道路路面施工.ppt

1 1 道路工程路面施工 路面是道路的重要工程结构物 它铺筑在路基顶面 是用不同材料或混合料分层铺筑而成的供车辆行驶的一种层状结构物 路面结构直接承受车轮荷载 其质量好坏直接影响到道路的使用品质 概念 一 路面结构基本要求 在路基上按路面行车道及硬路肩设计宽度开挖路槽 保留土路肩 形成浅槽 在槽内铺筑路面 也可采用培槽方法 在路基两侧培槽 或半填半挖的方法培槽 在路基全部宽度内部铺筑路面 在高等级公路建设中 有时为了将路面结构内部的水分迅速排出 在全宽范围内铺筑基层材料 保证水分由横向排入边沟 有时考虑到道路交通的迅速增长 为适应扩建的需要 将硬路肩及土路肩的位置全部按行车道标准铺筑面层 在盛产石料的山区或较窄的路基上 全宽铺筑中 低级路面 槽式横断面 全铺式横断面 路面结构及层位功能 路面横断面形式a 槽式 b 全铺式1 路面 2 土路肩 3 路基 4 路缘石 测石 5 加固路肩 硬路肩 5 足够的强度和刚度 稳定性平整度抗滑性少尘耐久性噪音低 路面要求 对路面的要求 强度 路面强度是指路面抵抗破坏的能力 行驶在路面上的车辆 产生竖向压力 纵向水平力 振动力和冲击力 以及真空吸力 在这些力的综合作用下 路面会出现断裂 沉陷 波浪和磨损等破坏 因此 要求路面结构及其各组成部分必须具有足够的强度 以抵抗行车作用下所产生的各种应力 避免路面破坏 对路面的要求 刚度 所谓路面刚度是指路面抵抗变形的能力 路面结构整体或某一部分刚度不足 即使强度足够 在车辆荷载作用下也会产生过量变形而产生车辙 沉陷和波浪等破坏 因此 路面必须具备足够的刚度 使整个路面结构及其各组成部分的变形量控制在容许范围内 对路面的要求 稳定性 路面的稳定性是指路面保持其本身结构强度的性能 也就是指在外界各种影响因素作用下路面强度的变化幅度 路面强度的变化越小 则稳定性越好 反之则稳定性越差 对路面的要求 平整度 路面的平整度是指碾压成型的路面表面对理想平面的偏移程度 是反映路面使用质量的一项重要指标 不平整度路面会增大行车阻力 并使车辆产生附加的振动作用 这种作用会造成行车颠簸 影响行车的速度与安全 驾驶的平稳和乘客的舒适 同时 振动作用还会对路面施加冲击力 从而加剧路面和车辆机件的损坏和轮胎的磨损 并增大油料的消耗 不平整的路面还会积滞雨水 加速路面的破坏 因此 为了减少车辆荷载的冲击力 提高行车速度和行车舒适性 安全性 路面应保持一定的平整度 道路等级越高 对路面平整度的要求也越高 对路面的要求 耐久性 路面应具有足够的耐久性 使路面在荷载 气候因素的长期综合多次作用下耐疲劳 耐老化和没有不容许的塑性变形和积累 对路面的要求 抗滑能力 车辆在光滑路面上行驶时 车轮和路面之间缺乏足够的附着力和摩擦力 在雨天高速行驶或是紧急制动及突然启动时 或者爬坡 转弯时 车轮容易产生空转或打滑 致使行车速度减低 油耗增加 甚至引起严重交通事故 所以路面应具有足够的粗糙度 即要有足够的抗滑性 对路面的要求 少尘 低噪音 路面应与周围环境协调 一般应洁净少尘 有时根据道路所在地区的特殊要求 还应有低振动 低噪声要求 面层是直接同行车和大气接触的表面层次 它承受较大的行车荷载的垂直力 水平力和冲击力的作用 同时还受到降水的浸蚀和气温变化的影响修筑面层所用的材料主要有 水泥混凝土 沥青混凝土 沥青碎 砾 石混合料 砂砾或碎石掺土或不掺土的混合料以及块料等 二 路面结构层的修筑材料 基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力 并扩散到下面的垫层和土基层去 基层是路面结构中的承重层 它应具有足够的强度和刚度 并具有良好的扩散应力的能力 修筑基层的材料主要有各种结合料 如石灰 水泥或沥青等 稳定土或稳定碎 砾 石 贫水泥混凝土 天然砂砾 各种碎石或砾石 片石 块石或圆石 各种工业废渣 如煤渣 粉煤灰 矿渣 石灰渣等 和土 砂 石所组成的混合料等 垫层介于土基与基层之间功能是改善土基的湿度和温度状况 另 方面的功能是将基层传下的车辆荷载应力进一步加以扩散 以减小土基产生的应力和变形 同时也能阻止路基土挤入基层中 影响基层结构的性能垫层材料分为两类一类是由松散粒料另一类是用水泥或石灰稳定土等修筑的稳定类垫层 三 碎 砾石路面 碎 砾石路面通常是指水结碎石路面 泥结碎石路面以及密级配的碎 砾 石路面等数种 这类路面通常只能用于中低等交通量的公路 1 碎石路面的强度主要依靠石料的嵌挤作用以及填充结合料的粘结作用 2 碎石路面分为水结碎石 泥结碎石 级配碎石和干压碎石 3 碎石路面常用砂 砾石 天然砂石或块石为基层 或直接铺于路基上 1 碎 砾石路面的强度 分类与应用 水结碎石路面是用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑 经洒水碾压后形成的一种结构层 其强度由碎石之间的嵌挤作用以及碾压时所产生的石粉与水形成的石粉浆的粘结作用形成的 厚度一般为10 16cm 一 水结碎石路面 水结碎石路面对材料的基本要求 碎石应具有较高的强度 韧性和抗磨耗能力 碎石应具有棱角且近于立方体 长条扁平的石料不超过10 碎石应干净 不含泥土杂物 碎石最大粒径不应超过压实厚度的0 8倍 水结碎石路面施工工序 准备工作 撒铺石料并摊平 可分一 二次撒铺 预碾碎石 碾压碎石并洒水 撒铺嵌缝料并碾压与洒水碾压 撒铺石屑并洒水碾压成型 初期养护 一般情况下应全幅路施工 如半幅施工 接缝处应处理仔细 水结碎石路面的碾压分三阶段 第一阶段 稳定期 用60 80KN的轻型压路机先干压2 3遍 再随压随洒水 洒水目的是使碎石在压路机作用下就位压实 第二阶段 压实期 宜采用80 120KN中型压路机进行洒水碾压 应洒水以便进一步增加石料间的嵌挤程度 此阶段直至碎石不再松动 表面无轮迹为止 第三阶段 成型期 撒铺嵌缝料 洒水 并以120KN的重型压路机碾压 以碎石作为骨料 粘土作为填充料和粘结料 经压实修筑而成的一种结构 它的力学强度和稳定性不仅取决于碎石的相互嵌挤作用 同时也受到土的粘结作用的影响 它的水稳定性差 只适用于干燥路段 能用于低等级道路的路面 厚度一般为8 20厘米 厚度超过15厘米时 分两层铺筑 二 泥结碎石路面 施工方法有灌浆法 拌和法 层铺法三种 灌浆法施工工艺 准备工作 摊铺碎石 初压 灌浆 撒嵌缝料 碾压 级配砾 碎 石路面 是由各种集料 碎石或砾石 和土 按最佳级配原理修筑而成的路面层或基层 级配砾碎石路面的强度是由摩阻力和粘结力构成 具有一定的水稳性和力学强度 三 级配砾 碎 石路面 23 1 级配砾 碎 石路面与基 垫 层的厚度和材料面层厚度一般为8 16cm 当厚度大于16CM时应分两层铺筑 下层厚度为总厚度的0 6倍 如果基层和面层为同样类型的结构 其总厚度在16CM以下时 可分两层摊铺 一次碾压 级配砾 碎 石路面所用材料 主要为天然砾石或较软的碎石 级配砾 碎 石路面与基 垫 层的施工 一般按下列工序进行 开挖路槽 备料运输 铺料 拌和与整型 碾压 铺封层 开挖路槽完毕后用重型压路机碾压达到规定压实度 备料运料按施工路段长度分段运备材料 砾 碎 石可直接堆放在路槽内 砂及粘土堆放在路肩上 铺料时 先铺砾石 再铺粘土 最后铺砂 碾压时 先用轻型压路机压2 3遍 继而用中型压路机碾压成型 碾压时注意在最佳含水率下进行 2 级配砾 碎 石路面与基 垫 层的施工 25 四 块料路面 块料路面的施工过程可分为 摊铺整平层 排砌块石 嵌缝压实等工序 1 摊铺整平层摊铺应与排砌进度配合 一般应保持在石块铺砌工作前8 10M 2 排砌块石应先根据道路中线 边线及路拱形状 设置纵 横向间距分别为1 1 5米与1 2 5米的方格块石铺砌带 排砌工作应在路面全宽上进行 较大块石先铺在路边缘上 然后用适当尺寸的块石排砌中间段落 边部纵向排砌进度应超出中间部分约5 10米 排砌的块石应小头向下 垂直嵌入整平层一定深度 块石相互之间必须嵌紧 错缝 表面平整 且石料长边应与行车方向垂直 在陡坡和弯道超高路段 应由低处向高处铺砌 第十一章块料路面 3 嵌缝压实块石铺砌完成后 可用石渣及土加固路肩 并予以夯实 再进行路面夯打 并铺撒5 15MM石屑嵌缝 然后用压路机压实 直到稳定无显著变形为止 五 无机结合料稳定路面 30 1 无机结合料稳定材料种类 31 2 施工注意事项 32 33 一 石灰稳定土 底 基层 石灰土在最佳含水量压实后 即发生了一系列化学与物理作用 从而使土的性质发生根本的改变 在初期 主要表现为土的结团 塑性降低 最佳含水量增加和最大密实度减小等 后期主要表现为结晶结构的形成 从而提高其板体性 强度和稳定性 34 1 强度形成机理 1 土质 粘性土较好 其稳定的效果显著 强度也高 采用高液限粘土时施工不易粉碎 粉性土的石灰土早期强度较低 后期强度高 采用低液限土质时易拌和 难以碾压成型 2 灰质 石灰应为消石灰或生石灰粉 对于高速公路和一级公路 宜采用磨细生石灰粉 3 石灰剂量 石灰剂量低时 石灰主要起稳定作用 强度高 随着剂量增加 强度和稳定性提高 但超过一定范围 强度反而降低 存在最佳石灰剂量 2 影响强度的因素 36 4 含水量 不同土质的石灰土有不同最佳含水量 5 拌和及压实 尽可能采用粉碎与拌和效率高的机械 提高粉碎程度与拌和的均匀性 压实度增大 抗压强度增大 6 养生条件与龄期 石灰稳定土层施工期的最低温度应在5度以上 并在第一次重冰冻到来之前1个月到1个半月完成 并且经历半个月以上温暖和热的气候养生条件 石灰稳定土的强度随着龄期而缓慢增长 防治措施主要有 控制压实含水量 严格控制压实标准 把握施工季节 重视初期养护 保证石灰土表面处于潮湿状况 禁止干晒 石灰稳定土施工结束后要及早铺筑面层 使石灰土基层含水量不发生大变化 在石灰稳定土中掺和集料 使混合料满足最佳组成要求 设置联结层 设置沥青碎石或沥青贯入式联结层 或铺筑碎石隔离过渡层 3 石灰稳定土基层缩裂防治 1 路拌法施工工序准备下承层 施工放样 摊铺 拌和与洒水 整型和碾压 养生 4 石灰土 底 基层的施工 2 厂拌法施工 应掌握以下要求 A 土块要粉碎 最大尺寸不超过15毫米 B 配料要准确 40 C 含水量要略大于最佳含水量 使混合料运到现场摊铺后碾压时的含水量能接近最佳值 D 拌和要均匀 41 二 水泥稳定类 底 基层 42 1 水泥稳定类材料特点与种类 43 2 影响水泥稳定土强度的因素 44 A 土 凡能被粉碎的土都可用水泥稳定 宜做水泥稳定类基层的材料有 石渣 石屑 砂砾 碎石土 砾石土等 B 水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥都可以用于稳定土 但应选终凝时间较长的水泥 早强 快硬及受潮变质的水泥不应使用 C 水 饮用水均可以应用 45 3 材料要求 46 步骤 1 底基层准备 2 一般规定 水泥稳定碎石层施工期的最低气温在5度以上 并在第一次冰冻到来之前半个月到一个月完成 水泥稳定碎石混合料从拌和到碾压之间的延续时间宜控制在3 4小时 合理确定每一作业段长度 3 拌和方法和摊铺 4 整型 5 碾压 4 水泥稳定土的施工 47 6 接缝处理 7 养生及交通管制 8 养生期满验收合格后立即浇透层油 水泥稳定土基层和底基层不适宜用人工拌和法施工 一般要求水泥稳定土要在气温较高季节组织施工 混合料每一作业段的合理长度 要考虑以下因素 水泥的终凝时间 延迟时间对混合料密实度和抗压强度的影响 施工机械和运输车辆的效率和数量 操作的熟练程度 尽量减少接缝 施工季节和气候条件 一般情况下 每一作业段长200米为宜 48 水泥稳定土拌合站 水泥稳定碎石拌合站 49 50 51 养生 52 撒布透层油 53 三 工业废渣稳定基层 54 用铜矿石下脚料铺筑的 底 基层 55 石灰工业废渣基层具有水硬性 缓凝性 强度高 稳定性好 板体性好 强度随着龄期不断增加 抗水 抗冻 抗裂且收缩性小等特点 适用于各级公路的基层和底基层 二灰土 石灰粉煤灰 不能作高级沥青路面的基层 只能作底基层 1 工业废渣特点及其应用 56 2 材料要求 1 石灰 石灰质量应符合三级以上的技术指标 尽量缩短石灰的存放时间 2 废渣 主要以粉煤灰和煤渣为主 粉煤灰中氧化硅 氧化铝 氧化铁的总含量大于70 烧失