的規定。
表4.3.1 石灰穩定土的抗壓強度标準
公路等級 層位 | 二級和二級以下(xià)公路 | 高速公路和一(yī)級公路 |
基層(Mpa) | ≥0.8① | — |
底基層(Mpa) | 0.5~0.7② | ≥0.8 |
注:①在低塑性土(塑性指數小(xiǎo)于7)地區,石灰穩定砂礫土和碎石土的7d浸水抗壓強度應大(dà)于0.5Mpa(100g平衡錐測液限)。
②低限用于塑性指數小(xiǎo)于7的粘性土,且低限值宜僅用于二級以下(xià)公路。高限用于塑性指數大(dà)于7的粘性土。
2石灰穩定土的組成設計應根據表4.3.1的強度标準,通過試驗選取最适宜于穩定的土,确定必需的或最佳的石灰劑量和混合料的最佳含水量,在需要改善混合料的物(wù)理力學性質時,還應确定摻加料的比例。
3采用綜合穩定土時,如水泥用量占結合料總量的30%以下(xià),則按本章的技術要求進行組成設計。
4石灰穩定土的各項試驗應按《公路工(gōng)程無機結合料穩定材料試驗規程》(JTJ057)進行。
4.3.2原材料試驗
1在石灰穩定土層施工(gōng)前,應取所定料場中(zhōng)有代表性的土樣進行下(xià)列試驗:
(1)顆粒分(fēn)析;
(2)液限和塑性指數;
(3)擊實試驗;
(4)碎石或礫石的壓碎值;
(5)有機質含量(必要時做);
(6)硫酸鹽含量(必要時做)。
2如碎石、碎石土、砂礫、砂礫土等的級配不好,宜先改善其級配。
3應檢驗石灰的有效鈣和氧化鎂含量。
4.3.3混合料的設計步驟
1按下(xià)列石灰劑量配制同一(yī)種土樣、不同石灰劑量的混合料:
(1)做基層用
砂礫土和碎石土:3%,4%,5%,6%,7%
塑性指數小(xiǎo)于12的粘性土:10%,12%,13%,14%,16%
塑性指數小(xiǎo)于12的粘性土:5%,7%,9%,11%,13%
(2)做底基層用
塑性指數小(xiǎo)于12的粘性土:8%,10%,11%,12%,14%
塑性指數小(xiǎo)于12的粘性土:5%,7%,8%,9%,11%
2确定混合料的最佳含水量和最大(dà)幹(壓實)密度,至少應做三個不同石灰劑量混合料的擊實試驗,即最小(xiǎo)劑量、中(zhōng)間劑量和最大(dà)劑量,其餘兩個混合料的最佳含水量和最大(dà)幹密度用内插法确定。
3按規定的壓實度,分(fēn)别計算不同石灰劑量的試件應有的幹密度。
4按最佳含水量和計算得的幹密度制備試件。進行強度試驗時,作爲平行試驗的最少試件數量應不小(xiǎo)于表4.3.3中(zhōng)的規定。如試驗結果的偏差系數大(dà)于表中(zhōng)規定的值,則應重做試驗,并找出原因,加以解決。如不能降低偏差系數,則應增加試件數量。
5試件在規定溫度下(xià)保溫養生(shēng)6d,浸水24h後,按《公路工(gōng)程無機結合料穩定材料試驗規程》(JTJ057)進行無側限抗壓強度試驗。
6計算試驗結果的平均值和偏差系數。
表4.3.3 最少試件數量
偏差系數 試件數量 土類 | <10% | 10%~15% | 15%~20% |
細粒土 | 6 | 9 | |
中(zhōng)粒土 | 6 | 9 | 13 |
粗粒土 | 9 | 13 |
7根據表4.3.1的強度标準,選定合适的石灰劑量。此劑量試件室内試驗結果的平均抗壓強度R應符合公式(4.3.3)的要求:
≥Rd/(1-ZaCv)
式中(zhōng):Rd——設計抗壓強度(表4.3.1);
Cv——試驗結果的偏差系數(以小(xiǎo)數計);
Za——标準正态分(fēn)布表中(zhōng)随保證率(或置信度a)而變的系數,高速公路和一(yī)級公路應取保證率95%,即Za=1.645;其他公路應取保證率90%,即Za=1.282。
8工(gōng)地實際采用的石灰劑量應比室内試驗确定的劑量多0.5%~1.0%。
采用集中(zhōng)廠拌法施工(gōng)時,可隻增加0.5%;采用路拌法施工(gōng)時,宜增加1%。
9石灰穩定不含粘性土的級配碎石、未篩分(fēn)碎石和級配砂礫用做高級瀝青路面的基層時,碎石和砂礫的顆粒組成應符合本規範級配碎石(6.2.4條)或未篩分(fēn)碎石(6.2.7條)或級配礫石(7.2.3條)的級配範圍,并應添加粘性土。石灰和所加土的總質量與碎石或砂礫的質量比宜爲1:4~1:5,即碎石或礫石在混合料中(zhōng)的質量應不少于80%。
10綜合穩定土的組成設計與上述步驟相同。
4.4 路拌法施工(gōng)
4.4.1路拌法施工(gōng)石灰穩定土的工(gōng)藝流程宜按圖4.4.1的順序進行。
圖4.4.1 石灰穩定土路拌法施工(gōng)的工(gōng)藝流程
4.4.2準備下(xià)承層,要求同3.4.2條。
4.4.3施工(gōng)放(fàng)樣,要求同3.4.2條。
4.4.4備料
除應符合3.4.4條的要求外(wài),還應符合下(xià)列規定:
(1)當需分(fēn)層采集土時,應将土先分(fēn)層堆放(fàng)在一(yī)場地上,然後從前到後将上下(xià)層土一(yī)起裝車(chē)運送到現場。
(2)對于塑性指數小(xiǎo)于15的粘性土,機械拌和時,可視土質和機械性能确定是否需要過篩。人工(gōng)拌和時,應篩除15mm以上的土塊。
(3)石灰應選擇公路兩側寬敞、臨近水源且地勢較高的場地集中(zhōng)堆放(fàng)。當堆放(fàng)時間較長時,應覆蓋封存。石灰堆放(fàng)在集中(zhōng)拌和場地時間較長時,也應覆蓋封存。
(4)生(shēng)石灰塊應在使用前7~10d充分(fēn)消解。消解後的石灰應保持一(yī)定的濕度,不得産生(shēng)揚塵,也不可過濕成團。
(5)消石灰宜過孔徑10mm的篩,并盡快使用。
4.4.5攤鋪土
應事先通過試驗确定土的松鋪系數。人工(gōng)攤鋪混合料時,其松鋪系數可按表4.4.5選用。其他要求同3.4.5條第2~7款。
表4.4.5 人工(gōng)攤鋪混合料松鋪系數表
材料名稱 | 松鋪系數 | 備注 |
石灰土 | 1.53~1.58 | 現場人工(gōng)攤鋪土和石灰,機械拌和,人工(gōng)整平 |
1.65~1.70 | 路外(wài)集中(zhōng)拌和,運到現場人工(gōng)攤鋪 | |
石灰土砂礫 | 1.52~1.56 | 路外(wài)集中(zhōng)拌和,運到現場人工(gōng)攤鋪 |
4.4.6灑水悶料,要求同3.4.6條。
4.4.7整平和輕壓,要求同3.4.7條。
4.4.8卸置和攤鋪石灰
1按計算所得的每車(chē)石灰的縱橫間距,用石灰在土層上做标記,同時劃出攤鋪石灰的邊線。
2用刮闆将石灰均勻攤開(kāi),石灰攤鋪完後,表面應沒有空白(bái)位置。量測石灰的松鋪厚度,根據石灰的含水量和松密度,校核石灰用量是否合适。
4.4.9拌和與灑水
1對二級及二級以上公路,要求同3.4.9條第1款,隻是當使用生(shēng)石灰粉時,宜先用平地機或多铧犁将石灰翻到土層中(zhōng)間,但不能翻到底部。
2對于三、四級公路的石灰穩定細粒土和中(zhōng)粒土,在沒有專用拌和機械的情況下(xià),可用農用旋轉耕作機與多铧犁或平地機相配合拌和四遍。先用旋轉耕作機拌和兩遍,後用多铧犁或平地機将底部素土翻起,再用旋轉耕作機拌和兩遍,多铧犁或平地機将底部料再翻起,并随時檢查調整翻犁的深度,使穩定土層全部翻透。嚴禁在穩定土層與下(xià)承層之間殘留一(yī)層素土,但也應防止翻犁過深,過多破壞下(xià)承層的表面。也可以用缺口圓盤耙與多铧犁或平地機相配合,拌和石灰穩定細粒土、中(zhōng)粒土和粗粒土。要求同本規範3.4.9條第3款。
3拌和過程中(zhōng)混合料的含水量及檢查應符合3.4.10條第1~5款的規定。
4如爲石灰穩定級配碎石或砂礫時,應先将石灰和需添加的粘性土拌和均勻,然後均勻地攤鋪在級配碎石或砂礫層上,再一(yī)起進行拌和。
5用石灰穩定塑性指數大(dà)的粘土時,應采用兩次拌和。第一(yī)次加70%~100%預定劑量的石灰進行拌和,悶放(fàng)1~2d,此後補足需用的石灰,再進行第二次拌和。
4.4.10整形和碾壓,應符合3.4.11條和3.4.12條的要求。
4.4.11接縫和調頭處的處理
1同日施工(gōng)的兩工(gōng)作段的銜接處,應采用搭接形式。前一(yī)段拌和整形後,留5~8mm不進行碾壓,後一(yī)段施工(gōng)時,應與前段留下(xià)未壓部分(fēn)一(yī)起再進行拌和。
2拌和機械及其他機械不宜在已壓成的石灰穩定土層上調頭。如必須調頭,應采取措施保護調頭部分(fēn),使石灰穩定土表層不受破壞。
3縱縫的處理應符合本規範3.4.13條第4款的規定。
4.5 中(zhōng)心站集中(zhōng)廠拌法施工(gōng)
按3.5節各條的規定執行。
4.6 人工(gōng)沿路拌和法施工(gōng)
4.6.1二級以下(xià)公路的小(xiǎo)工(gōng)程可以采用人工(gōng)沿路拌和施工(gōng)。
4.6.2備料
1将需穩定的土料按事先計算的數量運到路上分(fēn)堆堆放(fàng),應每隔一(yī)定距離(lí)留一(yī)缺口。
2将消石灰按事先計算的數量運到路上,直接卸在土堆上或卸在土堆旁。
4.6.3拌和
1篩拌法 将土和石灰混合或交替過孔徑15mm的篩,篩餘土塊應随打碎随過篩。過篩以後,适當加水,拌和到均勻爲止。
2翻拌法 将過篩的土和石灰先幹拌1~2遍,然後加水拌和,應不少于3遍,直到均勻爲止。
3爲使混合料的水分(fēn)充分(fēn)均勻,可在當天拌和後堆放(fàng)悶料,第二天再攤鋪。
4.6.4攤鋪
将拌好的石灰土混合料按松鋪厚度攤鋪均勻。
4.6.5整形和碾壓
同本規範3.4.11條和3.4.12條。
4.7 養生(shēng)及交通管制
4.7.1石灰穩定土在養生(shēng)期間應保持一(yī)定的濕度,不應過濕或忽幹忽濕。養生(shēng)期不宜少于7d。每次灑水後,應用兩輪壓路機将表層壓實。石灰穩定土基層碾壓結束後1~2d,當其表層較幹燥(如石灰土的含水量不大(dà)于10%,石灰粒料土的含水量爲5%~6%)時,可以立即噴灑透層瀝青,然後做下(xià)封層或鋪築面層,但初期應禁止重型車(chē)輛通行。
4.7.2在養生(shēng)期間未采用覆蓋措施的石灰穩定土層上,除灑水車(chē)外(wài),應封閉交通。在采用覆蓋措施的石灰穩定土層上,不能封閉交通時,應限制車(chē)速不得超過30km/h,禁止重型卡車(chē)通行。
4.7.3養生(shēng)期結束後,在鋪築瀝青面層前,應清掃基層并噴灑透層瀝青或做下(xià)封層。如面層是瀝青混凝土,在噴灑透層瀝青後,應撒布5~10mm的小(xiǎo)碎(礫)石,小(xiǎo)碎(礫)石應均勻撒布約60%的面積。如噴灑的透層瀝青能透入基層,其上作業車(chē)輛不會破壞瀝青膜時,可以不撒小(xiǎo)碎(礫)石。
在噴灑瀝青時,石灰穩定土層的上層應比較濕潤。
4.7.4石灰穩定土分(fēn)層施工(gōng)時,下(xià)層石灰穩定土碾壓完成後,可以立即鋪築上一(yī)層石灰穩定土,不需專門的養生(shēng)期。
4.8 其 他
4.8.1路緣處理
如石灰穩定土層上爲薄瀝青面層,基層每邊應較面層寬20cm以上。在基層全寬上噴灑透層瀝青或設下(xià)封層,瀝青面層邊緣向外(wài)側做成三角形。
如設置路緣石時,必須注意防止路緣石阻滞路面上表面水和結構層中(zhōng)水的排除。
4.8.2用石灰穩定低塑性土時,施工(gōng)中(zhōng)應掌握下(xià)列要點:
(1)宜分(fēn)兩階段碾壓:第一(yī)階段,灑較多水後用履帶拖拉機先壓2~3遍,達到初步穩定;第二階段,待水分(fēn)接近最佳含水量時,再用12t以上壓路機壓實。
(2)當缺少履帶拖拉機時,灑水後,先用輕型壓路機碾壓兩遍,然後覆蓋一(yī)層素土,繼續用12t以上壓路機壓實,養生(shēng)後,将素土層清除幹淨。
5 石灰工(gōng)業廢渣穩定土
5.1 一(yī)般規定
5.1.1可利用的工(gōng)業廢渣包括:粉煤灰、煤渣、高爐礦渣、鋼渣(已經過崩解達到穩定),及其他冶金礦渣、煤矸石等。
5.1.2石灰工(gōng)業廢渣穩定土可分(fēn)爲下(xià)列兩大(dà)類:
(1)石灰粉煤灰類。
(2)石灰其他廢渣類。
5.1.3石灰工(gōng)業廢渣穩定土可适用于各級公路的基層和底基層,但二灰、二灰土和二灰砂不應用做二級和二級以上公路高級路面的基層。
5.1.4石灰工(gōng)業廢渣混合料采用質量配合比計算,以石灰:粉煤灰:集料(或土)的質量比表示。
5.1.5石灰工(gōng)業廢渣穩定土宜在春末和夏季組織施工(gōng)。施工(gōng)期的日最低氣溫應在5℃以上,并應在第一(yī)次重冰凍(-3~-5℃)到來之前一(yī)個月到一(yī)個半月完成。
5.1.6石灰工(gōng)業廢渣穩定土結構層施工(gōng)時,應遵守下(xià)列規定:
(1)配料應準确。
(2)石灰應攤鋪均勻。
(3)灑水、拌和應均勻。
(4)應嚴格控制基層厚度和高程,其路拱橫坡應與面層一(yī)緻。
(5)應在混合料處于或略大(dà)于最佳含水量時進行碾壓,直到達到下(xià)列按重型擊實試驗法确定的要求壓實度:
基層:
高速公路和一(yī)級公路① 98%
二級和二級以下(xià)公路
穩定中(zhōng)粒土和粗粒土 97%
穩定細粒土 93%
底基層:
高速公路和一(yī)級公路①
穩定中(zhōng)粒土和粗粒土 97%
穩定細粒土 95%
二級和二級以下(xià)公路
穩定中(zhōng)粒土和粗粒土 95%
穩定細粒土 93%
注:①由于當前有多種能量大(dà)的壓路機,宜提高壓實度1%~2%。
(6)石灰工(gōng)業廢渣穩定土應用12t以上的壓路機碾壓。用12~15t三輪壓路機碾壓時,每層的壓實厚度不應超過15cm;用18~20t三輪壓路機和振動壓路機碾壓時,每層的壓實厚度不應超過20cm。對于二灰級配集料,采用能量大(dà)的振動壓路機碾壓時,或對于二灰土,采用振動羊足碾與三輪壓路機配合碾壓時,每層的壓實厚度可以根據試驗适當增加。壓實厚度超過上述規定時,應分(fēn)層鋪築,每層的最小(xiǎo)壓實厚度爲10cm,下(xià)層宜稍厚。對于石灰工(gōng)業廢渣穩定土,應采用先輕型、後重型壓路機碾壓。
(7)必須保濕養生(shēng),不使石灰工(gōng)業廢渣穩定土層表面幹燥。
(8)石灰工(gōng)業廢渣穩定土基層上未鋪封層或面層時,應封閉交通,保護表層不受破壞。當施工(gōng)中(zhōng)斷,臨時開(kāi)放(fàng)交通時,必須采取保護措施。
5.1.7石灰工(gōng)業廢渣基層施工(gōng)時,嚴禁用薄層貼補的辦法進行找平。
5.1.8對于二級以下(xià)的公路,用石灰工(gōng)業廢渣做基層和底基層時,可以采用路拌法施工(gōng);對于二級公路,應采用專用的穩定土拌和機,或用集中(zhōng)廠拌法拌制混合料。
5.1.9對于高速公路和一(yī)級公路,直接鋪築在土基上的底基層下(xià)層可以用專用的穩定土拌和機進行路拌法施工(gōng),如土基上層已用石灰或固化劑處理,則底基層的下(xià)層也應用集中(zhōng)拌和法拌制混合料。其上的各個穩定土層都應用集中(zhōng)廠拌法拌制混合料,并應用攤鋪機攤鋪基層混合料。
5.2 材 料
5.2.1石灰工(gōng)業廢渣穩定土所用石灰質量應符合本規範表4.2.2規定的III級消石灰或III級生(shēng)石灰的技術指标,應盡量縮短石灰的存放(fàng)時間,如存放(fàng)時間較長,應采取覆蓋封存措施,妥善保管。
有效鈣含量在20%以上的等外(wài)石灰、貝殼石灰、珊瑚石灰、電(diàn)石渣等,當其混合料的強度通過試驗符合表5.3.1的标準時,可以應用。
5.2.2粉煤灰中(zhōng)SiO2、Al2O3和Fe2O3的總含量應大(dà)于70%,粉煤灰的燒失量不應超過20%;粉煤灰的比表面積宜大(dà)于2500cm2/g(或90%通過0.3mm篩孔,70%通過0.075mm篩孔)。
幹粉煤灰和濕粉煤灰都可以應用。濕粉煤灰的含水量不宜超過35%。
5.2.3煤渣的最大(dà)粒徑不應大(dà)于30mm,顆粒組成宜有一(yī)定級配,且不宜含雜(zá)質。
5.2.4宜采用塑性指數12~20的粘性土(亞粘土)。土塊的最大(dà)粒徑不應大(dà)于15mm。
有機質含量超過10%的土不宜選用。
5.2.5二灰穩定的中(zhōng)粒土和粗粒土不宜含有塑性指數的土。
5.2.6用于二級及二級以下(xià)公路的二灰穩定土應符合下(xià)列要求:
1二灰穩定土用做底基層時,石料顆粒的最大(dà)粒徑不應超過53mm。
2二灰穩定土用做基層時,石料顆粒的最大(dà)粒徑不應超過37.5mm;碎石、礫石或其他粒狀材料的質量宜占80%以上,并符合表5.2.6-1或表5.2.6-2的級配範圍。
5.2.7用于高速公路和一(yī)級公路的二灰穩定土應符合下(xià)列要求:
1二灰穩定土用做底基層時,土中(zhōng)碎石、礫石顆粒的最大(dà)粒徑不應超過37.5mm。各種細粒土、中(zhōng)粒土和粗粒土都可用二灰穩定後用做底基層。
表5.2.6.1 二灰級配砂礫中(zhōng)集料的顆粒組成範圍
編号 通過質量百分(fēn)率(%) 篩孔尺寸(mm) | 1 | 2 |
37.5 | 100 | |
31.5 | 85~100 | 100 |
19.0 | 65~85 | 85~100 |
9.50 | 50~70 | 55~75 |
4.75 | 35~55 | 39~59 |
2.36 | 25~45 | 27~47 |
1.18 | 17~35 | 17~35 |
0.60 | 10~27 | 10~25 |
0.075 | 0~15 | 0~10 |
2二灰穩定土用做基層時,二灰的質量應占15%,最多不超過20%,石料顆粒的最大(dà)粒徑不應超過31.5mm,其顆粒組成宜符合表5.2.6-1或表5.2.6-2中(zhōng)2号級配的範圍①,粒徑小(xiǎo)于0.075mm的顆粒含量宜接近0。
注:①表中(zhōng)所列級配的顆粒組成範圍是根據強度高、幹縮性小(xiǎo)和抗沖刷能力強提出的。此顆粒組成範圍可做改變,但改變後的二灰級配集料的強度,特别是幹縮性和抗沖刷能力,應優于按表列顆粒組成範圍配合的二灰級配集料的性質。
3對所用的礫石或碎石,應預先篩分(fēn)成3~4個不同粒級,然後再配合成顆粒組成符合表5.2.6-1或表5.2.6-2所列級配範圍的混合料。
5.2.8碎石或礫石的壓碎值應符合下(xià)列要求:
基層:
高速公路和一(yī)級公路 不大(dà)于30%
二級和二級以下(xià)公路 不大(dà)于35%
底基層:
高速公路和一(yī)級公路 不大(dà)于35%
二級和二級以下(xià)公路 不大(dà)于40%
表5.2.6.2 二灰級配砂礫石中(zhōng)集料的顆粒組成範圍
編号 通過質量百分(fēn)率(%) 篩孔尺寸(mm) | 1 | 2 |
37.5 | 100 | |
31.5 | 90~100 | 100 |
19.0 | 72~90 | 81~98 |
9.50 | 48~68 | 52~70 |
4.75 | 30~50 | 30~50 |
2.36 | 18~38 | 18~38 |
1.18 | 10~27 | 10~27 |
0.60 | 6~20 | 6~20 |
0.075 | 0~7 | 0~7 |
5.2.9凡飲用水(含牲畜飲用水)均可使用。
5.3 混合料組成設計
5.3.1一(yī)般規定
1石灰工(gōng)業廢渣穩定土的7d浸水抗壓強度應符合表5.3.1的規定。
表5.3.1 二灰混合料的抗壓強度标準
公路等級 層位 | 二級和二級以下(xià)公路 | 高速公路和一(yī)級公司 |
基層(MPa) | 0.6~0.8 | 0.8~1.1① |
底基層(MPa) | ≥0.5 | ≥0.6 |
注:①設計累計标準軸次小(xiǎo)于12×106的高速公路用低限值;設計累計标準軸次大(dà)于12×106的高速公路用中(zhōng)值;主要行駛重載車(chē)輛的高速公路用高限值。對于具體(tǐ)一(yī)條高速公路,應根據交通狀況采用某一(yī)強度标準。
2石灰工(gōng)業廢渣穩定土的組成設計應根據表5.3.1的強度标準,通過試驗選取最适宜于穩定的土,确定石灰與粉煤灰或石灰與煤渣的比例,确定石灰粉煤灰或石灰煤渣與土的質量比例,确定混合料的最佳含水量。
3對于CaO含量2%~6%的矽鋁粉煤灰,采用石灰粉煤灰做基層或底基層時,石灰與粉煤灰的比例可以是1:2~1:9。
4采用二灰土做基層或底基層時,石灰與粉煤灰的比例可用1:2~1:4(對于粉土,以1:2爲宜),石灰粉煤灰與細粒土的比例可以是30:70①~90:10。
注:①采用此比例時,石灰與粉煤灰之比宜爲1:2~1:3。
5采用二灰級配集料做基層時,石灰與粉煤灰的比例可用1:2~1:4,石灰粉煤灰與集料的比應是20:80~15:85。
6采用石灰煤渣做基層或底基層時,石灰與煤渣的比例可用20:80~15:85。
7采用石灰煤渣土做基層或底基層時,石灰與煤渣的比例可選用1:1~1:4,石灰煤渣與細粒土的比例可以是1:1~1:4。混合料中(zhōng)石灰不應少于10%,或通過試驗選取強度較高的配合比。
8采用石灰煤渣集料做基層或底基層時,石灰:煤渣:集料可選用(7~9):(26~33):(67~58)。
9爲提高石灰工(gōng)業廢渣的早期強度,可外(wài)加1%~2%的水泥。
10各種混合料的各項試驗應按《公路工(gōng)程無機結合料穩定材料試驗規程》(JTJ057)進行。
5.3.2原材料的試驗
在石灰工(gōng)業廢渣穩定土施工(gōng)前,應取有代表性的樣品進行下(xià)列試驗:
(1)土的顆粒分(fēn)析;
(2)液限和塑性指數;
(3)石料的壓碎值試驗;
(4)有機質含量(必要時做);
(5)石灰的有效鈣和氧化鎂含量;
(6)收集或試驗粉煤灰的化學成分(fēn)分(fēn)、細度和燒失量。
5.3.3混合料的設計步驟
1制備不同比例的石灰粉煤灰混合料(如10:90,15:85,20:80,25:75,30:70,35:65,40:60,45:55和50:50),确定其各自的最佳含水量和最大(dà)幹密度,确定同一(yī)齡期和同一(yī)壓實度試件的抗壓強度,選用強度最大(dà)時的石灰粉煤灰比例。
2根據上款所得的二灰比例,制備同一(yī)種土樣的4~5種不同配合比的二灰土或二灰級配集料。其配合比宜位于本章5.3.1條第4款或5.3.1條第5款所列範圍内。
3确定各種二灰土或二灰級配集料的最佳含水量和最大(dà)幹密度(用重型實試驗法)。
4按規定達到的壓實度,分(fēn)别計算不同配合比時二灰土、二灰級配集料試件應有的幹密度。
5按最佳含水量和計算得的幹密度制備試件。進行強度試驗時,作爲平行試驗的試件數量應符合表5.3.3中(zhōng)的規定。如試驗結果的偏差系數大(dà)于表中(zhōng)規定的值,則應重做試驗,并找出原因,加以解決。如不能降低偏差系數,則應增加試件數量。
表5.3.3 最少試件數量
偏差系數 試件數量 土類 | <10% | 10%~15% | 15%~20% |
細粒土 | 6 | 9 | |
中(zhōng)粒土 | 6 | 9 | 13 |
粗粒土 | 9 | 13 |
6試件在規定溫度下(xià)保濕養生(shēng)6d,浸水24h後,按《公路工(gōng)程無機結合料穩定材料試驗規程》(JTJ057)進行無側限抗壓強度試驗。
7計算試驗結果的平均值和偏差系數。
8根據表5.3.1的強度标準,選定混合料的配合比。在此配合比下(xià)試件室内試驗結果的平均抗壓強度R應符合公式(5.3.3)的要求:
≥Rd/(1-ZaCv)
式中(zhōng):Rd——設計抗壓強度(表5.3.1);
Cv——試驗結果的偏差系數(以小(xiǎo)數計);
Za——标準正态分(fēn)布表中(zhōng)随保證率(或置信度a)而變的系數,高速公路和一(yī)級公路應取保證率95%,即Za=1.645;其他公路應取保證率90%,即Za=1.282。
9石灰煤渣混合料的設計可參照上述石灰粉煤灰混合料的設計步驟。
5.4 路拌法施工(gōng)
5.4.1石灰工(gōng)業廢渣穩定土的施工(gōng)宜按圖5.4.1的順序進行。
圖5.4.1 路拌法施工(gōng)石灰工(gōng)業廢渣穩定土的工(gōng)藝流程圖
5.4.2準備下(xià)承層,要求同3.4.2條。
5.4.3施工(gōng)放(fàng)樣,要求同3.4.3條。
5.4.4備料
1運到現場的粉煤灰,應含有足夠的水分(fēn),防止揚塵。在幹燥和多風季節,應使料堆表面保持濕潤,或者覆蓋。如在堆放(fàng)過程中(zhōng),部分(fēn)粉煤灰凝結成塊,使用時應将灰塊打碎。
場地集中(zhōng)推放(fàng)在粉煤灰,應予覆蓋,避免雨淋過分(fēn)潮濕。
2集料和石灰的備料要求同4.4.4條。
3計算材料用量
根據各路段石灰工(gōng)業廢渣穩定土層的寬度、厚度及預定的幹密度,計算各路段需要的幹混合料質量;根據混合料的配合比、材料的含水量以及所用運料車(chē)輛的噸位,計算各種材料每車(chē)料的堆放(fàng)距離(lí)。
4如路肩用料與石灰工(gōng)業廢渣穩定土層用料不同,應采取培肩措施,先将兩側路肩培好,路肩料層的壓實厚度應與穩定土層的壓實厚度相同。在路肩上,每隔5~10m應交錯開(kāi)挖臨時洩水溝。
5在預定堆料的下(xià)承層上,在堆料前應先灑水,使其表面濕潤。
5.4.5運輸和攤鋪
1材料裝車(chē)時,應控制每車(chē)料的數量基本相等。
2采用地灰時,應先将粉煤灰運到現場;采用二灰穩定土時應先将土運到現場。在同一(yī)料場供料的路段内,由遠到近将料按本章5.4.4條第3款計算的距離(lí)卸置于下(xià)承層上,卸料距離(lí)應均勻。
3料堆每隔一(yī)定距離(lí)應留一(yī)缺口。材料在下(xià)承層上的堆置時間不應過長。
4應通過試驗确定各種材料及混合料的松鋪系數。
5采用機械路拌時,應采用層鋪法。即每種材料攤鋪均勻後,宜先用兩輪壓路機碾壓1~2遍,然後再運送并攤鋪下(xià)一(yī)種材料。
攤鋪每層材料時應力求平整,并具有規定的路拱。集料應較濕潤,必要時先灑少量水。
5.4.6拌和及灑水
1對于二級和二級以上公路,應采用專用穩定土拌和機進行拌和,并應先幹拌兩遍。
2用穩定土拌和機拌和時,拌和深度應直到穩定層底,并宜侵入下(xià)承層5~10mm(不應過多),以加強上下(xià)層粘結。應設專人跟随拌和機,随時檢查拌和深度并配合拌和機操作員(yuán)調整拌和深度。直接鋪在土基上的拌和層宜避免素土夾層,其餘各層嚴禁在拌和層底部留有素土夾層。通常拌和兩遍以上,在進行最後一(yī)遍拌和之前,必要時先用多铧犁緊貼底面翻拌一(yī)遍。
3對于三、四級公路,在沒有專用拌和機械的情況下(xià),如爲二灰穩定細粒土和中(zhōng)粒土,也可用旋轉耕作機與多铧犁或平地機相配合先幹拌四遍。先用旋轉耕作機拌和兩遍,後用多铧犁或平地機将底部素土翻起,再用放(fàng)置耕作機拌和第二遍,用多铧犁或平地機将底部料再翻起,随時檢查調整翻犁的深度,使穩定土層全部翻透。嚴禁在穩定土層與下(xià)承層之間殘留一(yī)層素土,但也應防止翻犁過深,過多破壞下(xià)承層的表面。
4對于三、四級公路,在沒有專用拌和機械的情況下(xià),如拌和二灰穩定中(zhōng)粒土和粗粒土,也可以用缺口圓盤耙與多铧犁或平地機相配合幹拌。用平地機或多铧犁在前面翻拌,用圓盤耙跟在後面拌和,即采用邊翻邊耙的方法。圓盤耙的速度應盡量快,使二灰和集料拌和均勻。共翻拌四遍,開(kāi)始的兩遍不應翻犁到底,以防二灰落到底部,後面的兩遍,應翻犁到底,随時檢查調整翻犁的深度,要求同上款。
5用噴管式灑水車(chē)将水均勻地噴灑在幹拌後的混合料上,灑水距離(lí)應長些,水車(chē)起灑處和另一(yī)端調頭處都應超出拌和段2m以上。灑水車(chē)不應在正進行拌和的以及當天計劃拌和的路段上調頭和停留,應防止局部水量過大(dà)。
6拌和機械應緊跟在灑水車(chē)後面進行拌和,尤其在縱坡大(dà)的路段上應配合緊密,以減少水分(fēn)流失。
7在灑水拌和過程中(zhōng),應及時檢查混合料的含水量。水分(fēn)宜大(dà)于最佳含水量1%左右。
8拌和過程中(zhōng),要及時檢查拌和深度,要使石灰工(gōng)業廢渣層全深都拌和均勻。拌和完成的标志(zhì)是:混合料色澤一(yī)緻,沒有灰條、灰團和花面,沒有粗細顆粒“窩”或“帶”,且水分(fēn)合适和均勻。
9對于二灰級配集料,應先将石灰和粉煤灰拌和均勻,然後均勻地攤鋪在集料層上,再一(yī)起進行拌和。
5.4.7整形
1平地機整形
(1)混合料拌和均勻後,先用平地機初步整平和整形。在直線段及不設超高的平曲線段,平地機由兩側向路中(zhōng)心進行刮平;在設超高的平曲線段,平地機由内側向外(wài)側進行刮平。必要時,再返回刮一(yī)遍。
(2)用拖拉機、平地機或輪胎壓路機快速碾壓1~2遍,以暴露潛在的不平整。
(3)再用平地機按(1)所述進行整形,并用(2)所述機械再碾壓一(yī)遍。整形過程中(zhōng),應及時消除粗細集料離(lí)析現象。
(4)對于局部低窪處,應用齒耙将其表層5cm以上耙松,并用新拌的二灰級配集料找補平整。
(5)再用平地機整形一(yī)次。
(6)每次整形都要按照規定的坡度和路拱進行,并應特别注意接縫順适平整。
2人工(gōng)整形
人工(gōng)用鍬和耙先将混合料攤平,用路拱闆進行初步整形。用拖拉機初壓1~2遍後,根據試驗确定的松鋪系數,确定縱橫斷面的标高,并釘樁、挂線。利用鍬耙按線整形,并再用路拱闆校正成型。
3在整形過程中(zhōng),必須禁止任何車(chē)輛通行。
4初步整形後,檢查混合料的松鋪厚度,必要時應進行補料或減料。二灰土的松鋪系數約爲1.5~1.7;二灰集料的松鋪系數約爲1.3~1.5;人工(gōng)鋪築石灰煤渣土的松鋪系數爲1.6~1.8;石灰煤渣集料的松鋪系數爲1.4用機械拌和及機械整形時,集料松鋪系數約爲1.2~1.3。
5.4.8碾壓,要求同本規範3.4.12條。
5.4.9接縫和調頭處的處理,要求同本規範3.4.13條。
5.5 中(zhōng)心站集中(zhōng)廠拌法施工(gōng)
5.5.1石灰工(gōng)業廢渣混合料可以在中(zhōng)心站用多種機械進行集中(zhōng)拌和,也可用路拌機械或人工(gōng)在現場進行分(fēn)批集中(zhōng)拌和。對于高速公路和一(yī)級公路,應采用專用穩定土集中(zhōng)廠拌機械拌制混合料。集中(zhōng)拌和時,應符合下(xià)列要求:
(1)土塊最大(dà)尺寸不應大(dà)于15mm;粉煤灰塊不應大(dà)于12mm,且9.5mm和2.36mm篩孔的通過量應分(fēn)别大(dà)于95%和75%。
(2)不同粒級的礫石或碎石以及細集料都應分(fēn)開(kāi)堆放(fàng)。
(3)石灰、粉煤灰和細集料都應有覆蓋,防止雨淋過濕。
(4)配料應準确,拌和應均勻。
(5)混合料的含水量應略大(dà)于最佳含水量,使混合料運到現場攤鋪後碾壓時的含水量能接近最佳值。
5.5.2石灰工(gōng)業廢渣穩定土的集中(zhōng)拌和流程按圖5.5.2進行。
注:①進入下(xià)料鬥的粉煤灰、石灰、土和細集料都不應潮濕。
②如拌制基層用二灰級配集料,則至少應有三個集料下(xià)料鬥,分(fēn)裝粗細集料。
5.5.3除滿足下(xià)列兩款外(wài),其他要求同本規範第3.5節。
1拌成混合料的堆放(fàng)時間不宜超過24h,宜在當天将拌成的混合料運送到鋪築現場,不應将拌成的混合料長時間堆放(fàng)。
2關于橫向接縫
如壓實層末端未用方木作支撐處理,在碾壓後末端成一(yī)斜坡,則在第二天開(kāi)始攤鋪新混合料之前,應将末端斜坡挖除,并挖成一(yī)橫向(與路中(zhōng)心線垂直)垂直向下(xià)的斷面。挖出的混合料加水到最佳含水量拌勻後仍可使用。
5.6 人工(gōng)沿路拌和法施工(gōng)
5.6.1對于二級以下(xià)公路和不适宜采用機械施工(gōng)的小(xiǎo)工(gōng)程,可以采用人工(gōng)沿路拌和法施工(gōng)。
5.6.2備料
1将細土或集料按事先計算的數量(或折算成體(tǐ)積)運到路上分(fēn)堆堆放(fàng),且應每隔一(yī)定距離(lí)留一(yī)缺口。
2将粉煤灰或煤渣按事先計算的數量(或折算成體(tǐ)積)運到路上,直接卸在細土堆上或集料堆旁。
3将石灰按事先計算的數量(或折算成體(tǐ)積)運到路上,直接卸在粉煤灰或煤渣上。
5.6.3拌和
1篩拌法将土、粉煤灰和石灰混合或交替過孔徑15mm的篩,篩餘土塊、粉煤灰塊随打碎随過篩。過篩以後,适當加水至比最佳含水量大(dà)1%~2%,并拌和均勻。
2翻拌法将過篩的土、粉煤灰或煤渣和石灰先幹拌1~2遍,然後加水拌和均勻,不宜少于3遍。
3對于二灰集料和石灰煤渣集料,應先将石灰和粉煤灰或煤渣拌和均勻,然後再與集料一(yī)起拌和均勻。
4爲使混合料的水分(fēn)均勻,宜在當天拌和後堆放(fàng)悶料,第二天再攤鋪。
5.6.4攤鋪
将拌和好的混合料按松鋪厚度攤鋪均勻。
5.6.5整形和碾壓
同本規範5.4.7條和5.4.8條。
5.7 養生(shēng)及交通管制
5.7.1石灰工(gōng)業廢渣穩定土層碾壓完成後的第二天或第三天開(kāi)始養生(shēng),每天灑水的次數視氣候條件而定,應始終保持表面潮濕,也可用泡水養生(shēng)法。對于二灰穩定粗、中(zhōng)粒土的基層,也可用瀝青乳液和瀝青下(xià)封層進行養生(shēng),養生(shēng)期一(yī)般爲7d。
5.7.2二灰層宜采用泡水養生(shēng)法,養生(shēng)期應爲14d。
5.7.3在養生(shēng)期間,除灑水車(chē)外(wài),應封閉交通。
5.7.4對于二灰集料基層,養生(shēng)期結束後,宜先讓施工(gōng)車(chē)輛慢(màn)速通行7~l0d,磨去(qù)表面的二灰薄層,或用帶鋼絲刷的機械掃刷去(qù)表面的二灰薄層。清掃和沖洗幹淨後再噴灑透層或粘層瀝青。在噴灑透層或粘層瀝青後,宜撒布5~l0mm的小(xiǎo)碎(礫)石,小(xiǎo)碎(礫)石均勻撒布約60%~70%的面積①。然後應盡早鋪築瀝青面層的底面層。
在清掃幹淨的基層上,也可先做下(xià)封層,防止基層幹縮開(kāi)裂,同時保護基層免遭施工(gōng)車(chē)輛破壞。宜在鋪設下(xià)封層後的10~30d内開(kāi)始鋪築瀝青面層的底面層。如爲水泥混凝土面層,也不宜讓基層長期暴曬,以免開(kāi)裂。
注:①如噴灑的透層瀝青能透人基層,當運料車(chē)輛和面層混合料攤鋪機在上行駛不會破壞瀝青膜時,可以不撒小(xiǎo)碎(礫)石。
5.7.5石灰工(gōng)業廢渣底基層分(fēn)層施工(gōng)時,下(xià)層碾壓完畢後,可以立即鋪築上一(yī)層,不需專門的養生(shēng)期。也可以養生(shēng)7d後再鋪築另一(yī)層。
5.8 其 他
5.8.1路緣處理
如石灰工(gōng)業廢渣層上爲薄瀝青面層,基層每邊應較面層層寬20cm以上。在基層全寬上噴灑透層或粘層瀝青或設下(xià)封層,瀝青面層邊緣向外(wài)側做成三角形。
如設置路緣石,必須注意防止路緣石阻滞路面表面水和結構層中(zhōng)水的排除。
6 級配碎石
6.1 一(yī)般規定
6.1.1用于二級和二級以上公路基層和底基層的級配碎石應用預先篩分(fēn)成幾組不同粒徑的碎石(如37.5~19mm,19~9.5mm,9.5~4.75mm的碎石)及4.75mm以下(xià)的石屑組配而成。
6.1.2在其他等級公路上,級配碎石可用未篩分(fēn)碎石和石屑組配而成。
6.1.3缺乏石屑時,可以添加細砂礫或粗砂。也可以用顆粒組成合适的含細集料較多的砂礫與未篩分(fēn)碎石組配成級配碎礫石。
6.1.4級配碎石可用于各級公路的基層和底基層。
6.1.5級配碎石可用做較薄瀝青面層與半剛性基層之間的中(zhōng)間層。
6.1.6當級配碎石用做二級和二級以下(xià)公路的基層時,其最大(dà)粒徑應控制在37.5mm以内;當級配碎石用做高速公路和一(yī)級公路的基層以及半剛性路面的中(zhōng)間層時,其最大(dà)粒徑宜控制在31.5mm以下(xià)。
6.1.7級配碎石層施工(gōng)時,應遵守下(xià)列規定:
(1)顆粒組成應是一(yī)根順滑的曲線。
(2)配料必須準确。
(3)塑性指數應符合規定。
(4)混合料必須拌和均勻,沒有粗細顆粒離(lí)析現象。
(5)在最佳含水量時進行碾壓,直到達到下(xià)列按重型擊實試驗法确定的要求壓實度:
中(zhōng)間層 100%
基 層 98%
底基層 96%
(6)應使用12t以上三輪壓路機碾壓,每層的壓實厚度不應超15~18cm。用重型振動壓路機和輪胎壓路機碾壓時,每層的壓實厚度可達20cm。
(7)級配碎石基層未灑透層瀝青或未鋪封層時,禁止開(kāi)放(fàng)交通,以保護表層不受破壞。
6.1.8級配碎石用做半剛性路面的中(zhōng)間層以及用做二級以上公路的基層時,應采用集中(zhōng)廠拌法拌制混合料,并用攤鋪機攤鋪混合料。
6.2 材 料
6.2.1軋制碎石的材料可以是各種類型的岩石(軟質岩石除外(wài))、圓石或礦渣。圓石的粒徑應是碎石最大(dà)粒徑的3倍以上;礦渣應是已崩解穩定的,其幹密度和質量應比較均勻,幹密度不小(xiǎo)于960kg/m3。
6.2.2碎石中(zhōng)針片狀顆粒的總含量應不超過20%。碎石中(zhōng)不應有粘土塊、植物(wù)等有害物(wù)質。
6.2.3石屑或其他細集料可以使用一(yī)般碎石場的細篩餘料,也可以利用軋制瀝青表面處治和貫人式用石料時的細篩餘料,或專門軋制的細碎石集料。也可以用天然砂礫或粗砂代替石屑。天然砂礫的顆粒尺寸應該合适,必要時應篩除其中(zhōng)的超尺寸顆粒。天然砂礫或粗砂應有較好的級配。
6.2.4級配碎石或級配碎礫石用做二級和二級以下(xià)公路的基層時,其顆粒組成和塑性指數應滿足表6.2.4中(zhōng)1号級配的規定。級配碎石用做高速公路和一(yī)級公路的基層時,其顆粒組成和塑性指數應滿足表6.2.4中(zhōng)2号級配的規定。同時,級配曲線宜爲圓滑曲線。
6.2.5在塑性指數偏大(dà)的情況下(xià),塑性指數與0.5mm以下(xià)細土含量的乘積應符合下(xià)列規定:
表6.2.4級配碎石或級配碎礫石的顆粒組成範圍
編号 通過質量百分(fēn)率(%) 項目 | 1 | 2 | |
篩孔尺寸 (mm) | 37.5 | 100 | |
31.5 | 90~100 | 100 | |
19.0 | 73~88 | 85~100 | |
9.5 | 49~69 | 52~74 | |
4.75 | 29~54 | 29~54 | |
2.36 | 17~37 | 17~37 | |
0.6 | 8~20 | 8~20 | |
0.075 | 0~7② | 0~7② | |
液限(%) | <28 | <28 | |
塑性指數 | <6(或9①) | <6(或9①) |
注:①潮濕多雨地區塑性指數宜小(xiǎo)于6,其他地區塑性指數宜小(xiǎo)于9。
②對于無塑性的混合料,小(xiǎo)于0.075一(yī)的顆粒含量應接近高限。
(1)在年降雨量小(xiǎo)于600mm的地區,地下(xià)水位對土基沒有影響時,乘積不應大(dà)于120;
(2)在潮濕多雨地區,乘積不應大(dà)于100。
6.2.6級配碎石用做中(zhōng)間層時,其顆粒組成和塑性指數應符合表6.2.4中(zhōng)2号級配的規定。
6.2.7未篩分(fēn)碎石用做二級和二級以下(xià)公路的底基層時,其顆粒組成和塑性指數應符合表6.2.7中(zhōng)1号級配的規定;用做高速公路和一(yī)級公路的底基層時,其顆粒組成和塑性指數應符合表6.2.7中(zhōng)2号級配的規定。
6.2.8級配碎石或級配碎礫石所用石料的壓碎值應滿足下(xià)列規定:
基層:
高速公路和一(yī)級公路 不大(dà)于26%
二級公路 不大(dà)于30%
二級以下(xià)公路 不大(dà)于35%
底基層:
高速公路和一(yī)級公路 不大(dà)于30%
二級公路 不大(dà)于35%
二級以下(xià)公路 不大(dà)于40%
表6.2.7未篩分(fēn)碎石底基層顆粒組成範圍
編号 通過質量百分(fēn)率(%) 項目 | 1 | 2 | |
篩孔尺寸 (mm) | 53 | 100 | |
37.5 | 85~100 | 100 | |
31.5 | 69~88 | 83~100 | |
19.0 | 40~65 | 54~84 | |
9.5 | 19~43 | 29~59 | |
4.75 | 10~30 | 17~45 | |
2.36 | 8~25 | 11~35 | |
0.6 | 6~18 | 6~21 | |
0.075 | 0~10 | 0~10 | |
液限(%) | <28 | <28 | |
塑性指數 | <6(或9①) | <6(或9①) |
注:①在潮濕多雨地區,塑性指數宜小(xiǎo)于6,其他地區塑性指數宜小(xiǎo)午9。
6.3 路拌法施工(gōng)
6.3.1級配碎石路拌法施工(gōng)的工(gōng)藝流程應符合圖6.3.1的順序。
6.3.2有關下(xià)承層
1下(xià)承層不宜做成槽式斷面。
2準備下(xià)承層,有關要求同3.4.2條。
6.3.3放(fàng)工(gōng)放(fàng)樣,有關要求同3.4.3條。
6.3.4備料
1計算材料用量
(1)采用未篩分(fēn)碎石和石屑組成級配碎石時,按表6.2.4的要求,計算未篩分(fēn)碎石和石屑的配合比。
(2)采用不同粒級的單一(yī)尺寸碎石和石屑組成級配碎石時,按表6.2.4的要求,計算不同粒級碎石和石屑的配合比。
(3)根據各路段基層或底基層的寬度、厚度及規定的壓實幹密度并按确定的配合比分(fēn)别計算各段需要的未篩分(fēn)碎石和石屑的數量或不同粒級碎石和石屑的數量,并計算每車(chē)料的堆放(fàng)距離(lí)。
2未篩分(fēn)碎石的含水量較最佳含水量宜大(dà)1%左右。
3未篩分(fēn)碎石和石屑可按預定比例在料場混合,同時灑水加濕,使混合料的含水量超過最佳含水量約1%。
6.3.5運輸和攤鋪集料
1集料裝車(chē)時,應控制每車(chē)料的數量基本相等。
2在同一(yī)料場供料的路段内,宜由遠到近卸置集料。卸料距離(lí)應嚴格掌握,避免料不夠或過多。未篩分(fēn)碎石和石屑分(fēn)别運送時,應先運送碎石。
3料堆每隔一(yī)定距離(lí)應留一(yī)缺口。
4集料在下(xià)承層上的堆置時間不應過長。運送集料較攤鋪集料工(gōng)序宜隻提前數天。
5應事先通過試驗确定集料的松鋪系數并确定松鋪厚度。人工(gōng)攤鋪混合料時,其松鋪系數約爲1.40~1.50;平地機攤鋪混合料時,其松鋪系數約爲1.25~1.35。
6用平地機或其他合适的機具将料均勻地攤鋪在預定的寬度上,表面應力求平整,并具有規定的路拱。應同時攤鋪路肩用料。
7檢查松鋪材料層的厚度,必要時,應進行減料或補料工(gōng)作。
8未篩分(fēn)碎石攤鋪平整後,在其較潮濕的情況下(xià),将石屑按本規範6.3.4條第1款計算的距離(lí)卸置其上。用平地機并輔以人工(gōng)将石屑均勻攤鋪在碎石層上,并攤鋪均勻。
9采用不同粒級的碎石和石屑時,應将大(dà)碎石鋪在下(xià)層,中(zhōng)碎石鋪在中(zhōng)層,小(xiǎo)碎石鋪在上層。灑水使碎石濕潤後,再攤鋪石屑。
6.3.6拌和及整形
1對于二級及二級以上公路,應采用專用穩定土拌和機拌和級配碎石。對于二級以下(xià)的公路,在無穩定土拌和機的情況下(xià),可采用平地機或多铧犁與缺口圓盤耙相配合進行拌和。
(1)用穩定土拌和機應拌和兩遍以上。拌和深度應直到級配碎石層底。在進行最後一(yī)遍拌和之前,必要時先用多铧犁緊貼底面翻拌一(yī)遍。
(2)用平地機進行拌和,宜翻拌5~6遍,使石屑均勻分(fēn)布于碎石料中(zhōng)。平地機拌和的作業長度,每段宜爲300~500m。平地機刀片的安裝角度宜符合表6.3.6和圖6.3.6的要求。
拌和結束時,混合料的含水量應均勻,并較最佳含水量大(dà)1%左右,同時應沒有粗細顆粒離(lí)析現象。
表6.326平地機刀片安裝角度
拌和條件 | 平面角α(°) | 傾角β(°) | 切角γ(°) |
幹拌 | 30~50 | 45 | 3 |
濕拌 | 35~40 | 45 | 2 |
(3)用缺口圓盤耙與多铧犁相配合拌和級配碎石時,用多铧犁在前面翻拌,圓盤耙緊跟在後面拌和,即采用邊翻邊耙的方法,共翻耙4~6遍。應随時檢查調整翻耙的深度。用多铧犁翻拌時,第一(yī)遍由路中(zhōng)心開(kāi)始,将混合料向中(zhōng)間翻,同時機械應慢(màn)速前進。第二遍從兩邊開(kāi)始,将混合料向外(wài)翻。拌和過程中(zhōng),應保持足夠的水分(fēn)。拌和結束時,混合料的含水量和均勻性應符合本款(2)的要求。
2使用在料場已拌和均勻的級配碎石混合料時,攤鋪後混合料如有粗細顆粒離(lí)析現象,應用平地機進行補充拌和。
3用平地機将拌和均勻的混合料按規定的路拱進行整平和整形,在整形過程中(zhōng),應注意消除粗細集料離(lí)析現象。
4用拖拉機、平地機或輪胎壓路機在已初平的路段上快速碾壓一(yī)遍,以暴露潛在的不平整。
5再用平地機進行整平和整形。
6.3.7碾壓
1整形後,當混合料的含水量等于或略大(dà)于最佳含水量時,立即用12t以上三輪壓路機、振動壓路機或輪胎壓路機進行碾壓。直線和不設超高的平曲線段,由兩側路肩開(kāi)始向路中(zhōng)心碾壓;在設超高的平曲線段,由内側路肩向外(wài)側路肩進行碾壓。碾壓時,後輪應重疊1/2輪寬;後輪必須超過兩段的接縫處。後輪壓完路面全寬時,即爲一(yī)遍。碾壓一(yī)直進行到要求的密實度爲止。一(yī)般需碾壓6~8遍,應使表面無明顯輪迹。壓路機的碾壓速度,頭兩遍以采用1.5~1.7km/h爲宜,以後用2.0~2.5km/h。
2路面的兩側應多壓2~3遍。
3嚴禁壓路機在己完成的或正在碾壓的路段上調頭或急刹車(chē)。
4凡含土的級配碎石層,都應進行滾漿碾壓,一(yī)直壓到碎石層中(zhōng)無多餘細土泛到表面爲止。滾到表面的漿(或事後變幹的薄土層)應清除幹淨。
6.3.8橫縫的處理
兩作業段的銜接處,應搭接拌和。第一(yī)段拌和後,留5~8m不進行碾壓,第二段施工(gōng)時,前段留下(xià)未壓部分(fēn)與第二段一(yī)起拌和整平後進行碾壓。
6.3.9縱縫的處理
應避免縱向接縫。在必須分(fēn)兩幅鋪築時,縱縫應搭接拌和。前一(yī)幅全寬碾壓密實,在後一(yī)幅拌和時,應将相鄰的前幅邊部約30cm搭接拌和,整平後一(yī)起碾壓密實。
6.4 中(zhōng)心站集中(zhōng)廠拌法施工(gōng)
6.4.1級配碎石混合料可以在中(zhōng)心站用多種機械進行集中(zhōng)拌和,如強制式拌和機、卧式雙轉軸槳葉式拌和機、普通水泥混凝土拌和機等。
6.4.2對用于高速公路和一(yī)級公路的級配碎石基層和中(zhōng)間層,宜采用不同粒級的單一(yī)尺寸碎石和石屑,按預定配合比在拌和機内拌制級配碎石混合料。
6.4.3不同粒級的碎石和石屑等細集料應隔離(lí),分(fēn)别堆放(fàng)。
6.4.4細集料應有覆蓋,防止雨淋。
6.4.5在正式拌制級配碎石混合料之前,必須先調試所用的廠拌設備,使混合料的顆粒組成和含水量都能達到規定的要求。
6.4.6在采用未篩分(fēn)碎石和石屑時,如未篩分(fēn)碎石或石屑的顆粒組成發生(shēng)明顯變化,應重新調試設備。
6.4.7将級配碎石用于高速公路和一(yī)級公路時,應用瀝青混凝土攤鋪機或其他碎石攤鋪機攤鋪碎石混合料。
6.4.8攤鋪機後面應設專人消除粗細集料離(lí)析現象。
6.4.9用振動壓路機、三輪壓路機進行碾壓,碾壓方法同本規範6.3.7條。
6.4.10級配碎石用于二級和二級以下(xià)公路時,如沒有攤鋪機,也可用自動平地機(或攤鋪箱)攤鋪混合料。
1根據攤鋪層的厚度和要求達到的壓實幹密度,計算每車(chē)混合料的攤鋪面積。
2将混合料均勻地卸在路幅中(zhōng)央,路幅寬時,也可将混合料卸成兩行。
3用平地機将混合料按松鋪厚度攤鋪均勻。
4設一(yī)個三人小(xiǎo)組跟在平地機後面,及時消除粗細集料離(lí)析現象。對于粗集料“窩”和粗集料“帶”,應添加細集料,并拌和均勻;對于細集料“窩”,應添加粗集料,并拌和均勻。
6.4.11用平地機攤鋪混合料後的整形和碾壓均與路拌法施工(gōng)相同。
6.4.12集中(zhōng)廠拌法施工(gōng)時的橫向接縫按下(xià)述方法處理:
1用攤鋪機攤鋪混合料時,靠近攤鋪機當天未壓實的混合料,可與第二天攤鋪的混合料一(yī)起碾壓,但應注意此部分(fēn)混合料的含水量。必要時,應人工(gōng)補充灑水,使其含水量達到規定的要求。
2用平地機攤鋪混合料時,每天的工(gōng)作縫可按本規範6.3.8條處理。
6.4.13應避免縱向接縫。如攤鋪機的攤鋪寬度不夠,必須分(fēn)兩幅攤鋪時,宜采用兩台攤鋪機一(yī)前一(yī)後相隔約5~8m同步向前攤鋪混合料。在僅有一(yī)台攤鋪機的情況下(xià),可先在一(yī)條攤鋪帶上攤鋪一(yī)定長度後,再開(kāi)到另一(yī)條攤鋪帶上攤鋪,然後一(yī)起進行碾壓。
6.4.14在不能避免縱向接縫的情況下(xià),縱縫必須垂直相接,不應斜接,并按下(xià)述方法處理:
(1)在前一(yī)幅攤鋪時,在靠後一(yī)幅的一(yī)側應用方木或鋼模闆做支撐,方木或鋼模闆的高度與級配碎石層的壓實厚度相同;
(2)在攤鋪後一(yī)幅之前,将方木或鋼模闆除去(qù);
(3)如在攤鋪前一(yī)幅時未用方木或鋼模闆支撐,靠邊緣的30cm左右難于壓實,而且形成一(yī)個斜坡,在攤鋪後一(yī)幅時,應先将未完全壓實部分(fēn)和不符合路拱要求部分(fēn)挖松并補充灑水,待後一(yī)幅混合料攤鋪後一(yī)起進行整平和碾壓。
7 級配礫石
7.1 一(yī)般規定
7.1.1天然砂礫符合規定的級配要求,而旦塑性指數在6或9以下(xià)時,可以直接用做基層。
7.1.2塑性指數偏大(dà)的砂礫,可加少量石灰降低其塑性指數,也可以用無塑性的砂或石屑進行摻配,使其塑性指數降低到符合要求,或塑性指數與細土(粒徑小(xiǎo)于0.5mm的顆粒)含量的乘積符合要求。
7.1.3可在天然砂礫中(zhōng)摻加部分(fēn)碎石或軋碎礫石,以提高混合料的強度和穩定性。天然砂礫摻加部分(fēn)未篩分(fēn)碎石組成的混合料的強度和穩定性介于級配碎石和級配礫石之間。
7.1.4級配礫石可适用于輕交通的二級和二級以下(xià)公路的基層以及各級公路的底基層。
7.1.5級配礫石層施工(gōng)時,應遵守下(xià)列規定:
(1)顆粒級配應符合規定。
(2)配料應準确。
(3)塑性指數應符合規定。
(4)混合料應拌和均勻,沒有粗細顆粒離(lí)析現象。
(5)在最佳含水量時進行碾壓,直到達到下(xià)列按重型擊實試驗法确定的要求壓實度:
基層 98%
底基層 96%
(6)級配礫石應用12t以上三輪壓路機碾壓,每層的壓實厚度不應超過15~18cm。用重型振動壓路機和輪胎壓路機碾壓時,每層的壓實厚度不應超過20cm。
(7)級配礫石基層未灑透層瀝青或未鋪封層時,禁止開(kāi)放(fàng)交通,以保護表層不受破壞。
7.2 材 料
7.2.1級配礫石用做基層時,礫石的最大(dà)粒徑不應超過37.5mm;用做底基層時,礫石的最大(dà)粒徑不應超過53mm。
7.2.2礫石顆粒中(zhōng)細長及扁平顆粒的含量不應超過20%。
7.2.3級配礫石基層的顆粒組成和塑性指數應滿足表7.2.3的規定,同時級配曲線應爲圓滑曲線。
表7.2.3級配礫石基層的顆粒組成範圍
編号 通過質量百分(fēn)率(%) 項目 | 1 | 2 | ||
篩孔尺寸 (mm) | 53 | 100 | ||
37.5 | 90~100 | 100 | ||
31.5 | 81~94 | 90~100 | 100 | |
19.0 | 63~81 | 73~88 | 85~100 | |
9.5 | 45~66 | 49~69 | 52~74 | |
4.75 | 27~51 | 29~54 | 29~54 | |
2.36 | 16~35 | 17~37 | 17~37 | |
0.6 | 8~20 | 8~20 | 8~20 | |
0.075 | 0~7② | 0~7② | 0~7② | |
液限(%) | <28 | <28 | ||
塑性指數 | <6(或9①) | <6(或9①) | <6(或9①) |
注:①潮濕多雨地區塑性指數宜小(xiǎo)于6,其他地區塑性指數宜小(xiǎo)于9。
②對于無塑性的混合料,小(xiǎo)于0.075一(yī)的顆粒含量應接近高限。
在塑性指數偏大(dà)的情況下(xià),塑性指數與0.5mm以下(xià)細土含量的乘積應符合下(xià)列規定:
(1)在年降雨量小(xiǎo)于600mm的中(zhōng)幹和幹旱地區,地下(xià)水位對土基沒有影響時,乘積不應大(dà)于120;
(2)在潮濕多雨地區,乘積不應大(dà)于100。
7.2.4當用于基層的在最佳含水量·下(xià)制備的級配礫石試件的幹密度與工(gōng)地規定達到的壓實幹密度相同時,浸水4d的承載比值應不小(xiǎo)于160%。
7.2.5用做底基層的砂礫、砂礫土或其他粒狀材料的級配,應位于表7.2.5的範圍内。液限應小(xiǎo)于28%,塑性指數應小(xiǎo)于9。
表7.2.5砂礫底基層的級配範圍
篩孔尺寸(mm) | 53 | 37.5 | 9.5 | 4.75 | 0.6 | 0.075 |
通過質量百分(fēn)率(%) | 100 | 80~100 | 40~100 | 25~85 | 8~45 | 0~15 |
7.2.6當用于底基層的在最佳含水量下(xià)制備的級配礫石試件的幹密度與工(gōng)地規定達到的壓實幹密度相同時,浸水4d的承載比值在輕交通道路上應不小(xiǎo)于40%,在中(zhōng)等交通道路上應不小(xiǎo)于60%。
7.2.7級配礫石用做基層時,石料的集料壓碎值應滿足下(xià)列規定:
基層:
二級公路 不大(dà)于30%
三級和四級公路 不大(dà)于35%
底基層:
高速公路和一(yī)級公路 不大(dà)于30%
二級公路 不大(dà)于35%
二級以下(xià)公路 不大(dà)于40%
7.3 施 工(gōng)
7.3.1級配礫石施工(gōng)的工(gōng)藝流程按圖7.3.1的順序進行。
7.3.2準備下(xià)承層,有關要求同3.4.2條。
7.3.3施工(gōng)放(fàng)樣,有關要求同3.4.3條。
7.3.4計算材料用量
根據各路段基層或底基層的寬度、厚度及預定的幹密度,計算各段需要的集料數量。如級配礫石系用兩種集料合成時,分(fēn)别計算兩種集料的數量;根據料場集料的含水量以及所用運料車(chē)輛的噸位,計算每車(chē)材料的堆放(fàng)距離(lí)。
7.3.5運輸和攤鋪集料
1集料裝車(chē)時,應控制每車(chē)料的數量基本相等。
2同一(yī)料場供料的路段内,由遠到近将料按本規範7.3.4條計算的距離(lí)卸置于下(xià)承層上。卸料距離(lí)應嚴格掌握,避免料不夠或過多。采用兩種集料時,應先将主要集料運到路上,待主要集料攤鋪後,再運另一(yī)種集料并攤鋪。如粗細兩種集料的最大(dà)粒徑相差很多,應在粗集料處于潮濕狀态下(xià)攤鋪細集料。
3料堆每隔一(yī)定距離(lí)應留一(yī)缺口。
4集料在下(xià)承層上的堆置時間不宜過長。運送集料較攤鋪集料工(gōng)序宜隻提前數天。
5應通過試驗确定集料的松鋪系數,并确定松鋪厚度。人工(gōng)攤鋪混合料時,其松鋪系數約爲1.40~1.50;平地機攤鋪混合料時,其松鋪系數約爲1.25~1.35。
6用平地機或其他合适的機具将料均勻地攤鋪在預定的寬度上,表面應力求平整,并有規定的路拱。應同時攤鋪路肩用料。
7檢查松鋪材料層的厚度是否符合預計要求,必要時,應進行減料或補料工(gōng)作。
7.3.6拌和及整形
1用平地機拌和時,每一(yī)作業段的長度宜爲300~500m。
(1)拌和時,平地機刀片的安裝角度宜符合表6.3.6和圖6.3.6的要求。
一(yī)般需拌和5~6遍。拌和過程中(zhōng),用灑水車(chē)灑足所需的水分(fēn)。.
拌和結束時,混合料的含水量應均勻,并較最佳含水量大(dà)1%左右。應無粗細顆粒離(lí)析現象。
(2)使用符合級配要求的天然砂礫時,如攤鋪後混合料有粗細顆粒離(lí)析現象,應用平地機進行補充拌和。
(3)用平地機将拌和均勻的混合料按規定的路拱進行整平和整形。
(4)用拖拉機、平地機或輪胎壓路機在已初平的路段上快速碾壓一(yī)遍,以暴露潛在的不平整。
(5)再用平地機進行整平和整形。
2用拖拉機牽引四铧犁或五铧犁進行拌和時,每一(yī)作業段的長度宜爲100~150m。第一(yī)遍由路中(zhōng)心開(kāi)始,将混合料向中(zhōng)間翻,同時機械應慢(màn)速前進。第二遍則應從兩邊開(kāi)始,将混合料向外(wài)翻。拌和過程中(zhōng),用灑水車(chē)灑足所需的水分(fēn)。拌和遍數以雙數爲宜,一(yī)般需拌6遍。
拌和結束時,混合料含水量應均勻,并較最佳含水量大(dà)1%左右,且無離(lí)析現象。
用平地機或用其他機具按規定的路拱進行整平和整形。在整形過程中(zhōng),嚴禁任何車(chē)輛通行。
7.3.7碾壓,有關要求同6.3.7條
7.3.8橫縫的處理,有關要求同6.3.8條
7.3.9縱縫的處理,有關要求同6.3.9條
8 填隙碎石
8.1 一(yī)般規定
8.1.1用單一(yī)粒徑的粗碎石和石屑組成的填隙碎石可用幹法施工(gōng),也可用濕法施工(gōng)。幹法施工(gōng)的填隙碎石特别适宜于幹旱缺水地區。
8.1.2填隙碎石的一(yī)層壓實厚度,可取碎石最大(dà)粒徑的1.5~2.0倍。
8.1.3缺乏石屑時,可以添加細礫砂或粗砂等細集料,但其技術性能不如石屑。
8.1.4填隙碎石可用于各等級公路的底基層和二級以下(xià)公路的基層。
8.1.5填隙碎石施工(gōng)時,應遵守下(xià)列規定:
(1)細集料應幹燥。
(2)應采用振動輪海米寬質量不小(xiǎo)于1.8t的振動壓路機進行碾壓。填隙料應填滿粗碎石層内部的全部孔隙。碾壓後,表面粗碎石間的孔隙應填滿,但不得使填隙料覆蓋粗集料而自成一(yī)層,表面應看得見粗碎石。碾壓後基層的固體(tǐ)體(tǐ)積率應不小(xiǎo)于85%,底基層的固體(tǐ)體(tǐ)積率應不小(xiǎo)于83%。
(3)填隙碎石基層未灑透層瀝青或未鋪封層時,禁止開(kāi)放(fàng)交通。
8.2 材 料
8.2.1填隙碎石用做基層時,碎石的最大(dà)粒徑不應超過53mm;用做底基層時,碎石的最大(dà)粒徑不應超過63mm。
8.2.2粗碎石可以用具有一(yī)定強度的各種岩石或漂石軋制①,但漂石的粒徑應爲粗碎石最大(dà)粒徑的3倍以上;也可以用穩定的礦渣軋制,礦渣的幹密度和質量應比較均勻,且其幹密度不小(xiǎo)于960kg/m3。材料中(zhōng)的扁平、長條和軟弱顆粒的含量不應超過15%。
注:①宜用石灰岩軋制。
8.2.3填隙碎石、粗碎石的顆粒組成應符合表8.2.3的規定。
表8.2.3填隙碎石、粗碎石的顆粒組成
編号 | 通過質量百分(fēn)率(%)
标稱尺寸(mm) | 篩孔尺寸(mm) | |||||||
63 | 53 | 37.5 | 31.5 | 26.5 | 19 | 16 | 9.5 | ||
1 | 30~60 | 100 | 25~60 | 0~15 | 0~5 | ||||
2 | 25~50 | 100 | 25~50 | 0~15 | 0~5 | ||||
3 | 20~40 | 100 | 35~70 | 0~15 | 0~5 |
8.2.4采用表8.2.3中(zhōng)的1号粗集料時,填隙料的标稱最大(dà)粒徑可爲9.5mm①。
注:①宜用軋制石灰岩碎石的石屑。
填隙料宜具有表8.2.4的顆粒組成。
表8.2.4填隙料的顆粒組成
篩孔尺寸(mm) | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 0.6 | 0.075 | 塑性指數 |
通過質量百分(fēn)率(%) | 100 | 85~100 | 50~70 | 30~50 | 0~10 | <6 |
8.2.5粗碎石的壓碎值應符合下(xià)列規定:
用做基層 不大(dà)于26%
用做底基層 不大(dà)于30%
8.3 施 工(gōng)
8.3.1填隙碎石的施工(gōng)工(gōng)藝流程宜按圖8.3.1的順序進行。
8.3.2準備下(xià)承層,有關要求同3.4.2條。
8.3.3施工(gōng)放(fàng)樣,有關要求同3.4.3條。
8.3.4備料
根據各路段基層或底基層的寬度、厚度及松鋪系數,計算各段需要的粗碎石數量;根據運料車(chē)輛的車(chē)廂體(tǐ)積,計算每車(chē)料的堆放(fàng)距離(lí)。
填隙料的用量約爲粗碎石質量的30%-40%。
8.3.5運輸和攤鋪粗碎石
1碎石裝車(chē)時,應控制每車(chē)料的數量基本相等。
2在同一(yī)料場供料的路段内,由遠到近将粗碎石按本規範8.3.4條計算的距離(lí)卸置于下(xià)承層上。卸料距離(lí)應嚴格掌握,避免有的路段料不夠或料過多。
3料堆每隔一(yī)定距離(lí)應留一(yī)缺口。
4用平地機或其他合适的機具将粗碎石均勻地攤鋪在預定的寬度上,表面應力求平整,并有規定的路拱。應同時攤鋪路肩用料。
5檢查松鋪材料層的厚度是否符合預計要求,必要時,應進行減料或補料工(gōng)作。
8.3.6撒鋪填隙料和碾壓
1.幹法施工(gōng)
(1)初壓:用8t兩輪壓路機碾壓3~4遍,使粗碎石穩定就位。在直線和不設超高的平曲線段上,碾壓從兩側路肩開(kāi)始,逐漸錯輪向路中(zhōng)心進行;在設超高的平曲線段上,碾壓從内側路肩開(kāi)始,逐漸錯輪向外(wài)側路肩進行。錯輪時,每次重疊1/3輪寬。在第一(yī)遍碾壓後,應再次找平。初壓終了時,表面應平整,并具有要求的路拱和縱坡。
(2)撒鋪填隙料:用石屑撒布機或類似的設備将幹填隙料均勻地撒鋪在已壓穩的粗碎石層上,松鋪厚度約2.5~3.0cm。必要時,用人工(gōng)或機械掃勻。
(3)碾壓:用振動壓路機慢(màn)速碾壓,将全部填隙料振人粗碎石間的孔隙中(zhōng)。如沒有振動壓路機,可用重型振動闆。碾壓方法同本款(1)項,但路面兩側應多壓2~3遍。
(4)再次撒布填隙料:用石屑撒布機或類似的設備将幹填隙料再次撒鋪在粗碎石層上,松鋪厚度約2.0~2.5cm。用人工(gōng)或機械掃勻。
(5)再次碾壓:用振動壓路機按本款(3)項進行碾壓。在碾壓過程中(zhōng),對局部填隙料不足之處,人工(gōng)進行找補。局部多餘的填隙料應掃除。
(6)再次碾壓後,如表面仍有未填滿的孔隙,則應補撒填隙料,并用振動壓路機繼續碾壓,直到全部孔隙被填滿爲止。同時,應将局部多餘的填隙料鏟除或掃除。填隙料不應在粗碎石表面自成一(yī)層。表面必須能看得見粗碎石。
如填隙碎石層上爲薄瀝青面層,應使粗碎石的棱角外(wài)露3~5mm。
(7)當需分(fēn)層鋪築時,應将已壓成的填隙碎石層表面粗碎石外(wài)露約5~l0mm,然後在上攤鋪第二層粗碎石,并按本款(1)項到(6)項要求施工(gōng)。
(8)填隙碎石表面孔隙全部填滿後,用12~15t三輪壓路機再碾壓1~2遍。在碾壓過程中(zhōng),不應有任何蠕動現象。在碾壓之前,宜在表面先灑少量水,灑水量宜爲3kg/m2以上。
2.濕法施工(gōng)
(1)開(kāi)始工(gōng)序與本條第1款(1)項到(6)項要求相同。
(2)粗碎石層表面孔隙全部填滿後,立即用灑水車(chē)灑水,直到飽和,但應注意避免多餘水浸泡下(xià)承層。
(3)用12~15t三輪壓路機跟在灑水車(chē)後進行碾壓。在碾壓過程中(zhōng),将濕填隙料繼續掃人所出現的孔隙中(zhōng)。需要時,再添加新的填隙料。灑水和碾壓應一(yī)直進行到填隙料和水形成粉砂漿爲止。粉砂漿應填塞全部孔隙,并在壓路機輪前形成微波紋狀。
(4)幹燥:碾壓完成的路段應讓水分(fēn)蒸發一(yī)段時間。結構層變幹後,表面多餘的細料以及細料覆蓋層都應掃除幹淨。
(5)當需分(fēn)層鋪築時,應待結構層變幹後,将已壓成的填隙碎石層表面的填隙料掃除一(yī)些,使表面粗碎石外(wài)露5~10mm,然後在上攤鋪第二層粗碎石,并按本款(1)項到(4)項要求施工(gōng)。
9 質量管理及檢查驗收
9.1 一(yī)般規定
9.1.1二級和二級以上公路工(gōng)程應按本章質量管理及檢查驗收内容和要求執行,其他等級公路工(gōng)程可參照執行。
9.1.2質量管理包括所用材料的标準試驗、鋪築試驗段、施工(gōng)過程中(zhōng)的質量管理和檢查驗收(工(gōng)序間)。
9.1.3必須建立、健全工(gōng)地試驗,質量檢查及工(gōng)序間的交接驗收等項制度。試驗、檢驗應做到原始記錄齊全,數據真實可靠。
9.1.4工(gōng)地試驗室應能進行所用基層材料的各項試驗,還應具備進行現場壓實度和平整度檢查的能力,應配備彎沉測量的儀具和路面鑽機。
9.1.5各個工(gōng)序完結後,均應進行檢查驗收。經檢驗合格後,方可進行下(xià)一(yī)個工(gōng)序。凡經檢驗不合格的段落,必須進行補救,使其達到要求。
9.2 材料的标準試驗
9.2.1在組織現場施工(gōng)以前以及在施工(gōng)過程中(zhōng),原材料(包括土)或混合料發生(shēng)變化時,必須對拟采用的材料進行規定的基本性質試驗,評定材料質量和性能是否符合要求。
9.2.2對用做底基層和基層的原材料,應進行表9.2.2所列的試驗。
9.2.3對初步确定使用的底基層和基層混合料,包括摻配後不用結合料穩定的材料,應進行表9.2.3所列的試驗。
表9.2.2底基層和基層原材料的試驗項目
試驗項目 | 材料名稱 | 目 的 | 頻(pín) 度 | 儀器和試驗方法 |
含水量 | 土、砂礫、碎石等集料 | 确定原始含水量 | 每天使用前測2個樣品 | 烘幹法、酒精燃燒法、含水量快速測定儀 |
顆粒分(fēn)析 | 砂礫、碎石等集料 | 确定級配是否符合要求,确定材料配合比 | 每種土使用前測2個樣品,使用過程中(zhōng)每2000m3測2個樣品 | 篩分(fēn)法 |
液限、塑限 | 土、級配礫石或級配碎石中(zhōng)0.5mm以下(xià)的細土 | 求塑性指數,審定是否符合規定 | 每種土使用前測2個樣品,使用過程中(zhōng)每2000 m3測2個樣品 | 液限塑限聯合測定法測液限;滾搓法塑限試驗測塑限 |
相對毛體(tǐ)積密度、吸水率 | 砂礫、碎石等 | 評定粒料質量,計算固體(tǐ)體(tǐ)積率 | 使用前測2個樣品,砂礫使用過程中(zhōng)每2000 m3測2個樣品,碎石種類變化重做2個樣品 | 網籃法或容積1000ml以上的比重瓶法 |
壓碎值 | 砂礫、碎石等 | 評定石料的抗壓碎能力是否符合要求 | 同上 | 集料壓碎值試驗 |
有機質和硫酸鹽含量 | 土 | 确定土是否适宜于用石灰或水泥穩定 | 對土有懷疑時做此試驗 | 有機質含量試驗,易溶鹽試驗 |
有效鈣、氧化鎂 | 石灰 | 确定石灰質量 | 做材料組成設計和生(shēng)産使用時分(fēn)别測2個樣品,以後每月測2個樣品 | 石灰的化學分(fēn)析 |
水泥标号和終凝時間 | 水泥 | 确定水泥的質量是否适宜應用 | 做材料組成設計時測1個樣品,料源或标号變化時重測 | 水泥膠砂強度檢驗方法,水泥凝結時間檢驗方法 |
燒失量 | 粉煤灰 | 确定粉煤灰是否适用 | 做材料組成設計前測2個樣品 | 燒失量試驗 |
表9.2.3底基層和基層混合料的試驗項目
試驗項目 | 目 的 |
重型擊實試驗 | 求最佳含水量和最大(dà)幹密度,以規定工(gōng)地碾壓時的合适含水量和應該達到的最小(xiǎo)幹密度,确定制備強度試驗和耐久性試驗的試件所應該用的含水量和幹密度;确定制備承載比試件的材料含水量 |
承載比 | 求工(gōng)地預期幹密度下(xià)的承載比,确定材料是否适宜做基層或底基層 |
抗壓強度 | 進行材料組成設計,選定最适宜于用水泥或石灰穩定的土(包括粒料);規定施工(gōng)中(zhōng)所用的結合料劑量;爲工(gōng)地提供評定質量的标準 |
延遲時間 | 對已定水泥劑量的混合料,确定延遲時間對混合料密度和抗壓強度的影響,并據此确定施工(gōng)允許的延遲時間 |
9.3 鋪築試驗段
9.3.1在底基層和基層正式開(kāi)工(gōng)之前,應鋪築試驗段。
9.3.2應通過鋪築無結合料的集料基層試驗段,确定以下(xià)主要項目:
(1)用于施工(gōng)的集料配合比例。
(2)材料的松鋪系數。
(3)确定标準施工(gōng)方法:。
①集料數量的控制;
②集料攤鋪方法和适用機具;
③合适的拌和機械、拌和方法、拌和深度和拌和遍數;
④集料含水量的增加和控制方法;
⑤整平和整形的合适機具和方法;
⑥壓實機械的選擇和組合,壓實的順序、速度和遍數;
⑦拌和、運輸、攤鋪和碾壓機械的協調和配合;
⑧密實度的檢查方法,初定每一(yī)作業段的最小(xiǎo)檢查數量。
(4)确定每一(yī)作業段的合适長度。
(5)确定一(yī)次鋪築的合适厚度。
9.3.3通過鋪築水泥穩定土、石灰穩定土和石灰工(gōng)業廢渣穩定土基層試驗段,除确定9.3.2條所列者外(wài),還應确定控制結合料數量和拌和均勻性的方法
對于水泥穩定土基層,還包括通過嚴密組織拌和、灑水、整形、碾壓等工(gōng)序,縮短延遲時間,規定允許的拌和時間。
9.4 質量管理
9.4.1施工(gōng)過程中(zhōng)的質量管理包括外(wài)形尺寸的控制和檢查以及質量控制和檢查。
9.4.2外(wài)形尺寸檢查項目、頻(pín)度和質量标準應符合表9.4.2的要求。
9.4.3質量控制的項目、頻(pín)度和質量标準應符合表9.4.3的要求。
工(gōng)程類别 | 項目 | 頻(pín)度 | 質量标準 | ||
高速公路和一(yī)級公路 | 一(yī)般公路 | ||||
底基層 | 縱斷高程(m) | 二級及二級以下(xià)公路每20延米1點;高速公路和一(yī)級公路每20延米1個斷面,每個斷面3~5個點 | +5,-15 | +5,-20 | |
厚度 (mm) | 均值 | 每1500~2000m26個點 | -10 | -12 | |
單個值 | -25 | -30 | |||
寬度(mm) | 每40延米1處 | +0以上 | +0以上 | ||
橫坡度(%) | 每100延米3處 | ±0.3 | ±0.5 | ||
平整度(mm) | 每200延米2處,每處連續10尺(3m直尺) | 12 | 15 | ||
基層 | 縱斷高程(m) | 二級及二級以下(xià)公路每20延米1點;高速公路和一(yī)級公路每20延米1個斷面,每個斷面3~5個點 | +5,-10 | +5,-15 | |
厚度 (mm) | 均值 | 每1500~2000m26個點 | -8 | -15 | |
單個值 | -10 | -20 | |||
寬度(mm) | 每40延米1處 | +0以上 | +0以上 | ||
橫坡度(%) | 每100延米3處 | ±0.3 | ±0.5 | ||
平整度(mm) | 每200延米2處,每處連續10尺(3m直尺) | 8 | 12 | ||
連續式平整度儀的标準差(mm) | 3.0 |
表9.4.3質量控制的項目、頻(pín)度和質量标準
工(gōng)程類别 | 項目 | 頻(pín) 度 | 質量标準 | ||
無 結 合 料 底 基 層 | 含水量 | 據觀察,異常時随時試驗 | 在本規範規定範圍内 | ||
級配 | 據觀察,異常時随時試驗 | 在本規範規定範圍内 | |||
拌和均勻性 | 随時觀察 | 無粗細集料離(lí)析現象 | |||
壓實度 | 每一(yī)作業段或不大(dà)于2000m2檢查6次以上 | 96%以上,填隙碎石以固體(tǐ)體(tǐ)積率表示,不小(xiǎo)于83% | |||
塑性指數 | 每1000m21次,異常時随時試驗 | 小(xiǎo)于本規範規定值 | |||
承載比 | 每3000m21次,據觀察,異常時随時增加試驗 | 不小(xiǎo)于本規範規定值 | |||
彎沉值檢驗 | 每一(yī)評定段(不超過lkm)每車(chē)道40~50個測點 | 95%(二級及二級以下(xià)公路)或97.7%(高速公路和一(yī)級公路)概率的上波動界限不大(dà)于計算得的容許值① | |||
無 結 合 料 基 層 | 含水量 | 據觀察,異常時随時試驗 | 在本規範規定範圍内 | ||
級配 | 每2000m21次 | 在本規範規定範圍内 | |||
拌和均勻性 | 随時觀察 | 無粗細集料離(lí)析現象 | |||
壓實度 | 每一(yī)作業段或不大(dà)于2000m2檢查6次以上 | 級配集料基層98%,中(zhōng)間層100%,填隙碎石固體(tǐ)體(tǐ)積率85% | |||
塑性指數 | 每1000m21次,異常時随時試驗 | 小(xiǎo)于本規範規定值 | |||
集料壓碎值 | 據觀察,異常時随時試驗 | 不超過本規範規定值 | |||
承載比 | 每3000m21次,據觀察,異常時随時增加試驗 | 不小(xiǎo)于本規範規定值 | |||
彎沉值檢驗 | 每一(yī)評定段(不超過lkm)每車(chē)道40~50個測點 | 95%(二級及二級以下(xià)公路)或97.7%(高速公路和一(yī)級公路)概率的上波動界限不大(dà)于計算得的容許值① | |||
水 泥 或 石 灰 移 民 定 土 及 綜 合 穩 定 土 | 級配 | 每2000m21次 | 在本規範規定範圍内 | ||
集料壓碎值 | 據觀察,異常時随時試驗 | 不超過本規範規定值 | |||
水泥或石灰劑量 | 每2000m21次,至少6個樣品,用滴定法或用直讀式測鈣儀試驗,并與實際水泥或石灰用量校核 | 不小(xiǎo)于設計值-1.0% | |||
含 水 量 | 水泥穩定土 | 據觀察,異常時随時試驗 | 在本規範規定範圍内 | ||
石灰穩定土 | |||||
拌和均勻性 | 随時觀察 | 無灰條、灰團,色澤均勻,無離(lí)析現象 | |||
壓 實 度 | 穩定細粒土 | 每一(yī)作業段或不大(dà)于2000m2檢查6次以上 | 二級及二級以下(xià)公路93%以上,高速公路和一(yī)級公路95%以上 | ||
穩定中(zhōng)粒土和粗粒土 | 二級及二級以下(xià)公路的底基層95%,基層97%;高速公路和一(yī)級公路的底基層96%,基層98% | ||||
抗壓強度 | 穩定細粒土,每一(yī)作業段或每2000m26個試件;穩定中(zhōng)粒土和粗粒土,每一(yī)作業段或每2000m26個或9個試件 | 符合本規範規定要求 | |||
石 灰 工(gōng) 業 廢 渣 穩 定 土 | 延尺時間 | 每個作業段1次 | 不超過本規範規定 | ||
配合比 | 每2000m21次 | 石灰劑量不小(xiǎo)于設計值-1%(當石灰劑量少于4%時,爲不小(xiǎo)于設計值-0.5%)以内 | |||
級配 | 每2000m21次 | 在本規範規定範圍内 | |||
含水量 | 據觀察,異常時随時試驗 | 最佳含水量±1%(二灰土爲±2%) | |||
拌和均勻性 | 随時觀察 | 無粗細集料離(lí)析現象 | |||
壓 實 度 | 二灰土 | 每一(yī)作業段或不大(dà)于2000m2檢查6次以上 | 二級及二級以下(xià)公路93%以上,高速公路和一(yī)級公路95%以上 | ||
其他含粒料的石灰工(gōng)業廢渣 | 二級及二級以下(xià)公路底基層95%或93%,基層97%以上;高速公路和一(yī)級底基層97%或95%,基層98%以上 | ||||
抗壓強度 | 穩定細粒土,每一(yī)作業段或每2000m26個試件;穩定中(zhōng)粒土和粗粒土,每一(yī)作業段或每2000m26個或9個試件 | 符合規定要求 |
注:①彎沉值按附錄A計算。
9.4.4對于無機結合料穩定基層,應取鑽件(俗稱路面芯樣)檢驗其整體(tǐ)性。水泥穩定基層的齡期7~10d時,應能取出完整的鑽件。二灰穩定基層的齡期20—28d時,應能取出完整的鑽件。
如果路面鑽機取不出水泥穩定基層或二灰穩定基層的完整鑽件,則應找出不合格基層的界限,進行返工(gōng)處理。
9.5 檢查驗收
9.5.1檢查驗收的白(bái)的是判定完成的路面結構層是否滿足設計文件與施工(gōng)規範的要求。
檢查内容包括工(gōng)程竣工(gōng)後的外(wài)形和質量。
9.5.2判定路面結構層質量是否合格(即滿足要求)時,以lkm長的路段爲評定單位。采用大(dà)流水作業法施工(gōng)時,也可以每天完成的段落爲評定單位。
9.5.3檢查施工(gōng)原始記錄,對上述檢查内容進行初步評定。.
9.5.4進行抽樣檢查。抽樣必須是随機的,不能帶有任何傾向性。壓實度、厚度、水泥(石灰)劑量檢測樣品、制強度試件樣品等的現場随機取樣位置的确定應按附錄B的方法進行。
9.5.5竣工(gōng)工(gōng)程外(wài)形的檢查項目、頻(pín)度和質量标準值應符合表9.5.5的要求。
表9.5.5竣32-1-程外(wài)形的檢查項目、頻(pín)度和質量标準值
工(gōng)程類别 | 項 目 | 頻(pín) 度 | 質量标準 | ||
高速公路和一(yī)級公路 | 二級和二級以下(xià)公路 | ||||
路基 | 高程(mm) | 每200m4點 | +10,-15 | +10,-20 | |
寬度(mm) | 每200m4個斷面 | 不小(xiǎo)于設計值 | 不小(xiǎo)于設計值 | ||
橫坡度(%) | 每200m4個斷面 | ±0.5 | ±0.5 | ||
平整度(mm) | 每200m2處,每處連續10尺(3m直尺) | ≤15 | ≤20 | ||
底基層 | 高程(mm) | 每200m4點 | +5,-15 | +5,-20 | |
厚度(mm) | 均值 | 每200m每車(chē)道1點 | -10 | -12 | |
單個值 | -25 | -30 | |||
寬度(mm) | 每200m4個斷面 | +0以上 | +0以上 | ||
橫坡度(%) | 每200m4個斷面 | ±0.3 | ±0.5 | ||
平整度(mm) | 每200m2處,每處連續10尺 | 12 | 15 | ||
基層 | 高程(mm) | 每200m4點 | +5,-10 | +5,-15 | |
厚度(mm) | 均值 | 每200m每車(chē)道1點 | -8 | -10 | |
單個值 | -15 | -20 | |||
寬度(mm) | 每200m4個斷面 | +0以上 | +0以上 | ||
橫坡度(%) | 每200m4個斷面 | ±0.3 | ±0.5 | ||
平整度(mm) | 每200m2處,每處連續10尺 | 8 | 12 | ||
連續式平整度儀的标準差(mm) | 3.0 |
厚度檢查後,應按式(9.5.5-1)和式(9.5.5-2)分(fēn)别計算其平均值和标準差S:
(9.5.5-1)
(9.5.5-2)
式中(zhōng):Xl、X2…Xn——每次檢查得的厚度值;
n——檢查數量。
按式(9.5.5-3)計算算術平均值的下(xià)置信限:
(9.5.5-3)
式中(zhōng):——t分(fēn)布表中(zhōng)随自由度和保證率(或置信度α)而變的系數,對高速公路和一(yī)級公路應取保證率99%,對其他公路可取保證率95%。
厚度平均值的下(xià)置信限( )應不小(xiǎo)于設計厚度減去(qù)均值允許誤差。
9.5.6應按表9.5.6對工(gōng)程質量進行檢查驗收。
表9.5.6質量合格标準值
工(gōng)程類别 | 檢查項目 | 檢查數量 | 标準值 | 極限低值 |
路基 | 壓實度 | 200m4處(灌砂法) | 重型壓實标準,二級和二級以下(xià)公路93%以上,高速公路和一(yī)級公路不小(xiǎo)于95% | 二級和二級以下(xià)公路88%,高速公路和一(yī)級公路90% |
碾壓檢驗① | 全面随時 | 無“彈簧”現象 | ||
彎沉值② | 第一(yī)評定段(不超過1km)每車(chē)道40~50個測點③ | 按附錄A所得的彎沉标準值 | ||
無結合料底基層 | 壓實度 | 6~10③處 | 96% | 92% |
彎沉值② | 每車(chē)道40~50個測點③ | 按附錄A所得的彎沉标準值 | ||
級配碎石(或礫石) | 壓實度 | 6~10③處 | 基層98% | 94% |
底基層96% | 92% | |||
顆粒組成 | 2~3③ | 規定級配範圍 | ||
彎沉值② | 每車(chē)道40~50個測點③ | 按附錄A所得的彎沉标準值 | ||
填隙碎石 | 壓實度(固體(tǐ)體(tǐ)積率) | 6~10③處 | 基層85% | 82% |
底基層83% | 80% | |||
彎沉值② | 每車(chē)道40~50個測點③ | 按附錄A所得的彎沉标準值 | ||
水泥土、石灰土、二灰、二灰土 | 壓實度 | 6~10③處 | 93%(95%) | 89%(91%) |
水泥或石灰劑量(%) | 3~6③處 | 設計值 | 水泥1.0% 石灰2.0% | |
水泥穩定土、石灰、穩定土、石灰工(gōng)業廢渣穩定土 | 壓實度 | 6~10③處 | 基層98%(97%) | 94%(93%) |
底基層96%(95%) | 92%(91%) | |||
顆粒組成 | 2~3 | 規定級配範圍 | ||
水泥或石灰劑量(%) | 3~6③處 | 設計值 | 設計值-1.0% |
注:①對于路基,碾壓檢驗是最重要的。用重型壓路機在準備驗收的路基上錯輪碾壓3~4遍,能暴露潛在的薄弱位置,以便及時進行必要的處理。
②按附錄A計算得的彎沉值即是極限高值。
③以每天完成段落爲評定單位時,檢查數量可取低值,以lkm爲評定單位時,檢查數量應取高值。
9.5.7測量彎沉後,考慮一(yī)定保iiE率測量值的上波動界限按式(9.5.7)計算:
(9.5.7)
式中(zhōng):——測量值的上波動界限(即代表彎沉值);
——标準車(chē)測得的彎沉的平均值;
——與要求保證率有關的系數,高速公路和一(yī)級公路可取 =2.0;二級公路取 =1.645;二級以下(xià)公路取 =1.5。
在計算觀測值的平均值和标準差時,可将超出[±(2~3)S]的彎沉特異值舍棄。舍棄後,計算得的代表彎沉值應不大(dà)于容許的彎沉值。
對舍棄的彎沉值過大(dà)的點,應找出其周圍界限,并進行局部處理。
壓實度檢查後,其下(xià)置信限應不小(xiǎo)于标準值置Kd(參看公式(9.5.5-3))。
水泥或石灰劑量測定後,其下(xià)置信限應不小(xiǎo)于設計值。對超出極限值的點,應找出其範圍并進行局部處理。
附錄A 回彈彎沉值的計算與檢驗
A.0.1土基回彈模量的調整
由于設計中(zhōng)采用的土基回彈模量計算值是針對不利季節的,而施工(gōng)中(zhōng)的彎沉值檢驗往往是在非不利季節進行的,因此,需先将土基回彈模量計算值(E0)按式(A.0.1)調整到相當于非不利季節的值(E0′):
E0′=K1E0 (A.0.1)
式中(zhōng):K1——季節影響系數,不同地區取值範圍爲1.2~1.4,各地可根據經驗确定。
A.0.2土基頂面的回彈彎沉計算值
土基頂面的回彈彎沉值按回歸方程式(A.0.2)計算:
(A.0.2)
式中(zhōng):E0'——土基回彈模量,單位爲MPa;
——土基頂面的回彈彎沉計算值,單位爲0.01mm。
例如,土基回彈模量測量值E0=50MPa,如該地區土基的季節影響系數爲1.2,則土基回彈模量的調整值E0'爲60MPa,将此值代入式(A.0.2),得相應的回彈彎沉計算值如下(xià):
=9308×60-0.938=200×10-2mm
這個值就是對土基進行彎沉值檢驗時的标準值,也即土基應達到的标準值。進行彎沉測量後,路段的代表彎沉值 +2S應小(xiǎo)于此标準值(對于一(yī)級公路和高速公路),或 +1.645S和 +1.5S應小(xiǎo)于此标準值(對于二級和二級以下(xià)的公路)。
A.0.3底基層頂面回彈彎沉按如下(xià)步驟計算:
(1)利用土基和底基層材料的回彈模量計算值E0和E1以及底基層的厚度h1(cm),計算模量比K1E0/K2E1及比值h1/δ(δ爲個輪迹當量圓的半徑(cm),對于黃河卡車(chē),δ=10.75cm;K2爲底基層材料的季節影響系數,可取1.1~1.2)。
(2)查附圖A.0.3,得底基層表面彎沉系數αL。
(3)彎沉綜合修正系數F按式(A.0.3-1)計算:
F=3.643αL1.8519 (A.0.3-1)
(4)按式(A.0.3-2)計算底基層頂面的回彈彎沉計算值,即标準值:
(cm) (A.0.3-2)
式中(zhōng):P——後軸重100kN卡車(chē)輪胎的單位壓力,對于黃河卡車(chē),可取0.7MPa;
K1——季節影響系數,不同地區取值範圍爲1.2~1.4。
A.0.4基層(厚度h2)頂面彎沉值計算的步驟如下(xià):
(1)按附圖A.0.3查得底基層頂面的彎沉系數αL;
(2)将具有回彈模量E1和厚度h1的底基層換算爲與基層材料相當(即具有回彈模具E2)的厚度,爲此,根據彎沉系數αL和比值KE0/KE2(K3爲基層材料的季節影響系數,可取1.05~1.0,無塑性指數的級配碎石取低值,有塑性指數的級配碎石、級配碎石、填隙碎石取高值)由附圖A.0.3查得相應的 /δ值;
(3)由h2/δ與 /δ之和及K1E0/K3E2的值,從附圖A.0.3查得相應的αL;
(4)按式(A.0.3-1)計算相應于α’L的彎沉綜合修正系數;
(5)按式(A.0.4-1)計算基層頂面應有的回彈彎沉計算值,即标準值:
′LF(cm) (A.0.4-1)
上述計算當量厚度的方法,也可由下(xià)述簡化方法代替:
即将厚度h1的底基層按公式(A.0.4-2換算爲與基層材料)相當的厚度:
(A.0.4-2)
當底基層和基層超過一(yī)層而且每層材料的回彈模量不同時,可同樣按上述方法計算各層頂面應達到的回彈彎沉值,即标準值。
附錄B 現場随機取樣位置的确定
B.0.1作爲一(yī)個檢驗評定對象,既可以是一(yī)個作業段,一(yī)天完成的路段,也可以是1km長的路段。
B.0.2現場随機取樣包括壓實度檢驗,石灰穩定土、水泥穩定土混合料的樣品(作檢驗劑量用或制試件用)取樣等。取樣的位置不應帶有任何傾向性,應根據随機數表(見表B.0.2)來确定現場取樣的具體(tǐ)位置。
B.0.3确定現場取樣或試驗位置時,需按下(xià)列程序:
(1)選定表中(zhōng)随機數欄号。表B.0.2中(zhōng)共有28個欄号,爲此,事先用28塊邊長2.5cm的方硬紙(zhǐ)塊編上1~28号,将這28塊有号的硬紙(zhǐ)塊放(fàng)在一(yī)容器(如碗)内,搖動容器使紙(zhǐ)塊徹底打亂次序,從中(zhōng)取出一(yī)塊,紙(zhǐ)塊上的号即爲所要的欄号。
(2)找出相應欄号内子欄A中(zhōng)的取樣位置數。每個欄号下(xià)均有A、B、C三個子欄,根據預定的檢驗數量(例如6個),在所定欄号的子欄A中(zhōng),找出等于所需取樣位置數的全部數(即找出小(xiǎo)于和等于6的各個數,如01、02、…06)。
(3)确定取樣或檢驗位置的縱向距離(lí)或樁号。将該檢查段的總長度乘以子欄B中(zhōng)的小(xiǎo)數,此小(xiǎo)數應與(2)找出的子欄A中(zhōng)的數相對應,将所得結果加到該段的起點樁号上,即得出檢驗位置的樁号(此結果也就是距該段起點的距離(lí))。
(4)确定取樣或檢驗位置的橫向距離(lí)。将檢查對象(路基或某一(yī)路面結構層)的寬度乘以子欄C中(zhōng)的小(xiǎo)數,此小(xiǎo)數也應與(2)找出的子欄A中(zhōng)的數相對應。從所得乘積中(zhōng)減去(qù)檢查對象寬度的一(yī)半,就得到取樣位置離(lí)路面中(zhōng)心線的距離(lí)。如差值是正(+),表示在中(zhōng)心線的右側;如差值是負(-),表示在中(zhōng)心線左側。
例如,選定的随機數欄爲欄号3。在預定檢驗數爲6時,欄号3從上至下(xià)的6個數是01、06、03、02、04和05。子欄B中(zhōng)與這6個數相應的6個小(xiǎo)數是0.175、0.310、0.494、0.699、0.838和0.977。檢查段的總長度是150m,計算得6個乘積(檢查位置與該段起點
的距離(lí))分(fēn)别爲26.3m、46.5m、74.1m、104.9m、125.7m和146.6m。子欄C中(zhōng)與這6個數相應的6個小(xiǎo)數是0.647、0.043、0.929、0.073、0.166和0.494。路面寬度爲l0m,計算得6個乘積分(fēn)别是6.47、0.43、9.29、0.73、1.66和4.94。因此,6個檢查點的橫向位置分(fēn)别是:右1.47m、左4.57m、右4.29m、左4.27m、左3.34m和左0.06m。
附件:條文說明
附件
中(zhōng)華人民共和國行業标準
公路路面基層施工(gōng)技術規範
JTJ034——2000
條文說明
修訂說明
原中(zhōng)華人民共和國行業标準《公路路面基層施工(gōng)技術規範》(JTJ034-93,以下(xià)簡稱原規範)是1993年12月1日由交通部發布并批準實施的,實行5年來,對指導我(wǒ)國公路路面基層施工(gōng),保證路面質量起到了很大(dà)作用。1997年交通部決定對原規範進行修訂,由交通部公路科學研究所負責修訂工(gōng)作。
爲了适應我(wǒ)國高速公路和一(yī)級公路建設迅速發展的需要,以及爲了進一(yī)步提高公路路面基層質量,在總結原規範實施經驗的基礎上,本規範對原規範作了某些必要的補充和修改。其主要修改内容如下(xià):
(1)将原規範中(zhōng)涉及術語的内容抽出并單列一(yī)章術語。
(2)近幾年來,部分(fēn)高速公路的基層設計成兩層,爲了保證基層的質量和平整度,兩層基層都采用攤鋪機攤鋪混合料,取得了較好的效果。基層的質量和平整度對路面的使用性能和使用壽命有至關重要的作用。因此,建議基層分(fēn)兩層施工(gōng)時,上下(xià)兩層都用攤鋪機攤鋪混合料。
(3)由于二級公路常是幹線公路中(zhōng)的一(yī)部分(fēn),往往交通量較大(dà),爲使二級公路的路面能适應較大(dà)交通量和車(chē)輛載質量明顯增加的客觀情況,對于二級公路路面基層的材料和施工(gōng)工(gōng)藝都提出了較高要求。
(4)原規範中(zhōng)對集料的顆粒組成都是采用了方孔篩,且采用了整數篩孔尺寸,如40mm、30mm、20mm、l0mm等,而後續發布的《公路瀝青路面施工(gōng)技術規範》(JTJ032)也采用了方孔篩,但采用了帶小(xiǎo)數的篩孔尺寸,如37.5mm、31.5mm、9.5mm、4.75mm等,兩個規範的篩孔尺寸有明顯差别,不利于使用。
對于某種适宜應用的集料顆粒組成,既可以用整數篩孔表示,也可以用非整數篩孔表示,還可以用圓孔篩表示,并無任何實質性差别,而且它們之間是可以互相轉換的。
爲使大(dà)家使用方便和避免使用兩套不同規格的方孔篩,本規範将原用整數方孔篩改爲與《公路瀝青路面施工(gōng)技術規範》(JTJ032)所用方孔篩的尺寸相同。
(5)一(yī)些實際上屆專用路線的公路(例如運煤公路)上重載車(chē)輛很多,這些車(chē)輛通常嚴重超載,輪胎充氣壓力高達1MPa左右,軸載達到160kN左右。爲适應這種特殊交通,本規範建議提高基層材料的強度标準。同時它有利于減輕基層沖刷。
(6)對原規範中(zhōng)的條文說明作了必要的補充。
爲使各單位在使用本規範時,正确理解條文的意義,便于根據實際情況靈活運用,按本規範的條款順序對某些條款作必要的條文說明。
1 總 則
1.0.1實踐證明,無論是對于瀝青路面還是水泥混凝土路面,影響其使用性能和使用壽命的最關鍵因素是基層的材料和質量。新建高速公路和其他公路産生(shēng)的一(yī)些早期破壞常與基層質量不好有關。
1.0.2在瀝青路面結構層中(zhōng)有一(yī)層強度滿足規定要求的無機結合料穩定材料層,當其厚度大(dà)于或等于15cm時,稱半剛性路面。其特性明顯不同于全是柔性材料層的瀝青路面。
1.0.4用瀝青碎石混合料和瀝青貫入式碎石做基層時,其技術要求、施工(gōng)方法和質量管理均與《公路瀝青路面施工(gōng)技術規範》(JTJ032)中(zhōng)的熱拌瀝青混合料和上拌下(xià)貫式路面中(zhōng)的下(xià)貫部分(fēn)相同,所以在本規範中(zhōng)不再列出·。
國内以往習用的手擺片石、拳石和幹壓碎石等基層或底基層的技術性能不好,容易引起瀝青面層出現不規則裂縫和形變以及平整度不好,影響路面使用質量和使用壽命,因此,在等級公路上不應使用,本規範也不列出。
1.0.5貧混凝土爲以往的習慣名稱。在1986年版的英國《公路工(gōng)程技術規範》中(zhōng)稱做濕貧混凝土,并分(fēn)成四個等級,其相應的立方體(tǐ)試件(150mm×l50mm×l50mm)的7d齡期五側限抗壓強度如下(xià):
标号 7d抗壓強度(MPa) 水灰比
C7.5 4.5 0.6
C10 7.5 0.6
C15 12 0.6
C20 15 0.6
濕貧混凝土的施工(gōng)與混凝土相同,其技術要求、施工(gōng)方法和質量管理應符合國家标準《水泥混凝土路面施工(gōng)及驗收規範》(GBJ97)。
強度與上述濕貧混凝土相似的水泥穩定級配集料,有的國家稱其爲幹貧混凝土,在上述英國規範中(zhōng)稱水泥結材料,其施工(gōng)方法和質量管理與本規範相同,英國水泥結材料也分(fēn)成下(xià)列四個等級:
标号 立方體(tǐ)試件 7d抗壓強度(MPa) 水灰比
平均值 單個值
CBMl 4.5 >2.5 就地拌和或廠拌
CBM2 7 >4.5 同上
CBM3 10 >6.5 廠拌
CBM4 15 >10 廠拌
在英國運輸部1987年的部标準HD14/87《新路面結構設計》中(zhōng),CBMl與C7.5濕貧混凝土可以互換用做底基層,CBM3與濕貧混凝土C15可以互換用做水泥混凝土面闆的基層。
1.0.6考慮到某些中(zhōng)級路面過若幹年後可能改建成瀝青路面或水泥混凝土路面,爲使當前施工(gōng)的中(zhōng)級路面的主要承重層在今後改建路面時可以直接用做基層或底基層,避免将整個路面翻起重新處治,所以中(zhōng)級路面的主要承重層應按本規範的規定實施。對這種中(zhōng)級路面進行改建時,僅需将表面磨耗層鏟除。
3 水泥穩定土
3.1 一(yī)般規定
3.1.1土中(zhōng)單個顆粒指碎石、礫石或砂顆粒,不包括土塊或土團。
3.1.3水泥穩定土有良好的闆體(tǐ)性,它的水穩性和抗凍性都較石灰穩定土好。水泥穩定土的初期強度高并且強度随齡期增長,它的力學強度還可視需要而調整。它的7d齡期抗壓強度小(xiǎo)可小(xiǎo)到1MPa以下(xià),大(dà)可大(dà)到30MPa以上(如水泥混凝土)。因此,水泥穩定土可以在各種等級的公路上用做基層或底基層。暴露的水泥穩定土易幹縮和冷縮而産生(shēng)裂縫。
由于水泥土(含水泥石灰綜合穩定土)有下(xià)述三個不利特征,因此禁止用做高級瀝青路面的基層。實際上,在水泥混凝土面闆下(xià)也不宜應用,而隻能用做底基層。
1.水泥土的幹縮系數和幹縮應變以及溫縮系數都明顯大(dà)于水泥砂礫和水泥碎石,水泥土容易産生(shēng)嚴重的收縮裂縫,并影響瀝青面層,使瀝青路面增加不少裂縫。試驗表明,各自在最佳含水量下(xià)制成試件後,在空氣中(zhōng)風幹所達到的最大(dà)幹縮應變εd,水泥土爲2780~3950μ,而水泥砂礫隻有110~200μ。
2.水泥土的強度沒有充分(fēn)形成時,如表面水由瀝青面層滲入,水泥土基層的表層會發生(shēng)軟化。即使是幾毫米厚的軟化層也會導緻瀝青面層龜裂破壞。
3.水泥土的抗沖刷能力明顯小(xiǎo)于水泥級配集料(簡稱水泥粒料)。一(yī)旦表面水由瀝青面層的裂縫或由水泥混凝土面闆的接縫透入,容易産生(shēng)沖刷現象。在瀝青面層較薄的情況下(xià),沖刷成的漿被唧出到表面,沖刷唧漿的結果是裂縫下(xià)陷和路面變形,裂縫兩側産生(shēng)新裂縫,見附圖3.1.3。在水泥混凝土面闆下(xià),沖刷唧漿的結果是混凝土闆邊角斷裂。
3.1.4水泥級配集料和水泥級配集料土①的水泥劑量在5%~6%時,其收縮系數最小(xiǎo),超過6%後,混合料的收縮系數增大(dà)。爲減少混合料的收縮性,應控制水泥劑量不超過6%。改善集料的級配可以明顯增加混合料的強度和耐久性。例如,對于天然砂礫(往往級配不好),要用6%~8%的水泥穩定,才能達到規定的強度要求;而添加部分(fēn)細料使其達到最佳級配後,隻要加3%~4%的水泥穩定,就可以達到要求的強度。水泥穩定最佳級配砂礫的強度比穩定天然砂礫的強度高50%~100%。爲了滿足凍融試驗的要求,最佳級配砂礫隻要用2%的水泥,而天然砂礫要用5%~6%的水泥。但是要求水泥粒料有較高強度(如大(dà)于4MPa)時,水泥劑量可能會超過6%。
注:①集料指級配碎石和級配礫石等,集料土指在上述級配集料中(zhōng)含有粘性土,下(xià)同。
3.1.5養生(shēng)溫度對水泥穩定土的強度有很明顯的影響。養生(shēng)溫度越高,水泥穩定土的強度也越高,如附圖3.1.5所示。
3.1.7、3.2.7和3.7.2從加水拌和到碾壓終了的延遲時間對水泥穩定土混合料的強度和所能達到的幹密度有明顯的影響。延遲時間愈長,混合料強度和幹密度的損失愈大(dà),見附圖3.1.7。
從附圖3.1.7可以看到,延遲時間4h,水泥砂礫混合料能達到的幹密度隻有2.18g/cm3,僅爲無延遲時間時的92%(2.37g/cm3),其強度則從無延遲時間時的5.2MPa降到2.1MPa,降低了60%。
延遲時間對混合料強度的影響取決于兩個因素,即水泥品種和土質。在土質不變的情況下(xià),用終凝時間短的水泥時,延遲時間對混合料強度損失的影響大(dà);在水泥不變的情況下(xià),延遲2h,用某些土制的混合料的強度可損失60%,而用另一(yī)些土制的混合料的強度損失可能隻有20%左右,甚至沒有損失,見附表3.1.7。
因此,既應采用終凝時間長的水泥,又(yòu)應規定施工(gōng)的延遲時間。國外(wài)通常規定延遲時間爲2h。考慮到我(wǒ)國公路施工(gōng)中(zhōng)采用路拌法的實際情況,規定了延遲時間3~4h。爲了能合适地确定延遲時間,3.7.2條規定在施工(gōng)前必須做延遲時間對混合料強度影響的試驗,并通過試驗确定應該控制的延遲時間。
3.1.7(9)薄層貼補在使用過程中(zhōng)容易脫落壓碎,引起瀝青面層推移、碎裂、唧漿、網裂和形變。
3.1.10路拌法施工(gōng),容易在拌和層底部産生(shēng)素土夾層,導緻瀝青面層過早破壞,這種早期破壞對一(yī)級公路和高速公路造成的直接經濟損失和間接經濟損失甚大(dà),爲消除素土夾層,首先規定在高速公路和一(yī)級公路上,除最下(xià)面的一(yī)層外(wài)必須采用集中(zhōng)廠拌法拌制混合料。此外(wài),路拌法施工(gōng)的混合料的均勻性較差。
表3.1.7從拌和到壓實的延尺時間爲2h時對水泥穩定土強度的影響
序号 | 土的名稱 | 顆粒組成,通過下(xià)列篩孔(mm)的質量百分(fēn)率 | 強度損失(%) | |||||||
60 | 20 | 6 | 2 | 0.6 | 0.2 | 0.06 | 0.002 | |||
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | 礫質砂 中(zhōng)等粘土 中(zhōng)砂 原狀砂礫 破碎砂礫 礦渣 細石灰石 粗石灰石 石灰石 中(zhōng)砂 砂礫 礫石—砂—粘土 礫石—砂—粘土 碎石 級配好的砂 | — — — 100 100 100 — 100 — — 100 100 100 — — | 100 — — 65 94 80 — 72 — — 90 95 97 100 — | 85 — — 35 60 46 100 32 100
60 72 82 85 100 | 79 — 100 28 44 18 77 14 85 100 43 63 67 70 86 | 65 — 85 24 34 8 37 8 45 85 38 55 54 35 70 | 15 100 15 7 9 4 22 5 23 15 18 21 20 20 30 | 3 95 5 2 0 0 10 0 12 5 4 10 8 12 12 | 3 30 5 2 — 0 10 — 12 5 4 10 8 12 12 | 60 50 0 22 9 — 17 29 6 0 14 12 16 12 12 |
一(yī)級公路和高速公路對路面平整度的要求高,對面層厚度和路面高程給的容許誤差小(xiǎo),隻有采用攤鋪機攤鋪水泥穩定土混合料,才能滿足這些要求,否則會形成用昂貴的面層材料來找補高程和平整度的情況,其結果是既增加投資(zī),瀝青面層的平整度還不一(yī)定得到保證。例如,某高速公路工(gōng)地,用平地機攤鋪和整平水泥穩定砂礫基層,在用攤鋪機鋪築粗粒式瀝青混合料後,鑽孔取出試件38個,測量得厚度變化在3.6~10.8cm之間,偏差系數達21.2%,而設計厚度是7cm。用攤鋪機攤鋪水泥混合料,還可使基層表面結構均勻,顯著減少粗細顆粒離(lí)析現象,減少基層表層的薄弱點,全面提高基層質量。
3.1.11撒布薄層水泥或水泥淨漿是爲了增強上下(xià)層間的粘結,以提高整個基層的承載能力,否則将使基層的整體(tǐ)承載能力明顯降低。
3.2 材 料
3.2.1集料顆粒的最大(dà)粒徑必須有限制。粒徑愈大(dà),拌和機、平地機和攤鋪機等施工(gōng)機械愈容易損壞,混合料愈容易産生(shēng)粗細集料離(lí)析現象,鋪築層的平整度也愈難達到高的要求。因此,不少國家常采用集料的最大(dà)粒徑爲19~20mm。但是,最大(dà)粒徑愈小(xiǎo),石料的加工(gōng)量愈大(dà),根據我(wǒ)國目前的機械水平,對一(yī)般公路路面所用集料的最大(dà)粒徑規定得較寬。實際工(gōng)作中(zhōng),應創造條件采用最大(dà)粒徑較小(xiǎo)的集料。
對于高速公路和一(yī)級公路,由于投資(zī)大(dà),對其使用性能的要求高,必須采用最大(dà)粒徑較小(xiǎo)的集料,以适宜于用機械施工(gōng)。
表3.2.2中(zhōng)的2号級配與原規範中(zhōng)的級配相比,增加了9.5mm以上中(zhōng)碎石的含量,有利于提高水泥粒料的強度。
無論是采用碎石還是礫石,用于高速公路和一(yī)級公路的基層時,都應事先篩分(fēn)成3-4個大(dà)小(xiǎo)不同的粒級,然後再與水泥一(yī)起用集中(zhōng)廠拌機械拌和。因爲隻有這樣才能保證碎石或礫石具有應有的級配,并保證水泥粒料的強度不産生(shēng)大(dà)的變化。
粒料中(zhōng)含有塑性指數的土時,其收縮性大(dà),反之,則收縮性小(xiǎo)。爲減少基層材料的收縮性和減輕基層裂縫,集料中(zhōng)不宜含有塑性指數的土。
水泥穩定粒徑較均勻的砂時,難于碾壓密實,爲解決這個問題,可在砂中(zhōng)添加少部分(fēn)塑性指數小(xiǎo)于12的粘性土(亞砂土)或石灰土(土的塑性指數較大(dà)時),添加哪種土的效果較好且比較經濟,需通過試驗确定。在有粉煤灰的情況下(xià),添加20%~40%粉煤灰的效果更好。
3.2.4集料壓碎值是一(yī)種較簡單、方便和易于操作的試驗。集料壓碎值的标準試驗隻需要一(yī)台能量400kN的壓力機。在不具備400kN壓力機的工(gōng)地,也可以用非标準試驗,它隻需要100kN的壓力。集料壓碎值的試驗精度高,通常隻需要做兩次試驗,并取其平均值。應采用檢驗瀝青面層用碎石的壓碎值的試驗方法。即在10min内将總荷載均勻地增加到400kN。
3.3 混合料組成設計
3.3.11用于高速公路和一(yī)級公路的水泥穩定土的強度标準中(zhōng),3~5MPa意指低限爲3MPa,高限爲5MPa,根據當前公路上的交通情況,一(yī)般情況下(xià)可以采用3~4MPa,并按累計标準軸次的多少選用接近高限(如累計标準軸次大(dà)于12X106)或接近低限(如累計标準軸次小(xiǎo)于12×106)的值。但對主要通行重型卡車(chē)和設計交通量特别大(dà)的(如累計标準軸次超過40×106)高速公路和一(yī)級公路,宜采用強度5MPa類似貧混凝土的水泥穩定級配集料。對于底基層材料,通常按就地取材原則,采用較次的材料。基層材料強度用高限時,底基層材料強度也用高限。
水泥穩定土用于二級和二級以下(xià)公路的基層和底基層時,強度标準都有個範圍。高限值用于二級公路,低限值用于二級以下(xià)的公路。
3.3.33做材料組成設計确定混合料的水泥用量時,試件不應按擊實試驗所得的最大(dà)幹密度制作,而應按與規定的現場壓實度相應的幹密度制作,例如,水泥砂礫的最大(dà)幹密度爲2.36g/cm3,現場要求的壓實度爲97%,則試件的幹密度應爲:
2.36×0.97=2.29g/cm3
3.3.34最少試件數量n與試驗結果的變異性(以偏差系數CV表示),平均值的容許誤差e和要求的可靠度(或概率)有關,并可按式(附3.3.3)計算:
(附3.3.3)
式中(zhōng):——與要求可靠度α有關的系數,它是t分(fēn)布表中(zhōng)與α和自由度υ(=n-1)有關的分(fēn)位值。
由于t分(fēn)布表中(zhōng)的分(fēn)位值與n有關,需事先假設一(yī)個n1值,查t分(fēn)布表中(zhōng)的值,并用式(附3.3.3)計算得n。如n1不等于n,則需重新假定一(yī)個n2值,再查t分(fēn)布表中(zhōng)的分(fēn)位值并計算得n,直到假定的n1與計算得的n相等爲止。爲簡單起見,可先用正态分(fēn)布表中(zhōng)相同概率的分(fēn)位值 (90%概率時,=1.645;95%概率時, =1.96)代人式(附3.3.3)計算得n’值,然後再加2(90%概率爲主)或3(95%概率爲主),即可得要求的試件數量。
表3.3.3-1中(zhōng)的最少試件數量是采用容許誤差10%和90%概率得出的。
3.3.3 5由于溫度對水泥穩定土的強度影響很大(dà),原本不合格的材料,可能因爲養生(shēng)溫度過高而變得合格;原本合格的材料,也可能因爲養生(shēng)溫度過低而被認爲是不合格。因此,必須在規定的溫度下(xià)對試件進行養生(shēng),在熱天可用窗式空調機調節封閉養生(shēng)室的溫度;在冷天可用空調機或用電(diàn)爐加溫度控制器調節溫度。
在養生(shēng)期間,應保持試件的含水量,含水量的變化幅度不應超過《公路工(gōng)程無機結合料穩定材料試驗規程》(JTJ057)所容許的值,可用密封水箱進行保濕養生(shēng),或在濕度達95%的保溫室中(zhōng)養生(shēng)。
3.3.3 7式(3.3.3)就是觀測值的下(xià)波動限( ),應大(dà)于或等于設計抗壓強度Rd。
3.3.3 9表3.3.3-2中(zhōng)水泥的最小(xiǎo)劑量是根據拌和均勻性規定的。意爲如材料組成設計所得水泥劑量少于表3.3.3-2中(zhōng)的最小(xiǎo)劑量,則應按表3.3.3-2中(zhōng)采用最小(xiǎo)劑量,但如材料組成設計所得水泥劑量大(dà)于表3.3.3-2中(zhōng)的最小(xiǎo)劑量,則應采用材料組成設計的結果。
3.4 路拌法施工(gōng)
3.4.2所述準備工(gōng)作是針對已破壞的土基、底基層或老路面的。新路施工(gōng)時,如路基、底基層、基層及面層的施工(gōng)采用大(dà)流水作業法,一(yī)個工(gōng)種跟一(yī)個工(gōng)種順序推進,則準備工(gōng)作可以大(dà)爲縮減。
3.4.6灑水悶料的目的是使水分(fēn)在集料層内分(fēn)布均勻并透入顆粒和大(dà)小(xiǎo)土團的内部。灑水悶料還可以減少拌和過程中(zhōng)的灑水次數和數量,從而縮短延遲時間,這對穩定細粒土特别重要。在采用高效率的路拌機械(如寶馬拌和機)時,由于通常隻需拌和兩遍,爲縮短延遲時間,悶料時可一(yī)次将水灑夠。但在采用普通路拌機械特别是農業機械拌和時,由于拌勻需要的時間長,悶料時所灑的水量宜較最佳含水量少2%~3%(主要對細粒土和含細土較多的粒料土)。因爲水泥與潮濕土相接觸,就要發生(shēng)水化作用。
3.4.7水泥攤鋪均勻是水泥在混合料中(zhōng)分(fēn)布均勻的前提。隻有在平整和具有一(yī)定密度的集料層上,人工(gōng)攤鋪水泥才能均勻。因此,集料必須先攤平并用兩輪壓路機碾壓1~2遍,這一(yī)條對穩定細粒土和人工(gōng)攤鋪粒料時尤爲重要。
3.4.9路拌法施工(gōng)穩定土時,很關鍵的一(yī)點是拌和層底部不能留有素土夾層,特别在兩層穩定土之間不能有素土夾層。素土夾層不單使上下(xià)層間沒有粘結,減少上層穩定土的厚度,明顯減弱路面整體(tǐ)抵抗行車(chē)荷載的能力。在穩定細粒土的情況下(xià),素土夾層還會由于含水量增大(dà)而變成軟夾層,導緻其上的瀝青面層過早破壞。
實踐證明,即使使用進口的寶馬拌和機,也難于避免在拌和層底部出現素土夾層,爲消除素土夾層,某些工(gōng)地在寶馬拌和機後面跟着用多铧犁翻犁一(yī)遍,然後再用寶馬拌和機拌和一(yī)遍,但也不能保證清除素土夾層。如路基上層已用石灰或固化劑處理,則底基層的各層都要用集中(zhōng)拌和法拌制混合料,以保證已處理的土基發揮較好的作用。
用農用機械拌和時,既需要有拌和機械,又(yòu)需要有從底部将料翻起的機械。由于農用機械的轉速低,拌和深度淺,需特别注意拌和的均勻性。用農用機械時,通常需要較多拌和遍數,因此還需特别注意延遲時間。實踐證明,用農用機械拌和的效果遠不如用專用拌和機拌和的效果好。
3.4.10應嚴格掌握混合料的含水量,碾壓時混合料的含水量可以略大(dà)于(0.5%~1.0%)最佳含水量,是爲了彌補碾壓過程中(zhōng)水分(fēn)的損失。含水量過大(dà),既會影響混合料可能達到的密度和強度,又(yòu)會明顯增大(dà)混合料的幹縮性,使結構層容易産生(shēng)幹縮裂縫;含水量過小(xiǎo),也會影響混合料可能達到的密度和強度。
3.4.11平地機整形易将粗集料刮到表面,造成離(lí)析和粗細集料“窩”(或“帶”),而且平地機來回刮平的次數愈多,離(lí)析現象可能愈嚴重。形成的粗集料“窩”或“帶”不能粘結成一(yī)個整體(tǐ),通車(chē)後容易引起瀝青面層局部破壞,其危害較細集料“窩”更嚴重。應設一(yī)小(xiǎo)組負責消除平地機整形後的粗細集料“窩”或“帶”的現象,例如,将粗集料鏟除,換以新鮮的拌和均勻的混合料。
在整形過程中(zhōng),嚴禁形成薄層貼補現象。薄層貼補容易脫落和被推移,也容易被壓碎和産生(shēng)唧漿現象,導緻其上面層破壞。因此,不能在表面光滑的低窪處填補新料。
3.4.13穩定土施工(gōng)中(zhōng)很重要的一(yī)環是處理好接縫。接縫一(yī)定要垂直對接,不能斜接。如果不按照規定做成垂直相接,接縫處就會成爲一(yī)條薄弱帶。該薄弱帶上瀝青面層會很快龜裂破壞。這種現象常見之于分(fēn)兩幅施工(gōng)的半剛性路面瀝青面層的縱向接縫處和某些橫向接縫處。
3.5 中(zhōng)心站集中(zhōng)廠拌法施工(gōng)
3.5.2用連續式拌和機拌和水泥混合料時,所得混合料的顆粒組成取決于喂料鬥中(zhōng)原集料的最大(dà)粒徑和顆粒組成。如原集料的最大(dà)粒徑和顆粒組成不符合要求,則混合料的顆粒組成不可能符合要求。
3.5.4如果細集料遭雨淋而含水量過大(dà),細集料就不能順利地從喂料鬥中(zhōng)流出,直接影響配料的準确性及拌和機的準确性。
3.5.12同本條文說明3.4.11。
3.6 養生(shēng)及交通管制
3.6.1水泥穩定土碾壓結束後,通常應養生(shēng)7d,待其達到一(yī)定強度後再開(kāi)始下(xià)一(yī)道工(gōng)序。但在分(fēn)層施工(gōng)時,在上下(xià)層都采用相同壓路機碾壓的情況下(xià),下(xià)層完工(gōng)後的第二天就可以鋪築上層水泥穩定土,利用上層水泥穩定土對下(xià)層進行養生(shēng),而且上層混合料不宜用強力振動壓路機碾壓,以免破壞下(xià)層混合料已初步形成的強度。
3.6.4在用乳液養生(shēng)之前,必須将基層清掃幹淨,必要時用水沖洗。實踐證明,在水泥碎石基層上噴灑濃度50%以上的瀝青乳液後,瀝青難于滲入基層。噴灑濃度爲35%的瀝青乳液後,如瀝青也難于滲入基層,則噴灑的乳液相當于粘層瀝青。由于稀瀝青乳液容易在基層表面順橫坡或縱坡流淌,所以一(yī)次噴灑不宜多于1.0kg/m2。撒小(xiǎo)碎(礫)石是爲了防止攤鋪瀝青面層時運料車(chē)和攤鋪機破壞形成的瀝青膜,不滿撒小(xiǎo)碎(礫)石是爲了增加與面層的粘結。作爲養生(shēng)用的瀝青乳液的用量應不少于1.0kg/m2(以瀝青的質量計)。
3.6.6養生(shēng)期僅一(yī)二天就鋪築瀝青面層,僅在用小(xiǎo)型機械施工(gōng)的情況下(xià)可以。用現代化的重型車(chē)輛和鋪築機械施工(gōng)瀝青面層時,容易在基層頂面形成轍槽形變,影響爾後瀝青面層的平整度。
3.6.7利用重型卡車(chē)運送混凝土時,仍應保持7d養生(shēng)期。
3.6.9噴灑瀝青乳液或稀釋瀝青做透層或做下(xià)封層前,應掃除基層表面的松散顆粒和塵土。如表面過分(fēn)幹燥,應先噴灑少量水,再噴灑瀝青乳液。如用稀釋瀝青,則應待表面略幹時再噴灑瀝青。噴灑透層或做下(xià)封層的主要目的之一(yī)是增加瀝青面層與穩定基層之間的粘結,減輕表面水透人後可能形成的沖刷現象,它對半剛性路面的使用性能和使用壽命有很大(dà)影響。特别在穩定細粒土基層上的瀝青面層,如層間粘結不好,在重車(chē)作用下(xià),容易産生(shēng)面層推移現象,如雨水易透入基層,基層表層易軟化,也易産生(shēng)沖刷唧漿現象。對于高等級公路,養生(shēng)期結束後,視當地的氣候條件可在3~7d内噴灑透層瀝青或做下(xià)封層,避免基層曝曬開(kāi)裂。在僅做透層的情況下(xià),可延長鋪築面層的間隔時間,但視氣候情況不應超過10~30d。
3.8 其 他
3.8.1實踐證明,一(yī)些公路設置混凝土預制塊路緣石後,阻礙了透入瀝青面層和基層水的排除,導緻瀝青面層較快破壞。
4 石灰穩定土
4.1 一(yī)般規定
4.1.3石灰土禁止用做高級路面的基層,其原因同本規範條文說明3.1.3條,而且石灰土的這些不良性質比水泥土更嚴重。例如,在最佳含水量下(xià)制成的石灰土梁式試件,在空氣中(zhōng)自然風幹産生(shēng)的最大(dà)幹縮應變爲3120~6030μ它是各種半剛性材料中(zhōng)收縮性最大(dà)的材料,也是最容易受水影響産生(shēng)表層軟化的材料。在一(yī)般公路上,也不宜采用砂礫或碎石含量僅占50%左右的懸浮式石灰土粒料做高級瀝青路面的基層。因爲這種混合料與石灰土比,除收縮性較小(xiǎo)外(wài),同樣具有遇水表層易軟化和抗沖刷能力差的缺點。
4.1.4在冰凍地區,當石灰土用于潮濕路段時,冬季石灰土層中(zhōng)可能産生(shēng)聚冰現象,從而使石灰土的結構遭受破壞,強度明顯下(xià)降,使瀝青路面産生(shēng)過早破壞。在非冰凍地區,如石灰土經常處于過分(fēn)潮濕狀态,也不易形成較高強度的闆體(tǐ)。因此,在這些情況下(xià)應采取隔水措施,防止水分(fēn)浸入石灰土層。
4.1.5養生(shēng)溫度對石灰穩定土的抗壓強度有明顯的影響。養生(shēng)溫度愈高,石灰穩定土的抗壓強度也愈高;在溫度低于5℃時,石灰穩定土的強度幾乎沒有什麽增長,見附圖4.1.5。
4.1.7(8)石灰土混合料屬于緩凝材料,施工(gōng)延遲時間對其強度的影響不大(dà),但也宜在當天碾壓完成。如由于某種特殊原因當天不能完成碾壓的,也應在3~4d内完成碾壓。石灰與土拌和後,如堆置較長時間不進行攤鋪碾壓,也會影響其可能達到的強度。
4.1.8同本規範條文說明3.1.7(9)。
4.1.9石灰土基層一(yī)旦受水浸泡,其表層數毫米以上就會軟化,導緻瀝青面層龜裂破壞。及時将透人面層的水排出路外(wài),實際上對各種基層都很重要。
4.1.12同本規範條文說明3.1.10條。
4.2 材 料
4.2.1塑性指數爲15~20的粘性土,易于粉碎和拌和,便于碾壓成型,施工(gōng)和使用效果都較好。
對于無塑性指數的級配砂礫和級配碎石,用石灰穩定的效果遠不如用石灰土穩定的效果。例如,對于同一(yī)種級配砂礫,用石灰穩定後(石灰劑量5%)的回彈模量隻有1919MPa,而用石灰土穩定後(配合比爲2.7∶17.3∶80)的回彈模量高達5537MPa,後者爲前者的2.89倍。
試驗證明,不同塑性指數的土适宜于用不同的結合料進行穩定。對三種不同塑性指數的土,用五種不同方式穩定的結果列在附表4.2.1中(zhōng)。表中(zhōng)數值均指7d齡期的抗壓強度(R7)。從表列結果可以看到,塑性指數小(xiǎo)于12的土不适宜用石灰來穩定,而适宜用水泥來穩定;塑性指數15以上的粘性土更适宜于用水泥石灰綜合穩定。
附表4.2.1不同方式穩定土的結果
結合料 | 生(shēng)石灰粉 | 消石灰粉 | 生(shēng)石灰粉+水泥 | 消石灰粉+水泥 | 水泥 | |||||
劑量(%) | R7 (MPa) | 劑量(%) | R7 (MPa) | 劑量(%) | R7 (MPa) | 劑量(%) | R7 (MPa) | 劑量(%) | R7 (MPa) | |
15.2 | 6 | 0.82 | 6 | 1.11 | 4+4 5+5 | 1.23 1.63 | 3+3 | 1.64 | 6 | 1.89 |
19.5 | 6 | 1.28 | 6 | 1.20 | 3+3 | 2.08 | 3+3 | 2.04 | 8 10 | 1.48 1.62 |
12 | 14 | 0.72 | 12 14 | 0.76 0.95 | 7+7 | 1.38 | 4+4 5+5 | 1.41 1.66 | 6 | 1.68 |
土質對石灰穩定土抗壓強度的影響見附圖4.2.1。
關于最大(dà)粒徑同本規範條文說明3.2.1條。
4.2.2石灰放(fàng)置時間過久,其有效鈣和氧化鎂的含量會有很大(dà)損失。石灰堆放(fàng)在野外(wài)無覆蓋時,遭受風吹雨淋和日曬,其有效鈣和氧化鎂的含量降低很快,放(fàng)置3個月可從原來的80%以上降到約40%左右,放(fàng)置半年可降到僅30%左右,見附圖4.2.2。因此,石灰應堆放(fàng)成高堆并用篷布和土覆蓋,然後,邊使用邊揭蓋。
4.3 混合料組成設計
4.3.3工(gōng)地使用的石灰可能是消石灰粉,也可能是磨細生(shēng)石灰粉,進行混合料的擊實試驗和抗壓強度試驗時,使用的石灰應與工(gōng)地所用的石灰相同。
4.3.3 3同本規範條文說明3.3.3條第3款。
4.3.3 4同本規範條文說明3.3.3條第4款。
4.3.3 5同本規範條文說明3.3.3條第5款。
4.3.3 6如石灰土混合料的強度達不到表4.3.1規定的抗壓強度标準,應添加部分(fēn)水泥,或改用另一(yī)種土。塑性指數過小(xiǎo)的土,通常不适宜用石灰穩定,宜改用水泥穩定。
4.3.3 7同本規範條文說明3.3.3條第7款。
4.3.3 9由于1∶4的石灰土集料的7d抗壓強度往往較小(xiǎo),而實際道路路面的承載能力卻并不差,爲便于做試驗,可僅對石灰土做組成設計,此時石灰土的7d抗壓強度應大(dà)于0.8MPa。在選定配合比後,應再做石灰土集料的7d抗壓強度試驗,以積累資(zī)料。在确定石灰砂礫(或碎石)土的計算回彈模量和強度時,也應用選定配合比的石灰集料土混合料制備試件。
4.4 路拌法施工(gōng)
4.4.2同本規範條文說明3.4.2條。
4.4.4 (3)石灰堆放(fàng)時間長時,特别在沒有覆蓋的情況下(xià),其有效鈣和氧化鎂的含量會大(dà)幅度下(xià)降,原先質量符合三級的石灰在無覆蓋情況下(xià)堆放(fàng)幾個月,可使其質量降到如等外(wài)石灰。一(yī)些施工(gōng)工(gōng)地常采用堆放(fàng)半年以上已變成等外(wài)的石灰來穩定土,使混合料的強度和穩定性都受到明顯影響。如消石灰的含水量過大(dà),喂料鬥就不可能均勻準确喂料,直接影響石灰劑量。
如材料組成設計與現場實際施工(gōng)的時間間隔長,石灰的質量可能明顯降低。爲保證石灰土具有規定的強度,應重新做材料組成設計。
4.4.4 (4)石灰在使用前必須充分(fēn)消解。使用消解不充分(fēn)的石灰穩定土,碾壓完成後,在養生(shēng)過程中(zhōng),未充分(fēn)消解的石灰繼續吸水消解會引起局部脹松鼓包,影響穩定土層的強度和平整度。
4.4.6灑水悶料的目的是使水分(fēn)在集料層内分(fēn)布均勻并透入顆粒和大(dà)小(xiǎo)土團的内部。
4.4.7石灰攤鋪均勻是石灰在混合料中(zhōng)分(fēn)布均勻的前提。隻有在乎整和具有一(yī)定密度的集料層上,人工(gōng)攤鋪石灰才能均勻。因此,集料必須先攤平并用兩輪壓路機碾壓1~2遍。這一(yī)條對穩定細粒土和人工(gōng)攤鋪粒料尤爲重要。
4.4.9同本規範條文說明3.4.10條。
4.4.10同本規範條文說明3.4.11條。
4.4.11同本規範條文說明3.4.13條。
4.7 養生(shēng)及交通管制
4.7.3同本規範條文說明3.6.9條。
4.8 其 他
4.8.Ⅱ同本規範條文說明3.8.1條。
5 石灰工(gōng)業廢渣穩定土
5.1 一(yī)般規定
5.1.2除這兩類外(wài),還可以有其他類型的石灰工(gōng)業廢渣。由于使用最廣的石灰工(gōng)業廢渣是石灰粉煤灰類,所以本章以石灰粉煤灰類混合料爲主要對象。
5.1.3石灰工(gōng)業廢渣穩定土,特别是二灰穩定土,具有良好的力學性能、闆體(tǐ)性、水穩性和一(yī)定的抗凍性,其抗凍性較石灰土高得多。石灰工(gōng)業廢渣的初期強度低,但随齡期的增長強度的增長幅度大(dà)。二灰土中(zhōng)粉煤灰用量越多,初期強度越低,3個月齡期的強度增長幅度也越大(dà)。在二灰土中(zhōng)加人粒料或少量水泥可提高其早期強度,但由于幹縮、冷縮易産生(shēng)裂縫,二灰土的收縮性小(xiǎo)于水泥土和石灰土。在最佳含水量下(xià)用二灰土混合料制成梁式試件後,在空氣中(zhōng)自然風幹産生(shēng)的最大(dà)幹縮應變,二灰土爲340~2630μ,密實式二灰砂礫爲233~273μ,懸浮式二灰砂礫大(dà)于827μ。二灰土禁止用做高級路面的基層,其原因同本規範條文說明3.1.3條。
5.1.5養生(shēng)溫度對石灰工(gōng)業廢渣的抗壓強度有明顯影響,養生(shēng)溫度越高,石灰工(gōng)業廢渣的抗壓強度越大(dà),在氣溫低于4℃時,石灰工(gōng)業廢渣的抗壓強度幾乎沒有增長,見附圖5.1.5。
5.1.9同本規範條文說明3.1.10條。
5.2 材 料
5.2.2粉煤灰是火(huǒ)力發電(diàn)廠燃燒煤粉産生(shēng)的粉狀灰渣。絕大(dà)多數粉煤灰的主要成分(fēn)是二氧化矽(SiO2)和三氧化二鋁(Al2O3),其總含量常超過70%,氧化鈣(CaO)含量一(yī)般在2%~6%,這種粉煤灰可稱做矽鋁粉煤灰。個别地方的粉煤灰含有10%~40%的氧化鈣,這種粉煤灰可稱做高鈣粉煤灰。粉煤灰的燒失量一(yī)般小(xiǎo)于10%,有的則在20%以上。燒失量過大(dà)将明顯降低混合料的強度。
粉煤灰的粒徑變化在0.001~0.3mm之間,但大(dà)部分(fēn)在0.01~0.1mm之間,其比表面積一(yī)般在2000~3500cm2/g之間。
國外(wài)有些标準常限制粉煤灰的含碳量(或以燒失量表示)不超過8%~10%。試驗證明,即使粉煤灰的燒失量達20%,也能組成強度符合要求的二灰集料(或二灰土)混合料。隻有當燒失量超過30%時,混合料的強度才有明顯下(xià)降,因此,本條對燒失量作了較寬的規定。.
粉煤灰的含水量不應過大(dà)。含水量過大(dà)時,粉煤灰顆粒會凝聚成團。用集中(zhōng)廠拌法拌制混合料時,過濕的粉煤灰不易通過下(xià)料鬥的開(kāi)口,直接影響預先設置的配合比和拌和機的産量。
5.2.6關于最大(dà)粒徑和粒料應盡可能少含或不含有塑性指數的土的原因同本規範條文說明3.2.1條。例如4∶12∶84的石灰粉煤灰碎石(不含土)的最大(dà)幹縮應變爲668μ而4∶12∶60∶24的石灰粉煤灰碎石土(含土24%)的最大(dà)幹縮應變爲1784μ,爲前者的2.67倍。
5.2.7原規範表4.2.4集料顆粒組成範圍,主要來源于砂礫,所以5mm以下(xià)細集料含量較多。實際應用時,可采用上限、中(zhōng)限或下(xià)限作爲目标配合比的依據。用碎石集料時,集料中(zhōng)5mm以下(xià)細料常較少,可以采用組成範圍的下(xià)限值設計,并給以一(yī)定的波動範圍。爲便于應用,原規範第6次印刷時,給了一(yī)個用于碎石的3号級配,此級配範圍的中(zhōng)值就是2号級配範圍的下(xià)限。本規範爲級配碎石集料另列一(yī)表,其級配範圍與3号級配相同。使用時,宜用中(zhōng)值爲目标配合比。
5.3 混合料組成設計
5.3.1石灰粉煤灰與粒料之比爲15∶85~20∶80時,在混合料中(zhōng),粒料形成骨架,石灰粉煤灰起填充孔隙和膠結作用。這種混合料稱密實式二灰粒料(參看本條文說明3.1.4注①)。
5.3.1 1原規範規定二灰混合料的強度标準大(dà)于表5.3.1中(zhōng)的值。例如,對于高速公路和一(yī)級公路,原規範規定二灰混合料7d齡期的抗壓強度大(dà)于1.0MPa。根據“七·五”期間在河北(běi)正定和陝西西安的試驗路,雖然所用二灰粒料7d齡期的抗壓強度隻有0.6~0.7MPa,半剛性路面的整體(tǐ)承載能力(表面代表彎沉值)卻不小(xiǎo)于強度滿足要求的水泥粒料半剛性路面。爲了充分(fēn)利用工(gōng)業廢渣粉煤灰,将二灰混合料的标準強度調整成表5.3.1中(zhōng)的值。某些高速公路路段采用了強度偏低的二灰粒料,使瀝青面層局部發生(shēng)了唧漿、早期龜裂和形變,甚至出現坑洞。因此,表5.3.1中(zhōng)的值應作爲最低要求。如二灰混合料的強度達不到要求,應添加少量水泥(如1%~2%)。
由于公路上卡車(chē)數量和載質量明顯增加,且超載現象嚴重,所以加一(yī)強度标準的高值,它适用于特殊重載交通道路。
石灰粉煤灰與粒料之比爲50∶50左右時,在混合料中(zhōng)粒料形不成骨架,而是懸浮在石灰粉煤灰混合料中(zhōng),因此常稱懸浮式二灰粒料。懸浮式二灰粒料的收縮性大(dà),容易産生(shēng)幹縮裂縫。例如,其最大(dà)午縮應變約爲密實式二灰粒料的3倍以上。實踐證明,在其他條件相同的情況下(xià),懸浮式二灰粒料基層上瀝青面層的裂縫較密實式二灰粒料基層上瀝青面層的裂縫多很多。試驗證明,懸浮式二灰粒料的抗沖刷性能明顯次于密實式。因此,在一(yī)級公路和高速公路上,應采用密實式二灰粒料,以保證其上瀝青面層有較好的使用性能和延長其使用壽命。在缺乏砂石材料地區,爲減少遠運粒料,可以采用懸浮式二灰粒料,但混合料易産生(shēng)幹縮裂縫,不宜用做基層上層。
5.3.1 9如二灰粒料的7d齡期抗壓強度小(xiǎo)于規定的值,也應添加少量水泥以提高混合料的強度。
5.3.3 3同本規範條文說明3.3.3條第3款。
5.3.3 4同本規範條文說明3.3.3條第4款。
5.3.3 6同本規範條文說明3.3.3條第5款。
5.4 路拌法施工(gōng)
5.4.6 2同本規範條文說明3.4.9條。
5.4.6 8對于二灰粒料來說,拌和均勻特别是沒有粗集料“窩”(或“帶”)是很重要的,粗集料“窩”(或“帶”)不能形成整體(tǐ),其上瀝青面層容易産生(shēng)荷載型網裂,一(yī)旦雨水進人,會造成局部早期破壞(唧漿、變形)。因此,在拌和和整形過程中(zhōng)都要注意消除粗細集料“窩”(或“帶”)。
5.4.7 1 (3)同本規範條文說明5.4.6條第8款。
5.4.7 1 (4)在整形過程中(zhōng),嚴禁形成薄層貼補現象。薄層貼補容易脫落和被推移或易被壓碎,導緻其上面層破壞。因此,不能在表面光滑的低窪處填補新料。
5.4.9同本規範條文說明3.4.13條。
5.5 中(zhōng)心站集中(zhōng)廠拌法施工(gōng)
5.5.1 (3)爲保證拌和機的産量和混合料的配合比,對這三種材料采取覆蓋措施,防止雨淋,特别在雨量較多地區的雨季,更需重視。
5.5.1 (5)同本規範條文說明3.4.10條。
5.5.3 1二灰穩定混合料是一(yī)種緩凝材料,延遲壓實的時間稍長對其所能達到的密實度和強度的影響不大(dà),但延遲時間過長仍會明顯影響其密實度和強度。因此,攤鋪混合料中(zhōng)斷時間超過一(yī)天後,挖出的二灰穩定混合料不宜再重複使用。
5.7 養生(shēng)及交通管制
5.7.4同本規範條文說明3.6.9條。
5.8 其 他
5.8.1同本規範條文說明3.8.1條。
6 級配碎石
6.1 一(yī)般規定
6.1.1由各種大(dà)小(xiǎo)不同粒級集料組成的混合料,當其級配符合技術規範的規定時,稱其爲級配型集料。級配型集料中(zhōng),沒有水泥、石灰等水硬性結合料,也沒有瀝青,所以在國外(wài)常稱其爲無結合料粒料或無結合料材料。級配型集料中(zhōng)常含有一(yī)定數量的細土(指粒徑小(xiǎo)于0.5mm的顆粒,國外(wài)有不少國家常用0.425mm),細土中(zhōng)有時有一(yī)定數量的粉粒(粒徑小(xiǎo)于0.05mm的顆粒,有不少國家用小(xiǎo)于0.075mm)和粘粒(粒徑小(xiǎo)于0.002mm的顆粒),并具有或大(dà)或小(xiǎo)的塑性指數。
6.1.2級配碎石宜用幾種不同粒級的碎石組配而成。用做中(zhōng)間層的級配碎石更應用幾種不同粒級的碎石組配而成。它能更好地保證碎石的顆粒組成符合規定的要求,并達到高的強度和穩定性。
6.1.4、6.1.5級配型集料包括級配碎石、級配碎礫石(碎石和砂礫的混合料,也常将礫石中(zhōng)的超尺寸顆粒軋碎後與砂礫一(yī)起組成碎礫石)和級配礫石(或稱級配砂礫)。
級配型集料可以用做瀝青路面和水泥混凝土路面的基層和底基層,也可用做路基改善層。在排水良好的前提下(xià),級配型集料可在不同氣候區用于不同交通等級的道路上。在潮濕多雨地區使用級配型集料特别有利。
級配型集料用做路面的不同層次或用于路面中(zhōng)的不同位置,取決于材料本身的特性、材料的質量、氣候條件、交通組成和交通量以及每個國家的使用經驗。
一(yī)般而言,在路面結構中(zhōng)使用級配集料有三種方法:
1.在輕交通道路上用在薄瀝青面層下(xià)。幾乎所有的國家都采用這種結構。
2.在重交通道路上用在厚瀝青面層下(xià)。在這種情況下(xià),可能有兩種方式:一(yī)種是施工(gōng)質量很好的高質量的級配碎石,直接用在厚瀝青面層下(xià)作爲基層;另一(yī)種是施工(gōng)質量略次的級配集料用于較深的位置,通常用于有結合料基層的下(xià)面。
3.不少國家常将級配碎石用做瀝青面層與水硬性結合料處治基層(有的國家稱爲底基層)之間的中(zhōng)間層,以減輕水硬性結合料處治層的幹縮裂縫反射到瀝青面層上,即減輕反射裂縫。也有利于排除路面結構層中(zhōng)的水,減少甚至消除基層的沖刷現象。這種路面結構,又(yòu)常稱之爲“倒裝結構”。用做中(zhōng)間層時,級配碎石中(zhōng)不應加砂或砂礫。
使用級配型集料的兩個決定性因素是施工(gōng)質量和軸載。當這兩個條件有利時,級配碎石即使在薄瀝青面層或瀝青表面處治下(xià)也會工(gōng)作得很好。當軸載較大(dà)時,在某一(yī)交通水平以上,這種路面結構就不合适了。
一(yī)些國家使用級配集料做基層時對重車(chē)交通的限制列在附表6.1.4中(zhōng)。
根據一(yī)些國家的統計資(zī)料,在高速公路和一(yī)級公路上,使用級配碎石做瀝青路面的基層時,基層上瀝青結合料層的總厚度在22~31cm内變化。在英國1987年的新路面設計規範中(zhōng),瀝青混合料層的總厚度達42cm。國外(wài)對用級配型集料做的基層或底基層,常稱做無結合料基層或無結合料底基層。
級配型集料還可用做低等級道路上的面層,即用做中(zhōng)級路面。此時,級配型集料中(zhōng)的細土含量和塑性指數都較高。因此,适宜用做面層的級配集料不适宜用做瀝青路面和水泥混凝土路面的基層和底基層。
細土含量和塑性指數都較高的級配型集料雖然可以用做中(zhōng)級路面,直接承受行車(chē)荷載的作用,但考慮到過一(yī)定時間後;中(zhōng)級路面會被改善成瀝青路面,爲了避免在鋪築瀝青面層時,将原中(zhōng)級路面挖翻處治(在我(wǒ)國以往常用石灰),對于中(zhōng)級路面也宜采用本規範中(zhōng)規定的級配集料做承重層。另外(wài)采用細土含量和塑性指數都較高的細級配集料做磨耗層,例如,砂土磨耗層、細砂礫磨耗層或細碎石磨耗層等。
附表6.1.4使用級配型集料層的限制
就力學性質和穩定性而言,級配碎石是級配集料中(zhōng)最好的材料,也是無結合料材料中(zhōng)最好的材料;級配礫石則是級配集料中(zhōng)最次的集料;級配碎礫石則處于前兩者之間。級配碎石可用做高速公路和一(yī)級公路路面的基層,級配碎礫石可用做一(yī)般道路路面的基層,級配礫石可用做輕交通道路路面的基層。
決定級配集料層力學性質的主要參數是彈性模量(或回彈模量)、抗剪強度和抗永久形變能力。級配集料層的理想性質是,它應有高的勁度(相當于彈性模量),以提供良好的荷載分(fēn)布性質;應該有高的抗剪強度,以減輕車(chē)輛(包括施工(gōng)車(chē)輛)作用下(xià)的轍槽;應該有高的透水性,以使進入的自由水能快速排出:其中(zhōng)細土應該沒有塑性,以保證良好的水穩性,并應該是無冰凍敏感性。
決定級配集料層力學性質的參數主要與集料的摩阻作用、嵌鎖作用和粘結作用有關。摩阻作用本身則與所産生(shēng)的應力以及顆粒接觸面上能達到的摩阻力有關。應力與集料層的密實度和所處的位置有關,而集料層的密實度則與顆粒的級配和形狀有關。顆粒接觸面上能達到的摩阻力與顆粒的強度和顆粒的表面紋理有關。
影響級配集料結構層力學性質的其他重要因素有集料的含水量、加工(gōng)和攤鋪集料的均勻性、碾壓密實度以及下(xià)承層的承載能力。
級配集料的強度和抗形變能力與集料的類型(指碎石、碎礫石或礫石)、集料的級配,特别是其中(zhōng)的最大(dà)粒徑、集料中(zhōng)5mm以下(xià)顆粒的含量、集料中(zhōng)小(xiǎo)于0.075mm的顆粒含量有關。而其水穩性和冰凍穩定性又(yòu)與0.5mm以下(xià)顆粒的含量及其塑性指數有關。此外(wài),這類材料的勁度、強度、抗形變能力和穩定性都與集料的密實度成正比。
在實際工(gōng)作中(zhōng),對于級配集料,主要要控制顆粒的級配組成,特别是其中(zhōng)的最大(dà)粒徑,5mm以下(xià)、0.5mm以下(xià)和0.075mm以下(xià)的顆粒含量以及塑性指數。同時,在施工(gōng)中(zhōng)要嚴格控制級配集料的均勻性(它包括級配組成和含水量)和壓實度(或密實度)。
澳大(dà)利亞維多利亞州約有70%的瀝青路面是級配碎石基層上鋪築瀝青表面處治,這種路面結構不單在一(yī)般幹線公路上用,甚至在墨爾本至悉尼的高速公路的郊外(wài)路段上也用,有的路段已使用了8~9年,使用性能仍然很好,路面平整無形變。通常,每過8~9年再做一(yī)次封層(單層表面處治),以恢複表面的抗滑性能。維多利亞州公路局稱這種路面爲“重負荷的柔性路面”。
在維多利亞州,在單向一(yī)個車(chē)行道上的标準軸載(80kN)數爲1000~1500(包括上述高速公路的郊外(wài)路段)的公路上常采用這種路面結構。在設計期爲30年、累計标準軸次爲2×107~3×107的公路上,采用的典型路面結構是總厚570mm,包括2×100mm(兩層,每層厚l00mm)高質量中(zhōng)粒式級配碎石、2×100mm質量較次的中(zhōng)粒式級配碎石、170mm可挖掘壓碎的軟質石料(無嚴格的級配要求)墊層,見附圖6.1.5-1。
他們總結這種路面結構有兩個優點:一(yī)是初期費(fèi)用低,隻有“碎石基層、瀝青混凝土面層”結構的70%;二是路面結構中(zhōng)的材料不遭受疲勞。
要做好這種路面,在設計和施工(gōng)兩方面都要做好,特别是施工(gōng)十分(fēn)重要。根據他們的經驗,如何保證級配碎石的級配和塑性指數符合要求,如何保證拌和均勻、含水量合适和均勻,攤鋪均勻以及壓實到規定的密實度,是施工(gōng)過程中(zhōng)的幾個重要環節,也是保證這種路面結構具有良好使用性能和長期使用壽命的重要環節。
他們認爲,注意橫斷面設計、排水設計和材料選擇,以預防水進入或滞留在路面結構層内,可以明顯提高路面的使用性能和延長其使用壽命。
高速公路和一(yī)級公路采用的典型橫斷面(一(yī)個方向)如附圖6.1.5-2。
在此路面上的加速加載試驗表明,随作用次數增加,彎沉值漸趨穩定,大(dà)緻與初期彎沉值相同,見附圖6.1.5-3。
用級配碎石做薄或較薄瀝青面層與半剛性基層之間的中(zhōng)間層在國外(wài)常稱做“倒裝結構”或夾層式路面。這種結構在美國、澳大(dà)利亞、南(nán)非等使用較爲普遍。由于此中(zhōng)間層能減少半剛性基層裂縫向上反射,所以級配碎石中(zhōng)間層又(yòu)稱應力消減中(zhōng)間層。在南(nán)非的高等級公路上常用的路面結構爲5cm瀝青混凝土面層、15cm級配碎石中(zhōng)間層、30cm水泥碎石基層和路基改善層,并認爲這種路面結構能承擔12×106~50×106标準軸次。在南(nán)非的一(yī)般公路上,在15cm級配碎石中(zhōng)間層上隻做3cm瀝青面層。
南(nán)非一(yī)國際機場預計通行波音747超級B飛機500000次,該飛機最大(dà)質量336500kg,起落架上每個主要輪胎上的荷載約220kN,輪胎接觸壓力爲1.463MPa,一(yī)個輪胎着地面積當量圓的半徑爲21.88cm,采用的路面結構爲7cm瀝青混凝土面層、l0cm級配碎石中(zhōng)間層、30cm水泥碎石基層、45cm水泥碎石底基層,此路面經過用荷重200kN的飛機輪胎做加速加載試驗,作用100000次,除産生(shēng)6mm轍槽外(wài),無其他損壞現象。
美國維吉尼亞州多年來将夾層式路面結構作爲其主要路面結構之一(yī)。它包括160mm水泥土或水泥砂礫底基層、100~200mm集料基層和l00mm及l00mm以上的瀝青混凝土面層。
1988年10月建成的京石高速公路正定試驗路中(zhōng)有三段采用了級配碎石中(zhōng)間層,瀝青混凝土面層的厚度兩段爲6cm,一(yī)段爲9cm,級配碎石中(zhōng)間層厚l0cm,二灰碎石或水泥碎石基層厚l0cm,石灰土底基層,路面總厚度爲63cm,1992年3月測得此三段的路表平均彎沉值分(fēn)别爲0.14mm、0.16mm和0.21mm,其他路段最大(dà)彎沉值爲0.19mm,17個路段中(zhōng)彎沉值大(dà)于0.14rmn的有6個。可見級配碎石中(zhōng)間層并沒有明顯增大(dà)路面的彎沉值。加速加載試驗證明,6cm瀝青面層、l0cm級配碎石中(zhōng)間層這種夾層式路面的抗永久形變能力大(dà)于15cm瀝青面層、12cm水泥碎石基層和36cm石灰土底基層這種半剛性路面。
6.1.6同本規範條文說明3.2.1條。
6.1.7 (6)每層壓實厚度15~18cm是從一(yī)般要求出發考慮的。由于材料層壓實後,其密實度總是上部大(dà)、下(xià)部小(xiǎo),有時上下(xià)部的壓實度可能差8%~10%,爲達到高的壓實度,宜将一(yī)次壓實厚度減小(xiǎo)。本條文說明6.1.4條所述澳大(dà)利亞維多利亞州的雙層表面處治級配碎石路面,施工(gōng)時40cm厚級配碎石分(fēn)四層施工(gōng),每l0cm一(yī)層。他們采用級配碎石的标稱最大(dà)粒徑19mm,19~26.5mm(方孔篩)顆粒的含量爲0~5%,采用集中(zhōng)廠拌法拌制不同粒級的碎石和用攤鋪機攤鋪混合料,用振動壓路機壓實,所得級配碎石層質量相當均勻,其平均壓實度達到102%,标準差爲2%。
6.2 材 料
6.2.5各國對級配集料中(zhōng)粒徑小(xiǎo)于0.5mm的顆粒含量的規定有很大(dà)差異,前蘇聯規定的含量最少,小(xiǎo)于15%,有的國家多達40%。這種細土的液限和塑性指數對級配集料的水穩性有很大(dà)影響。液限和塑性指數愈大(dà),集料的水穩性愈不好。用不同塑性指數的0~40mm的相同級配的集料,在最佳含水量下(xià)用重型擊實試驗法制成的試件,經浸水96h後進行承載比試驗,試驗結果見附圖6.2.5。由圖中(zhōng)可以看到,雖然各個試件集料的級配相同,僅小(xiǎo)于0.5mm顆粒的塑性指數不同,少量塑性細土對集料的承載比産生(shēng)了很明顯的影響,塑性指數愈大(dà),承載比愈小(xiǎo),或水穩性愈不好。
試驗證明,級配集料中(zhōng)加入少量塑性細土,不單要降低級配集料的承載能力,而且要降低級配集料的剛性和抗形變能力,使得級配集料在相同荷載作用下(xià)産生(shēng)較大(dà)的形變。因此,使級配集料基層的塑性指數降到0,可以明顯地減少塑性形變或轍槽。在實際工(gōng)作中(zhōng),對于級配碎石以及無塑性指數的級配礫石,除嚴格掌握其顆粒組成外(wài),不應向其中(zhōng)添加任何塑性土。
各國豐富的實踐經驗證明,級配集料用做瀝青路面的基層時,必須嚴格控制其液限和塑性指數。凡級配集料基層的塑性指數超過一(yī)定數值的路段,瀝青面層往往過早破壞。在不同情況下(xià)的低塑性的級配集料基層經常使用得很好。限制級配集料中(zhōng)細土的液限和塑性指數,是爲了在集料的含水量增加時,仍能保持集料有足夠的強度。一(yī)般說來,同樣用做基層的級配集料,在冰凍地區和非冰凍地區,在潮濕地區和幹旱地區,對于其中(zhōng)細土的液限和塑性指數的規定可以有所不同。最先由美國和歐州國家(主要是冰凍地區)對這兩個指标作了規定,一(yī)般要求液限不大(dà)于28%,塑性指數不大(dà)于6。但是,近30年來,随着交通量的發展,對用做瀝青路面基層的級配集料的塑性指數的規定漸趨向于更嚴格。例如,有的國家已規定基層級配集料的塑性指數不大(dà)于3或4,甚至有的主張級配集料最好是無塑性的。例如,1986年英國運輸部的規範《新路面結構設計》中(zhōng),對用做柔性路面和半剛性路面底基層的級配集料,規定應是無塑性的。
實踐證明,如級配集料的塑性指數偏大(dà),可以控制塑性指數與0.5mm(或0.425mm)以下(xià)顆粒含量的乘積不超過一(yī)定數值,以保證級配集料的穩定性。對于這個乘積,不同國家有不同的規定。本規範中(zhōng)規定:在年降雨量小(xiǎo)于600mm的中(zhōng)幹和幹旱地區,地下(xià)水位對土基沒有影響時,乘積不應大(dà)于120;在潮濕多雨地區,乘積不應大(dà)于100。
6.2.6級配碎石用作中(zhōng)間層很有利于減少其上瀝青面層的裂縫。級配碎石中(zhōng)間層成功的關鍵有兩條:一(yī)是要嚴格掌握碎石的顆粒組成,使其符合要求且含水量合适并拌和均勻;二是要碾壓到高密實度。符合6.1.1條的級配碎石,用振動壓路機碾壓,不難達到100%壓實度。
原規範中(zhōng)還列有固體(tǐ)體(tǐ)積率的要求,考慮到級配碎石可以通過擊實試驗來确定其标準幹密度,而在壓實度與所定固體(tǐ)體(tǐ)積率之間又(yòu)無等同關系,因此在本規範中(zhōng)不再并列固體(tǐ)體(tǐ)積率。
6.3 路拌法施工(gōng)
6.3.2 1級配集料(含未篩分(fēn)碎石)底基層不宜做成槽式,宜做成滿鋪式,以利排除進入路面結構層的水。否則兩側要設縱向盲溝。
6.3.4 1在石屑的顆粒組成符合0~l0mm的情況下(xià),通常未篩分(fēn)碎石與石屑的配合比爲65∶35~60∶40,但不同料場的石屑可能差别較大(dà),有的石屑的最大(dà)粒徑甚至達25mm。
6.3.5 4碎石集料不宜過早運送到路上。原先含水量合适的集料過早運到路上,水分(fēn)會蒸發,集料變幹。在雨季施工(gōng)時,碎石過早堆放(fàng)在路上,下(xià)雨時,料堆會變成滞水堆,使堆下(xià)下(xià)承層的含水量明顯增大(dà),影響下(xià)承層的強度均勻性,在爾後的施工(gōng)碾壓過程中(zhōng),甚至會産生(shēng)局部彈軟現象。
6.3.5 8未篩分(fēn)碎石一(yī)定要在較潮濕情況下(xià)才能往上鋪撒石屑,否則一(yī)旦開(kāi)始拌和,石屑就會落到底部。
7 級配礫石
7.1 一(yī)般規定
7.1.3同本規範條文說明6.1.4和6.1.5。
7.1.5同本規範條文說明6.1.7(6)。
7.2 材 料
7.2.1同本規範條文說明6.1.6條。
7.2.3同本規範條文說明6.2.5和6.2.6。
7.2.4由于級配礫石的顆粒形狀、顆粒組成和塑性指數的變異性較大(dà),其強度的變化也可能較大(dà),因此,在确定使用前,必須做承載比試驗。國外(wài)對無結合料粒料基層材料要求其承載比最低爲80%,有的國家爲100%。由于以前定此标準時,試件是采用輕型擊實試驗法制作酌,而現在試件采用重型擊實試驗法制作,同樣材料的承載比可增加1倍以上。因此,将原規範中(zhōng)的承載比l00%改爲160%。
7.3 施 工(gōng)
7.3.2同本規範條文說明3.4.2條。
8 填隙碎石
8.1 一(yī)般規定
8.1.1、8.1.3、8.1.4和8.1.5 50年代前盛行的嵌鎖型碎石基層,是用篩分(fēn)成幾種不同規格的大(dà)、中(zhōng)、小(xiǎo)單一(yī)尺寸碎石分(fēn)層攤鋪、分(fēn)層碾壓而成的。通常首先鋪大(dà)碎石,大(dà)碎石經碾壓穩定後,撒鋪嵌縫碎石,繼續碾壓穩定,然後再撒鋪小(xiǎo)碎石,并碾壓穩定。我(wǒ)國某些地區使用的幹壓碎石或水結碎石也屬于這種類型。
國外(wài)常使用另一(yī)種嵌鎖型碎石基層,它使用單一(yī)尺寸的粗碎石,例如20~40mm、25~50mm或30~60mm的碎石作主骨料,經初步碾壓穩定後,撒鋪0~5(或10)mm的石屑,并用振動壓路機碾壓,籍振動壓路機的振動力使石屑填塞到主骨料的孔隙中(zhōng),直到把孔隙填滿爲止。這種型式的碎石結構在國外(wài)稱幹結碎石。最後碾壓時,采用濕法施工(gōng)的,稱水結碎石。這兩種類型的嵌鎖型碎石,本規範統一(yī)稱之爲填隙碎石。
填隙碎石的強度主要依靠粗碎石間的嵌鎖作用。用石屑或相當的天然砂礫和粗砂填塞粗碎石間的孔隙,使其變成一(yī)種密實結構,進一(yī)步增加其強度和穩定性。
實踐證明,靠使用兩種分(fēn)開(kāi)的不同尺寸的集料,可使堆放(fàng)和運輸過程中(zhōng)的集料離(lí)析現象降到最小(xiǎo)。填隙碎石的穩定性靠專門的壓實得到保證。壓實良好的填隙碎石的密實度通常約爲固體(tǐ)體(tǐ)積率的85%~90%。填隙碎石的密實度和強度與良好的級配碎石相同。作爲中(zhōng)等交通道路,甚至重交通道路瀝青面層的基層,它與級配碎石一(yī)樣可具有良好的效果。
填隙碎石層上不能直接通車(chē),它上面必須有面層。填隙碎石基層質量好壞的兩個關鍵是:從上到下(xià)粗碎石間的孔隙一(yī)定要填滿,也就是說,達到規定的密實度非常重要;表面粗碎石間的孔隙既要填滿,填隙料又(yòu)不能覆蓋粗碎石而自成一(yī)層,表面應看得見粗碎石,粗碎石的棱角可外(wài)露3~5mm。後一(yī)點對薄瀝青面層非常重要,它可保證薄瀝青面層與基層粘結良好,避免薄瀝青面層在基層頂面發生(shēng)推移破壞。
如面層爲瀝青表面處治,在軋制面層用料時,産生(shēng)兩種篩餘料:一(yī)種是粗的,如粒徑25~50mm的粗碎石;另一(yī)種是細的,通常是粒徑5mm或3mm以下(xià)的石屑。這兩種篩餘料正好用于鋪築填隙碎石基層。粗碎石用作主骨料,石屑用作填隙料。因此,面層爲噴撒型瀝青表面處治,基層爲填隙碎石時,碎石機軋制的全部粗細集料都可得到充分(fēn)的利用。
由于幹法施工(gōng)填隙碎石不需要用水,在缺水地區,采用這種基層結構,特别顯示其優越性。
填隙碎石的主要缺點是,潮濕的填隙料實際上不可能靠振動壓路機将孔隙填滿。如企圖用過多遍數的振動碾壓使潮濕填隙料下(xià)移,往往可能使主骨料浮到填料層上并嚴重喪失穩定性。
8.2 材 料
8.2.2用漂石軋制碎石時,漂石的粒徑應爲所需碎石最大(dà)粒徑的3倍以上,是爲了增加碎石的破裂面,從而提高内摩阻角。
8.2.4表8.2.4爲适用于表8.2.3中(zhōng)2号和3号碎石的填隙料,标稱尺寸爲5mm。标稱尺寸l0mm的石屑,最大(dà)粒徑可到15mm。
8.3 施 工(gōng)
8.3.2同本規範條文說明7.3.2。
8.3.6 1使下(xià)層表面粗粹石外(wài)露5~l0mm,再鋪築上一(yī)層,可以使上下(xià)層良好的結合在一(yī)起,不會産生(shēng)分(fēn)層現象,有利于提高整個填隙碎石的力學性能。
8.3.6 2在馬來西亞曾有利用大(dà)雨将填隙料填滿孔隙的成功報導,并報導實際碎石基層中(zhōng)的孔隙小(xiǎo)于所預料的。
9 質量管理及檢查驗收
9.4 質量管理
9.5 檢查驗收
9.4.2、9.4.3、9.5.5和9.5.7由于路基和路面各個結構層的材料(含混合料)、施工(gōng)工(gōng)藝以及測量儀器和試驗方法等多方面的原因,竣工(gōng)的路基和路面各個結構層以及路面整體(tǐ)都是不均勻的。因此,工(gōng)程質量控制的各個指标的實際(或觀測)值都有變異性。有的指标變異性小(xiǎo),有的指标變異性就相當大(dà)。同一(yī)個指标的觀測值的變異性也會随生(shēng)産設備的改進而降低。變異性小(xiǎo)表示質量比較均勻或不均勻性小(xiǎo),變異性大(dà)表示質量的不均勻性大(dà)。
如果質量是絕對均勻的,質量檢驗就非常簡單,隻要檢驗一(yī)次就足夠,所得的一(yī)個觀測值也足以代表某項産品的質量,但實際上不存在這種情況。任何産品質量都是不均勻的,特别是路基路面工(gōng)程質量的不均勻性更大(dà)。質量不均勻、有變異性,就給質量管理和檢驗帶來了一(yī)系列重要問題。例如,進行質量檢驗或做某項試驗時,到底需要檢驗多少次或做多少個平行試驗,所得觀測值才具有代表性。如果僅做1、2個或少數幾個檢驗,檢驗結果必然帶有偶然性而無代表性。顯然,不均勻性或變異性越大(dà),所需要檢驗的數量越多。
在工(gōng)程質量管理和質量檢驗中(zhōng),經常遇到的另一(yī)個很重要的問題是如何利用若幹次試驗的結果來評定某一(yī)質量指标是否符合要求。技術規範對不同的質量指标所做的規定是不相同的。例如,對于路面材料強度,如水泥混凝土的抗折強度和抗壓強度或各種水硬性結合料穩定材料的抗壓強度等,常規定一(yī)個作爲低限的設計标準值,而把小(xiǎo)于設計值的強度看作是不符合要求的;對于路面,通常規定有容許彎沉值,而把此容許彎沉值看作是路面彎沉值的高限;對于某個指标可能規定一(yī)個容許誤差,例如±0.3%或-5~+15。在某些情況下(xià),規範僅規定質量檢驗指标的均值或甲方僅對某質量指标的均值提出要求;在另—些情況下(xià),也可能對某一(yī)指标在總體(tǐ)中(zhōng)的不合格率(或稱缺陷比例)作出規定。在實際工(gōng)作中(zhōng),對某些質量指标(例如彎沉值)的測點個數可能較多,而對另一(yī)些質量指标的檢驗個數可能較少,因此,需要針對不同的情況,拟定相應的質量評定方法,并将不同的評定方法進行公式化。
1.抽樣檢驗
抽樣檢驗時需要知(zhī)道某個指标的觀測值的分(fēn)布形式,而分(fēn)布形式需要由較多的試驗數據來判斷和檢驗,但是,從實用觀點,路面和材料性質的觀測值可認爲是符合正态分(fēn)布(或對數正态分(fēn)布),因此本規範中(zhōng)規定的不同評定方法都以正态分(fēn)布爲基礎。
2.變量觀測值或試驗結果的波動範圍
對某一(yī)變量的樣本進行n次觀測後,可以得到此變量的平均值(樣本均值)和标準差(樣本标準差)S:
(1)
(2)
利用樣本的均值壬和标準差S可以估計總體(tǐ)的均值μ和标準差σ。
由于觀測次數n(抽樣觀測或室内試件的試驗數量)通常是有限的,如反複進行觀測或試驗,所得的結果完全可能超出原先n個觀測值的變化範圍。利用樣本均值和樣本标準差S,可以計算出不同概率下(xià)觀測值的波動範圍,也就是觀測值将以某一(yī)概率落在所定的範圍内。波動範圍分(fēn)爲雙邊和單邊兩類。
(1)雙邊波動範圍
雙邊波動範圍由公式(3)求出:
≤X≤ (3)
式中(zhōng):——與規定概率有關的正态分(fēn)布表中(zhōng)的分(fēn)位值,例如當概率爲90%(即α=10%或0.10)時,Z0.05=1.645;當概率爲95%(α=5%或0.05)時,Z0.025=1.96%。
觀測值或相同條件下(xià)的試驗結果将以給定的概率落在公式(3)所限定的範圍内。式(3)左側決定範圍的下(xià)限,稱(雙邊)波動下(xià)限;右側決定範圍的上限,稱(雙邊)波動上限。觀測試驗值落在上限和下(xià)限外(wài)面的概率相等,各爲α/2。
(2)單邊波動範圍
單邊波動範圍有兩種情況,一(yī)是限定下(xià)限直到正無窮大(dà)的範圍;另一(yī)是限定上限直到負無窮大(dà)的範圍。這兩種情況的界限分(fēn)别稱(單邊)下(xià)波動限和(單邊)上波動限。
單邊波動範圍(下(xià)限) X> (4)
單邊波動範圍(上限) X< (5)
式中(zhōng):Zα——與規定概率α有關的系數,當概率爲90%(即α=0.10)時,Z0.10=1.282;當概率爲95%(即α=0.05)時,Z0.05=1.645。
觀測值或相同條件下(xià)的試驗結果将以給定的概率落在下(xià)波動限(當限定低值時)或上波動限(當限定高值時)之内。落在外(wài)面的比例爲α,就評定質量而言,也就是質量達不到要求的比例或稱缺陷比例,亦即不合格品比例。
假定對某一(yī)質量指标已經規定了一(yī)個低限L,并規定了缺陷比例P,則抽樣檢驗或試件試驗結果如能滿足評定标準(1)的要求,則這批産品或這種混合料就可以接收,否則就不接收(拒收)。
≥L 标準(1)
式中(zhōng):ZP——正态分(fēn)布表中(zhōng)與規定概率或缺陷比例有關的分(fēn)位值,也就是觀測試驗結果的下(xià)波動限應該大(dà)于規定的低限。
一(yī)些規範和驗收評定标準常根據規定的強度采用标準(1)來設計水硬性結合料穩定材料和水泥混凝土等材料的組成。例如,本規範中(zhōng)規定用做高速公路路面基層的水泥粒料的标準強度爲R7=3MPa,同時要求n個混合料試件的平均抗壓強度≥Rd/(1-ZαCV),并采用Zα=1.645。也就是要求這種混合料的抗壓強度有95%概率大(dà)于3MPa,強度小(xiǎo)于3MPa的概率隻有5%,或這種混合料的缺陷(不合格品)比例隻有5%。
如果對某個質量指标規定的不是低限而是高限U,則試驗結果應該滿足評定标準(2)的要求:
X+ZpS≤U 标準(2)
也就是觀測試驗結果的上波動限應該小(xiǎo)于規定的高限。
路基路面的彎沉值檢驗或測定,通常用上波動限來确定代表彎沉值,并使代表彎沉值小(xiǎo)于設計彎沉值 (未計季節系數等),即
≤
對于高速公路的路面,國内外(wài)常采用Zα=2,此時,将有97.7%路面的彎沉值小(xiǎo)于。隻有2.3%的路面的彎沉值大(dà)于。也就是路面的缺陷(或不合格)比例隻有2.3%o
如果對某個質量指标既規定了高限U,又(yòu)規定了低限L,而且規定超出U的缺陷比例與低于L的缺陷比例相等,則觀測試驗結果的波動上限應該小(xiǎo)于U,同時其波動下(xià)限應該大(dà)于L,也就是應滿足标準(3)的要求(雙邊):
≤U
≥L 标準(3)
式中(zhōng):ZP/2——正态分(fēn)布表中(zhōng)與規定概率或缺陷比例有關的分(fēn)位值。
如果規定超出U的比例爲P1,而低于L的比例爲P2,則檢驗結果應該滿足标準(4)的要求:
≤U
≥L 标準(4)
例如,我(wǒ)國《瀝青路面施工(gōng)及驗收規範》(GB50092)中(zhōng)規定瀝青混合料中(zhōng)瀝青含量的容許誤差爲±0.5%,如瀝青的設計用量爲6%,則瀝青混合料中(zhōng)瀝青的容許上限爲U=6.5%,容許下(xià)限爲L=5.5%。規範同時規定≥L,≤U,也就是瀝青含量應有95.4%的概率位于5.5%~6.5%之間。瀝青含量大(dà)于U或小(xiǎo)于L都被認爲是不合格的(實際上,大(dà)于U和小(xiǎo)于L的瀝青含量都各有2.3%)。
上述從标準(1)到标準(4)的評定方法的精度與總體(tǐ)參數的估計有關。因此,爲了有效地使用上述諸标準,需要試件或測點數n足夠大(dà),以減少總體(tǐ)缺陷估計值的誤差。通常要求n>30。如果總體(tǐ)分(fēn)布偏向于均值的右側或左側,則總體(tǐ)缺陷估計中(zhōng)的誤差可能導緻接收質量較次的産品或拒絕接收質量較好的産品(與由ZP和L或U确定的要求質量相比)。因此,在采用這種評定标準時,保證指标觀測值分(fēn)布的正态性變得更爲重要。
對個數n相對小(xiǎo)(例如小(xiǎo)于30)的情況,有的學者建議采用t公布表中(zhōng)的tP或tP/2代替上述4個标準中(zhōng)相應的ZP或ZP/2,即标準(1)到标準(4)将分(fēn)别變成:
≥L 标準(1′)
≤U 标準(2′)
≤U
≥L 标準(3′)
≤U
≥L 标準(4′)
如果樣本參數能滿足上述标準,就接收,否則就拒絕接收。
在上述兩類接收标準中(zhōng),分(fēn)位值ZP僅與缺陷比例P有關,tP則與P和n有關。在有的文章中(zhōng)稱這兩個值爲接收常數或标準差的乘數。
标準(1′)~(4′)中(zhōng)的tP值(P不變時)随n的增大(dà)而減小(xiǎo),并逐漸與ZP值接近。當n>30後,tP值與ZP值之差就不很明顯了。也就是觀測試驗個數愈多,接收常數愈小(xiǎo)(同一(yī)概率情況下(xià),n愈大(dà)tP值愈小(xiǎo),直到與ZP值相等)。
3.平均值的置信區間
實際抽樣檢驗或制備試件進行某種試驗的個數n總是有限的,因此,一(yī)次抽樣檢驗所得的均值不會等于真值,在同一(yī)總體(tǐ)中(zhōng)重新抽取k次樣本所得的k個均值,相互間都會有一(yī)定的差異。試驗和理論都已證明,樣本均值的頻(pín)度分(fēn)布曲線爲對稱的鍾形曲線,也按正态分(fēn)布或t分(fēn)布。一(yī)次抽樣檢驗的樣本均值會以一(yī)定的概率在某一(yī)範圍内變化,或者說,根據此均值可以給出兩個界限,使此兩界限以一(yī)定的概率包括真值在内。這兩個界限所包括的值的範圍稱爲平均值的置信區間。平均值的置信區間有雙邊的也有單邊的。
(1)雙邊置信區間
雙邊置信區間用公式(6)計算:
≤μ≤ (6)
式中(zhōng):——算術平均值的标準差,或稱标準誤差;
——t分(fēn)布表中(zhōng)與觀測個數n和置信度α有關的分(fēn)位值。
式(6)的左側限定雙邊置信區間的下(xià)限,可簡稱置信下(xià)限;右側限定雙邊置信區間的上限,簡稱置信上限。
(2)單邊置信區間(參看注①)
限制下(xià)限時,μ> (7)
式(7)右側可稱下(xià)置信限。
限制上限時,μ> (8)
注:①指标準差未知(zhī)情況。如已知(zhī)标準差或n大(dà),在式(6)~式(8)中(zhōng)用或代替或。
如果對某項指标隻要求其均值符合規定的标準(此時指标的各觀測值會有50%大(dà)于均值和50%小(xiǎo)于均值),則也有以下(xià)兩種情況:
①要求限制的是平均值的低值,此時
≥ 标準(5)
也就是觀測試驗結果平均值的下(xià)置信限應該大(dà)于規定的平均值下(xià)限。
在本規範中(zhōng),對壓實度的檢驗就采用了标準(5)的評定方法。例如,規定路基的壓實度爲95%,對壓實度檢驗n次後,如統計結果滿足≥95%,則壓實度就可判爲合格,否則就不合格。
②要求限制的是平均值的高值,此時
≤ 标準(6)
如果對某項指标要求檢驗其均值(或把設計标準作爲均值),并規定一(yī)個接收低限LL和一(yī)個接收高限UL,在此情況下(xià),評定方法應以标準(7)爲基礎:
LL≤≤UL
或 ≥LL
≤UL 标準(7)
在此我(wǒ)們可以看到,在采用平均值的置信限評定檢驗結果時,仍會有20%~40%的單個檢驗值小(xiǎo)于規定的低限或大(dà)于規定的高限,也就是缺陷比例仍可達20%~40%。
以标準(6)爲例,如n=9,α=0.05時, =1.860, =0.62,标準(6)的左側就變爲 +0.62S,此式相當于上波動限(标準(2)),按正态分(fēn)布表,系數0.62相應的概率爲0.7324,即超出此波動限的單個檢驗值将達26.76%。α=0.05,不同n時,單個檢驗值超過此界限的百分(fēn)率如下(xià):
n 6 9 12 16 20 25 40
0.823 0.620 0.518 0.438 0.387 0.342 0.263
相應概率 0.7947 0.7324 0.6978 0.6693 0.6506 0.6338 0.6037
超出百
分(fēn)率(%) 20.53 26.76 30.22 33.07 34.94 36.62 39.63
如用α=0.10,則超出百分(fēn)率将更大(dà)。
本規範對壓實度檢驗,采用觀測值的下(xià)置信限(标準(5))作爲衡量标準,實際上是采用平均值來衡量。
爲什麽采用平均值而不用單個觀測值來衡量呢?有的國家曾采用單個觀測值衡量,我(wǒ)國前《公路工(gōng)程質量檢驗評定标準》也是采用單個觀測值衡量的,而且不允許出現小(xiǎo)于規定值的觀測值,一(yī)旦出現一(yī)個,即認爲是不合格。也就是采用觀測值的下(xià)波動限衡量(标準(1)),而且要采用相當于3倍标準差的概率,即 -3S大(dà)于等于規定值。因爲隻有在此時,才能說不會有小(xiǎo)于規定值的觀測值。根據實際觀測,施工(gōng)質量好的路基壓實度的偏差系數CV,約3%,一(yī)般CV爲4%,有時甚至超過5%。标準(1)可變換爲式(9):
≥規定值 (9)
如采用 =2, =0.04和壓實度規定值置Kd=93%,則
≥93%(1-2×0.04)
≥101.1%
也就是說,如平均壓實度達到101.1%,則觀測值大(dà)于93%的概率是97.7%,此時觀測值還有2.3%的可能性小(xiǎo)于93%,或還可能有2.3%的觀測值小(xiǎo)于95%。如果檢查時恰巧碰上一(yī)個小(xiǎo)于93%的點,則就會被判爲壓實度不合格。要想不會碰到小(xiǎo)于93%的點,則就要用 =3,此時
≥93%(1-3×0.04)
≥105.7%
也就是說,隻有壓實度的平均值達到105.7%,才能保證路段上不會有小(xiǎo)于93%的值。如Kd=95%,則要大(dà)于或等于108.0%,才能保證路段上不會有小(xiǎo)于95%的值。
以上是CV=4%的情況。如路基施工(gōng)質量不大(dà)好,CV=5%,則Kd=93%時相當于 =2的≥103.3%,相當于 =3 的≥109.5%。顯然,要求平均壓實度達到這樣高是不可能的。例如,前蘇聯一(yī)幹線公路施工(gōng)中(zhōng)得出壓實度的平均值爲95.5%~98.9%,最大(dà)标準差4.2%~6.0%,約有40%~50%的測點不符合技術規範的要求。根據前民主德國1972年的公路調查資(zī)料,整理得路基壓實度的統計特性列在附表9-1中(zhōng)。
附表9-1前民主德國路基壓實度的統計特性
Kd(%) | 實 際 觀 測 值 | |||||
N | X(%) | S(%) | 範圍(%) | CV(%) | 滿足要求的試驗點(%) | |
≥100 | 64 | 99.0 | 1.33 | 7 | 1.34 | 25 |
應該說,附表9-1中(zhōng)相應的路基施工(gōng)質量是較好的,因爲它的偏差系數隻有1.34%。
又(yòu)如,1980年交通部公路科學研究所與廣西玉林公路總段合作鋪築的一(yī)段2m高的試驗路堤,施工(gōng)時分(fēn)10層施工(gōng),每層20cm,在施工(gōng)過程中(zhōng)分(fēn)層檢查了壓實度,現将上部6層的檢驗結果列在附表9-2中(zhōng)。
附表9-2玉林試驗路堤的壓實度統計特性
深度(cm)特性 | 0~15 | 15~30 | 30~50 | 50~70 | 70~90 | 90~110 | 合計 |
n | 20 | 41 | 26 | 21 | 39 | 15 | 162 |
(%) | 94.75 | 93.66 | 93.65 | 93.57 | 93.38 | 95.60 | 93.93 |
S(%) | 3.68 | 2.88 | 4.10 | 2.87 | 3.02 | 5.07 | 3.48 |
CV(%) | 3.89 | 3.07 | 4.38 | 3.07 | 3.24 | 5.30 | 3.70 |
範圍(%) | 87~100 | 87~101 | 86~109 | 86~98 | 87~98 | 88~102 | 86~102 |
下(xià)置信限(%) | 93.58 | 92.90 | 92.28 | 92.49 | 92.56 | 93.29 | 93.46 |
該段路堤竣工(gōng)後,用後軸重100kN的黃河車(chē)測得平均回彈彎沉值爲0.77mm,97.7%概率的代表彎沉值爲1.02mm。用直徑304mm承載闆測得的回彈模量平均值高達127MPa。應該說,這段路基的壓實結果是滿意的。但從附表9-2中(zhōng)可以看到,該段各層壓實度的平均值是93.38%~95.60%。綜合在一(yī)起看,162個觀測值的平均值爲93.93%,下(xià)置信限爲93.46%,達到要求壓實度93%的要求。在這162個測點中(zhōng)壓實度小(xiǎo)于90%的測點有14個,其中(zhōng)89%的點6個,88%的點2個,87%的點4個,86%的點2個。按表中(zhōng)值推算,小(xiǎo)于93%的測點應占40.07%,實際檢查得92%以下(xià)的點占34.6%。可以說,數理統計的推斷結果與實際檢查結果很接近。
爲什麽不直接用平均值衡量而要用平均值的單邊下(xià)置信限衡量呢?由于每次檢驗不可能測很多點,一(yī)人根據少數測點算得的平均值與另一(yī)人再去(qù)檢驗一(yī)些點算得的平均值不可能相同。如施工(gōng)單位檢驗得的平均值合格,監理部門檢驗得的平均值不合格,就會産生(shēng)矛盾,發生(shēng)問題。而發生(shēng)這種問題的可能性達50%。爲了避免産生(shēng)這種矛盾,本規範采用平均值的下(xià)置信限衡量。如采用95%的置信水平,則不管誰來檢測,所得的平均值将有95%的概率在所定下(xià)置信限之上,發生(shēng)矛盾的可能性最多隻有5%。
9.4.4多條高速公路的實踐證明,質量符合要求的水泥碎(礫)石基層養生(shēng)3d後,無論用進口或國産路面鑽機都能取出完整的鑽件。
通過對多條已通車(chē)高速公路瀝青路面的調查表明,面層的局部網裂、形變,甚至坑洞常與基層不成整體(tǐ)有關。檢查基層整體(tǐ)性的最好辦法是取鑽件。