低剂量水泥稳定碎石基层应用最新
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公路路面基层水泥稳定碎石基层技术应用随着交通运输事业的不断发展,公路建设在我国的重要性日益凸显。
而公路路面的基层水泥稳定碎石技术应用,对于提高公路路面的承载力和使用寿命,减少路面病害的发生,具有重要的意义。
以下将从水泥稳定碎石基层技术的原理、特点及应用实例等方面进行阐述。
一、水泥稳定碎石基层技术的原理水泥稳定碎石基层技术是一种通过添加水泥等胶凝材料,来提高碎石基层的承载能力和抗压性能的技术。
其原理主要包括以下几个方面:1.通过水泥的胶凝作用,使碎石之间形成坚固的胶结体系,从而提高了碎石基层的整体强度和稳定性。
2.水泥的填充作用能够填充碎石中空隙,提高碎石基层的密实性,降低了水的入渗,从而减少了基层松散和塌陷的可能性。
4.水泥的胶凝作用还能够减少碎石基层的变形和沉陷,减少路面板的产生,从而延长了路面的使用寿命。
水泥稳定碎石基层技术相比传统的灰土、碎石砼等基层技术具有以下特点:1.高强度:水泥稳定碎石基层的强度和稳定性明显高于传统的碎石基层,能够更好地承担交通车辆的荷载,减少路面变形和损坏。
2.抗水解性:水泥稳定碎石基层具有良好的抗水解性能,能够抵抗雨水的侵蚀和渗透,保持基层的稳定性。
3.施工简便:水泥稳定碎石基层施工工艺简单,操作易控,施工周期短,能够快速投入使用。
4.环保节能:水泥稳定碎石基层的施工过程中不需要大量开采天然资源,能够有效节约矿石资源,并减少对自然环境的破坏。
5.经济性:水泥稳定碎石基层的成本相对较低,能够减少施工成本和养护费用,是一种经济实用的路面基层技术。
水泥稳定碎石基层技术在我国的公路建设中得到了广泛的应用,在多个项目中取得了良好的效果。
以下列举几个水泥稳定碎石基层技术应用的实例:1.某高速公路改扩建项目该项目位于我国南方地区,夏季多雨,土壤水分含量高,路基易出现塌陷和变形。
为了增加路面的承载能力和稳定性,采用了水泥稳定碎石基层技术。
通过添加适量的水泥,结合现场施工工艺,使得碎石基层得到了有效的加固和加强,大大减少了路基的沉陷和变形情况。
水泥稳定碎石技术在公路路面基层施工中的应用摘要:作为公路路面结构的重要组成部分,路面基础也是公路建设极易产生质量问题的结构层,在路基和路面之间起着承上启下的作用。
水泥稳定碎石技术作为公路路面基层施工的主要技术之一,因其具有施工便捷、成本低、强度高等特点,在公路路面施工中得到了广泛地应用与推广。
本文主要对水泥稳定碎石作用原理、公路路面基层施工中水泥稳定碎石技术的施工材料选择及施工流程进行了分析与探究。
关键词:水泥稳定碎石技术;公路工程;路面基层施工;作用原理;施工材料;选择;施工流程一、水泥稳定碎石作用原理水泥稳定碎石技术应用中,主要骨料材料为级配碎石,骨料空隙主要通过相应数量的胶凝材料、灰浆进行填充,摊铺压实作业必须严格遵循嵌挤原理进行,当其水泥稳定碎石具有较高的初期强度,随着龄期的增加,其强度也会增加,并具有良好的抗渗能力与抗冻能力。
在水泥用量方面,相比混合料,水泥稳定碎石水泥用量为其3%到6%之间。
5Mpa为其7天无侧限抗压最大强度值,与其他路基材料相比,水泥稳定碎石强度要高出一些,是路面基层施工的最佳材料。
二、公路路面基层施工水泥稳定碎石技术的施工材料选择粒料与灰浆体积为水泥稳定碎石材料的主要组成成分,级配碎石为其粒料,水与胶凝材料为其灰浆体积,水泥与混合材料则为凝胶材料的主要成分。
为有效提升公路路面基层施工质量,施工企业必须重视施工材料的选择,为此,本文主要对水泥稳定碎石施工中的水泥、混合材料、水质、粗集料及细集料等材料进行分析,以期为确保路面施工质量提供可靠的保障。
1、水泥。
公路路面基层施工水泥稳定碎石技术应用中,主要选用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥等材料作为其施工的水泥原料,并确保水泥具有较长的终凝时间。
施工中禁止使用快硬水泥、早强水泥及变质水泥。
通常情况下,水泥都会选择较低标号的产品,要求其质量必须与施工规定相符。
2、混合材料。
活性与非活性为混合材料的主要类型。
水泥稳定碎石在填筑路面基层中的应用摘要:随着我国交通事业发展脚步的不断加快,对工程施工标准也更加严格,已确保社会的持续发展。
为了提高道路水泥稳定碎石基层的施工质量,对水泥稳定碎石基层施工技术的基本概念和施工特点进行了总结,对施工前的准备工作、混合料配置及管控、摊铺、碾压、养生等施工工艺进行了分析,并提出了相应的质量控制措施,指出施工中需要做好离析控制和接缝处理,从而减少早期病害的出现,延长道路使用寿命。
关键词:水泥稳定碎石;路面基层引言现阶段,我国城市交通流量持续增长,迫切需要提高道路的通行服务水平。
水泥稳定碎石基层具有较为突出的应用优势,可改善道路的通行服务条件,提高多方面稳定性、耐久性及行车舒适性。
1概述1.1水泥稳定碎石基层性能要求为使公路在车辆的长期碾压下不出现变形或其他病害,水泥稳定碎石基层应具备足够的强度与刚度。
为此,在施工过程应严格筛选碎石与水泥材料。
水泥碎石的稳定强度和刚性也会因环境不同而发生变化,如处于冷热温差较大或长期高温状态下,其整体性能会受到很大影响。
因此,需要依照工程实际环境和公路荷载等因素,合理控制材料强度与刚度,保证水泥稳定碎石基层与层面之间有效配合,避免产生裂缝和凹陷等质量问题。
1.2水泥稳定碎石在填筑路面基层中的作用水泥稳定碎石是路面基层填筑较广泛的一种材料,可以承担由面层传来的竖向力,并将力传递到下面的垫层及路基中,具有足够的承载能力、抗疲劳开裂性、耐久性、抗冲刷性能和适当的刚度。
水泥稳定碎石是通过拌和站将各类集料适当掺配后掺入适当剂量的水泥,经过现场摊铺碾压后,在规定的养护条件下产生强度并成型,具有十分重要的作用。
1.3水泥稳定碎石基层施工特点1.3.1施工材料易获取水泥稳定碎石基层施工所需材料包括水泥、水及粗细集料等。
粗细集料一般采用级配良好的碎石、石屑,以水泥作为胶凝材料因此水泥稳定碎石基层施工材料来源较广,且易于获取,甚至可以在施工现场附近获取一部分施工材料。
公路路面基层水泥稳定碎石基层技术应用1. 引言1.1 公路建设的重要性公路建设是国家基础建设的重要组成部分,也是经济社会发展的重要支撑。
公路交通在连接城乡、促进区域经济发展、便利民生、推动城市化进程等方面起着至关重要的作用。
公路建设不仅能够方便人们出行,还能够促进商品流通、农产品销售和旅游业的发展。
而公路路面的质量直接影响着交通安全和通行效率,因此公路路面基层的选择和施工技术显得尤为重要。
随着水泥稳定碎石基层技术的不断发展和应用,公路建设中出现了更加先进、耐久的路面结构形式。
这种技术在提高公路路面承载能力、延长路面使用寿命、降低养护成本等方面都展现出了非常显著的优势。
水泥稳定碎石基层技术已经成为公路建设中的重要选择,为改善路面质量、提高公路运输效率做出了积极的贡献。
在公路建设中,合理选择适当的路面基层技术非常重要,只有这样才能确保建设出安全、耐久的公路路面,为经济社会发展提供更加有力的支撑。
1.2 水泥稳定碎石基层技术介绍水泥稳定碎石基层技术是一种在公路路面基层中广泛使用的技术,通过将水泥和碎石混合后进行压实,形成一种坚固的基层结构。
这种技术旨在提高路面的承载能力、耐久性和稳定性,从而延长公路的使用寿命,减少维护成本。
相比传统的碎石基层,水泥稳定碎石基层具有更好的抗压强度和耐水性,能够有效减少路面的沉降和破损。
水泥稳定碎石基层技术的施工工艺相对简单,首先需要对路基进行准确的勘测和设计,然后利用专用设备将水泥和碎石按一定比例混合均匀,再进行压实和养护,最终形成坚固的基层结构。
在公路建设中,水泥稳定碎石基层技术被广泛应用于高速公路、城市快速路、重要交通枢纽等路段,以增加路面的承载能力和提高整体路面质量。
水泥稳定碎石基层技术在公路建设领域具有重要意义,通过提高路面的性能和稳定性,可以保障公路的安全通行,并减少对环境的影响。
随着技术的不断发展和更新,水泥稳定碎石基层技术在未来将继续发挥重要作用,并不断完善和拓展其应用范围。
严寒地区低剂量水泥稳定碎石施工工法一、前言严寒地区的施工环境十分恶劣,气温低、地面冻结、土壤坚硬,这些因素都对我们的建筑施工带来了很大的挑战。
为满足工程建设的需要,在严寒地区建设基础设施,需要采取一些特殊的工法。
在此,我们介绍一种在严寒地区低剂量水泥稳定碎石施工工法,该工法已被广泛应用于青藏高原等严寒地区,本文将从其工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析等方面进行详细介绍。
二、工法特点严寒地区低剂量水泥稳定碎石施工工法具有以下特点:1. 采用低剂量水泥,控制工程成本。
2. 配合比精准、混合均匀,保证工程质量。
3. 通过水泥的固化反应形成硬性体系,提升工程的稳定性和耐久性。
4. 适用于各种不同类别的基础工程,解决了严寒地区的施工难题。
三、适应范围严寒地区低剂量水泥稳定碎石施工工法适用于以下场合:1. 公路、铁路、机场跑道、码头、集装箱码头、堤防、围堰、陡坡路堤等基础工程的施工。
2. 适用于青藏铁路、青藏公路、新疆库车至司马道段公路等大气压力低、温度低、气候恶劣的地区。
四、工艺原理低剂量水泥稳定碎石施工工法是一种通过加水泥来提高碎石基层抗裂性和抗水性的工法。
水泥的固化反应形成硬性体系,从而提升工程的稳定性和耐久性。
其原理图如下所示。
工程的主要流程为:碎石填筑-碎石平整-水泥撒布-碎石机械化摊铺-碎石压实-水泥浇洒-碎石终效装砂层-碎石覆土层。
五、施工工艺1. 碎石铺筑阶段,在基层表面布设碎石,平整后,用水泥进行浇洒。
2. 碎石机械化摊铺阶段,对基层上的碎石进行机械化摊铺,使其达到合适的密实度。
3. 碎石压实阶段,用振动碾压机对碎石进行压实,达到合适的压实效果。
4. 水泥浇洒阶段,对铺设好的碎石表面进行均匀的水泥浇洒。
5. 碎石终效装砂层阶段,铺设终效装砂层使碎石表面平整,达到设计标高。
6. 碎石覆土层阶段,覆盖适当厚度的土层,以保护碎石基层。
六、劳动组织严寒地区低剂量水泥稳定碎石施工过程需要有专业的施工团队,一般分为水泥采购组、碎石采购组、机械组、施工组等不同的部门。
水泥稳定碎石(砂砾)基层(底基层)施工方案为防止水泥稳定碎石基层出现平整度差、抗水损坏性能差、层间结合不好、温缩、干缩裂缝等质量隐患,确保水泥稳定碎石基层工程质量,根据《公路路面基层技术规范》,结合高速公路建设实践经验和高速公路实际情况,提出以下施工指导意见。
1、施工方法1.1 水泥稳定碎石(砂砾)一律采用集中厂拌、摊铺机摊铺方法施工。
1.2水泥稳定碎石基层采用分层施工时,当用18~20T以上压路机碾压,分层最大厚度不应超过20cm,并不小于10cm。
当采用单层施工时,应用特殊的摊铺和碾压设备,并注意层底0~10cm的压实度,防止表层碎石压碎。
1。
3 基层、底基层标高、路拱采用摊铺机作业时,应用钢丝基准线控制高程,直线段桩距10m,弯道段间距5m。
2、材料2。
1 水泥应采用初凝时间不少于3小时,终凝时间不少于6小时的硅酸盐、矿碴硅酸盐、火山灰质硅酸盐水泥,水泥等级宜为32.5级、42。
5级,为确保7天试件强度,宜优先选用42.5级硅酸盐水泥。
采用散装水泥时,水泥磨出后应存放7天以上,安定性必须符合要求,进罐时散装水泥温度应低于60℃。
所用水泥必须是悬窑生产加工,不得使用立窑生产加工(小厂)水泥。
2.2 碎石碎石压碎值要求<30%。
碎石应按粗集料10~30mm、5~10mm、细集料0~5mm三级配料,相应的料场方孔筛筛孔建议为:32、12、7mm。
2.3水一般饮用水均可使用。
2。
4 混合料(1)水泥稳定的碎石或砂砾集料级配应符合表1规定。
为防止混合料离析,有利于提高混合料强度,应严格控制集料最大粒径,并宜选用较细密的级配。
为减少路面开裂,<4。
75mm成分宜按级配中值偏上选配。
水泥稳定碎石(砂砾)集料级配要求表表1表注:1、水泥稳定碎石基层规范规定31.5mm通过量为90—100%,无26.5mm通过量要求。
2、水泥稳定砂砾37。
5mm通过量为主要控制指标.(2)有重车行使的高速公路不同基层、底基层混合料的7天浸水抗压强度应符合表2要求:水泥稳定基层、底基层抗压强度标准表2(3)室内试验抗压强度满足下列二条件之一者为合格:a.室内试验每个试件强度均满足表2规定;b.室内试验试件抗压强度代表值R代满足表2规定。
三门峡至淅川高速公路某某段公路工程LBTJ.某合同段(YK50+515-K91+400)低剂量水泥稳定碎石底基层试铺施工技术方案编制:审核:审批:吉林省华一公路建设集团三淅高速灵卢段某合同段项目经理部底基层试验段施工技术方案一、目的及适用范围为确保低剂量水泥稳定碎石底基层的大面积施工,使工程质量达到设计要求,特编制本施工方案。
本方案适用于指导低剂量水泥稳定碎石底基层试验段的施工。
实施试验路段试铺主要想获得以下指标:1、用于施工的集料配合比2、材料的松铺系数3、确定标准施工方法(1)材料数量的控制(2)集料摊铺方法和适用机具(3)合适的拌和机械、拌和方法(4)集料含水量的增加和控制方法(5)整平和整形的合适机具和方法(6)压实机械的选择和组合,压实的顺序、速度和遍数(7)拌合、运输、摊铺和碾压机械的协调和配合(8)密实度检测方法,初定每一作业段的最小检查数量4、确定每一作业段的合适长度5、确定一次铺筑的合适长度指导合理地安排工期。
二、工程概况我标段承建的三淅高速灵卢段某合同段,起点桩号为YK50+515,终点桩号为K81+400。
本项目按双向四车道高速公路标准建设。
设计时速80Km/h,整体式路基宽24.5m.其中中央分隔带宽1m。
其两侧路缘带各宽0.5m,每侧行车道宽2*3.75m,两侧硬路肩各宽3.0m(含0.5m路缘带),两侧土路肩各宽0.75m。
一般路段行车道、路缘带及硬路肩设2%横坡,土路肩设4%横坡。
分离式路基单幅宽12.75m,其中,左侧硬路肩宽0.75m(含0.5m路缘带),行车道宽2*3.75m,右侧硬路肩宽3.0m(含0.5m路缘带),两侧土路肩各宽0.75m。
底基层为水泥稳定碎石,厚度为18cm。
三、试验段位置的确定施工现场各种水电设施已安装使用,路基已经整平,本机构组建完毕,现试验段所需机械设备,施工人员已经进场,原材料准备充足,拟于K40+252-K40+459右幅进行底基层试验段的摊铺,并对K40+252-K40+352右幅和K40+352-K40+459右幅使用不同的压实机械组合进行碾压。
课题名称低剂量水泥稳定碎石基层应用专业土木工程(道路与桥梁)学生姓名许飞学号5320021109153116 指导教师徐岩顾问教师杨若冲起讫日期 2011年07月-2011年12月设计地点江苏省交通规划设计院股份有限公司目录第一章前言 (2)1.1 问题的提出 (2)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2国内研究现状 (3)1.3主要研究内容 (4)第二章低剂量水稳混合料组成设计研究 (5)2.1 水泥稳定碎石收缩性能试验 (5)2.1.1干、温缩机理分析 (5)2.1.2干缩性能试验研究 (5)2.1.3温缩性能试验研究 (11)2.2 水泥稳定碎石强度性能试验 (13)2.2.1无侧限抗压强度 (13)2.2.2力学参数 (14)2.3 低剂量水泥稳定碎石的混合料设计指标 (16)2.3.1设计指标选择 (17)2.3.2设计步骤 (17)2.4 本章小结 (18)第三章低剂量水稳基层沥青路面结构设计研究 (19)3.1 低剂量水稳碎石基层设计指标研究 (19)3.1.1低剂量水稳碎石基层设计指标 (19)3.1.2低剂量水泥稳定碎石基层设计指标取值 (20)3.2 本章小结 (21)第四章低剂量水泥稳定碎石路面经济评价 (22)4.1 路面结构经济分析 (22)4.2 本章小结 (23)第五章结论 (25)5.1主要结论 (25)谢辞 (26)参考文献 (27)摘要:低剂量水泥稳定碎石通过减少水泥用量,可以减少水稳碎石的收缩裂缝,有利于减少沥青路面反射裂缝,提高水泥稳定碎石基层沥青路面的使用寿命,是我国解决反射裂缝问题,探索路面结构形式多样化的研究方向之一。
本研究通过国内外研现状分析、室内试验设计等对低剂量水泥稳定碎石的力学特性、混合料设计方法、结构设计方法等进行了研究,为相关的应用提供技术支撑。
本文首先对低剂量水泥稳定碎石基层的力学特性进行了研究,为结构设计和混合料设计提供参考。
水泥稳定碎石在公路路面基层施工中的应用摘要:在公路工程项目建设的过程中,路面基层施工十分重要,其施工质量与工程路面平整度以及行车舒适度都存在紧密的联系,直接决定了公路工程项目路面的使用年限。
为此,在公路路基施工中,需高度重视施工质量,确保路基、基层稳定与承载力。
目前阶段,我国科学水平呈现出明显的提升趋势,更多新兴施工技术被应用在路基的施工过程中。
其中,水泥稳定碎石技术的运用能够有效地增强路面基层施工的质量。
基于此,文章将以公路路面基层施工作为研究重点,阐述了水泥稳定碎石基层施工技术在其中的实践应用,以期有所帮助。
关键词:公路路面基层;水泥稳定碎石;基层施工技术;应用1前言随着我国社会经济的发展,国家公路建设的速度随之加快,而公路数量和里程也不断增加。
在交通量增加、道路交通压力加大的背景下,对于公路施工质量和技术水平的要求也逐渐提高。
对于公路路面基层施工而言,水泥稳定碎石施工技术的应用较为常见,而且在公路强度与基层稳定性提升方面都发挥着重要的作用,为此被广泛应用在现代公路施工过程中。
2水泥稳定碎石技术含义及其重要性概述2.1水泥稳定碎石技术水泥稳定碎石技术,是路基施工工艺、主要骨料级配碎石使用,用水泥和混合砂浆充填胶凝材料,最后铺平道路和轧制的技术。
这种技术的原理是嵌挤的原则。
强度度判断主要依靠级配碎石的强度嵌锁结构之间的挤压,压实后,早期的强度很高,以后将逐步增强强度随着时间的推移,最终形成硬化的板结体。
与其他路基技术相比,这种技术有更高的强度、更好的抗渗和防冻性能更好。
2.2水泥稳定碎石技术应用重要性路面建设、水泥稳定砂砾施工技术的应用,可以进一步提高公路路面的质量,确保整个施工的顺利进行,以及人们日常交通需求。
在公路工程建设和道路建设中是重要的,只有加强路面质量的控制来减少潜在的安全隐患,水泥稳定碎石技术的应用才可以大大提高公路路面施工的质量,满足实际需求,在工程施工技术的基础上,对应用水泥稳定碎石基地建设的高速公路路面施工具有重要意义。
word格式文档低剂量水泥稳定碎石底基层施工方案一、工程概况1.1 项目概况我公司承建的XX高速公路XX段路面X标,位于XX县境内XX镇,XX镇。
起止桩号K0+000-KXX+XXX,全长XXkm,主要技术标准为双向四车道高速公路,设计时速120公里/小时,全线路基设计宽度为27m。
本标段底基层为20cm厚低剂量水泥稳定碎石。
包含XX服务区,全线特大桥1座,中桥4座,小桥2座,分离立交桥9座。
主线路面结构为:20cm厚低剂量水泥稳定碎石底基层+36cm厚5%水泥稳定碎石基层+下封层+8cm厚AC-25C粗粒式沥青砼+6cm厚AC-20C中粒式改性沥青砼+4cm厚AC-13C细粒式改性沥青砼,总厚度为74cm;桥梁面层结构为6cm厚AC-20C中粒式改性沥青砼+4cm厚AC-13C细粒式改性沥青砼,总厚度为10cm。
主要工程内容包括:水泥稳定碎石底基层1544242.00m2;水泥稳定碎石基层1105.4万m2;下面层普通沥青1474万m2;中面层改性沥青152万m2;上面层改性沥青152.2万m2;粘层199.7万m2;透封层147.7万m2;,水泥混凝土面板15.3万m2,桥梁铣刨及防水19.6万m2。
1.2 施工路段概况XX高速公路路面第X合同段主线底基层设计为低剂量水泥稳定碎石,压实厚度为20cm。
我部拟于2015年9月10日施工水泥稳定碎石底基层,水稳底基层顶面宽度为13.54m,底宽13.74m。
松铺系数拟定为1.3,松铺厚度26cm。
二、编制依据1、XX高速公路XX段LM-0X合同段两阶段施工图纸;2、XX高速公路XX段路面工程招标文件;3、《公路路基路面现场测试规程》JTGE60-2008;4、《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005);5、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004);6、《公路路面基层施工技细则》JTG/T F20-2015;7、《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009);8、《公路水泥混凝土路面施工技术细则》(JTG/TF30-2014);9、现行与工程有关的国家及行业技术标准、规范、规程等;10、本单位在同类高速公路路面工程施工中积累的施工经验和总结。
课题名称低剂量水泥稳定碎石基层应用专业土木工程(道路与桥梁)学生姓名许飞学号5320021109153116 指导教师徐岩顾问教师杨若冲起讫日期 2011年07月-2011年12月设计地点江苏省交通规划设计院股份有限公司目录第一章前言 (2)1.1 问题的提出 (2)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2国内研究现状 (3)1.3主要研究内容 (4)第二章低剂量水稳混合料组成设计研究 (5)2.1 水泥稳定碎石收缩性能试验 (5)2.1.1干、温缩机理分析 (5)2.1.2干缩性能试验研究 (5)2.1.3温缩性能试验研究 (11)2.2 水泥稳定碎石强度性能试验 (13)2.2.1无侧限抗压强度 (13)2.2.2力学参数 (14)2.3 低剂量水泥稳定碎石的混合料设计指标 (16)2.3.1设计指标选择 (17)2.3.2设计步骤 (17)2.4 本章小结 (18)第三章低剂量水稳基层沥青路面结构设计研究 (19)3.1 低剂量水稳碎石基层设计指标研究 (19)3.1.1低剂量水稳碎石基层设计指标 (19)3.1.2低剂量水泥稳定碎石基层设计指标取值 (20)3.2 本章小结 (21)第四章低剂量水泥稳定碎石路面经济评价 (22)4.1 路面结构经济分析 (22)4.2 本章小结 (23)第五章结论 (25)5.1主要结论 (25)谢辞 (26)参考文献 (27)摘要:低剂量水泥稳定碎石通过减少水泥用量,可以减少水稳碎石的收缩裂缝,有利于减少沥青路面反射裂缝,提高水泥稳定碎石基层沥青路面的使用寿命,是我国解决反射裂缝问题,探索路面结构形式多样化的研究方向之一。
本研究通过国内外研现状分析、室内试验设计等对低剂量水泥稳定碎石的力学特性、混合料设计方法、结构设计方法等进行了研究,为相关的应用提供技术支撑。
本文首先对低剂量水泥稳定碎石基层的力学特性进行了研究,为结构设计和混合料设计提供参考。
在此基础上,结合江苏省的气候、交通条件,根据低剂量水泥稳定碎石结构设计的需要,进行低剂量水稳的混合料设计的研究,提出了低剂量水泥稳定碎石的混合料设计指标及及其技术标准,推荐了低剂量水泥稳定碎石用于高速公路和干线公路时的典型结构。
本研究根据低剂量水泥稳定碎石的性能要求和施工控制要点,提出了低剂量水泥稳定碎石的施工控制指标要求。
Abstract:Due to its lower cement content, low cement content cement stAbilized base has less cracking. This is very valuAble for reducing reflecting cracking which is the main distress of our country’s freeway asphalt pavements. Therefore low cem ent content cement stAbilized base is one of the research focuses in our country. In this paper, through Abroad research situation analysis, lAboratory design , the structure performance, mix design technique and structure design technique were studied.Firstly, based on lAboratory experiments, the mechanics properties of low cement content cement stAbilized base were studied. Then, based on climate and traffic condition of Jiangsu province, the mix design technique was studied, mix design parameters were recommended. Low cement content cement stAbilized base asphalt pavement structure design method and its parameters were put forward. At the same time, low cement content cement stAbilized base asphalt pavement’s typical structures were recommended.关键词:低剂量水泥稳定碎石低剂量水稳组成设计材料性能路面设计方法施工工艺keywords :Low Cement Content CTB,Mix Design for Low Cement Content CTB,Material Performance,Design Method for Low Cement Content CTB,Construction Technology第一章前言1.1 问题的提出我国公路沥青路面随着交通量的增加,沥青路面形式开始采用质量较优,厚度较厚的沥青面层和较高强度的水泥、石灰和粉煤灰稳定粒料(土)基层的半刚性沥青路面,沥青面层厚度介于9~23cm之间,半刚性基层、底基层总厚度介于45~80cm之间。
半刚性基层,包括水泥稳定粒料类及二灰稳定粒料类,这两类基层均具有较高的抗压强度和抗压回弹模量值(常介于500~3000MPa),并具有一定的抗弯拉强度,且其回弹模量和强度都具有随龄期而不断增长,因此半刚性基层沥青路面具有较小的弯沉和较强的分布荷载能力。
因此,半刚性基层具有优良的力学性能、较好的板体性及整体性,设计优良的半刚性基层能够完全满足高等级公路“足够的强度、适宜的刚度和耐久性、较小的变形”的技术要求。
在现今和今后一段时间内,半刚性基层沥青路面结构仍是我国高等级路面的主要结构形式。
但同时半刚性基层作为一种散粒体材料具有较大的缺点,很容易在温度变化及水分散失时产生很大的收缩变形,进而会形成基层的收缩裂缝。
随着半刚性沥青路面的大量使用,裂缝问题日益突出,并已成为该结构的主要缺陷。
在半刚性基层上铺筑沥青面层后,沥青面层在路面荷载作用下,基层的收缩裂缝会反射到沥青面层上。
对国内已建成的高速公路使用情况调查表明,不论南方还是北方,这种反射裂缝通常在通车一两年后出现,裂缝率最高达640m/1000m2。
现场取芯观察表明,裂缝中有50%以上是半刚性基层先裂而导致沥青面层开裂的反射裂缝,南方地区因温差小且无冰冻,沥青面层的裂缝中反射裂缝的比例更大。
反射裂缝的产生,在一定程度上导致路面结构强度的削弱。
例如,裂缝处的路表弯沉增大,波传试验结果表明具有裂缝的半刚性基层的回弹模量明显降低,此外裂缝提供了雨水进入路面的通道,在行车荷载和雨水的作用下,雨水可能下渗从而软化土基,或滞留于层间,在行车荷载高速作用下产生很大的动水压力而冲刷基层,使基层丧失支撑能力而导致沥青路面产生唧浆、裂缝扩展、路面变形等病害,严重影响了道路的使用性能。
近年来,道路工程界逐渐认识到,要彻底解决反射裂缝问题,必须从路面结构自身入手。
参照国外经验,采用低剂量水泥稳定碎石基层是防止反射裂缝的有效途径之一。
国内目前对低剂量水泥稳定碎石基层的应用研究已经大规模开展,然而,依然无法彻底解决半刚性基层开裂的问题。
因此,开展低剂量水泥稳定碎石基层的应用研究,对减少水泥稳定碎石基层沥青路面的反射裂缝,提高水泥稳定碎石基层沥青路面的使用寿命等方面具有重大的意义。
1.2 国内外研究现状1.2.1国外研究现状国外在应用水泥稳定碎石基层沥青路面这种结构形式时,一般采用较低的水泥用量。
澳大利亚的水泥用量为3%以内,日本水泥稳定碎石基层混合料水泥用量一般仅为2%左右;德国水泥用量一般控制在2%~3%左右;南非是应用水泥稳定碎石基层较多的国家,其水泥用量也在较低的水平。
对于低剂量水稳层的结构设计,美国AASHTO2002规定,对于为了提高碎石层强度、降低碎石材料的塑性,在碎石中加入少量水泥或石灰的稳定材料,应当视为无结合料粒料,采用与无结合料粒料相同的参数和指标进行路面结构设计。
南非《城市间与乡村道路柔性路面结构设计规范》将水泥稳定碎(砾)石根据强度分为四类,如下表:大或重载交通多时常用于底基层,而采用沥青稳定碎石基层或碎石基层。
对于水泥处治材料,世界各国路面设计规范中广泛使用的水泥处治材料指标有两种。
一种是强度指标,通常用的是龄期为7d的无侧限抗压强度。
另一种是耐久性指标,常用干湿循环试验或冻融循环试验。
目前多数国家和地区采用龄期为7d的抗压强度,我国在国内外公路路面工程中,也都采用这个强度指标。
各国对抗压强度的要求有很大的不同。
同是7d 强度,捷克规定不超过上限3.5MPa,而西班牙要求不小于6.0MPa;同是28天强度,葡萄牙只要求大于3.0MPa,而前苏联为7.5MPa,德国则为7~12MPa。
这清晰的表明,对于水泥处治材料设计目标强度的取值,道路界对此存在很大分歧。
同时,波特兰水泥协会的研究表明,水泥处治的不同材料要达到相同的干湿循环试验或冻融循环试验耐久性指标,所需的抗压强度有很大不同。
鉴于抗压强度指标的上述情形,现在越来越多的人提出了用耐久性指标来设计和评价水泥处治基层材料。
1.2.2国内研究现状我国基础施工技术规范规定水泥稳定碎石基层的设计强度为3~5MPa,所以采用的水泥剂量比较高,一般为4%以上,反射裂缝是我国沥青路面面临的主要问题。
通常认为,半刚性基层的裂缝有温缩型裂缝和干缩型裂缝两种。
同济大学丛林和郭忠印分别采用 4.5%、5.0%、5.5%的水泥剂量制作试件进行干缩系数的测定,试验结果表明,水泥稳定碎石基层的干缩系数受水泥剂量的影响比较大,温缩系数在较低温度下影响不大,随着温度的升高,温缩系数的变化稍微加大,但干缩系数的影响远远大于温度收缩系数。
西安公路研究所在研究水泥砂砾的干缩性时,采用了不同剂量的水泥,以了解水泥剂量对混合料干缩性的影响,结果表明,随着水泥剂量的增大,水泥砂砾的最大干缩应变和平均干缩系数先逐渐减小,在水泥剂量5%左右达到最小,之后随着水泥剂量增大,其干缩应变和干缩系数逐渐增大。
对于半刚性基层反射裂缝防治,国内进行了大量研究。
目前对半刚性基层反射裂缝的处理措施可分为三种,一是针对基层的,通过合理调整混合料级配、增加粗集料含量,掺加粉煤灰、减水剂、减缩剂等措施减少水泥稳定碎石的收缩量,提高基层材料自身的抗裂指数;第二类是在半刚性基层和沥青混凝土面层间设置隔离裂缝中间层或应力吸收膜中间层,包括织物层、加强膜层、开级配的沥青混凝土底面层或低粘度沥青的沥青混凝土层;第三类是改善沥青面层性质和结构,如在沥青混合料中添加纤维、碳黑、SBS、SBR、EV A改性剂或废轮胎粉等改善沥青性质,采用厚的沥青面层并加大底面层的沥青用量等。