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高等级公路路基路面施工技术 班级 日期 - 课题 路基施工准备工作 教学目的 了解路基施工前要做的准备工作 重点难点 路基边坡放样的方法 教学内容、教学方法设计与时间分配： 第一章 路基施工的准备工作 第一节 概述 一、路基 施工的 重要性及施工方法 1 、重要性 路基施工的重要性是路基强度和稳定性的保证，不少公路病害的重要原因就是路基施工质量不良，引起交通阻塞，并消耗大量的养护和维修费用。 在公路建设中，路基土石方工程数量很大，各别公路路基工程要占全部公路的 65% ，某些重点路段往往是公路施工进度的关键。 2 、施工方法 主要有这么几种： a 人工施工 效率低、强度大、进度慢； b 简易机械化施工 生产效率较高， c 水力机械化施工 d 机械化施工使用配套机械。 二、 路基施工的一般程序与内容 路基施工过程： 1 、施工前的准备工作 主要是组织准备、物质准备和技术准备三方面。 2 、修建小型人工构筑物 主要是小桥涵、档土墙。要求其先完工。 3 、路基土石方工程 包括开挖路堑，填路基，压实、整平，建排水沟渠及加固工程。 4 、 路基工程的检查与验收。 第二节 施工前的准备工作 一、 准备工作内容： 组织、物质、技术准备 二、 施工测量 1 、中线的恢复和标定 恢复路线中线，要按测设后设计出的路线平面图、直线、曲线几转点一览表，护桩记录等来进行较核。 2 、水准点的复查与加设 3 、横断面的检查与补测 4 、预留桥涵位置 5 、施工中的测量，主要是检查挖、填情况，是否符合设计要求。 6 、广大测量中的其它事项。 三、路基放样 1 、内容： a 、在路中线各中点处标定填挖高度； b 、确定横断面的方向，c 、按设计图纸在地面上定出横断面上各点的位置，如路基中心点、边缘点、路堤坡脚几路堑坡顶； d 、边坡防样，按设计的路基边坡率，把边坡的位置标出来； e 、移桩移点。 2 、路基边坡放样 方法： 图解法 直接按横断面图，在地面上量出路肩、坡脚、排水沟等对中线的距离，定出边线桩。 计算法 如没有横断面图，只有填挖数字，可以在地面上用计算法放样路基边坡。 在平面上防样边桩，路堤坡脚至中桩的距离 L=b 2+mH 在坡地上放样边桩 地面横坡较大时，计算要考虑横坡影响。 上侧坡脚至桩的距离 L=b 2+m(H-h) L=b 2+m(H+h) 在施工中先测出地面横坡，即可按公式进行计算。 第二章 土质路基施工 第二节 土质路基填挖基本方案 一、 路堤的填筑 1 、填住筑材料的选择 应尽量选择当地稳定性良好的材料，它透水性好、摩阻系数大、强度高、水稳性好的填筑材料。 亚砂土、亚粘土及轻亚黏土等，在压实也有足够的强度，可用来填筑路堤。 2 、路堤基底的处理 为了使路堤与基底紧密结合，避免滑动要根据具体情况采取响应措施。 3 、填筑方法 a 分层填筑法 按设计的横断面，逐层填土、摊平、压实。 b 竖向填筑法 在原地面纵坡大于 12% 地段，运土困难的断面采用该法施工，沿纵坡分层，逐层填压密实。 C 混合填筑法 在路堤填土较高或因地形限制时，可采用混合填筑法，下层用竖向填筑，上层用分层填筑法，使其获得要求的压实度。 在同一路段上要用到不同性质填料时，应注意： 1 、不同性质的填料要分别分层填筑，不得混填； 2 、路堤上部受车辆荷载的作用影响较大，一般将水稳性冻稳性好的土填在路堤的上部； 3 、透水性大的土填在透水性小的土之下时，如果两者粒径相差悬殊，应在层间加铺过渡层；如果相反时，其顶面应作成 4% 的双向向外横坡，以免积水； 4 、沿纵向同层次要改变填料这种类时，应作成斜面衔接，且将透水性好的填料放在斜面的上方为宜。 2 、土质对压实的影响 对不同土的击实实验结果表明： a 、土的类别不同，它的最大密实度和最佳含水量不同； b 、分散性较高的土，它的 Wo 的绝对值较高，但 o 的绝对值较小。 C 、亚沙土和亚粘土的压实性能较好，而粘性土的压实性能较差。 3 、压实功能对压实的影响 试验分析证明：增加压实功能，最佳含水量就减少，最大干密度就增加，含水量一定时，最大干密度随压实功能的增加而增加；但压实功能增加到一定程度，土的密实度就增加的不显著了。如果压实功能过大，超过土体的强度，土体就会破坏。因而施工中可以根据土的压实度要求，土的性质及施工条件选择不同的压实机械。 课程 高等级公路施工技术班级 98 路桥 日期 课题 路基的压实原理 教学目的 了解路基压实时的变化及其影响因素 重点难点 路基压实时的物理力学变化。 教学内容、教学方法设计与时间分配： 第三节 土基压实原理 一、土质压实的意义 土基压实的目的，就是要提高它的强度稳定性，以增强它对外部荷载与自然因素影响的抵抗能力，充分发挥路基土的强度。 压实土基时，土粒相互靠拢，增加土的密实度，也就增加了它的单位体积质量。土是由土粒、水分和空气组成的三相体系，压得越密实，单位体积内体积内固体颗粒就越多，排列的越紧密，空气也就越少，单位体积质量就增加。土基压实到有足够的密实度，可以增加土体的不透水性，减少毛细上升高度，防止水分积聚，避免土软化及因冻胀而引起的不均匀变形，确保路基在全年各季节内有足够的稳定性，土粒排列紧密，也会增加内摩阻力和粘聚力，也就提高了土的力学强度。 理论分析及实践经验表明，压实土基的作用，在于提高土体的密实度，调节路基水温状况，降低透水性，阻止水分积聚，减轻冻胀，避免翻浆；防止不均匀变形，保证路基在不利季节有 足够的稳定性。 二、 影响压实的因素 一向土基压实的因素很多，细粒土的一向因素有：土的含水量、土的性质、压实功能和机械的类型以及碾压的方法。碎石土的一向因素有碎石土的特性（质量、颗粒形状、级配及细料的性质。 1 、含水对压实的影响 土的含水量是压实工作的主要影响因素。水存在于土中有两种形式，一是包裹在土粒表面的薄膜水，另一种是存在于空虚中的自由水。薄膜水的水膜越薄，土间的粘接力越大，土的强度月高。含水量增大，水膜变厚，粘性减弱，强度随支降低而便于压实；但水过多，自由水就充满全部空隙，土为水饱和，就无法压实。击实试验的含水量 w 与密实度 0 的关系形成峰形曲线，如图所示。峰顶对应的干密度就是最大干密度 0 ，也就是最佳密实度；峰顶对应的含水量 W0 ，就是最佳含水量。 土基强度与含水量及压实度之间的关系，最大强度对应的不是最佳含水量，这是因为含水量小时，土粒引力较大，强度也较最佳含水量时高。当含水量大于 W0 时，强度只随压实系数增长到一定程度，超过某一压实系数时，强度反而下降。这时土已接近两相土，所以继续压实土基，强度仍在增长；当含水量大于 Wo 时，土空隙中的水分在荷载作用下产生的动力和静水压力大大降低了土的强度，因而，压实度增大反而会降低了强度。 压实度与水稳性也有关系，不同湿度的土样，含水达到饱和，只有在最佳含水量时压实的那种土，仍然保持最大的密实度。 这些就说明，只有在最佳含水量时压实到最大密实度的土基，在遇水饱和后，密实度和强度下降最小，因此水稳性最好。 5 。填方相邻作业段交接处若不是同时填筑，则先填地段应按 1 ： 1 坡度分层留好台阶；若同时填筑，则应分层相互交迭衔接，搭接长度白得少于 2 米。 二、路堑开挖 路堑施工就是按设计要求进行挖掘，并把挖掘出来的土方运到路堤地段作填料，或者运到弃土地点。 路堑开挖方式应根据路堑的深度和纵向长度，以及地形、土质、土方调配情况和开挖机械设备条件等因素确定，以加快施工进度和提高工作效率。 1 、路堑开挖应注意的问题 （ 1 ）无论采用何种方法开挖，应保证开挖过程中及竣工后能顺利排水，所以施工时先挖截水沟； （ 2 ）废方的处理； （ 3 ）粉土路堑要换土，厚度不小于 0 。 8-1 。 0 米； （ 4 ）注意边坡的稳定，及时设置必要的支挡工程； 2 、路堑开挖方案 （ 1 ）横挖法 从路堑的一端或两端按横断面全宽逐渐向前开挖，这种开挖方法适宜较短的路堑。 （ 2 ）纵向开挖法 沿路堑纵向将高度分成不大的层次依次开挖，它适用于叫长的路堑。它又分为：分层纵挖法、通道纵挖法和分段纵挖法。 （ 3 ）混合法 横挖法与纵挖法的联合应用。 第二节 土质路基的机械化施工 土质路基的机械化施工，一般有松土、挖土、运土、卸土、整土、压实及修整等工序，通常使用的机械有松土机、平地机、铲运机、推土机、挖土机及压路机。各种机械按其本身性能可以在不同条件下，不同程度地完成全部作业或其中部分作业。 第四节 土基压实施工 一、 土基压实标准 1 、目前公路路基压实标准 密实度 K= 工地上实际压实达到的密实度 最大密实度 。 很明显，压实度是一个以 。为标准的相对值，意思是压实到最大密实的程度，具体指标的数据可查表。 2 、压实应考虑的因素 进行压实施工要首先确定压实系数，从压实系数表可以看出， K 与路基所处的层位、路面等级及自然条件有关。 3 、建议的压实标准 可查表。 二、 软土地基路基施工 习惯上常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称为软土，而把有机质含量很高的泥炭、泥炭质土称为泥沼。泥沼比软土具有更大的压缩性，但它的渗透性强，受荷后能够迅速固结，工程处理比较容易。所以主要讨论天然 强度低、压缩性高且透水性小的软土上的路基施工。 1 、天然含水量高、孔隙比大。 2 、透水性差。 3 、压缩性高。 4 、抗剪强度低。 5 、具有触变性。 6 、流变性显著。 在天然的软土地基上采用快速施工修筑一般断面的路堤，所能填筑的最大高度，称为极限高度。达到极限高度时单位面积的荷重就是天然地基的极限承载力，路堤超过极限高度后，必然发生大量沉陷、塌滑，必须采取加固措施，才能保证路堤稳定与正常施工。 软土地基的加固措施与施工方法： 1 、塑料排水板 2 、砂井 3 、袋装砂井 4 、排水砂垫层 5 、土工织物铺垫 6 、预压 课程 高等级公路施工技术 班级 98 路桥 日期 课题 石质路基施工 教学目的 了解石质路基施工的方法与爆破原理 重点难点 爆破作用原理与有关计算参数 教学内容、教学方法设计与时间分配： 第三章 石质路基施工 山区公路路基石方工程量大而集中，爆破是该路基施工最有效的方法。公路工程中选用综合爆破、大爆破等施工技术，对公路选线、设计有较大的影响。这样，就要在爆破工程理论的指导下，研究爆破的方法，影响爆破效率的因素、爆破器材及施工操作技术有关问题。 第一节 爆破作用原理 一、炸药在岩石中的爆破作用 药包在无限均匀介质内爆炸时，炸药在瞬时间内通过化学反应转化成了气体状态的爆炸产物。由于膨胀作用，体积增加百倍甚至数千倍而产生静压力，同时产生很高的温度和高达每秒上千米的冲击波，以动压力的形式作用于药包周围药包的作用按破坏程度的不同，大致可分为四个爆破作用圈。 1 、压缩圈 直接与药包接触的一层介质所承受的爆炸力最大，足以使介质受积压而粉碎，这一部分称为压缩或破坏圈。 2 、抛掷圈 压缩圈以外的一层介质，在爆炸力的作用下被压成碎块，并获得足够的能量，使碎块向临空方向抛掷。 3 、松动圈 在抛掷圈以外距离药包的一层介质，由于爆炸力的减弱，只能使介质结构松散、破碎。 4 、振动圈 在松动圈以外距离药包最远的介质层，爆炸力已减弱到只能使其产生震动而不能破坏其结构。 二、常用的爆破方法 岩石路基开挖时，爆破主要方法要根据岩石的集中程度、地形、地质条件、路基断面的形状等因素综合考虑。 1 、钢钎炮 它非常适用于工程分散、石方量小及整修边坡、开挖边沟、炸孤石，路基石方工程集中时，尽可能少用这种炮型。 2 、深孔法爆破 它的爆破率较高，一次爆破量大，爆破时对路基边坡的影响比大型爆破小，这种方法已开始在石方集中与地形较平缓的垭口或深路堑上应用。 3 、葫芦炮 它的炮眼底部容积大，装药较多，又是集中药包，爆炸能量集中作用于周围介质，这样可以克服钢钎炮的缺点，增加爆破能量的利用率，提高爆破效果，所以被施工中常用。 4 、微差爆破 两相邻药包或前后排药包以毫秒的时间间隔依次起爆，称微差爆破。 5 、光面爆破和预裂爆破 在开挖限界的周边，适当排列一定间隔的炮孔，在有侧向临空面的情况下，用控制抵抗线和药包的方法进行爆破，使它成为一个光滑平整的边坡。 预裂爆破是在开挖限界处按适当间隔排列炮孔，在没有侧向临空面和最小抵抗线的情况下，用控制药量的方法，预先炸出一条裂缝，使要爆破的山体与整个山体分开。 三、松土法开挖 它是充分利用岩体自身存在的各种裂面和结构面，用推土机牵引的松土器将岩土翻碎，再用推土机或装载机与自卸汽车配合，将翻松了的岩块搬运出去。 砂岩、石灰岩、页岩等沉积岩是比较容易松开的岩石；松土法的作业效率与岩体的裂面有关。松土作业方向应尽可能顺着岩层的下坡方向。 四、破碎法开挖 这种方法是用破碎机凿碎岩块，它的工作效率不高，不宜作为开挖岩石的主要方法，仅用于不能使用爆破或松土法施工的局部场合。 五、填石路堤 一般是指用石质挖方路段的石块填筑的路堤。 暴露在大气中容易风化的岩石不宜作为填料。用不易风化的岩石填筑路堤，其边坡坡度和形状按填石路堤考虑。它也应分层填筑，每层厚度不要大于 1 米，大石块大于填筑厚度的 2/3 时，应予解小，或码砌于坡脚。压实前需用大型推土机将层面推平，然后用 12 吨以上的振动压路机碾压，或用 2.5 吨以上的夯锤夯击，次数可通过实验确定，以满足压实度的要求为准。 五、路基排水措施 1. 路基地面排水措施 作用是将可能影响路基范围的地面水迅速排除，防止路基范围外的水流入路基内。设施有：边沟、截水沟、排水沟等。 2. 路基地下排水设施 明沟和槽沟、边坡渗沟、引水和截水渗沟等。这些结构物的使用和作用在设计中已讲过，这里强调的是施工中的具体要求。 六、路基坡面防护 课程 高等级公路路基路面施工技术 班级 日期 课题 第五章 基层底基层施工技术 教学目的 了解路面基层和底基层材料的性能及施工技术 重点难点 材料的性能与基层底基层的施工技术 教学内容、教学方法设计与时间分配： 基层（底基层）施工技术 基层可分为无机结合料稳定类和粒料类，前者又称为半刚性或整体性型，包括水泥稳定类、石灰稳定类和综合稳定类。粒料分为嵌锁和级配型。 半刚性基础材料的显著特点是：整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好，而且比较经济。在我国，半刚性材料广泛应用于修建高等级公路路面基层和底基层。表 5-1 列出了国内几条高等级公路半刚性基层路面的使用情况。 半刚性基层材料的强度形成原理及缩裂特性 石灰稳定类材料的强度形成原理 包括石灰土、石灰砂砾土、石灰碎石土。其强度形成主要指石灰于细粒土的相互作用。石灰加入土中，发生强烈的相互作用，从而使土的工程性质发生变化。初期表现为土的结团、塑性降低、最佳含水量增大和最大密实度减小等；后期变化主要表现在结晶结构的形成，从而提高土的强度与稳定性。 石灰加入土中发生的物理与化学反应主要有离子交换、炭化、结晶和火山灰作用。其结果使粘土胶粒絮凝，生成晶体氢氧化钙和碳酸钙和含水硅、铝酸钙等胶结物，这些胶结物由胶凝状态向晶体状态转化，致使石灰土的刚度不断增大，强度与水稳性不断提高。 影响石灰土强度与稳定性的主要因素有：土质、石灰的质量与剂量、养生条件与龄期等。各种成因的亚砂土、亚粘土、粉土类和粘土类都可以用石灰来稳定。各种化学组成的石灰均可用于稳定土。但白云石石灰的稳定效果比方解石石灰效果好。活性 CaO+MgO 的含量越高，稳定效果越好。石灰细度越大，比表面愈大，在相同剂量下与图例的作用愈充分，反应进行的越快，效果越好。生石灰在灰土中消解可放出大量热能，加速灰土的硬化，另外刚消解的石灰是胶状氢氧化钙，活性和溶解度较高，能保证石灰与土中胶粒更好的作用，所以采用生石灰稳定土的效果比熟石灰效果好。 石灰剂量是按消石灰占干土的百分率计。石灰剂量较低时（小于 34% ），石灰主要起稳定作用，使土的塑性、膨胀性、吸水量降低，具有一定的水稳性。随着石灰剂量的增加，石灰土的强度和稳定性提高，但超过一定范围时，将导致石灰土的强度下降。石灰土的最佳剂量随土质不同而不同，土的分散性高剂量大。 石灰土强度形成需要一定的温度和湿度。高温和适当的湿度对石灰强度的形成是有利的，高温可以使反应加快，适当的湿度为氢氧化钙结晶和火山灰反应提供了必要的结晶水。 水泥稳定类强度形成原理 水泥稳定类包括水泥稳定砂砾、砂砾土、碎石土、土，强度的形成是水泥与细粒土的相互作用。 水泥矿物与土中的水分分散强烈水解和水化反应，同时从溶液中分解出氢氧化钙并形成全体水化物。水泥的各种水化物生成后，有的自行继续硬化形成水泥石骨架，有的则与土相互作用如离子交换及团粒化作用、硬化和碳酸化作用。 在水泥水化后的胶体中，氢氧化钙和钙离子氢氧根离子共存。构成粘土的矿物是一以 SiO2 为骨架合成的板状或针状的结晶，它的表面通常会带有钠离子和钾离子。水泥中的钙离子与土中的它们进行当量吸附交换，结果使大量的土粒形成土团，水泥水化生成物 Ca(OH)2 具有强烈的吸附活性，而使这些较大的土团粒进一步结合起来，形成水泥土的链条状结构，并封闭土团之间的空隙，形成稳定的联结。 随着水泥水化反应的深入，溶液中析出大量的 Ca 离子，当其数量超过离子交换所需量时，就会在碱性环境中使 SiO2 和 Al2O3 的一部分与钙离子进行化学反应，生成不溶于水的稳定的结晶矿物，增大了土的强度。水泥水化中的游离 Ca(OH)2 不断吸收空气中的 CO2 ，生成 CaCO3 。这种反应能使土固结，提高土的强度。 总之，水泥稳定土是水泥石的骨架作用于氢氧化钙的物理化学作用的结果，后者使土微粒和微团粒形成稳定的微团粒结构，水泥石把这些团粒包裹和连接成坚强的整体。 影响水泥稳定土强度与稳定性的主要因素有土质、水泥成分与剂量、水。 土的类别和性质是影响水泥稳定土强度的重要因素之一。土的矿物成分对水泥稳定土的性质有重要影响，砂砾土、砂土、粉土和粘土都可用水泥稳定。就土的粒度而言，适宜于用水泥稳定的范围非常广。但要达到规定的强度，水泥剂量随粉粒和粘粒含量的增加而增高。 水泥的成分和剂量对水泥稳定土的强度有重要影响。一般认为，各种类型的水泥都可用来稳定土。实践证明，对于同一种土，水泥矿物成分是决定水泥稳定土强度的主要因素。通常情况下，硅酸盐水泥的稳定效果较好，铝酸盐水泥则较差。当水泥的矿物成分相同时，水泥稳定土的强度随水泥比表面和活性的增大而提高。在硬化条件相似的情况下，水泥的矿物成分相同时，随着水泥分散度的增大，其化学活性和硬化能力也有所增长。 含水量对水泥稳定土的强度有重大的影响，含水量不足时，水泥与土争水，若土与水有较大的亲和力，就不能保证水泥完成水化和水解作用。水泥稳定土需要湿法养生以满足水泥水化的需要。 （ 3 ）综合稳定类材料强度形成原理 是指以水泥或石灰为主要结合剂、外掺少量活性物质或其它材料，来提高和改善土的技术性质。主要类型有：石灰粉煤灰稳定类；水泥石灰综合稳定类。 半刚性基层材料的缩裂特性 这类材料的缺点是抗变形能力低，在温度或湿度变化时容易产生开裂，沥青层比较薄时，就形成反射裂缝，严重影响路面的使用性能。 半刚性基层材料的收缩分为温缩和干缩两类。研究表明：若以最佳含水量状态下各种半刚性基层按温缩系数的大小排列是：石灰土 石灰砂砾 二灰 水泥砂砾 二灰砂砾；按干缩系数的大小排列顺序为：石灰土 石灰砂砾 二灰 二灰砂砾 水泥砂砾。这些材料的收缩开裂，对含土较多的材料以干缩为主，对含集料较多的材料以温缩为主。 半刚性基层材料的抗裂性能以温缩系数和干缩系数来评价。抗裂系数越大，材料的抗裂性能越好，在同样条件下，能承受较大的温度和湿度变化而不裂。 半刚性基层材料的类型与配合比的选择，应根据当地的自然条件和基层所处的环境来确定。在条件可能时，首选二灰稳定类基层，二灰砂砾集料含量 75% 时，抗干缩和温缩能力都较强，可用在不同地区，主要是解决早强不足的问题。水泥砂砾类，水泥含量为 5% 时具有较强的抗干缩能力，用于温差不大的地区。石灰砂砾类，抗干缩和温缩能力都较差，适宜采用水泥石灰综合稳定。 第二节 半刚性基层材料的要求及组成设计 一 对原材料的一般要求 1. 土质 易于粉碎，有一定级配，便于碾压成型。具体试验项目有液限与塑性指数、颗粒组成、压碎值、硫酸盐与腐殖质。 2. 无机结合料 目前最常用的水泥、石灰和粉煤灰。对它们的要求是凝结时间与标号、石灰的质量、粉煤灰的主要成分、有害杂质含量的控制。 3. 水 可饮用的水即可。 混合料配合比设计的一般原则与试验项目 一般原则 目的：设计的混合料组成在强度上满足要求、抗裂性达到最优且便于施工。 基本原则：结合料的剂量合理、尽可能采用综合稳定以及集料有一定的级配。 2. 混合料的试验项目 重型击实试验、承载比、抗压强度、耐久性。 半刚性材料的组成设计现行方法 现行混合料组成设计的主要内容是根据表 5-4 的强度标准值，通过试验选取适宜于稳定的材料，确定材料的配合比和最大干密度和最佳含水量。具体设计步骤： 制备同一种土样、不同结合料剂量的混合料，水泥和石灰的剂量可参考表 5-5 、 5-6 所列数值。 采用重型击实试验确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度，至少做三个不同水泥或石灰剂量混合料的击实试验，最大、最小和中间剂量。 按工地预定达到的压实度，分别计算不同结合料剂量时试件应有的干密度。 按最佳含水量和计算得到的干密度制备试件，进行强度试验。 试件在规定温度下保湿养生 6d ，浸水 1d ，进行无侧限抗压强度试验。 根据 5-4 的强度标准，选定合适的结合料剂量。 无机结合料稳定粒料类材料组成设计新法 方法是按重型击实法进行，粒料含量不高时，现行方法可得出正确得结果，但费工费时。粒料含量高（ 50% ）时，由于击实筒得限制，此法不能得出真正得最大干密度。所以要有新得方法。具体步骤是： 集料用量得确定； 结合料用量得确定 用计算法确定最大干密度和最佳含水量 石灰土、二灰稳定粒料用公式 5-6 计算；水泥稳定粒料用公式 5-8 计算。详细内容见 P146-147 。 二灰稳定类材料得早强问题 二灰稳定类材料后期强度高，隔温性和水稳性好，早期强度低，影响开放交通，在重型交通量道路上也因早强不足导致路面破坏。在低温条件下，强度增长率更低，这就限制了施工季节。 掺加少量水泥或化学添加剂可提高二灰稳定类材料得早强强度。掺人少量水泥可提高早期强度，不足之处在工艺上有初终凝时间限制，而且早期 强度得提高主要来源于水泥水化产物得形成，二粉煤灰中含有得 SiO2 、 Al2O3 并没有得到充分得发挥和利用，因此，掺化学添加剂提高二灰稳定类得早期强度是有效得方法之一。 半刚性基层施工 在我国，高等级公路半刚性基层施工中，混合料得拌和方式有路拌法和厂拌法，摊铺方法有人工和机械两种。施工程序一般是先修筑试验路，然后再进行大面积施工。 筑试验路的任务是：检验拌和、运输、摊铺、碾压、养生等投入设备的可能性；检验混合料的组成设计是否符合质量要求和各道工序的质量控制措施；通常用于大面积施工的材料配合比剂松铺系数；确定每一作业段的合适长度和一次铺筑的合理厚度；提出标准施工方法。标准施工方法包括：集料与结合料数量的控制；摊铺方法；合适的拌和方法、速度、遍数；混合料最佳含水量的控制方法，整平和整型的合适机具与方法；压实机械的组合、压实的程序、速度和遍数；压实度检察方法及每一作业段的最小检察数量。 大面积施工程序： 路拌法施工 准备下承层 施工测量备料摊铺拌和整平与碾压成型初期养护。 厂拌法施工 二灰砂砾机械化施工工艺流程图见 P150 。 施工中要注意的几个问题： 施工季节、水泥稳定类材料施工作业长度的确定、路拌法施工中土与粉煤灰用量的控制、接茬处理、养生期。 粒料类基层（底基层）施工技术 这类基层按强度构成原理可分为嵌挤型和级配型。前者包括泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石；级配型包括级配碎石、级配砾石、符合级配的天然砂砾。 粒料类基层强度形成原理 1. 嵌挤型 强度主要依靠碎石之间的嵌挤和摩擦作用形成的内摩阻力，颗粒间的黏结力是次要的，即这种结构的强度取决于石料的强度、形状、尺寸、均匀性、表面粗糙度及施工时的压实程度。 2. 密实型 它的强度与稳定性取决于内摩阻力和黏结力的大小。集料的类型、集料的最大粒径和级配及混合料中 0.5mm 以下颗粒的含量和塑性指数在其中起到很大作用。同时还与密实度有很大的关系。因此，施工时主要控制最大粒径、细料含量及塑性指数和现场压实度。 级配碎石基层的材料要求 粗细碎石集料和石屑各占一定比例的混合料，等颗粒组成符合密级配 要求时，称为级配碎石。 级配碎石用作基层时，碎石的最大粒径不能超过 30mm ，粒径大，石料易离析，摊铺、拌和、整平也受影响。其中的针片状颗粒的总含量不超过 20% ，且要清洁。级配要符合表 5-8 。 石料的压碎值：高速公路、一级路的基层小于 26% ；底基层和二及公路的基层小于 30% ；二级路底基层和二级以下路的基层小于 35% 。 2. 石屑和其它细集料 它们可以使用一般碎石场的细筛余料、专门轧制的细碎石。 级配碎石基层的施工 1. 施工中要注意的问题 级配集料要满足要求，配料必须准确，特别是细集料的塑性指数必须符合规定，掌握好松铺厚度、路拱横坡度，拌和均匀，避免粗细颗粒离析。 级配碎石应在最佳含水量时，采用 12 t 以上的压路机压实，压实度以重型击实标准计。压实厚度不超过 15-18cm ，采用重型振动或轮胎式压路机时碾压厚度可 20-23cm 。 质量控制与验收 施工质量控制 基层的施工质量控制可分为材料标准试验、不同类型基层施工过程质量控制和外形尺寸管理三大部分。 施工过程质量控制的注意项目是：含水量、集料级配、石料压碎值、结合料剂量、无侧限饱水抗压强度、拌和均匀性、压实度、弯沉值等。表 5-10 中列出了主要试验项目的测定频度和质量标准。 外形管理项目有各、高程、厚度、宽度、横坡度、平整度等，具体标准见表 5-11 。执行时具体项目根据各自工程的实际要求定。 检察验收 基层检查验收的内容包括竣工后的外形和质量，通常以 1km 长的路段为平定单位，采用大流水作业时，可用每天完成的路段为平定单位。 质量控制与验收中几个问题的探讨 1. 压实度检测方法 2. 厚度检测方法 3. 无侧限抗压强度的快速测定 4. 弯沉测定结果验收标准 课程 道路施工技术 班级 日期 课题 沥青路面施工 教学目的 了解对沥青混合料的材料要求、组成设计、拌和、摊铺、碾压 重点难点 沥青路面的施工技术 教学内容、教学方法设计与设计分配： 沥青路面施工技术 沥青混合料的强度机理计材料要求 沥青路面具有很多优点，在国内外得到了广泛应用。在我国，高等级公路路面最常见类型是沥青混凝土和沥青碎石。通常把没摊铺、碾压的沥青混合料和沥青碎石混合料统称为沥青混合料。 沥青混合料的分类 根据矿料最大粒径的不同，沥青混合料分为粗粒式、中粒式、细粒式和砂砾式。按其强度构成的不同可分为嵌挤类和密实类，嵌挤类是以颗粒较粗、尺寸均匀的矿料构成骨架，沥青填充空隙，并把矿料粘成一个整体。这类沥青混合料的结构强度受自然因素的影响较小。 密实类的结构强度，是以沥青与矿料之间的黏结力为主，矿料的嵌挤力和内摩阻力为辅构成的。沥青混凝土属于这类。它的强度受温度影响比较大。通常可组成下列三种方式：悬浮密实结构、骨架空隙结构骨架密实结构。 强度机理 沥青混合料的强度 由两部分组成，一是矿料之间的摩阻力和嵌挤力；二是沥青与矿料之间的摩擦力。 1. 矿料中间的摩阻力和嵌挤力 它主要取决于矿料尺寸的均匀度、颗粒形状及表面粗糙度。矿料尺寸大、颗粒均匀、有棱角、表面粗糙时，所组成的混合料具有比较大的嵌挤力和内摩阻力。 2. 沥青混合料的黏结力 只要取决于沥青材料之间相互作用形成的黏结力和沥青本身的粘聚力。沥青在矿料中以结构沥青和自由沥青两种形式存在。矿料表面形成沥青扩散结构膜的主要原因是沥青与矿料两相之间相互作用过程中产生了物理吸附、化学吸附和选择性扩散吸附等过程。 物理吸附是沥青与矿料之间由于分子力作用所产生的一种吸附过程；化学吸附是沥青中的某些物质与矿料表面的金属离子发生化学反应，生成沥青盐酸，在矿料表面构成吸附层的过程；选择性扩散吸附是指某一相物质由于扩散作用沿着另一相的微孔渗到其内部。 影响沥青黏结力的主要因素有：沥青与矿料的性质、沥青用量及矿料的比表面积。在石油沥青中，表面活性物质有地沥青酸与酸酐、树脂和地沥青质。按它们的表面活性度来讲为：地沥青酸 地沥青酸酐 地沥青质 树脂 油分。沥青与矿料的性质不同，相互作用也不同。在应用石油沥青时，碱性石料产生化学吸附，吸附力坚强稳定。在实际中，常遇到酸性矿料，可在沥青中掺加表面活性物质，或对矿料进行处理。沥青的用量对混合料的粘聚力有较大影响。沥青中的自由沥青起的作用一般是把矿料粘结在一起，粘聚力的大小主要由沥青本身的性质决定，而结构沥青是与矿料发生了一系列相互作用形成的，所以其间的粘附力比沥青的粘聚力大的多。这 样，在使用中，就要选择优质沥青，还要严格控制沥青的用量，才能提高沥青混合料的强度。 材料的基本要求 1. 沥青材料 有道路石油沥青、液体沥青、乳化沥青等。我国高等级公路沥青路面的石油技术要求建议值见表 6-1 。沥青标号的选用要根据当地气候条件、施工季节及气温、路面类型、矿料选择和施工方法考虑。 2. 矿料 有碎石、轧制碎石、石屑、砂和矿粉。 粗集料 沥青面层所用粗集料的粒径规格按表 6-2 选用。要求具有足够的强度和耐磨性以及良好的颗粒形状，技术要求见表 6-3 。高等级路面的碎石不宜采用鄂式破碎机加工。抗滑表层使用的粗集料尽量选用坚硬、耐磨、抗冲击的碎石或轧制砾石，技术要求见表 6-4 。 细集料 是指粒径小于 5mm 的天然砂、人工砂、石屑。天然砂的级配见表 6-5 。石屑规格见表 6-6 。细集料的质量技术要求见表 6-7 。它应与沥青有良好的粘结力，酸性岩石的人工砂或石屑不宜用在高等级道路的沥青面层。 填料 一般采用石灰岩或岩浆岩中强激性岩经磨细而得到的矿粉。质量要求要符合表 6-8 规定。 沥青混合料组成设计 组成设计的目标 高等级路面面层，直接承受汽车荷载的作用和自然因素的影响，进行组成设计必须考虑温度稳定性、耐久性、抗滑稳定性、疲劳特性及工作度。 1. 高温稳定性 沥青混合料的强度和抗变形能力随温度的变化而变化。温度升高时，沥青的粘滞度降低，矿料之间粘结了减弱，使强度和抵抗变形的能力降低。高温时路面出现车辙、波浪、推移等破坏。提高高温稳定性，增加粗集料含量，形成空间骨架结构，提高沥青混合料的内摩阻力。严格控制沥青用量与油石比，采用具有活性的矿粉用来改善沥青与矿料的相互作用，可提高沥青混合料的粘结力。目前我国用马歇尔试验的稳定度和流值来评价沥青混合料的高温稳定性。 2. 低温抗裂性 随着温度的降低，沥青的粘滞度提高，强度增大，变形能力降低，出现脆性破坏，特别是气温急剧下降时，沥青层受基础的约束不能收缩，产生很大的温度应力，等超过沥青混合料的极限抗拉强度，路面开裂。裂缝往往出现在低温季节，不论是低温荷载裂缝、动胀裂缝还是反射裂缝都是在外因作用下沥青混合料低温发脆造成的，而低温缩裂是在温度下降时内部应力造成的。因此混合料组成设计时，选用绸度较低、温度敏感性低、抗老化能力强的沥青。在沥青中加入橡胶等高聚物，也能大大提高混合料的低温抗裂性能。目前采用开裂温度预估、变形对比和开裂统计法评价。 3. 耐久性 在自然因素的长期作用下，要保证路面的使用寿命，必须具备较好的耐久性。耐久性差的沥青混合料引起路面过早出现裂缝、沥青膜剥落、松散。影响沥青混合料耐久性的因素有：沥青性质、矿料的矿物成分、沥青混合料的组成结构。沥青混合料的组成结构，首先是空隙率，它的大小与骨料的级配、沥青的用量和压实度等有关。另外，沥青的使用寿命沥青含量有很大关系，沥青用量少时，沥青膜变薄，混合料抵抗变形的能力降低，脆性增加。沥青用量偏小，混合料的空隙率增大，老化作用 加速，同时加大渗水性，促使水对沥青的剥落作用。现行规范采用空隙率、饱和度和残留稳定度表示耐久性。 4. 抗滑性 沥青混合料路面的抗滑性能与矿料的微表面性质、混合料的级配组成和沥青混合料的沥青用量有关。为提高抗滑性选择硬质有棱角的矿料。它们往往属于酸性石料，与沥青的粘附力差，在配料时，如采用当地的软质矿料必须在其中掺加外运的硬质矿料组成复合矿料和掺加抗剥离剂等措施。沥青的用量对抗滑性影响非常敏感，超过最佳用量的 0.5% 抗滑系数就明显降低。 5. 抗疲劳性 是沥青混合料抵抗荷载重复作用的能力。沥青混合料出现疲劳破坏时的重复应力值称为疲劳强度，相应的重复作用次数称为疲劳寿命，可以承受无限次重复荷载循环而不发生破坏的应力值称为疲劳极限。影响因素：沥青的质量与含量、混合料的空隙率、矿料的性质、级配。最佳的疲劳寿命存在一个最佳的沥青含量，它不仅与矿料级配有关，而且与矿料的种类有关，与最大混合料劲度所需的最佳含量相符。混合料的疲劳寿命与空隙率的降低而显著增长，密级配混合料比开级配混合料有较长的疲劳寿命。 6. 施工和易性 是沥青混合料摊铺和碾压工作的难易程度，影响它的因素好多，比如当地气气温、施工条件、混合料性质。 混合料组成方面，首先在级配情况。如粗细矿料的颗粒大小相距过大，中间尺寸缺乏，混合料容易分层层积，细料太少，沥青层不容易均匀地分布在粗颗粒表面，细料过多，拌和困难。沥青用量过少，或矿粉用量过多时，混合料容易变得疏松不容易压实，反之，则使混合料粘结成团，不易摊铺。 混合料的组成设计 沥青混合料组成设计的主要任务是选择合格的材料、确定各种粒径矿料和沥青得配合比。设计的总目标是确定混合料的最佳组成，使满足路用性能要求，且经济。 1. 矿料的最大粒径 各国对沥青混合料的最大粒径（ D ）同路面结构层最小厚度（ h ）的关系均有规定。我国研究表明：随着 h/D 得增大，耐久疲劳性提高，但车辙增加； h/D 减小，车辙量也减小但耐久性降低，特别是 h/D 2 时，耐久疲劳性急剧降低。为此建议结构层的厚度 h 与最大粒径之比要控制在 h/D 2 ，尤其是使用国产沥青时该值更要接近 2 。只有控制了结构层厚度与最大粒径之比，才能拌和均匀、易于摊铺，特别是在压实时，易于达到要求的压实度和平整度，保证施工质量。 2. 矿料的配合比设计 3. 确定沥青最佳用量 （ 这些内容在建材课中已学过，可在授课时再简单讲一下。） 课程 道路施工技术 班级 日期 课题 沥青路面施工前的准备工作 教学目的 了解在进行施工之前要做的工作及要求 重点难点 材料的质量检验、混合料的拌和与运输 教学内容、教学方法设计与时间分配： 第三节 施工前的准备工作 确定料源及进场材料的质量检验 沥青材料 目前，我国高等级公路路面用的沥青大部分从国外进口。近几年来，对国产沥青在高等级路面中的应用研究及工程实践表明，国产沥青在满足技术要求得情况下，路用性能达到或超过进口沥青，因此可以取代进口沥青。国产稠油沥青与国外沥青性质比较见表 6-14 。沥青材料的试验项目有：针入度、延度、软化点、薄膜加热、蜡含量、比重等。 石料 确定石料料场，主要是检查石料的技术标准是否满足要求，如石料的等级、饱水抗压强度、压碎值、磨光值及石料与沥青得粘结力，这些都是料场取舍的关键条件。 砂、石屑及矿粉 砂的质量是确定砂料场的主要条件。都要满足规定的质量要求。 拌和设备的选型及场地布置 1. 拌和设备的选型 通常根据工程量和工期选择拌和设备的生产能力和移动方式，而且生产能力要和摊铺能力相匹配，不能低于摊铺能力，最好高于摊铺能力的 5% 。高等级公路沥青路面施工，要选用拌和能力较大的设备。 2. 拌和厂的选址于布置 沥青混合料拌和设备是一种由若干个能独立工作的装置所组成的综合性设备。因此布置要满足紧凑、相互密切配合又互不干扰各自工作的原则。 施工机械检查 1. 拌和于运输设备的检查 沥青混合料拌和设备在开始运转前要教学一次全面检查，主要连接的紧固情况，检查拌和器内有无积存余料等；运输车辆是否符合要求，保温设施是否齐全。 2. 洒油车检查油泵系统、洒油管道、量油表、保温设备洋无故障。 3. 摊铺机的规格和主要机械性能机滚筒表明的磨损情况。 4. 压路机的规格和主要机械性能。 修筑试验路 沥青路面大面积施工前，采用计划使用的机械设备和混合料配合比谱写户试验路。通过试验段的铺筑，主要研究合适的哈巴后的温度于时间；摊铺温度与速度；压实机械的合理组合、压实温度及压实方法；松铺系数；合适的作业段长度。 1. 生产配合比的确定 对试拌混合料时一般性调整的指导原则。（见 P177 ） 2. 机械组合 施工机械应优先选择自动化程度较高和生产能力较强的机械，以摊铺拌和为主导机械并与自卸汽车、碾压设备配套作业，教学优化组合，使沥青路面施工全部实现机械化。 沥青混合料的拌和与运输 拌和与运输的一般要求 1. 试拌 沥青混合料宜在拌和厂制备。进行试拌的目的是确定施工质量控制指标。 间歇式拌和设备，应确定每盘热料仓的配合比。连续式应确定各种送料口的大小及沥青、矿料的进料速度。 沥青混合料应按设计沥青用量教学试拌，然后取样教学马歇尔试验，验证设计沥青用量的合理性。 确定适宜的拌和时间 间歇式每盘拌和时间为 3060s ，以沥青混合料拌和均匀为准。 确定适宜的拌和与出厂温度 沥青的加热温度宜在 130160 ，加热不宜超过 6 小时，当天加热当天用完。不要多次加热，以免老化。 2. 沥青混合料的拌制 根据配料单进料，严格控制各种材料用量及其加热温度，拌和后的混合料均匀一致，无离析和接团成块。 3. 沥青混合料的运输 用自卸汽车运到工地，车辆上要覆盖，运到摊铺地点的沥青混合料温度不低于 130 。 拌和与运输的生产组织 沥青混合料的生产组织包括矿料、沥青供应和混合料运输两方面。 ( 见 P179-180) 拌和质量检验 拌和质量的直观检查 拌和质量测试 （ 1 ）温度测试 沥青混合料的温度通常在料车上测出，使用温度计或手枪式测温计。 （ 2 ）沥青混合料的取样和测试 是拌和厂进行质量控制最重要的两项工作。取样和测试得到的数据，可以证明成品是否合格。程序要求一般由合同规范规定。 （ 3 ）检测记录 沥青混合料生产实例（略） 高等级课道路施工技术 班级 日期 课题 沥青混合料的摊铺与压实技术 教学目的 了解路基摊铺与压实的重要性及作业内容、施工要求 重点难点 各工序的内容与施工 教学内容、教学方法设计与时间分配： 沥青混合料摊铺技术 摊铺作业是沥青路面施工的根据工序之一。常包括下承层准备、施工放样、摊铺机各种参数的调整与选择、摊铺机作业等主要内容。 摊铺沥青混合料的一般要求 要先检查摊铺机的熨平板宽度是否合适，调整好自动找平装置。有条件时尽可能采用全路幅施工。双层式沥青混凝土面层的上下层铺筑有在当天完成。摊铺时沥青混合料的温度不低于 100 ，厚度为设计厚度与松铺系数的乘积。施工气温在 10 度以下，摊铺 时间要在上午 9 时至下午 4 时，作到快卸、快铺、快整平、快碾压。雨季施工时，注意气象预报，加强工地现场与拌和厂的联系，现场要缩短施工路段，各工序要紧密衔接。 准备工作 1. 下承层准备 它是基层、联结层或面层下层。对其教学检验，有不足处进行维修。 2. 施工放样 包括标高测定和平面控制。标高测定的目的是确定下承层表明高程与原设计高程相差的确切数据，以便保证施工层厚度。为便于掌握铺筑宽度和方向，还要放出摊铺的平面轮廓线或设置导向线。 摊铺机工前检查 摊铺机参数的调整与选择 摊铺机参数包括结构参数和运行参数两安定部分。在摊铺前，根据施工要求需调整和选择的结构参数有：熨平板宽度与拱度；摊铺厚度与熨平板的初始工作迎角。运行参数主要指摊铺速度。见 P185-188. 摊铺机作业 1. 熨平板加热 施工前和停工后，应对熨平板进行加热，在夏季也必须如此。 摊铺机供料机构操作 摊铺方式 先从横坡较低处开铺，各条摊铺带的宽度最好相同，以节省重新接宽熨平板的时间。在铺筑面层时最好是全幅铺筑。 4. 接茬处理 纵向接茬：两条摊铺带相接处，必须有一部分搭接，才能保证与其它部分具有相同的厚度。搭接的宽度应前后一致。横向接茬：前后两条摊铺带横向接茬质量的好坏对路面的平整度影响很大，它比纵向接茬对汽车行使速度影响更大。处理好的基本原则是将第一条摊铺带的尽头边 缘锯成垂直面，并与纵向边缘成直角。 摊铺过程的质量检验及缺陷分析 质量检验 沥青含量的直观检查 如果沥青混合料又黑又亮、料车上的混合料呈圆锥状或混合料在摊铺机料斗中蠕动，表明沥青含量正常； 混合料温度 在正常摊铺和碾压温度范围内，会冒出淡兰色蒸汽。 厚度检测 摊铺机在摊铺过程中，要经常检查摊铺厚度。 表观检查 未压实的混合料的表明结构无论是纵向还是横向都应均匀、密实、平整、无撕裂、小波浪