基层是柔性路面和半刚性路面的主要承重层.doc

基层是柔性路面和半刚性路面的主要承重层。对于沥青路面和水泥混凝土路面，影响其使用性能和寿命的最关键因素是基层的材料和质量。在任何公路路面工程基层施工过程中，施工质量控制流程从原材料选取、混合料配合比设计抓起，并进行混合料含水量、水泥剂量、强度和压实度等指标的现场检测，最后做好养生和交通管制工作。 一般认为，基层要有足够的强度、刚度、平整度，还应有足够的水稳性、冰冻稳定性和抗冲刷能力，同时，要求其收缩性小，并与面层结合良好。为此，需要做好以下几个方面工作。 1 原材料选取 1.1 材料种类及要求 水泥稳定碎石基层施工时，为使混凝土有足够的时间进行搅拌、运输、摊铺、振捣等工序，要求水泥的初凝时间不能过短；在振捣工作结束后，则要求能尽早凝结并硬化，故水泥的终凝时间不宜过早。水泥的终结时间一般要求6h10h，其中，夏季施工时，气温很高，表面层的凝结硬化速度很快，水泥终凝时间应尽可能达到10h左右；春秋季施工时水分蒸发缓慢，终凝时间可缩短至6h左右。因此，宜选用初凝时间3h以上和终凝时间较长（宜在6h以上）的水泥，不可使用快硬、早强以及已受潮变质的水泥。同时水泥标号不应太高，宜为32.5。 一般情况，不宜轻易更改、掺混原材料，特别是粗、细集料。若选取多处料源将增加拌合场地面积，增大配合比工作量，并加大现场施工、检测费用。因此，要找准开采量大、质量高的矿口，以破碎出稳定的高质量的粗细集料。 1.2 集料 料源的稳定是混合料获得良好级配的基本保证。相对于沥青面层的料源来讲，基层的料源由于规模相对偏小，机械化程度不高，因面造成石料加工质量普遍不够稳定。存在着最大粒径超标现象以及石屑加工偏粗的问题，这两方面都对基层的施工质量造成很大的影响。集料最大粒径越大，则摊铺的平整度越难以达到，且容易出现分层离析现象，摊铺机也易损坏。石屑粒径偏粗，不利于级配的调整，故施工中要严把材料进场关。 粗集料单个颗粒最大粒径不应超过相应标准（底基层37.5mm,基层10，曲率系数Kc=13）。 我省地处南方，雨水多，应严格控制集料中0.5mm以下细料土的塑性指数小于45，同时控制小于0.075mm颗粒不超过5%，以减少水泥稳定粒料的收缩性和提高其抗冲刷性和水稳性。 2.2 水泥剂量的确定 按公路路基路面基层施工技术规范JTJ034-2000要求，水泥稳定碎石基层7d无侧限抗压强度应达到35MPa。按此要求进行强度试验，配制不同水泥剂量的水泥稳定碎石混合料，分别进行击实试验与无侧限抗压强度试验。因水泥稳定碎石的强度随着水泥剂量的增大而增强，水泥剂量过低，则强度不易满足要求，水泥剂量过高，则摊铺压实后的基层容易产生裂缝。实践证明，水泥剂量超过6%以后，混合料的收缩系数增大，基层的裂缝增多，缝宽也增大，故必须确定适宜的水泥剂量。 按下列步骤确定水泥剂量： （1） 确定各种混合料的最佳含水量和最大干（压实）密度，做3个不同水泥剂量混合料的击实试验，即最小剂量、中间剂量、最大剂量。其它两个剂量混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定。 （2） 按规定压实度分别计算不同水泥剂量的试件应有的干密度。 （3） 按最佳含水量和计算得的干密度制备试件，进行强度试验时，作为平行试验的最少试件数量不小于公路路基路面基层施工技术规范JTJ034-2000中表3.3.3-1（见表1）的规定。如试验结果的偏差系数大于表中规定的值，则应重做试验，并找出原因，加以解决。如不能降低偏差系数，则应增加试件数量。 （4） 将试件在规定温度（根据公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTJ057-94中的要求，整个养生期间的温度，在北方地区202C，南方地区252C）下，保湿养生6d，浸水24h后按公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ057-94）进行无侧限抗压强度试验。 （5） 根据试验结果计算平均值和偏差系数。 （6） 根据公路路基路面基层施工技术规范JTJ034-2000中高速公路和一级公路基层抗压强度标准 （高速公路基层抗压强度标准为35MPa。设计累计标准轴次小于12106的公路可采用低限值；主要行驶重载车辆的公路应采用高限值。某一具体公路应采用一个值，而不用某一范围。），选定合适的水泥剂量，此剂量试件室内试验结果的平均抗压强度应符合公式（1）的要求： 平均抗压强度Rd/（1-ZCV） （1） 式中，Rd设计抗压强度； CV试验结果的偏差系数（以小数计）； Z标准正态分布表中随保证率（或置信度）而变的系数，高速公路和一级公路应取保证率95%，即Z=1.645。 （7） 工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量多0.5%1.0%。采用集中厂拌法施工时，可只增加0.5%；采用路拌法施工时，宜增加1.0% （8） 水泥剂量同时应满足路基路面基层施工技术规范JTJ034-2000中表3.3.3-2的规定关于最小剂量。详见表2。 2.3 确定最大干密度、最佳含水量 通过击实试验确定与水泥剂量对应的混合料max和0，用以指导施工和现场压实度检测。若该水泥剂量对应的击实试验已做，可直接引用相应资料。 2.4 延迟时间的确定 水泥与集料遇水产生凝结硬化作用，混合料逐渐胶结在一起，压实时必有一部分压实功用来破坏这种胶结作用。当压实功不变时，必然影响其压实及早期形成的强度。因此必须进行延迟试验，以确定延迟时间对干密度和强度的影响。 因公路工程无机结合料稳定材料试验规程（JTJ057-94）未体现延迟时间试验的试验方法，建议按如下步骤进行： （1） 按确定的水泥剂量以及矿料配比将粗、细集料、水泥分别和预定的5种不同质量的水掺合，并拌和均匀，放入密闭容器或塑料袋中，然后将其置于已达到规定温度的养护室； （2） 从水泥与水混合时算起1h（延迟时间），将混合料取出，进行击实试验（5个点），得到延迟1h的dmax和0； （3） 根据d m a x和0计算进行无侧限抗压试验试件质量，再依据水泥剂量与矿料配比计算各档集料、水泥和水的质量，将其拌和均匀后放入密闭容器或塑料袋中（考虑到制件时间较长，6个试件即可，但制作一定要仔细，控制Cv10%以内），然后将其置于已达到规定温度的养护室。 （4） 从水泥与水混合时算起1h（延迟时间），将混合料取出，进行制件，脱模后保湿养生6d，浸水24h后进行无侧限抗压强度试验，得到强度平均值及强度代表值R0； （5） 同样的，进行延迟时间为2h、4h、6h的击实试验和无侧限抗压强度试验，得到相应的dmax、0、强度平均值、R0； （6） 绘制最大干密度dmax、无侧限抗压强度代表值R0与延迟时间的关系曲线图。基层要求的抗压强度对应的延迟时间为所求延迟时间。并从曲线图中可求得该延迟时间对就的最大干密度。 试验路段铺筑时，应计算从加水拌和到碾压成型所需时间，该时间应短于试验室确定的延迟时间，这是因为延迟时间的变化对于干密度的影响不显著。但其影响与水泥的终凝时间有关。而对于强度来说，干密度降低了1%，相当于压实度降低了1%，同时必须加大破坏硬化作用的压实功，所以强度的下降趋势比较明显。因此在施工过程中，必须尽可能缩短各工序的时间，保证水泥稳定碎石的强度要求。一般应尽量在2h以内完成摊铺、压实。（路基路面基层施工技术规范JTJ034-2000要求在2h以内）。 延迟时间的影响还与集料性质有关系，玄武岩延迟后的干密度及强度随着延迟时间而降低的规律比石灰岩要明显得多。所以，一般在水泥的终凝时间较长，且使用石灰岩集料时可不考虑延迟时间对干密度及强度的影响，以避免压实度标准选用的复杂化。 2.5 标准曲线的标定 通常用EDTA滴定法检测工地水泥剂量，因此，标准曲线是否正确标定关系到现场检测数据是否真实可靠。影响滴定成果的因素有很多，主要有： （1） 滴定所用溶液是否正确配置，特别是EDTA二钠是否准确称取，氯化铵溶液是否放置太久（因其极易挥发，特别在夏天，配制的氯化铵溶液最好当天用完，不要放置过久，以免影响试验精度）。 （2） 所有集料、水、水泥是否有代表性。 （3） 试验是否严格按公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTJ057-94操作，包括混合料搅拌、沉淀时间控制；取样；对滴定终点的判断；读数等。 为防止单一滴定的不确定性，一定要承包商、驻地监理和总监办中心试验室独立平行滴定、对照，这样才能克服因滴定溶液配置错误、样品、操作等引起的误差。这一做法一定会收到良好的效果。 一般情况，水质不同会导致滴定结果有出入，但同剂量水泥对应的EDTA二钠消耗量基本不会超过0.4ml，可以以此作为平等试验对照标准。 通过加强工艺流程控制和现场检测保证施工质量，一旦发现不合格指标，应及时反馈给施工负责人，及时调整矿料级配、水和水泥用量等，保证工程质量。 3 养生、交通管制 水泥稳定碎石因水的散失将影响其正常的水化反应，从而影响凝结硬化后形成的强度。特别是气温较高时，基层表面2cm3cm水分更易蒸发，造成日后该薄层在车轮碾压下容易松散。因此每一段碾压完成并经压实度检查合格后，应立即开始养生。养生期不宜少于7d并严格限制重型车辆通行，其他车辆的车速不应超过30km/h。养生方法有很多，比如湿砂养生，土工布覆盖洒水养生等。相比之下对于这种大面积的机械化施工作业来讲，土工布覆盖洒水养生更为理想，采用土工布覆盖洒水养生，其优点在具体施工过程中表现为：轻便，减轻工人的劳动强度；快捷，提高了工作效率；养护效果增强，保持基层湿润养生，且清除容易。 养生期结束后，因其上为沥青面层，因此应先清扫基层，并立即喷洒透层或粘层沥青。在喷洒透层或粘层沥青后，宜在其上均匀撒布510mm的小碎（砾）石，用量约为全铺一层用量的60%70%。 在清扫干净的基层上，也可先做下封层，以防止基层干缩开裂，同时保护基层免遭施工车辆破坏，宜在铺设下封层后的1030h内开始铺筑沥青面层的底面层，最好不能早于3h。 4 施工中如何减少裂纹裂缝 路面基层一般均设计为半刚性材料。因此，总会不可避免产生不同程度的裂纹甚至裂缝。而水泥稳定碎石由于强度高，刚度大，则产生收缩裂缝的可能性更大。裂缝的出现很有规则，一般12m15m左右出现一条横向裂缝，而网状裂纹则比较少见。基层裂缝由于会对沥青面层造成反射裂缝或对应裂缝，从而导致面层水下渗，积聚在基层与面层之间，在车轮荷载作用下形成动压，基层中的细料在动水的不断冲刷下，产生“唧泥”现象，导致面层出现坑洞破坏。因此，应在施工中尽量减少裂缝的产生。 （1） 尽量减少矿粉料含量，粉料（小于0.075mm）的含量越多，水泥碎石的收缩越大。 （2） 碾压含水量不宜超过最佳含水量的1%，因含水量越大，则水泥稳定碎石蒸发散失的水分越多，形成的裂缝就越大。 （3） 水泥剂量应在设计得出的适宜剂量之间，超过6%时，干缩系数会增大。 （4） 良好的集料级配有助于减少水泥用量，从而降低干缩系数。 （5） 基层施工完毕后，最