JTJ 034-2000(条文说明) 公路路面基层施工技术规范.pdf
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1、丛74l trJ 刚川中华人民共和国行业标准公路路面基层施工技术规范JTJ 034-2000 条文说明修订说明原中华人民共和国行业标准公路路面基层施工技术规范(ITJ 034-93,以下简称原规范)是1993年12月1日由交通部发布并批准实施的,实行5年来,对指导我国公路路面基层施工,保证路面质量起到了很大作用。1997年交通部决定对原规范进行修订,由交通部公路科学研究所负责修订工作。为了适应我国高速公路和一级公路建设迅速发展的需要,以及为了进一步提高公路路面基层质量,在总结原规范实施经验的基础上,本规范对原规范作了某些必要的补充和修改。其主要修改内容如下:(1)将原规范中涉及术语的内容抽出并
2、单列一章术语。(2)近几年来,部分高速公路的基层设计成两层,为了保证基层的质量和平整度,两层基层都采用摊铺机摊铺棍合料,取得了较好的效果。基层的质量和平整度对路面的使用性能和使用寿命有至关重要的作用。因此,建议基层分两层施工时,上下两层都用摊铺机摊铺混合料。(3)由于二级公路常是干线公路中的一部分,往往交通量较大,为使二级公路的路面能适应较大交通量和车辆载质量明显增加的客观情况,对于二级公路路面基层的材料和施工工艺都提出了较高要求。(4)原规范中对集料的颗粒组成都是采用了方孔筛,且采用了整数筛孔尺寸,如40阳、30rrun、20rrun10rrun等,而后续发布的公路沥青路面施工技术规范(汀J
3、032)也采用了方孔筛,但采用了带小数的筛孔尺寸,如37.5rrun、31.5rrun、9.5rrun、4.75rrun等,两个规范的筛孔尺寸有明显差别,不利于使用。对于某种适宜应用的集料颗粒组成,既可以用整数筛孔表示,107 也可以用非整数筛孔表示,还可以用圆孔筛表示,并无任何实质性差别,而且它们之间是可以互相转换的。为使大家使用方便和避免使用两套不同规格的方孔筛,本规范将原用整数方孔筛改为与公路沥青路面施工技术规范(汀J032)所用方孔筛的尺寸相同。(5)一些实际上属专用路线的公路(例如运煤公路)上重载车辆很多,这些车辆通常严重超载,轮胎充气压力高达lMPa左右,轴载达到1kN左右。为适应
4、这种特殊交通,本规范建议提高基层材料的强度标准。同时它有利于减轻基层冲刷。(6)对原规范中的条文说明作了必要的补充。为使各单位在使用本规范时,正确理解条文的意义,便于根据实际情况灵活运用,按本规范的条款顺序对某些条款作必要的条文说明。108 1总则1.0.1 实践证明,无论是对于沥青路面还是水泥、混凝土路面,影响其使用性能和使用寿命的最关键因素是基层的材料和质量。新建高速公路和其他公路产生的一些早期破坏常与基层质量不好有关。1.0.2在沥青路面结构层中有一层强度满足规定要求的无机结合料稳定材料层,当其厚度大于或等于15cm时,称半刚性路面。其特性明显不同于全是柔性材料层的沥青路面。1.0.4用
5、沥青碎石混合料和沥青贯人式碎石做基层时,其技术要求、施工方法和质量管理均与公路沥青路面施工技术规范HJ2)中的热拌切青混合料和上拌下贯式路面中的下贯部分相同,所以在本规范中不再列出。国内以往习用的手摆片石、拳石和干压碎石等基层或底基层的技术性能不好,容易引起沥青面层出现不规则裂缝和形变以及平整度不好,影响路面使用质量和使用寿命,因此,在等级公路上不应使用,本规范也不列电。1. 0.5 贫混凝土为以往的习惯名称。在1986年版的英国公路工程技术规范中称做湿贫混凝土,并分成四个等级,其相应的立方体试件(150mm X 150mm X 150mm)的7d龄期无侧限抗压强度如下:标号C7 .5 ClO
6、 7d抗压强度(MPa)4.5 7.5 水灰比0.6 0.6 C15 12 0.6 o 15 0.6 湿贫混凝土的施工与混凝土相同,其技术要求、施工方法和质109 量管理应符合国家标准水泥混凝土路面施工及验收规范(GBJ97)。强度与上述湿贫混凝土相似的水泥稳定级配集料,有的国家称其为干贫混凝土,在上述英国规范中称水泥结材料,其施工方法和质量管理与本规范相同,英国水泥结材料也分成下列四个等级:标号立方体试件7d抗困卸吏(陋、)拌和方法平均值单个值CBMl 4.5 2.5 就地拌和或厂拌CBM2 7 4.5 向上CBM3 10 6.5 厂拌CBM4 15 10 厂拌在英国运输部1987年的部标准
7、田14/87新路面结构设计中,CBMl与C7.5温贫棍凝土可以互换用做底基层,CBM3与湿贫混凝土C15可以互换用做水泥混凝土面板的基层。1.0.6考虑到某些中级路面过若干年后可能改建成沥青路面或水泥混凝土路面,为使当前施工的中级路面的主要承重层在今后改建路面时可以直接用做基层或底基层,避免将整个路面翻起重新处治,所以中级路面的主要承重层应按本规范的规定实施。对这种中级路面进行政建时,仅需将表面磨耗层铲除。110 3 水泥稳定土3.1一般规定3.1.1 土中单个颗粒指碎石、砾石或砂颗粒,不包括土块或土团。3.1.3 水泥稳定土有良好的板体性,它的水稳性和抗冻性都较苟灰稳定土好。水泥稳定土的初期
8、强度高并且强度随龄期增长,它的力学强度还可视需要而调整。它的7d龄期抗压强度小可小到lMPa以下,大可大到30MPa以上(如水泥混凝土)。因此,水泥稳定土可以在各种等级的公路上用做基层或底基层。暴露的水泥稳定土易干缩和冷缩而产生裂缝。由于水泥土(含水泥石灰综合稳定土)有下述三个不利特征,因此禁止用做高级沥青路面的基层。实际上,在水泥混凝土面板下也不宜应用,而只能用做底基层。1.水泥土的干缩系数和干缩应变以及温缩系数都明显大于水泥砂砾和水泥碎石,水泥土容易产生严重的收缩裂缝,并影响沥青面层,使沥青路面增加不少裂缝。试验表明,各自在最佳含水量下制成试件后,在空气中风干所达到的最大干缩应变句,水泥土
9、为2780-3 95邸,而水泥砂砾只有110-2。2.水泥土的强度没有充分形成时,如表面水由沥青面层渗人,水泥土基层的表层会发生软化。即使是几毫米厚的软化层也会导致沥青面层龟裂破坏。3.水泥土的抗冲刷能力明显小于水泥级配集料(简称水泥粒料)。一旦表面水由沥青面层的裂缝或由水泥混凝土面板的接缝透人,容易产生冲刷现象。在沥青面层较薄的情况下,冲刷成的浆被哪出到表面,冲刷哪浆的结果是裂缝下陷和路面变形,裂缝两侧产生新裂缝,见附图3.1.3。在水泥混凝土面板下,冲刷。即浆的111 结果是混凝土板边角断裂。3.1.4水泥级配集料和水泥级配集料土的水泥剂量在5% -6%时,其收缩系数最小,超过6%后,混合
10、料的收缩系数增大。为减少了昆合料的收缩性,应控制水泥剂量不裂缝附图3.1.3卿浆造成裂缝处沉陷示意图超过6%。改善集料的级配可以明显增加混合料的强度和耐久性。例如,对于天然砂砾(往往级配不好),要用6%-8%的水泥稳定,才能达到规定的强度要求;而添加部分细料使其达到最佳级配后,只要加3%-4%的水泥稳定,就可以达到要求的强度。水泥稳定最佳级配砂砾的强度比稳定天然砂砾的强度高50%-1%。为了满足冻融试验的要求,最佳级配砂砾只要用2%的水泥,而天然砂砾要用5%-6%的水泥。但是要求水泥粒料有较高强度(如大于4MPa)时,水泥剂量可能会超过6%。注:集料指级配碎石和级配砾石等,粒料土指在上述级配集
11、料中含有粘性土,下间。3.1.5养生温度对水泥稳定土的强度有很明显的影响。养生温度越高,水泥稳定土的强度也越高,如附图3.1.5所示。3.1.7、3.2.7和3.7.2从加水拌和到碾压终了的延迟时间对水泥稳定土混合料的强度和所能达到的干密度有明显的影响。延迟时间愈长,混合料强度和干密度的损失愈大,见附图3.1.70从附图3.1.7可以看到,延迟时间恤,水泥砂砾混合料能达到的干密度只有2.18g1cm3 ,仅为无延迟时间时的929毛(2 . 37 gI cm3 ) , 其强度则从无延迟时间时的5.2MPa降到2.1MPa,降低了%。延迟时间对棍合料强度的影响取决于两个因素,即水泥品种和土质。在土
12、质不变的情况下,用终凝时间短的水泥时,延迟时间对混合料强度损失的影响大;在水泥不变的情况下,延迟施,用某些土制的混合料的强度可损失%,而用另一些土制的混合料的强度损失可能只有20%左右,甚至没有损失,见附表3.1.70112 因此,既应采用终凝时间长的水泥,又应规定施工的延迟时间。国外通常规定延迟时间为2h。考虑到我国公路施工中采用路拌E法的实际情况,规定了延迟击4.0时间3-仙。为了能合适地自确定延迟时间,3.7.2条规摇定在施工前必须做延迟时间对棍合料强度影响的试验,并通过试验确定应该控制的延迟时间。3.1. 7 (9)薄层贴补在使用过程中容易脱落压碎,引起沥青面层推移、碎裂、U即浆、网裂
13、和形变。7.0 6.0 5.0 。-10 0 10 20 30 40 5070 养生温度(1:)附图3.1.5养生温度对水泥稳定土抗压强度的影响237 4 5-1 _抗压强度2.30 3吨,bEZ)刨翻出运-于密度rEG、OM咄僧Fmm 句,&吨,、f、正、0 1 I 01234567 2.15 从拌和结束到制作试件的间隔时间(h)附图3.1.7延迟时间对水泥砂砾的强度和干密度的影响3.1.10路拌法施工,容易在拌和层底部产生素土夹层,导致沥青面层过早破坏,这种早期破坏对一级公路和高速公路造成的直接113 经济损失和间接经济损失甚大,为消除素土夹层,首先规定在高速公路和一级公路上,除最下面的一
14、层外必须采用集中厂拌法拌制混合料。此外,路拌法施工的混合料的均匀性较差。序号2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 表3.1.7从拌和到压实的延迟时间为她时对水泥稳定土强度的影晌颗粒组成,通过下列筛孔(mm)的质量百分率土的名称 20 6 2 0.6 0.2 0.06 O.仪)2砾质砂1 85 79 65 15 3 3 中等粘土1 95 30 中砂1 85 15 5 5 原状砂砾1 65 35 28 24 7 2 2 破碎砂砾l 94 44 34 9 。矿渣l 80 46 18 8 4 。细石灰石1 77 37 22 10 10 粗石灰石l 72 32 14 8 5
15、 。石灰石1 85 45 23 12 12 中砂1 85 15 5 5 砂砾1 90 43 38 18 4 4 砾石一砂一粘土1 95 72 63 55 21 10 10 砾石一砂一粘土1 97 82 67 54 20 8 8 碎石1 85 70 35 20 12 12 级配好的砂1 86 70 30 12 12 强度损失(%) 50 。22 9 17 29 6 。14 12 16 12 12 一级公路和高速公路对路面平整度的要求高,对面层厚度和路面高程给的容许误差小,只有采用摊铺机摊铺水泥稳定土混合料,才能满足这些要求,否则会形成用昂贵的面层材料来找补高程和平整度的情况,其结果是既增加投资,
16、沥青面层的平整度还不一定得到保证。例如,某高速公路工地,用平地机摊铺和整平水泥稳定砂砾基层,在用摊铺机铺筑粗粒式沥青混合料后,钻孔取出试件38个,测量得厚度变化在3.6-10.8cm之间,偏差系数达21.2%,114 而设计厚度是7cm。用摊铺机摊铺水泥混合料,还可使基层表面结构均匀,显著减少粗细颗粒离析现象,减少基层表层的薄弱点,全面提高基层质量。3.1.11撒布薄层水泥或水泥净浆是为了增强上下层间的粘结,以提高整个基层的承载能力,否则将使基层的整体承载能力明显降低。3.2材料3.2.1集料颗粒的最大粒径必须有限制。粒径愈大,拌和机、平地机和摊铺机等施工机械愈容易损坏,混合料愈容易产生粗细集
17、料离析现象,铺筑层的平整度也愈难达到高的要求。因此,不少国家常采用集料的最大粒径为19-20mm。但是,最大粒径愈小,石料的加工量愈大,根据我国目前的机械水平,对一般公路路面所用集料的最大粒径规定得较宽。实际工作中,应创造条件采用最大粒径较小的集料。对于高速公路和一级公路,由于技资大,对其使用性能的要求高,必须采用最大粒径较小的集料,以适宜于用机械施工。表3.2.2中的2号级配与原规范中的级配相比,增加了9.5删以上中碎石的含量,有利于提高水泥粒料的强度。无论是采用碎石还是砾石,用于高速公路和一级公路的基层时,都应事先筛分成3-4个大小不同的粒级,然后再与水泥一起用集中厂拌机械拌和。因为只有这
18、样才能保证碎石或砾石具有应有的级配,并保证水泥粒料的强度不产生大的变化。粒料中含有塑性指数的土时,其收缩性大,反之,则收缩性小。为减少基层材料的收缩性和减轻基层裂缝,集料中不宜含有塑性指数的土。水泥稳定粒径较均匀的砂时,难于碾压密实,为解决这个问题,可在砂中添加少部分塑性指数小于12的粘性土(亚砂土)或石灰土(土的塑性指数较大时),添加哪种土的效果较好且比较经济,需通过试验确定。在有粉煤灰的情况下,添加20%-40%粉煤灰115 的效果更好。3.2.4集料压碎值是一种较简单、方便和易于操作的试验。集料压碎值的标准试验只需要一台能量4kN的压力机。在不具备4kN压力机的工地,也可以用非标准试验,
19、它只需要1kN的压力。集料压碎值的试验精度高,通常只需要做两次试验,并取其平均值。应采用检验沥青面层用碎石的压碎值的试验方法。即在lOmin内将总荷载均匀地增加到4kN。3.3 混合料组成设计3.3.1 1 用于高速公路和一级公路的水泥稳定土的强度标准中,3-5MPa意指低限为3MPa,高限为5MPa,根据当前公路上的交通情况,一般情况下可以采用3-4MPa,并按累计标准轴次的多少选用接近高限(如累计标准轴次大于12x 1币)或接近低限(如累计标准轴次小于12x 1伊)的值。但对主要通行重型卡车和设计交通量特别大的(如累计标准轴次超过40x1伊)高速公路和一级公路,宜采用强度5MPa类似贫混凝
20、土的水泥稳定级配集料O对于底基层材料,通常按就地取材原则,采用较次的材料。基层材料强度用高限时,底基层材料强度也用高限。水泥稳定土用于二级和二级以下公路的基层和底基层时,强度标准都有个范围。高限值用于二级公路,低限值用于二级以下的公路。3.3.3 3做材料组成设计确定混合料的水泥用量时,试件不应按击实试验所得的最大干密度制作,而应按与规定的现场压实度相应的干密度制作,例如,水泥砂砾的最大干密度为2.36g1cm3 ,现场要求的压实度为叨%,则试件的干密度应为:2.36xO.叨=2.29g1cm33.3.3 4最少试件数量n与试验结果的变异性(以偏差系数Cv表示),平均值的容许误差e和要求的可靠
21、度(或概率)有关,并可按式(附3.3.3)计算:116 n = t1-a12号F(附3.3.3)式中:t1-a12一一与要求可靠度有关的系数,它是t分布表中与和自由度v(= n-1)有关的分位值。由于t分布表中的分位值与n有关,需事先假设一个n1值,查t分布表中的t1-012值,并用式(附3.3.3)计算得n。如n1不等于n,则需重新假定一个问值,再查t分布表中的分位值并计算得n,直到假定的n1与计算得的n相等为止。为简单起见,可先用正态分布表中相同概率的分位值ZI-al2(90%概率时,ZI-al2=1.645;95%概率时,ZI_al2=1.96)代人式(附3.3.3)计算得n值,然后再加
22、2(90%概率为主)或3(95%概率为主),即可得要求的试件数量。表3.3.3-1中的最少试件数量是采用容许误差10%和佣%概率得出的。3.3.3 5 由于温度对水泥稳定土的强度影响很大,原本不合格的材料,可能因为养生温度过高而变得合格;原本合格的材料,也可能因为养生温度过低而被认为是不合格。因此,必须在规定的温度下对试件进行养生,在热天可用窗式空调机调节封闭养生室的温度;在冷天可用空调机或用电炉加温度控制器调节温度。在养生期间,应保持试件的含水量,含水量的变化幅度不应超过公路工程无机结合料稳定材料试验规程H1057)所容许的值,可用密封水箱进行保湿养生,或在湿度达95%的保温室中养生。3.3
23、.3 . 7 式(3.3.3)就是观测值的下波动限(R一Zal2S),应大于或等于设计抗压强度Rd。3.3.3 9 表3.3.3-2中水泥的最小剂量是根据拌和均匀性规定的。意为如材料组成设计所得水泥剂量少于表3.3.3-2中的最小剂量,则应按表3.3.3-2中采用最小剂量,但如材料组成设计所得水泥剂量大于表3.3.3-2中的最小剂量,则应采用材料组成设计的结果。117 3.4路拌法施工3.4.2所述准备工作是针对已破坏的土基、底基层或老路面的。新路施工时,如路基、底基层、基层及面层的施工采用大流水作业法,一个工种跟一个工种顺序推进,则准备工作可以大为缩减。3.4.6洒水闷料的目的是使水分在集料
24、层内分布均匀并透人颗粒和大小土团的内部。洒水闷料还可以减少拌和过程中的洒水次数和数量,从而缩短延迟时间,这对稳定细粒土特别重要。在采用高效率的路拌机械(如宝马拌和机)时,由于通常只需拌和两遍,为缩短延迟时间,闷料时可一次将水洒够。但在采用普通路拌机械特别是农业机械拌和时,由于拌匀需要的时间长,闷料时所洒的水量宜较最佳含水量少2%-3%(主要对细粒土和含细土较多的粒料土)。因为水泥与潮湿土相接触,就要发生水化作用。3.4.7水泥摊铺均匀是水泥在混合料中分布均匀的前提。只有在平整和具有一定密度的集料层上,人工摊铺水泥才能均匀。因此,集料必须先摊平并用两轮压路机碾压1-2遍,这一条对稳定细粒土和人工
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