第四章路面基层(底基层)施工
授课章节 第四章 路面基层（底基层）施工 §4－1 稳定土拌和机作业特点 §4－2 稳定土厂拌设备作业特点 主要内容 §4－3 稳定土摊铺机作业特点 §4－4 碎、砾石基层（底基层）施工 §4－5 稳定土基层施工 §4－6 石灰土废渣基层施工 授课方式 多媒体 1.了解和掌握稳定土拌和机、厂拌设备以及稳定土摊铺机的基本结构和作业特点 授课目的 2.了解和掌握常见碎石基层（底基层），砾石基层（底基层）、稳定土基层以及石灰土废渣基层的施工工艺及质量要求 教学内容要点 第四章 路面基层（底基层）施工 一、基础知识 1．无机结合料稳定材料 在粉碎的或原状松散的土中掺入一定量的无机混合料（包括水泥、石灰或工业废渣等）和水，经拌和得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的材料。 2．基层（底基层） 在路面结构中，将直接位于路面面层之下的主要承重层称为基层，铺筑在基层下的次要承重层称为底基层，但一般常将二者统称为基层。基层承受由面层传递而来的行车荷载垂直应力作用，抵御环境因素的影响，是构成路面整体强度的主要组成部分。 3．半刚性基层（底基层） 由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔性路面材料和刚性路面材料之间，常称此为半刚性材料，以此修筑的基层或底基层亦称为半刚性基层（底基层）。 重 庆 交 通 大 学 教 案 《公路工程机械化施工与管理》
4. 基层材料的分类 §4－1稳定土拌和机作业特点 1．定义 稳定土拌和机是一种直接在施工现场将稳定剂与土壤或砂石均匀拌和的专用自行式机械。 2．应用范围 1在高等级公路施工中，稳定土拌和机用于修筑路面底基层； ○2在中、低等级公路施工中，用于修筑路面的基层或面层。 ○3完成就地破碎再生作业。 ○ 一、稳定土拌和机分类 1．按行走装置的类型 分为履带式和轮式。 2．按移动的形式 分为自行式、悬挂式和拖式三种。 3．按动力传动的形式 分为机械传动、液压传动、机械—液压传动三种形式。 4．按其工作装置（即转子）的配置 分为后置式和中置式两种。 CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY
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5．按切削土层的方向（即转子旋转方向） 可分为正转和反转两种。 注：正转：转子刀头由上向下，入土后的运动方向与前进方向相反 反转：转子刀头由下向上，入土后的运动方向与前进方向相同 二、工作装置组成及工作原理 1．工作装置 1组成 ○ 主要由转子架、转子、刀具、罩壳等组成。 2作用 ○ 10转子作用：用来切削土壤并将其与结合料均匀拌和。 20罩壳作用: ●构成稳定土拌和室，以便在其中进行粉碎与拌和作业。 ●拌和材料飞溅到罩壳上，可起到二次破碎及拌和作用。 ●防止拌和材料飞溅而伤害人。 ●对拌和好的稳定土层进行刮平整形。 2．工作原理 正转时高速旋转的刀具切下土屑→抛向罩壳→一次破碎→碰撞罩壳壁→一部分土壤颗粒被粉碎→一部分土壤颗粒再次与刀具相碰→再次受到转子刀具的冲击、切削→二次破碎→在罩壳后壁下面C区形成圆形土堆→刮平、整形→具有一定厚度，表面平坦的稳定土带层。 三、使用技术与要求 1 拌和机购置时的功率选择 2 影响土壤破碎程度和拌和均匀性的因素 3 进距S的影响 4 转子容量和作业速度 5 关于复拌问题 如果土壤较松或拌和浓度较小，机器动力富余时，应优先考虑采用提高作业速度，用大进距进行第一次拌和，用二次复拌来满足作业质量要求的施工工艺。例如某拌和机用大进距80～100mm进行两次复拌方式，比用小进距30mm一次拌和方式提高生产率约为30%～50%。 6 确保配套机械的完好率 CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY
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7 选择合理的施工路段 8 选择合理的拌幅 9正确选择工作速度、并能保持拌和速度的恒定 §4－2稳定土厂拌设备作业特点 1．定义 专用于拌制各种以水硬性材料为结合剂的稳定混合料的搅拌机组。 2．应用范围 公路和城市道路的基层、底基层施工，也适用于其它货场、停车场、机场等需要稳定材料的工程。 注：高等级公路基层必须使用厂拌设备 一、稳定土厂拌设备分类 1．根据生产率 小 型：生产率小于200t/h； 中 型：生产率200～400t/h； 大 型：生产率400～600t/h）； 特大型：生产率大于600t/h。 2．根据设备拌和工艺 非强制跌落式、强制间歇式和强制连续式（单卧轴强制搅拌式和双卧轴强制搅拌式）。 3．根据设备的布局及机动性 移动式、分总成移动式、部分移动式、可搬式、固定式等结构形式。 二、稳定土厂拌设备组成与工艺流程 1．设备组成 1集料配料装置：配料料斗、配料给料机、斗架、水平集料皮带输送机； ○2结合料配给装置：粉料筒仓、螺旋输送机、小粉料仓； ○3斜置皮带输送机： ○4水供给系统：水箱、水泵、三通阀、节流阀、流量计、管路； ○5搅拌机：双卧轴强制连续式； ○6混合料储仓：立柱、料斗、启闭斗门 机构； ○7控制系统：电源、各执行电器元件及电器显示系统 。 ○CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY
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2．工艺流程 图4-1 稳定土厂拌设备工艺流程 三、使用技术与要求 1．厂拌设备的正确使用 1选好配套设备； ○2熟练的操作人员：2名； ○3避免容易出现的问题：如皮带跑偏、供料不畅或中断、搅拌器叶桨脱落○等。 2．成品料的生产技术 1原材料的管理 ○ 原材料的质量、储存、数量足够 2搅拌混合料的管理 ○§4－3稳定土摊铺机作业特点 1、定义 稳定土摊铺机：在路面基层施工时，按施工要求的宽度和厚度将稳定土厂拌设备生产的稳定土摊铺，同时使摊铺层达到一定平整度、压实度的机械。 一、稳定土摊铺机的分类 1．按行走装置的类型 1轮胎式稳定土摊铺机 ○ 优点：行驶速度快可自行转移工地现场，费用低；弯道摊铺质量好；结构简单，造价低。 缺点：对路面平整度敏感性较强；机内混合料的多少会改变轮胎的变形量，CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY
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影响摊铺质量。 2履带式稳定土摊铺机 ○ 优点：由于接地面积大，所以牵引力大，减小对下层的作用力，对下层的平整度不太敏感。 缺点：行驶速度慢，现场不能长距离自行转移工地；对地面较高的凸起点适应能力差，制造成本高。 2．按使用场合的不同 1多用式稳定土摊铺机 ○即为多功能沥青混合料摊铺机，由于其既能用来摊铺沥青混合料，又能用来摊铺稳定土，故能做到一机多用，节省费用。在摊铺稳定土时易造成材料离析；在宽幅度摊铺时熨平板两端部摊铺材料的均匀密实度较差，影响整体平整度。 2专用式稳定土摊铺机 ○由于其设计方面及综合性能均是围绕摊铺稳定土，故其摊铺稳定土效果较好。 二、稳定土摊铺机工作原理 料斗接受自卸卡车的混合材料，通过左右输送刮料板将料斗内混合料刮送至熨平板与机身后板之间的分料槽内，再由左右分料蜗杆将分料槽内混合料沿摊铺机宽度均匀分配，然后由熨平板将混合料按规定的厚度进行熨平、压实，以获得道路所需的平整度和几何尺寸。 三、使用技术与要求 1 调整找平开关使熨平板底成1°～3°的仰角； 2 打开左右输分料开关，进行送料； 3 待分料槽中的混合料高度至其约3/4的高度时，挂档摊铺； 4 实际摊铺厚度由自动找平油缸来调整。 §4－4碎、砾石基层（底基层）施工 1．定义 碎砾石基层（底基层）：由有一定级配的矿质集料经拌和、摊铺、碾压，当强度符合要求时得到的基层（底基层）。 2．分类（按强度形成原理划分） CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY
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1嵌挤型 ○嵌挤型碎石包括泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石等，强度靠颗粒之间的摩擦和嵌挤锁结作用形成。 2密实型 ○密实型碎（砾）石具有连续级配，故也称级配型基层（底基层），其强度主要靠碎（砾）石颗粒间的密实、填充作用形成。 一、碎、砾石基层（底基层）材料质量要求 1．级配碎石基层（底基层） 1定义 ○由粗、细碎石和石屑按一定比例、级配符合要求的碎石混合料铺筑而成。级配碎石基层适用于各级公路的基层和底基层，还用作较薄沥青面层与半刚性基层之间的中间层。 2碎石的压碎值要求 ○高速公路和一级公路基层，不大于26%； 一级公路底基层、二级公路基层，不大于30%； 二级公路底基层及二级以下公路基层，不大于35%； 二级以下公路底基层，不大于40%。 2．级配砾石基层（底基层） 1定义 ○用粗、细砾石和砂按一定比例配制的混合料铺筑的、具有规定强度的路面结构层，适用于二级及二级以下公路的基层及各级公路底基层。 2碎石的压碎值要求 ○高速公路及一级公路底基层或二级公路基层，不大于30%； 二级公路底基层或二级以下公路基层，不大于35%； 二级以下公路底基层，不大于40%。 3．填隙碎石基层（底基层） 1定义 ○用单一尺寸的粗碎石作主骨料，用石屑作填隙料铺筑而成的结构层。 2碎石的压碎值要求 ○用作基层，不大于26%； 用作底基层，不大于30%。 CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY
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二、施工工艺、施工方法及施工质量控制 1．级配碎、砾石基层（底基层）施工 1 路拌法施工 ○ 图4－2 级配碎石、砾石基层（底基层）施工流程 a－级配碎石；b一级配砾石 2中心站集中拌和（厂拌）法施工 ○10材料 宜采用不同粒级的单一尺寸碎石和石屑，按预定配合比在拌和机内拌制级配碎石混合料。 CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY
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20拌制 在正式拌制级配碎石混合料之前，必须先调试所用的厂拌设备，使混合料的颗粒组成和含水量都达到规定的要求。 30摊铺 ●摊铺机摊铺：可用沥青混凝土摊铺机、水泥混凝土摊铺机或稳定土摊铺机摊铺碎石混合料，摊铺时，在摊铺机后面应设专人消除粗细集料离析现象。 ●平地机摊铺：在没有摊铺机时，可采用平地机摊铺碎石混合料。 ④ 碾压 用振动压路机、三轮压路机进行碾压，碾压方法与要求和路拌法相同。 ⑤ 接缝处理 ●横向接缝：用摊铺机摊铺混合料时，对于摊铺机当天未压实的混合料，可与第二天摊铺的混合料一起碾压，但应注意此部分混合料的含水量。必要时，应人工补洒水，使其含水量达到规定的要求。用平地机摊铺混合料时，每天的工作缝与路拌法相同。 ●纵向接缝：应避免产生纵向接缝。如摊铺机的摊铺宽度不够，必须分两幅摊铺时，宜采用两台摊铺机一前一后，相隔约5～8 m同步向前摊铺混合料。在仅有一台摊铺机的情况下，可先在一条摊铺带上摊铺一定长度后，再开到另一条摊铺带上摊铺，然后一起进行碾压。 2．填隙碎石基层施工 施工工艺流程：准备下承层→施工放样→运输和摊铺粗骨料→稳压→撒布石屑→振动压实→第二次撒布石屑→振动压实→局部补撒石屑并扫匀→振动压实→填满空隙→洒水饱和（湿法）或洒少量水（干法）→碾压。其中，运输和摊铺粗骨料及振动压实是确保施工质量的关键。 3．施工质量控制 1原材料与混合料质量技术指标试验 ； ○2铺筑试验路； ○3质量控制与外形管理； ○ 三、主要施工机械配备及对机械的技术要求 1．稳定土拌和机 具体内容见§4－1相关内容 2．稳定土厂拌设备 CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY
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高速公路、一级公路路面基层施工应使用强制连续式拌和机，而且满足以下要求。 1保证搅拌材料均匀及单位时间内的产量； ○2应具有保证集料最大粒径和级配符合要求的装置 ○3能准确地按设计要求，自动控制（按重量或体积比例）添加剂剂量及加○水量，并能随时进行准确的调整。 3．摊铺机 可使用稳定土摊铺机进行摊铺，也可以使用多功能沥青混凝土摊铺机进行摊铺。 4．自动找平平地机 5．压实设备 §4－5稳定土基层施工 1．定义 由无机结合料与集料或土组成的混合料铺筑的，具有一定厚度的路面结构层。 2．特点 整体性好、强度高、刚度大、水稳定性好、经济效益佳，是二级以上公路的主要基层类型。 3．分类（按结合料种类和强度形成机理分） 水泥稳定类和石灰稳定类两种。 一、稳定土基层（底基层）材料质量要求 1．水泥稳定类基层 1定义 ○在粉碎的或原来松散的集料或土中，掺入适量的水泥和水，经拌和后得到的混合料，再通过压实及养生，当其抗压强度达到要求时所得到的结构层。 2原材料质量要求 ○ 满足规范要求。 2．石灰稳定类基层 1定义 ○CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY
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在粉碎的或原来松散的集料或土中掺入适量的石灰和水，经拌和、压实及养生，当其抗压强度符合规定时得到的路面结构层。 2原材料质量要求 ○ 满足规范要求。 二、施工工艺、施工方法及施工质量控制 1．石灰稳定土基层 1路拌法施工 ○ 图4－3 石灰稳定土基层施工流程 2中心站集中拌和（厂拌）法施工 ○ 10备料 20拌制 30运输 40摊铺及碾压 50横向接缝处理 60纵向接缝 70养生及路线处理 2水泥稳定土基层的施工 CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY
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1分类 ○10路拌法施工 图4－4 水泥稳定土路拌法施工工艺流程 20 中心站集中拌和（厂拌）法施工 备料→拌制→运输→ 摊铺碾压→横向接缝处理→纵向接缝处理→养生及路线处理 。 30石灰稳定土与水泥稳定土施工工艺区别 ●石灰＋土＋水→物理化学性质变化→凝固在一起 ●石灰＋水→不产生化学反应 ●水泥＋水→水化反应→水化产物→凝固在一起 3 养生及路线处理 1养生 ○ 10水泥稳定土基层每一段碾压完成并经压实度检查合格后，应立即开始养生，不应延误； 20水泥稳定土分层施工时，下层水泥稳定土碾压完后，过一天就可以铺筑CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY
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上层水泥稳定土，不需经过7天养生期； 30在铺筑上层稳定土之前，应始终保持下层表面湿润； 40为增加上下层之间的粘结性，在铺筑上层稳定土时，宜在下层表面撒少量水泥或水泥浆。 2水泥稳定土基层养生方法： ○ 10用不透水薄膜或湿砂进行养生； 20采用沥青乳液进行养生； 30无上述条件时，可用洒水车经常洒水进行养生，每天洒水的次数应视气候而定。 注：养生期不宜少于7天 三、主要施工机械配备及对机械的技术要求 按碎、砾石基层施工的方法和要求进行。 §4－6石灰工业废渣基层施工 1．分类 工业废渣包括：粉煤灰、煤渣、高炉矿渣、钢渣（已经过崩解达到稳定）、其它冶金矿渣、煤矸石等。 2．使用范围 适用于道路的基层和底基层，不应用作二级和二级以上公路路面的基层，而只能用作底基层。 一、石灰工业废渣稳定土基层材料质量要求 石灰稳定类基层相关规范要求。 二、施工工艺、施工方法及施工质量控制 1．石灰工业废渣稳定土基层施工 1厂拌法施工 ○施工工艺流程：准备下承层→施工放样→厂拌稳定土混合料→运输拌好的混合料到施工现场→摊铺碾压→接缝处理→养生。 2路拌法施工 ○施工工艺流程：准备下承层－施工放样－运输和摊铺集料－运输和摊铺粉煤灰或煤渣－运输和摊铺石灰－拌和及洒水－整形－碾压－接逢和调头处的CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY
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处理。 2．施工质量控制 见级配碎、砾厂基层施工相关内容。 三、主要施工机械配备及对机械的技术要求 接碎、砾石基层施工的方法和要求进行。
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