级配碎石施工-..ppt
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1、第十讲级配碎(砾)石结构层施工.子任务一子任务一 认知级配碎石认知级配碎石子子任务二任务二 级配碎石设计级配碎石设计子任务三子任务三 级配碎石施工级配碎石施工.复习:基层复习:基层 l 概念:概念: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中去的结构层。基中去的结构层。l 要求要求:1 1)足够的足够的强度和刚度强度和刚度,并具有良好的扩散应力的能力。,并具有良好的扩散应力的能力。注:沥青路面中注:沥青路面中主要的承重层;水泥混凝土路面中主要的承重层;水泥混凝土路面中次要的承重层次要的承重层 2 2)足够的足够的水
2、稳定性水稳定性。可能经受地下水和通过面层渗入雨水的浸湿。可能经受地下水和通过面层渗入雨水的浸湿 3 3)较好的)较好的平整度平整度。这是保证面层平整性的基本条件。这是保证面层平整性的基本条件。l 材料:材料:1 1)稳定类稳定类:无机结合料稳定无机结合料稳定土或碎土或碎(砾砾)石;如石灰、水泥以及各种石;如石灰、水泥以及各种工业废渣工业废渣(如煤渣、粉煤灰、矿渣、石灰渣等如煤渣、粉煤灰、矿渣、石灰渣等)半刚性半刚性;有机结合料稳定有机结合料稳定类:如沥青类:如沥青柔性柔性 2 2)嵌挤类嵌挤类:天然砂砾、各种碎石或砾石、片石、块石或圆石等:天然砂砾、各种碎石或砾石、片石、块石或圆石等柔性柔性
3、3 3)混凝土类混凝土类:贫水泥混凝土:贫水泥混凝土刚性刚性 .路面的结构及组成路面的结构及组成垫层垫层 l 概念:概念:介于土基与基层之间的结构层。介于土基与基层之间的结构层。l 作用:作用:1 1)改善土基的湿度和温度状况改善土基的湿度和温度状况。2 2)将基层传下的车辆)将基层传下的车辆荷载应力荷载应力加以扩散加以扩散,以,以减小土基产生的应力和变形减小土基产生的应力和变形。3 3)能阻止路基土挤入基层中,)能阻止路基土挤入基层中,影响基层结构的性能。影响基层结构的性能。l 要求:要求:强度要求不一定高,但水稳定性和隔温性能要好强度要求不一定高,但水稳定性和隔温性能要好。l 材料:材料:
4、两类两类.1.1)透水性垫层透水性垫层:由松散粒料组成(砂、砾石、炉渣等):由松散粒料组成(砂、砾石、炉渣等);2 2)稳定类垫层稳定类垫层:用水泥或石灰稳定土等修筑。:用水泥或石灰稳定土等修筑。.任务一任务一 认知级配碎(砾)石认知级配碎(砾)石l1基本概念l由各种大小不同粒级集料组成的混合料,当其级配符合技术规范的规定时,称其为级配型集料。l 级配型集料包括级配碎石、级配碎砾石(碎石和砂砾的混合料,也常将砾石中的l超尺寸颗粒砸碎后与砂砾一起组成碎砾石)和级配砾石(或称级配砂砾)。l粗、细碎石集料和石屑各占一定比例的混合料,当其颗粒组成符合密实级配要求时,称为级配碎石。l 级配碎石一般是由预
5、先筛分成几个(如四个)大小不同粒级的碎石组配而成,也可用未筛分碎石和石屑组配成。l 未筛分碎石指控制最大粒径(仅过一个规定筛孔的筛)后,由碎石机轧制的未经筛分的碎石料。l 石屑指碎石场孔径5mm筛下的筛余料,其实际颗粒组成常为010mm,并具有良好的级配。缺乏石屑时,也可以添加细砂砾或粗砂,但其强度和稳定性不如添加石屑的级配碎石。也可以用颗粒组成合适的含细集料较多的砂砾与未筛分碎石配合成级配碎砾石。l2.强度形成原理:密实级配原理.3 3适用范围适用范围l取决于材料本身的特性、材料的质量、气候条件、交通组成和交通量及每个国家、每个地区的使用经验。l(1)沥青路面和水泥混凝上路面的基层和底基层;
6、(2)路基改善层。l在排水良好的前提下,级配型集料可在不同气候区用于不同交通等级的道路上。在潮湿多雨地区使用级配型集料特别有利。.通常使用级配集料有三种方法:通常使用级配集料有三种方法:l在轻交通道路上用做路面。几乎所有的国家都采用这种结构。l在重交通道路上用在厚沥青面层下。在这种情况,可能有两种方式:(1)施工质量很好的高质量的级配碎石,直接用在厚沥青面层下作为基层;(2)施工质量略次的级配集料用于较深的位置,通常用于有结合料基层的下面。l不少国家常将级配碎石用做沥青面与水硬性结合料处治基层之间的中间层,以减少水硬性结合料处治层反射到沥青面层上的干缩裂缝,即减轻反射裂缝,也有利于排除路面结构
7、层中的水,减少甚至消除基层的冲刷现象。这种路面结构,又常称之为“倒装结构”。.级配碎石设计级配碎石设计l1、材料要求 l2、级配选择l3、试件成型方法 l4、级配碎石混合料配合比设计.1 1、材料要求、材料要求l原材料应用预先筛分的原材料应用预先筛分的19mm19mm31.5mm31.5mm、9.5mm9.5mm19mm19mm、4.75mm4.75mm9.5mm9.5mm及及0mm0mm4.75mm4.75mm四档进四档进行备料行备料。l集料必须集料必须清洁清洁,不含有机物、块状或团狀的土,不含有机物、块状或团狀的土块、杂物及其他有害物质。块、杂物及其他有害物质。l粗集料粗集料:应采用耐久、
8、坚硬的岩石轧制而成,:应采用耐久、坚硬的岩石轧制而成,单个颗粒的最大粒径不大于单个颗粒的最大粒径不大于31.5mm31.5mm。l细集料细集料:即:即4.75mm4.75mm以下集料,采用石屑或天然以下集料,采用石屑或天然砂,细集料必须洁净,干燥。砂,细集料必须洁净,干燥。l水水:应洁净,不能含有有害物质(饮用水)。:应洁净,不能含有有害物质(饮用水)。.1 1、材料要求、材料要求 级配碎石材料技术要求(某高速公路)级配碎石材料技术要求(某高速公路).1 1、材料要求、材料要求规范名称规范名称规范名称规范名称液限液限液限液限 ()()()()塑性指数(塑性指数(塑性指数(塑性指数()基层施工技
9、术规范基层施工技术规范基层施工技术规范基层施工技术规范 (JTJ 034JTJ 03420002000)28 28 6 6(或(或(或(或9 9 )沥青路面设计规范(沥青路面设计规范(沥青路面设计规范(沥青路面设计规范(JTG D50JTG D5020062006)25 2544(或或或或8 8)AASHTOAASHTO和和和和ASTM ASTM 25254-64-6l液限、塑限 l碎石强度与形状 0.6mm以下颗粒的液限和以下颗粒的液限和塑性指数会对级配碎石的塑性指数会对级配碎石的水稳定性产生重要影响。水稳定性产生重要影响。采用塑性指数较低的细料,采用塑性指数较低的细料,可明显降低塑性变形或
10、车可明显降低塑性变形或车辙。辙。.规范名称规范名称规范名称规范名称压碎值要求(压碎值要求(压碎值要求(压碎值要求()JTJ 034JTJ 0342000 2000 JTG D50JTG D5020062006基层基层基层基层2626底基层底基层底基层底基层3030l液限、塑限 l碎石强度与形状 富于棱角及表面粗糙的轧富于棱角及表面粗糙的轧制碎石,在相同级配及密制碎石,在相同级配及密实度下通常比光滑表面的实度下通常比光滑表面的圆颗粒具有更高的圆颗粒具有更高的CBR值值1 1、材料要求、材料要求.2 2、级配选择、级配选择 l经验认为混合料的经验认为混合料的最大粒径越大,承载能力越最大粒径越大,承
11、载能力越强;强;l研究表明最大粒径研究表明最大粒径26.526.5、31.531.5、37.5mm37.5mm的级配的级配碎石,碎石,31.5mm31.5mm和和37.5mm37.5mm时具有较高的时具有较高的CBRCBR值;值;l综合考虑综合考虑施工离析施工离析等因素,认为取等因素,认为取31.5mm31.5mm较为较为合适。合适。.2 2、级配选择、级配选择l由散体强度理论,由散体强度理论,级配碎石的宏观强度源于集级配碎石的宏观强度源于集料间的内摩阻力;料间的内摩阻力;l保证级配保证级配嵌挤嵌挤有利于形成集料间的内摩阻力;有利于形成集料间的内摩阻力;l级配选择级配选择应利于施工控制,应利于
12、施工控制,不易离析不易离析;l级配选择原则:级配选择原则:l增加粗集料用量,减少细集料用量,形成嵌挤结构增加粗集料用量,减少细集料用量,形成嵌挤结构;.2 2、级配选择、级配选择 较理想的级配碎石外观较理想的级配碎石外观.2 2、级配选择、级配选择 GRH-25GRH-25型型 级配范围级配范围级配类型通过下列筛孔(方孔筛,mm)的质量百分率()31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075GRH-25100901007892 6586 5780457030552043133292461831207.3、试件成型方法、试件成型方法 l重型击实重型击
13、实l振动成型振动成型 工程实践表明,重型击实工程实践表明,重型击实得到的标准密度偏低,现得到的标准密度偏低,现场压实度易出现大于场压实度易出现大于100的情况的情况;另一个不足之处在于击实另一个不足之处在于击实过程中将大的骨料击碎过程中将大的骨料击碎;研究表明重型击实可使试研究表明重型击实可使试件中件中1.01.5cm以上的颗粒以上的颗粒含量减少含量减少1520。对于路基、路面半刚性基层及粒料类柔性基层而言,压实度是指工地上实际达到的干密度与室内标准击实实验所得最大干密度的比值.3 3、试件成型方法、试件成型方法 l传统重型击实传统重型击实l振动击实振动击实 振动击实试验使被压材料振动击实试验
14、使被压材料之间的摩擦阻力由重型击之间的摩擦阻力由重型击实的静摩擦状态过渡到动实的静摩擦状态过渡到动摩擦状态,材料间的摩阻摩擦状态,材料间的摩阻力减小,材料易于移动就力减小,材料易于移动就位,减少粗集料的压碎;位,减少粗集料的压碎;与实际施工过程相符。与实际施工过程相符。.3 3、试件成型方法、试件成型方法 振动击实振动击实 vs.vs.重型击实重型击实 l大部分情况下,振动成型试件的最大干密度要大于重型击实法;大部分情况下,振动成型试件的最大干密度要大于重型击实法;l对于粗级配,重型击实试件最大干密度反而较大。原因是重型击对于粗级配,重型击实试件最大干密度反而较大。原因是重型击实过程中粗粒径碎
15、石被击碎严重,已经改变了原有的级配组成。实过程中粗粒径碎石被击碎严重,已经改变了原有的级配组成。.3 3、试件成型方法、试件成型方法 振动击实振动击实 vs.vs.重型击实(重型击实(CBRCBR值)值)l级配越粗,级配越粗,CBRCBR值越大,强度越高;值越大,强度越高;l振动成型法成型试件的振动成型法成型试件的CBRCBR值都大于击实法,振动值都大于击实法,振动成型能使集料达到更紧密的组合,从而提高宏观强成型能使集料达到更紧密的组合,从而提高宏观强度。度。.4 4、混合料配合比设计、混合料配合比设计 l为保证级配碎石基层形成骨架密实结构,配合比设计时可在级配范围为保证级配碎石基层形成骨架密
16、实结构,配合比设计时可在级配范围内选取粗、中、细三种级配,分别进行试验,选取内选取粗、中、细三种级配,分别进行试验,选取CBRCBR值大的级配为值大的级配为设计级配。设计级配。1按实际使用的集料,确定各种集料的组成比例。要求组成混合料的三个级配应符合设计要求;3分别采用最佳含水量,进行CBR强度试验;满足要求后选取CBR值大者为设计级配。2按步骤(1)确定的三个级配,选取5个含水量进行振动成型试验,确定级配碎石的最佳含水量及最大干密度;.4 4、混合料配合比设计、混合料配合比设计 .子任务三子任务三 级配碎石施工级配碎石施工l施工准备内容施工准备内容(一)技术准备(一)技术准备(二)现场准备(
17、二)现场准备(三)材料准备(三)材料准备(四)混合料组成设计(四)混合料组成设计(五)试验段施工(五)试验段施工.施工准备(一)技术准备施工准备(一)技术准备l1、图纸会审:图纸会审:1 1)认真学习设计文件,正确理)认真学习设计文件,正确理解设计意图;解设计意图;2 2)详细核对设计文件)详细核对设计文件l2 2、施工组织设计:、施工组织设计:1 1)施工计划;)施工计划;2 2)施工工)施工工艺;艺;3 3)各项保证措施)各项保证措施l3 3、材料试验:、材料试验:1 1)碎石的筛分和压碎值试验;)碎石的筛分和压碎值试验;l4 4、技术交底:、技术交底:1 1)对施工管理人员交底;)对施工
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