城镇道路路基施工讲义.doc

专业工程管理与实务(市政公用工程)精讲班第4讲：城镇道路路基施工（二）讲义城镇道路基层施工1K411024了解水对城镇道路路基的危害一、地下水分类与水土作用(一)地下水分类1地下水是埋藏在地面以下土颗粒之间的孔隙、岩石的孔隙和裂隙中的水。土中水有固、液、气三种形态，其中液态水有吸着水、薄膜水、毛细水和重力水，其中毛细水可在毛细作用下逆重力方向上升一定高度，在0以下毛细水仍能移动、积聚，发生冻胀。2从工程地质的角度，根据地下水的埋藏条件又可将地下水分为上层滞水、潜水、承压水(图1K411024)。上层滞水分布范围有限，但接近地表，水位受气候、季节影响大，大幅度的水位变化会给工程施工带来困难。潜水分布广，与道路等市政公用工程关系密切。在干旱和半干旱的平原地区，若潜水的矿化度较高，而水位埋藏较浅，应注意土的盐渍化。盐渍土可使路基出现盐胀和吸湿软化，因此在该地区筑路要做好排水工作，并可以采用隔离层等措施。承压水存在于地下两个隔水层之间，具有高水头补给，一般需注意其向上的排泄，即对潜水和地表水的补给或以上升泉的形式出露。二、地下水和地表水的控制三、危害控制措施(一)路基与面层1路基结构形式要满足设计要求，施工严格控制基层内的细料含量。在潮湿路段，应采用水稳定好且透水的基层。对于冻深较大的季节性冻土地区，应有预防冻胀和翻浆的危害的具体措施。1K411030城镇道路基层施工1K411031掌握不同无机结合料稳定基层特性二、常用的基层材料(一)石灰稳定土类基层1石灰稳定土有良好的板体性，但其水稳性、抗冻性以及早期强度不如水泥稳定土。石灰土的强度随龄期增长，并与养护温度密切相关，温度低于5时强度几乎不增长。2石灰稳定土的干缩和温缩特性十分明显，且都会导致裂缝。与水泥土一样，由于其收缩裂缝严重，强度未充分形成时表面会遇水软化以及表面容易产生唧浆冲刷等损坏，石灰土已被严格禁止用于高等级路面的基层，只能用作高级路面的底基层。(二)水泥稳定土基层1水泥稳定土有良好的板体性，其水稳性和抗冻性都比石灰稳定土好。水泥稳定土的初期强度高，其强度随龄期增长。水泥稳定土在暴露条件下容易干缩，低温时会冷缩，而导致裂缝。2水泥稳定细粒土(简称水泥土)的干缩系数、干缩应变以及温缩系数都明显大于水泥稳定粒料，水泥土产生的收缩裂缝会比水泥稳定粒料的裂缝严重得多（水泥土和水泥稳定粒料的区别）；水泥土强度没有充分形成时，表面遇水会软化，导致沥青面层龟裂破坏；水泥土的抗冲刷能力低，当水泥土表面遇水后，容易产生唧浆冲刷，导致路面裂缝、下陷，并逐渐扩展。为此，水泥土只用作高级路面的底基层。(三)石灰工业废渣稳定土基层1石灰工业废渣稳定土中，应用最多、最广的是石灰粉煤灰类的稳定土，简称二灰稳定土，其特性在石灰工业废渣稳定土中具有典型性。2二灰稳定土有良好的力学性能、板体性、水稳性和一定的抗冻性，其抗冻性能比石灰土高很多。3二灰稳定土早期强度较低，随龄期增长，并与养护温度密切相关，温度低于4时强度几乎不增长；二灰中的粉煤灰用量越多，早期强度越低，3个月龄期的强度增长幅度也越大。4二灰稳定土也具有明显的收缩特性，但小于水泥土和石灰土，也被禁止用于高等级路面的基层，而只能做底基层。二灰稳定粒料可用于高等级路面的基层与底基层。【案例1K411031】1背景某公司中标城市主干道路面大修工程，其中包括部分路段的二灰料路基施工。施工项目部为了减少对城市交通的影响，采取（问题2背景）夜间运输基层材料，白天分段摊铺碾压。施工中发现基层材料明显离析，压实后的表面有松散现象，局部厚度不均部位采用（问题3背景）贴料法补平。负责此段工程的监理工程师发现问题并认定为重大质量事故的隐患，要求项目部采取措施进行纠正。2问题(1)从背景材料看，控制基层材料离析应从哪些方面人手（作为知识点）?(2)试分析压实后的基层表面会产生松散现象?(3)厚度不均的基层局部采用补平法是否可行?(4)监理工程师为何认定为重大质量的隐患?3参考答案(1)问题1应从以下三个方面控制基层材料离析：基层材料生产a骨料堆放要采用小料堆，避免大料堆放时大颗粒流到外侧；b二灰的含量应严格控制，减少混合料中小于0075mm颗粒的含量；C混合料的总拌合时间一般在35s左右。基层材料运输堆放为避免运输堆放的离析现象，装料时应分次，均匀上料；卸料时要尽量使混合料整体卸落；+堆放料堆应便于摊铺，避免二次倒运。基层材料摊铺尽可能连续摊铺混合料。施工场地受到限制时应尽可能减少停顿和重新启动次数；特别是调整摊铺机的速度，使摊铺机的产量和拌合机的产量相匹配等。(2)问题2从背景材料看，可能原因有：混合料运送堆放未很好覆盖，且摊铺前堆放时间长，混合料含水量未视条件适当调整使现场的混合料含水量接近最佳含水量。(3)问题3不可行。有关规范规定：禁止用薄层贴补的方法进行找平。施工现场应经试验控制虚铺厚度。(4)问题4因为基层设置在面层之下，并与面层一起将车轮荷载的反复作用传布到底基层、垫层、土基，起主要的承重作用；对基层材料的强度指标应有较高的要求；出现背景所说的路面基层问题将直接影响到道路的使用质量，所以可以认定为重大质量隐患。掌握城镇道路基层施工技术1K411032掌握城镇道路基层施工技术一、石灰稳定土基层与水泥稳定土基层(一)材料与拌合1石灰、水泥、土、拌合用水等原材料应进行检验。符合要求后方可使用，并严格按照标准规定进行材料配比设计。2城区施工应采用厂拌(异地集中拌合)方式，不得使用路拌方式；以保证配合比准确，且达到文明施工要求。3应根据原材料含水量变化、骨料的颗粒组成变化，及时调整拌合用水量。4稳定土拌合前，应先筛除骨料中不符合要求的粗颗粒。5宜用强制式拌合机进行拌合，拌合应均匀，(二)运输与摊铺1拌成的稳定土应及时运送到铺筑现场。2运输中应采取防止水分蒸发和防扬尘措施。3宜在春末和气温较高季节施工，施工最低气温为5。4厂拌石灰土摊铺时路床应湿润。5雨期施工应防止石灰、水泥和混合料淋雨；降雨时应停止施工，已摊铺的应尽快碾压密实。(三)压实与养护1压实系数应经试验确定。2摊铺好的稳定土应当天碾压成活，碾压时的含水量宜在最佳含水量的2范围内。3直线和不设超高的平曲线段，应由两侧向中心碾压；设超高的平曲线段，应由内侧向外侧碾压。4纵向接缝宜设在路中线处，横向接缝应尽量减少。5压实成活后应立即洒水(或覆盖)养护，保持湿润，直至上部结构施工为止。6稳定土养护期应封闭交通。二、石灰工业废渣(石灰粉煤灰)稳定砂砾(碎石)基层(也可称二灰混合料)(一)材料与拌合1对石灰、粉煤灰等原材料应进行质量检验，符合要求后方可使用。2按规范要求进行混合料配合比设计，使其符合设计与检验标准的要求。3采用厂拌(异地集中拌合)方式，且宜采用强制式拌合机拌制，配料应准确，拌合应均匀。4拌合时应先将石灰、粉煤灰拌合均匀，再加入砂砾(碎石)和水均匀拌合。5混合料含水量宜略大于最佳含水量。混合料含水量应视气候条件适当调整，使运到施工现场的混合料含水量接近最佳含水量。(二)运输与摊铺1运输中应采取防止水分蒸发和防扬尘措施。2应在春末和夏季组织施工，施工期的日最低气温应在5以上，并应在第一次重冰冻(一3一5)到来之前一个月到一个半月完成。(三)压实与养护1混合料施工时由摊铺时根据试验确定的松铺系数控制虚铺厚度，混合料每层最大压实厚度为200mm，且不宜小于l00mm。2碾压时采用先轻型、后重型压路机碾压。3禁止用薄层贴补的方法进行找平。4混合料的养护采用湿养，始终保持表面潮湿，也可采用沥青乳液和沥青下封层进行养护，养护期为714d。1K411033了解土工合成材料的应用一、土工合成材料(一)分类2土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。(二)功能与作用1土工合成材料可设置于岩土或其他工程结构内部、表面或各结构层之间，具有加筋、防护、过滤、排水、隔离等功能，应用时应按照其在结构中发挥的不同功能进行选型和设计。二、工程应用(一)路堤加筋1采用土工合成材料加筋，以提高路堤的稳定性。当加筋路堤的原地基的承载力不足时，应先行技术处理，以确保路堤的整体稳定。加筋路堤填方的压实度必须达到现行路基设计规范规定的压实标准。土工格栅、土工织物、土工网等土工合成材料均可用于路堤加筋，其中用作路堤单纯加筋目的时，宜选择强度高、变形小、糙度大的土工格栅。土工合成材料应具有足够的抗拉强度，且应具有较高的撕破强度、顶破强度和握持强度等性能。2加筋路堤的施工原则是应能充分发挥土工合成材料的加筋效果。合成材料连接应牢固，在受力方向处的连接强度不得低于该材料设计抗拉强度，其叠合长度不应小于150mm。铺设土工合成材料的土层表面应平整，表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物。土工合成材料摊铺后宜在48h以内填筑填料，以避免其过长时间受阳光直接暴晒。填料不应直接卸在土工合成材料上面，必须卸在已摊铺完毕的土面上；卸土高度不宜大于lm，以防局部承载力不足。卸土后立即摊铺，以免出现局部下陷。3第一层填料宜采用轻型压路机压实，当填筑层厚度超过600mm后，才允许采用重型压路机。(二)台背路基填土加筋1采用土工合成材料对台背路基填土加筋的目的是为了减少路基与构造物之间的不均匀沉降。(三)路面裂缝防治1土工合成材料如玻纤网、土工织物，铺设于旧沥青路面、旧水泥混凝土路面的沥青加铺层底部或新建道路沥青面层底部，可减少或延缓由旧路面对沥青加铺层的反射裂缝，或半刚性基层对沥青面层的反射裂缝。用于裂缝防治的玻纤网和土工织物应分别满足抗拉强度、最大负荷延伸率、网孔尺寸、单位面积质量等技术要求。玻纤网网孔尺寸宜为其上铺筑的沥青面层材料最大粒径的0510倍。土工织物应能耐170以上的高温。2用土工合成材料和沥青混凝土面层对旧沥青路面裂缝进行防治，首先要对旧路进行外观评定和弯沉值测定，进而确定旧路处理和新料加铺方案。施工要点是：旧路面清洁与整平，土工合成材料张拉，搭接和固定，洒布粘层油，按设计或规范规定铺筑新沥青面层。3旧水泥混凝土路面裂缝处理要点是：对旧水泥混凝土路面评定；旧路面清洁和整平，土工合成材料张拉、搭接和固定，洒布粘层油，铺沥青面层。城镇道路面层施工1K411040城镇道路面层施工1K411041掌握沥青混合料面层施工技术一、施工准备(一)透层与粘层1沥青混合料面层应在基层表面喷洒透层油，在透层油完全深入基层后方可铺筑面层。施工中应根据基层类型选择渗透性好的液体沥青、乳化沥青做透层油。沥青路面透油层材料的规格、用量和撒布养护应符合城镇道路施工预验收规范CJJl的有关规定。2双层式或多层式热拌热铺沥青混合料面层之间应喷洒粘层油，或在水泥混凝土路面、沥青稳定碎石基层、旧沥青路面上加铺沥青混合料时，应在既有结构、路缘石和检查井等构筑物与沥青混合料层连接面喷洒粘层油（喷洒透层油的两种情况）。宜采用快裂或中裂乳化沥青、改性乳化沥青，也可采用快凝或中凝液体石油作粘层油。粘层油材料的规格、用量和洒布养护应符合城镇道路施工预验收规范CJJl的有关规定。3城镇道路施工与验收规范CJJl中强制性条文规定：沥青混合料面层不得在雨、雪天气及环境最高温度低于5时施工。(二)运输与布料1为防止沥青混合料粘结运料车车厢板，装料前应喷洒一薄层隔离剂或防粘结剂。运输中沥青混合料上宜用篷布覆盖保温、防雨和防污染。2运料车轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的脏物，施工时发现沥青混合料不符合施工温度要求或结团成块、已遭雨淋现象不得使用。3应按施工方案安排运输和布料，摊铺机前应有足够的运料车等候；对高等级道路，开始摊铺前等候的运料车宜在5辆以上。4运料车应在摊铺机前l00300mm外空挡等候，被摊铺机缓缓顶推前进并逐步卸料，避免撞击摊铺机。每次卸料必须倒净，如有余料应及时清除，防止硬结。二、摊铺作业(一)机械施工1热拌沥青混合料应采用履带式或轮胎式沥青摊铺机。摊铺机的受料斗应涂刷薄层隔离剂或防粘结剂。2铺筑高等级道路沥青混合料时，1台摊铺机的铺筑宽度不宜超过6(双车道)75m(三车道以上)，通常采用2台或多台摊铺机前后错开1020m呈梯队方式同步摊铺，两幅之间应有3060mm左右宽度的搭接（摊铺方法），并应避开车道轮迹带，上下层搭接位置宜错开200mm以上。3摊铺机开工前应提前051h预热熨平板使其不低于l00。铺筑时应选择适宜的熨平板振捣或夯实装置的振动频率和振幅，以提高路面初始压实度。4摊铺机必须缓慢、均匀、连续不问断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少沥青混合料的离析。摊铺速度宜控制在26mmin的范围内。当发现沥青混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时，应分析原因，予以及时消除。5摊铺机应采用自动找平方式。下面层宜采用钢丝绳引导的高程控制方式。上面层宜采用平衡梁或滑靴并辅以厚度控制方式摊铺。6热拌沥青混合料的最低摊铺温度根据铺筑层厚度、气温、风速及下卧层表面温度，并按现行规范要求执行。例如，铺筑普通沥青混合料，下卧层的表面温度为1520，铺筑层厚度为50mm、5080mm、80mm三种情况下，最低摊铺温度分别是140、135、l30。7沥青混合料的松铺系数应根据试铺试压确定。应随时检查铺筑层厚度、路拱及横坡，并辅以使用的沥青混合料总量与面积校验平均厚度。8摊铺机的螺旋布料器转动速度与摊铺速度应保持均衡。为减少摊铺中沥青混合料的离析，布料器两侧应保持有不少于送料器23高度的混合料。摊铺的混合料，不宜用人工反复修整。三、压实成型与接缝(一)压实成型1沥青路面施工应配备足够数量、状态完好的压路机，选择合理的压路机组合方式，根据摊铺完成的沥青混合料温度情况严格控制初压、复压、终压(包括成型)时机。压实层最大厚度不宜大于100mm，各层应符合压实度及平整度的要求。2碾压速度做到慢而均匀，应符合规范要求的压路机碾压速度(kmh)(表1K411041-2)。压路机碾压速度(kmh)表1K411041-2初压复压终压压路机类型适宜最大适宜最大适宜最大钢筒式压路机1.5232.53.552.53.55轮胎压路机3.54.56468振动压路机1.52(静压)5(静压)1.52(振动)1.52(振动)23(静压)5(静压)3压路机的碾压温度应根据沥青和沥青混合料种类、压路机、气温、层厚等因素经试压确定。规范规定的碾压温度见表lK411041-3。热拌沥青混合料的碾压温度()表1K411041-3石油沥青的标号施工工序50号70号90号110号开始碾压的正常施工135130125120混合料内部温度低于低温施工150145135130碾压终了的钢轮压路机80706560表面温度，轮胎压路机85807570不低于振动压路机75706055开放交通的路表温度，不高于505050454初压宜采用钢轮压路机静压12遍。碾压时应将压路机的驱动轮面向摊铺机，从外侧向中心碾压，在超高路段和坡道上则由低处向高处碾压。复压应紧跟在初压后开始，不得随意停顿。碾压路段总长度不超过80m。5密级配沥青混合料复压宜优先采用重型轮胎压路机进行碾压，以增加密水性，其总质量不宜小于25t。相邻碾压带应重叠1312轮宽。对粗骨料为主的混合料，宜优先采用振动压路机复压(厚度宜大于30mm)，振动频率宜为3550Hz，振幅宜为0308mm。层厚较大时宜采用高频大振幅，厚度较薄时宜采用低振幅，以防止骨料破碎。相邻碾压带宜重叠l00200mm。当采用三轮钢筒式压路机时，总质量不小于l2t，相邻碾压带宜重叠后轮的12轮宽，并不应小于200mm。6终压应紧接在复压后进行。终压应选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机，碾压不宜少于2遍，至无明显轮迹为止。7为防止沥青混合料粘轮，对压路机钢轮可涂刷隔离剂或防粘结剂，严禁刷柴油。亦可向碾轮喷淋添加少量表面活性剂的雾状水。8压路机不得在未碾压成型路段上转向、掉头、加水或停留。在当天成型的路面上，不得停放各种机械设备或车辆，不得散落矿料、油料及杂物。(二)接缝1沥青混合料路面接缝必须紧密、平顺。上、下层的纵缝应错开l50mm(热接缝)或300400mm(冷接缝)以上。相邻两幅及上、下层的横向接缝均应错位lm以上。应采用3m直尺检查，确保平整度达到要求。2采用梯队作业摊铺时应选用热接缝，将已铺部分留下l00200mm宽暂不碾压，作为后续部分的基准面，然后跨缝压实。如半幅施工采用冷接缝时，宜加设挡板或将先铺的沥青混合料刨出毛槎，涂刷粘层油后再铺新料，新料重叠在已铺层上50l00mm，软化下层后铲走，再进行跨缝压密挤紧。3高等级道路的表面层横向接缝应采用垂直的平接缝，以下各层和其他等级的道路的各层可采用斜接缝。平接缝宜采用机械切割或人工刨除层厚不足部分，使工作缝成直角连接。清除切割时留下的泥水，干燥后涂刷粘层油，铺筑新混合料接头应使接槎软化，压路机先进行横向碾压，再纵向充分压实，连接平顺。四、开放交通城镇道路施工预验收规范CJJl强制性条文规定：热拌沥青混合料路面应待摊铺层自然降温至表面温度低于50后，方可开放交通。【案例1K411041】1背景甲公司中标承包某市主干道路工程施工，其路面结构为20mm细粒式沥青混凝土表面层，40mm中粒式沥青混凝土中面层，60mm粗粒式沥青混凝土底面层，300mm石灰粉煤灰稳定碎石基层和200mm石灰土底基层。路面下设有给水排水、燃气、电力、通信管线，由建设方直接委托专业公司承建。该工程年初签了承包施工合同，合同约定当年年底竣工。受原有管线迁移影响，建设方要求甲公司调整施工部署，主要道路施工安排在9月中旬开始，并保持总工期和竣工日期不变。为此项目部决定：(1)为满足进度要求，项目部负责人下达了提前开工令，见缝插针，抢先施工能施工部位。(2)项目部安排9月中旬完成管道回填压实、做挡墙等工程，于l0月底进入路基结构施工，施工期日最低温度为-l；石灰粉煤灰稳定碎石基层采用沥青乳液和沥青下封层进行养护3d后进入下一道工序施工。(3)开始路面面层施工时，日最低温为-3，最高温度为+3，但天气晴好；项目部组织突击施工面层，没有采取特殊措施。(4)为避免对路下管道和周围民宅的损坏，振动压路机作业时取消了振动压实。工程于12月底如期竣工，开放交通。次年4月，该引道路面出现成片龟裂，6月中旬沥青面层开始出现车辙。2问题(1)项目部下达提前开工令的做法对吗?为什么?(2)指出路基结构施工不妥之处。(3)分析道路面出现龟裂、车辙的主要成因。3参考答案(1)问题1项目负责人下达开工令是错误做法。因为，工程施工承包合同中对开工日期都有约定。项目部应根据合同安排进度，并且在开工前先应向监理工程师提交开工申请报告，由监理工程师下达开工令，项目部应按监理的命令执行。(2)问题2不妥之处主要是：不符合规范关于施工期的日最低气温应在5以上的规定；不符合规范关于基层采用沥青乳液和沥青下封层养护714d的规定。(3)问题3引道路面出现龟裂和车辙主要成因：路面基层采用的是石灰稳定类材料，属于半刚性材料，其强度增长与温度有密切关系，温度低时强度增长迟缓。为使这类基层施工后能尽快增长其强度，以适应开放交通后的承载条件，规范规定这类基层应在5以上的气温条件下施工，且应在出现第一次冰冻之前l15个月以上完工。开放交通后，在交通荷载作用下，基层强度不足，是整个路面结构强度不足，出现成片龟裂的质量事故。沥青路面必须在冬期施工时，应采取提高沥青混合料的施工温度，并应采取快卸、快铺、快平、快压等措施，以保证沥青面层有足够的碾压温度和密实度。次年6月以后出现车辙，主要原因是振动压路机作业时取消了振动压实，致使沥青混合料的压实密度不够，在次年气温较高时，经车轮碾压压实，形成车辙。