路面半刚性基层-讲义

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稳定粒料类:石灰稳定类>水泥稳定类>石灰粉煤灰稳定类 稳定细粒土:石灰土>水泥土和水泥石灰土>石灰粉煤灰土
四 、半刚性材料温度收缩特性:内部和环境温度变化带
来的体积收缩
指标:温缩系数:温度下降1℃时单位长度收缩量
第三节 半刚性基层

水泥稳定类 石灰稳定类 工业废渣
第三节 半刚性基层
水泥稳定土cement stabilized soil基层
水泥稳定土定义：在粉碎的或原有松散的土（包括各种粗、 中、细粒土）中，掺入足量的水泥和水，经拌和得到的混 合料在压实和养护后，其抗压强度符合规定要求，以此修 建的路面基层称为水泥稳定类基层。 水泥土：用水泥稳定细粒土（砂性土、粉性土和粘性土）得 到的混合料。 水泥砂：水泥与砂混合料，称为水泥砂。 水泥石屑 水泥碎石 水泥砂砾
无机结合料稳定材料的力学特性
一 、应力-应变特性: 试验方法:抗压和劈裂试验 一般规定:水泥稳定类材料设计龄期为3个月 石灰或石灰粉煤灰(二灰)稳定类材料设计龄期为6个月 二、疲劳特性:抗拉强度是路面结构设计的控制指标 疲劳寿命取决于重复应力与极限应力之比
三、干缩特性:拌和压实后体积内水分挥发及水化作 用,混合料水分减少,由此发生各种物理化学作 用引起无机结合料稳定材料体积收缩. 主要指标:干缩应变、干缩系数、失水量 半刚性材料干缩特性性大小次序:




细粒土 fine grained soil 颗粒的最大粒径小于9.5mm，且其中小于2.36mm的颗粒含量不少 于90%（如塑性指数不同的各种粘性土、粉性土、砂生土、砂和石 屑等）。 中粒土 medium grained soil 颗粒的最大粒径小于26.5mm，且其中小于19mm的颗粒含量不少于 90%（如塑性指数不同的各种粘性土、粉性土、砂性土、砂和石屑 等）。 粗粒土 coarse grained soil 颗粒的最大粒径小于37.5mm，且其中小于31.5mm的颗粒含量不少 于90%（如砂砾土、碎石土、级配砂砾、级配碎石等）。 集料 aggregate 由碎石（或砾石）、砂粒和粉粒（有时还可能有粘料）组成的，并以 碎石（或砾石）和砂粒为主的矿料混合料，统称其为集料。 粒径大于2.36mm的集料，称粗集料；粒径小于2.36mm的集料， 称细集料。

保证在冻前有一定成型期：
水泥：0.5-1个月 石灰、二灰：1-1.5个月
在雨季施工时，勿遭雨淋，并采取措施排除表面水，勿使运到路上的集料过分潮湿。
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2 水泥稳定类材料施工作业长度的确定
应综合考虑水泥的终凝时间、延迟时间（从拌合到碾 压的时间）对施工质量的影响、施工机械的效率及气 候条件等因素，并尽可能减少接缝;
• 半刚性基层施工方法通常有场拌法和路拌法两种基本 的类型。
• 高等级公路的半刚性基层一般采用场拌法， 而低等级公路半刚性基层可以采用路拌法。
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(一)、铺筑试验路段
• 高速公路、一级公路以及在特殊地区或采用新 技术、新工艺、新材料进行路基施工时,应采用 不同的施工方案做试验路段,从中选出路基施工 的最佳方案指导全线施工。
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拌和后、摊铺前的水泥稳定碎石
•
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2、石灰稳定类基层
在粉碎的土和原状松散的土(包括各种粗、中、 细粒土)中掺入适量的石灰和水，按照一定技术要 求，经拌和，在最佳含水量下摊铺、压实及养生， 其抗压强度符合规定要求的路面基层。
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铺筑好的石灰稳定土及取芯情况
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（1）下承层准备与施工放样
• 下承层准备（底基层或土基） • a 应满足质量标准（施工规范及设计文件）。 • b 平整、密实、无松散和“无弹簧”等不良现象。 • c 满足高程、和横断面宽度等几何尺寸的要求。
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（1）下承层准备与施工放样
• 施工放样
• a 恢复路中线，
二、半刚性基层分类
按结合料种类和强度形成机理的不同，半刚性基层分为：
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意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计
（三）水
圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。砂浆：Байду номын сангаас胶凝材料、细骨料和水按适当比例配制而成，是建筑工程用量大而广的一种材料。水泥：凡细磨材料，加入适量水后可制成塑性浆体, 既能在空气中硬化，又能在水 中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称水泥。水泥体积安定性：是指水泥在硬化过程中，体积变化是否均匀的性能，简称安定性。水泥安定性不良，会导致构件产生膨胀性裂
一、材料要求
（一）原材料要求
1、土石材料 ---粒径、细粒土的塑性性质、压碎值、不良成份含量、粒度组成
路面基层用土，按单颗粒粒径的大小和组成分为： 细粒土（最大粒径<9.5mm,小于2.63mm的颗粒含量不少于90%）
-----各种粉性土、粘性土、砂性土、砂和石屑 中粒土（最大粒径<26.5mm,小于19mm的颗粒含量不少于90%） 在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日
第四章 基层施工技术
第一节 半刚性基层材料的要求及组成设计 第二节 半刚性基层施工技术及质量要求 第三节 粒料类基层（底基层）施工技术
第一节 半刚性材料要求及混合料组成设计
半刚性基层材料组成：土、结合料、外加剂 影响半刚性材料强度的因素：
结合料（品质、剂量） 土（成分、粒径和级配、配比、易于施工） 拌合（配比精度、均匀性、含水量） 铺筑（均匀性、压实） 养生条件（湿度、温度、施工荷载等） 龄期（正式开放交通时间）

道路半刚性基层的设计与施工，多图文全面详解在路面基层中，半刚性基层具有一定的刚度而且扩散能力强，同时具有比较良好的抗拉、抗疲劳翘度和水稳特性，这些特点使得路面基层受力良好，保证了基层的稳定性，但半刚性基层的收缩开裂引起的沥青路面的反射性裂缝普遍存在。

半刚性基层在设计与施工中都会遇到什么样的问题？一、半刚性基层简介与病害半刚性基层在具有显著技术、经济优势的同时，存在下列突出问题：1、抗裂性不足导致面层反射裂缝：2、冲刷能力不足导致面层唧浆、松散：3、强度不足导致面层疲劳破坏：4、基层简介：△半刚性基层问题1——反射裂缝△基层问题2——强度与松散△基层问题3——离析分层△基层问题4——多层层间连接难题二、配合比设计《公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）》设计底基层为悬浮密实结构基层为骨架密实结构——防裂《公路路面基层施工技术规范（JTJ034-2000）》设计底基层和基层都为悬浮密实结构底基层——级配碎石设计：硬石质岩挖方段，厚20cm；压实度≥96%；弯沉≤165，评价整体性，测量时机；必须悬浮密实结构，否则难以成型级配碎石底基层：及时施工水稳基层，大雨冲刷细料易破型，重车易压翻设计——水泥稳定级配碎石：新规范养生温度为20±2℃ ，与水泥混凝土相同；老规范南方为25±2℃，强度相比为1.18倍水稳基层设计：新规范基层：骨架有余，密实不足，不宜采用级配中值，宜0.075、4.75、9.5采用上限，偏细水稳级配设计：为方便备料，底基层31.5mm通过率宜为100%。

三、拌合工艺最大筛孔：可统一31.5mm，简化备料建议3级规格：1# 13.2mm~31.5mm2# 4.75mm~13.2mm3# <4.75mm筛孔：32mm、15mm、5mm。

可按4级规格：1# 19mm~31.5mm2# 9.5~19mm3# 4.75~9.5mm4# <4.75mm筛孔：32~33、20、10、5mm。

两边向中心拌合，由内侧向外侧两遍 “一压，二补，三整平”
4. 碾压
12～15t三轮压路机——每层压实厚度不应超过15cm； 18～20t三轮压路机——每层压实厚度不应超过20cm； 稳定中、粗粒土宜采用振动压路机碾压时，每层的压实厚度根据 试验确定； 每层最小压实厚度为10cm；
二、厂拌法施工
对高速、一级公路应采用厂拌法。
第二节 半刚性基层施工技术及质量要求
拌和方式：路拌法，厂拌法 摊铺方式：人工——推土机＋平地机
机械——摊铺机
一、路拌法施工
施工工序：
1
2
3
4
5
6
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准 备 下 承 层
施 工 测 量
备 料 运 输
摊 铺 土
整 型 轻 压
摊 铺 结 合 料
拌 和 与 洒 水
整 型
碾 压
交 通 管 理
养 生 及
1.下承层准备与施工测量
① 对下承层按验收标准验收 ② 恢复中线：直线15～20m一个桩、曲线10～15m一个桩 ③ 打指示木桩，标出设计标高与松铺厚度
2. 备料
① 根据各段的宽度，厚度及预定密实度，计算各段干燥集料数量 ② 根据配比、含水量，车辆吨位，计算每车料堆放距离 ③ 根据结合料的用量，计算每平米的石灰用量，算出堆放纵横间距 ④ 下承层洒水，潮湿且不泥泞 ⑤ 控制每车料的数量基本相同，由远及近地卸料 ⑥ 土堆放时间不宜过长
** 过湿路段和冰冻地区的潮湿路段不应直接铺筑石灰土底基层，应 在其下设置隔水垫层。
整平1
整平2
流水作业、保湿养生
碾1
碾压2
碾压3
桥台衔接处处理
保证摊铺宽度 边缘充分压实

半刚性基层路面名词解释半刚性基层路面1、半刚性基层路面的特点是：高速行车状态下结构表现为结构底层半刚性基层出现剥落而面层整体性仍保持良好的路面。

2、半刚性基层路面的应用及施工工艺原则是：由于半刚性基层厚度较薄，要求在摊铺时作为平整度控制的重要指标，避免出现波浪和凹陷。

应采用两台摊铺机并列作业进行摊铺；两段之间拼缝采用搭接；加强混合料拌和过程中的含水量控制；当发现混合料温度不足时，应及时提高拌和机的出料温度;由于半刚性基层结合料的强度低于基层材料的强度，所以其表面不允许出现车辙现象。

3、半刚性基层上的面层允许横向裂缝宽度和纵向裂缝间距与下承层一致。

4、半刚性基层设计包括单层及双层两种情况。

5、半刚性基层路面面层厚度一般为0.8m-1.5m。

6、半刚性基层在正常使用时承载能力较低，因此，需进行防冻处理。

7、半刚性基层路面的面层主要是指改性沥青的表面层，或半刚性基层表面加铺罩面层的上面层。

8、基层应坚实、平整、干燥、洁净，无油污和其他杂物，具有足够的强度、稳定性和耐久性，能够承受车辆的重复荷载作用。

9、沥青混凝土面层结构组成一般分为面层、基层和垫层三部分。

10、半刚性基层路面属于二级公路范畴，一般在中小城市或者县乡道路中常见。

11、由于半刚性基层材料内部的孔隙率大于混合料表面的孔隙率，因此，沥青混合料在摊铺时难以压实到位，容易产生推移、拥包等缺陷。

12、半刚性基层的面层应根据行车道各部分的不同类型，确定相应的结构形式，以保证路面表面层的平整度和横坡。

13、半刚性基层的结合料粒径分布在2mm以上时，这种基层称为细粒式半刚性基层。

14、半刚性基层的沥青混合料通常采用连续级配，即采用不同粒径组成的沥青结合料，如粗粒式沥青混合料。

15、沥青混合料应选用延度大、强度高、粘附性能好、塑性变形小的矿料级配，集料应选用棱角清晰、级配均匀、洁净的天然砂砾，禁止采用风化石、风化岩石和有机质含量大的石屑。

When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
半刚性基层厂拌法施工和质量检测
一、半刚性基层厂拌法施工
下承层准备 施工放样 稳定土集中拌和 混合料运输 混合料摊铺 混合料碾压 接缝处理 养生
清扫下承层（底基层）
通过施工放样设置基准线
洒水湿润下承层表面
稳定土厂拌设备
基层混合料拌和场
混合料运输至摊铺现场
基层摊铺施工现场
摊铺机接料斗
混合料碾压（一）
混合料碾压（二）
基层表面粗、细集料窝处理
基层洒水养生（覆盖保湿）
横向施工缝（一）
横向施工缝（二）
横向接缝处理
二、半刚性基层施工质量检测
压实度检测 平整度检测 高程检高程检测
钻芯检测
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。

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半刚性基层沥青路面病害分析
半刚性基层是以水泥、石灰、粉煤灰等为结 合料将松散砂石胶结为整体，铺筑而成的基层。 近年来，随着我国高等级公路的迅猛发展，半刚 性基层的强度、刚度愈来愈大，但路面损坏的速 度也随之愈来愈快，其原因主要有以下几方面：
1 温度敏感性 2 干湿缩裂性 3 不透水性
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病害分析——温度敏感性
量的变化从1MPa一6MPa范围内浮动，可以适应不 同条件下的不同要求
5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
半刚性基层沥青路面早期病害
据调查，我国高速公路沥青路面的主要破坏形式为车 辙、水损坏和和半刚性基层引起的反射裂缝。
主要表现： 1、由于半刚性基层具有较高强度和刚度，存在发生 较大干缩和温缩的可能性，半刚性基层容易开裂，并且半 刚性基层与沥青层接触条件差，存在层间滑移的隐患。 2、半刚性基层的开裂可能引起路面结构内出现应力 集中，在水分的共同作用下，导致层间接触条恶化，经车 辆荷载和温度循环的反复作用，路面结构出现反射裂缝， 从而导致了严重的路面开裂、车辙和水损坏的发生。
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病害分析——干湿缩裂性
从半刚性基层材料干燥收缩过程来看，初始 时，材料的含水率较大，随着水分的蒸发，干缩 系数逐渐增大，当达到最高值后又会迅速减小。 这一现象表明，材料中结合水的蒸发，特别是吸 附水、层间水的蒸发，对其收缩有着重要的影响。 除外，干缩系数 还与半刚性基层材料的龄期有关， 通过对不同龄期半刚性材料的干缩试验表明，随 着龄期的增长，干缩系数会逐渐减小，初期下降 较快，随后逐渐缓慢，这说明结构强度的形成对 材料的干缩有一定的制约作用。
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病害分析——不透水性
在半刚性基层材料中胶结材料都是细粉状的， 碾压成型后具有很好的整体性，其内部非常致密， 基本上不透水或渗水性很差。当外界环境水通过 各种途径进入路面并到达基层后，水不能从半刚 性基层迅速排走，而只能沿着沥青层和基层的界 面扩散、积聚，这种界面水分的存在不仅改变了 原界面连续的边界条件，使路面的受力状态极为 不利，而且水对半刚性基层的长期浸泡，会很快 破坏半刚性基层的整体结构，使基层、底基层及 路基的稳定性随之恶化，在干湿交替、水分冻融 循环及重复荷载的作用下，半刚性基层材料的强 度、模量和整体承载能力将会显著下降。

目前，我国现行的高等级公路路面基层基本上是水泥 稳定碎(砾)石结构，而且一般都设上、下基层。由于水泥 稳定碎(砾)石基层属半刚性体，它具有热胀冷缩的性质。 通常冬季施工的半刚性基层，由于气温较低，材料的颗粒 处于冷缩状态，它是稳定的，但到了夏季，由于气温的升 高，这些颗粒受热膨胀，结构内产生膨胀应力，当膨胀应 力超过临界值时，半刚性基层横断面便会发生拱起现象。 反之，若是夏季或温度超过年平均气温施工的半刚性基层， 由于结构内部受热充分膨胀，占有了充分的体积，但到了 冬季，由于气温的降低，原来膨胀的颗粒开始收缩，结构 内产生收缩力，当该力超过结构允许拉应力时，便产生横 向收缩裂缝使路面破坏。
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病害分析——干湿缩裂性
从半刚性基层材料干燥收缩过程来看，初始 时，材料的含水率较大，随着水分的蒸发，干缩 系数逐渐增大，当达到最高值后又会迅速减小。 这一现象表明，材料中结合水的蒸发，特别是吸 附水、层间水的蒸发，对其收缩有着重要的影响。 除外，干缩系数 还与半刚性基层材料的龄期有关， 通过对不同龄期半刚性材料的干缩试验表明，随 着龄期的增长，干缩系数会逐渐减小，初期下降 较快，随后逐渐缓慢，这说明结构强度的形成对 材料的干缩有一定的制约作用。
半刚性基层沥青路面是由沥青混合料面层和 半刚性基层构成的一种路面结构形式，沥青面层 厚多介于9-23cm之间，半刚性基层、底基层总厚 介于35～80cm。
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半刚性基层沥青路面优点
强度高: 具有随龄期延长不断增长的特性 整体性好:基层板体性好 稳定性好:有较高的水稳性和冰冻稳定性，不影响半
刚性基层的承载能力 经济性好:可以使用原先不能使用的质量较次的石料 灵活性和适应性好:无侧限抗压强度可以随着水泥剂
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国内外对早期损坏的防治措施
②土工类材料夹层 金属网格、土工织物、土工格栅等都曾被作为夹层材

四、半刚性基层材料的组成设计
混合料组成设计方法
1、强度标准确定
本省设计规范规定：1.当累计当量轴次小于 1200×104时，水泥稳定类基层7d（标准养护条件） 龄期无侧限抗压强度为3-4 MPa之间，不得超过5 MPa；水泥稳定类底基层7d（标准养护条件）龄期 无侧限抗压强度为1.5 MPa—2 MPa，上限不得大于3 MPa。
四、半刚性基层材料的组成设计
这几种结构各有其特点： 悬浮密实型混合料中的粗集料用量一般在50％左
右，细集料含量较多，抗弯拉性能较好，适用于 各等级公路的基层和底基层。 骨架密实型混合料中的粗集料用量一般在75％以 上，细集料含量较少，压实混合料的嵌挤强度较 高，抗裂性、抗冲刷性较好，宜用于高速公路和 一级公路的基层。
三、半刚性材料的特点
温缩特性 影响半刚性基层温缩性质的因素既多又复杂，
主要有温差、材料的温缩系数、弹性模量和极限 拉应变、基层长度和厚度、阻力系数及材料的徐 变等。试验分析表明，选择温缩性小、极限拉应 变大的路面材料是控制半刚性基层温缩裂缝的有 效措施。因此，要根据本地自然条件、材料性能 等，加强基层材料配合比研究工作，而不仅仅局 限于按照规范进行设计与施工。
大量的工程应用实践表明，相当部分的由基层引 起的路面损坏现象并非因基层承载力不足，而是 由于基层材料抵抗温度或干燥收缩变形或抵抗外 来水分冲刷唧浆能力的不足。
四、半刚性基层材料的组成设计
半刚性基层用材料结构类型划分 悬浮密实型、骨架密实型、骨架孔隙型
划分的标准是粗集料经压实后，粗颗粒间空隙体 积与压实后起填充作用的细集料之间的关系。这 里粗、细集料的划分是以筛孔尺寸4.75mm或 9.5mm作为分界尺寸的。
快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不 应使用。应采用等级较低的32.5水泥在选择水

沥青混凝土路面由于平整性好、行车 平稳舒适、噪声低等优点，许多国家在高 等级公路建设时都优先采用，而半刚性基 层具有强度大、稳定性好及刚度大等特点， 被广泛应用于高等级公路沥青路面的基层 或底基层。在我国已建成的高等级公路中 90％以上是半刚性基层沥青路面。
半刚性基层沥青路面仍将是主要的路 面结构形式，然而，随着半刚性基层沥青 路面这种结构的大量应用，发现其存在着 严重的基层裂缝问题，在行车荷载反复作 用下将导致路面强度大大降低，加速沥青 路面的破坏，从而影响公路使用质量和寿 命。
防治半刚性基层裂缝的方法
• 养护方面
1.半刚性基层碾压完成后要及时养生 半刚性基层竣工后，如不及时养生而 让其暴晒，随着水分的散失，基层迟早会 产生干缩裂缝，包括可见和不可见两种裂 缝。这种缩裂迟早会反映到沥青面层上形 成反射裂缝。
防治半刚性基层裂缝的方法
• 养护方面
2.养生结束，立即做透层 为保证半刚性基层的含水量，在其养 生完成后，应以稀释沥青或沥青乳液做成 透层，在透层上稀疏洒布粗沙或石屑，用 量约3kg /m2。该层既可使运料卡车和摊铺 机工作状态良好，又可保证上层沥青混合 料与半刚性基层间有良好的粘结。
防治半刚性基层裂缝的方法
• 材料方面
2. 控制土中小于0.075mm的颗粒含量 在半刚性基层材料中，细料越多，材 料内部孔隙也就越多，从而在水作用下其 收缩也就越大。要控制粒料中细料含量： 通过0.075mm筛孔的细料含量控制在约5% ~7%。
防治半刚性基层裂缝的方法
• 材料方面
3.控制半刚性基层的含水量 水泥与各种细粒土和水经拌和、压实后，由 于蒸发和混合料内部发生水化作用，混合料的水 分会不断减少。由于水的减少，会引起半刚性材 料产生体积收缩。国外的研究表明：就水泥稳定 材料而言，含水量增加1%对于干缩应变增大和影 响比水泥增加1%的影响大2~3倍。因此，施工中 要严格控制碾压含水量，从而达到控制干缩应变 的目的。

半刚性基层沥青路面结构性能恢复
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技术
存在的问题
节约能源、保护环境方面
石油资源是不会再生的，过度的开采将造成资源 的枯竭。
热拌沥青混凝土生产及摊铺过程中的粉尘、烟雾 对环境的污染较大。
从节约资源出发，将旧沥青路面再生加以利用是 一项行之有效的措施。
世界各国积极开展沥青路面再生利用的研究与应 用，我国在这方面起步较晚。
半刚性基层沥青路面结构性能恢复
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技术
存在的问题
补强主要采用加铺罩面，即在原路面上铺筑新的结构层。
缺点： （1）道路结构承载能力不能得到根本加强； （2）路面结构存在的病害，不能彻底解决，存在潜在危 险； （3）不断加铺路面，造成附属设施不断改建； （4）路面结构组合不合理，路面结构中往往存在软弱的 夹层。
半刚性基层沥青路面结构性能恢复
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技术
沥青路面的再生技术
现场冷再生的技术途径
现场冷再生利用技术，是在现场将旧沥青路面翻松、 破碎、加入沥青（乳化沥青或泡沫沥青）或水泥（石 灰、粉煤灰）和适量的水，拌和均匀并摊铺碾压重新 形成路面结构层的工艺技术。
半刚性基层沥青路面结构性能恢复
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技术
沥青路面的再生技术
前 ➢1966年苏联出版了《沥青混合料废料再生利用
苏
技术》一书。
联 ➢1979年出版了《旧沥青混凝土再生混合料技术
准则》，用以指导推广应用。
➢1984年苏联出版《再生路用沥青混凝土》一书, 该书详细介绍了再生技术。表明苏联在该领域也 取得很大进展。
半刚性基层沥青路面结构性能恢复
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技术
沥青路面再生利用的现状
半刚性基层沥青路面结构性能恢复
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