CN108570897B

CN108570897B - 一种道路路面基层的铺筑方法

Info

Publication number: CN108570897B
Application number: CN201710145664.0A
Authority: CN
Inventors: 刘芳; 李虹; 李开明; 刘明辉; 许应礼; 胡骏; 彭涛; 周小华; 杨华; 周恒�; 刘震宇; 戈光弼; 陈洁; 文丕珍
Original assignee: Wuhan Jiangxia Road And Bridge Engineering Corp
Current assignee: Wuhan Jiangxia Road And Bridge Engineering Co ltd
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2021-06-11
Anticipated expiration: 2037-03-09
Also published as: CN108570897A

Abstract

本发明提供一种道路路面基层的铺筑方法，利用一种特殊固化剂PCSB、与沥青混凝土拌合站回收废粉、与粗细集料按一定比例掺配，加水拌合，铺筑路面基层。本发明用PCSB固化剂固结沥青废粉材料，铺筑路面基层，能达到6.0MPa以上强度，不开裂，施工工艺简单，不用人工锯缝，保证了路面基层强度高，整体性好，稳定性好，同时降低道路工程造价。

Description

一种道路路面基层的铺筑方法

技术领域

本发明属于道路建造领域，具体涉及一种道路路面基层的铺筑方法。

背景技术

现有的道路路面结构一般由面层、基层、底基层和垫层组成。铺筑道路时，在已平整好的路基承重面，依次铺设垫层、底基层和基层，最后在基层上铺筑面层，用压路机压实，完成道路路面铺筑。由于水泥稳定碎石在强度、整体性、耐久性等方面具有一定优越性，是以往的道路路面基层最常用结构组成。新的《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20～2015）对路面底基层和基层的强度有了大幅度提高，水泥稳定碎石在提高水泥用量、增加施工措施的前提下，也很难达到新的路面基层标准要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种道路路面基层的铺筑方法，用PCSB固化剂固结沥青废粉材料，能够减少收缩裂纹，保证路面基层强度高，同时降低道路工程造价。

本发明的技术方案是：

一种道路路面基层的铺筑方法，包括基层和底基层，其特征在于，所述基层和/或底基层的铺筑包括以下步骤：

（1）施工路段的清扫、洒水碾压、质量检测、划线放样、钉设基准线；

（2）按比例称取PCSB固化剂、沥青废粉、细集料、粗集料，加水拌和。所述底基层由以下质量百分比的组分组成： PCSB固化剂2～7.5%、沥青废粉15～28%、细集料35～50%、粗集料25～40%，上述各组分的质量百分比之和为100%；所述基层由以下质量百分比的组分组成： PCSB固化剂2.5～8%、沥青废粉18～30%、细集料35～50%、粗集料25～40%，上述各组分的质量百分比之和为100%；所述沥青废粉为沥青混凝土拌合生产过程中产生的粉尘废弃物；

（3）将拌和好的混合料用摊铺机均匀摊铺，摊铺机行进速度0.2～0.4m/s；

（4）用150kN胶轮轻型压路机由边到中先静压，再用250kN压路机由边到中振压，压路机进行速度0.3～0.5m/s，振动频率≤3000r/min，至压实度≥98%；

（5）振压后再用轻型钢轮压路机对表面进行慢速收光，达到表面平整、光洁，无鱼鳞状表面裂纹；

（6）碾压完成后，用养生毯覆盖湿水养生7d。

PCSB固化剂（英文名Polymer Cement Soil Binder 的缩写）是一种含有聚合物的砂土固化剂，其基本组成以ZL201110291183.3专利公开的内容为准。PCSB固化剂与被固化材料颗粒混合后，经混合作用、聚合作用、水化作用等综合物理化学作用，形成了“膜”及“链”二种结构的胶凝物,“膜结构”包裹了被固化材料的颗粒；“链结构”拉紧颗粒之间的联系，形成连接紧密的坚固固化层。PCSB固结沥青废粉材料具有很好的稳定性，在沥青废粉中加入一定比例的PCSB、粗集料、细集料，可将成分复杂、粒度小、泥含量高、难处理的沥青废粉进行资源化处理，用作为路面基层材料，所形成的路面基层能达到甚至超过国家标准《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20～2015）规定要求，变废为宝，既减少了环境污染，又增加了经济效益，还降低了路基的建造成本。

进一步的，上述步骤（2）中，所述底基层各组分的质量百分比为： PCSB固化剂2.5～6.5%、沥青废粉18～25%、细集料40～50%、粗集料27～38%，上述各组分的质量百分比之和为100%；所述基层各组分的质量百分比为：PCSB固化剂2.8～6.6%、沥青废粉20～25%、细集料38～50%、粗集料26～33%，上述各组分的质量百分比之和为100%。

进一步的，上述步骤（2）中，所述底基层各组分的质量百分比为： PCSB固化剂3.5%、沥青废粉20%、细集料46.5%、粗集料30%；所述基层各组分的质量百分比为：PCSB固化剂4.5%、沥青废粉20%、细集料45.5%、粗集料30%。

进一步的，上述步骤（4）采取用150kN胶轮轻型压路机由边到中先静压1遍，再用250kN压路机由边到中振压5遍。

进一步的，上述步骤（4）的振压采用弱振模式，只弱振不强振。由于采用本发明的配方，只需要采用弱振，一是可以避免振压过程中的横向裂纹，二是降低了压路磨耗，节省了机械使用成本。

进一步的，上述弱振只在压路机前进时开振进行，而在压路机后退时不进行，同样一是可以避免振压过程中的横向裂纹，二是降低了压路机油耗，进一步节省了机械使用成本。

进一步的，上述沥青废粉为过15～20目筛后的沥青混凝土拌合站回收废粉。沥青拌合站堆放的回收废粉，存在堆放随意、堆放时间长的问题，经过粉碎后过筛，除去大块杂质，形成粒径比较均匀的原料，能够提高处理效率和提高路面基层的质量。

进一步的，上述PCSB固化剂的水化热≤280j/g。固化剂的水化热是越低，作为胶凝材料用于路面基层，开裂的机率很小，比中热水泥、矿渣水泥都好得多，不会引起温度应力造成的结构层裂纹，PCSB固化沥青废粉形成的路基性能优异、稳定可靠、使用寿命长。

进一步的，上述细集料为粒径≤5mm的石屑。

进一步的，上述粗集料为粒径5～10mm的碎石。

PCSB添加率与废粉占比、集料级配及占比的关系，都直接影响到最终路基的抗压强度和建造成本，优化后的比例能够进一步提高路基的抗压强度，降低路基的建造成本。而路面基层对基层和底基层的强度要求不同，因此，需要将基层和底基层的组分进行优化以满足不同的强度要求。

本发明具有以下有益的技术效果：

1）路基不开裂：PCSB固结沥青砼拌合站沥青废粉材料的膨胀率≤0.012%，硬化过程中基本上不发生收缩裂纹，水稳性、冻融性都表现相对优越；

2）路面基层强度高：新的《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F 20～2015）对路面基层的强度有了大幅度提高，极重、特重交通等级时，高速、一级公路路面底基层强度要求达到3.0～5.0Mpa，基层要求达到5.0～7.0MPa，PCSB固结沥青砼拌合站沥青废粉材料的强度完全可以达到甚至超过，远超过水泥稳定碎石；

3）工艺简单：PCSB固结沥青砼拌合站沥青废粉材料用作路面基层，施工工艺非常简单，将PCSB、沥青废粉、石屑、碎石按一定比例掺配加水拌和，摊铺，前进弱振，湿水覆盖养生7d即成；

4）造价低：PCSB固结沥青混凝土拌合站废粉材料不仅在性能上远远优于水泥稳定碎石，而且在投资成本上也显著低于水泥稳定碎石，采用单边弱振，既不产生振压过程中的横向裂纹，又可以降低压路机油耗和机械磨耗，节省成本；

5）能防止有害盐类对环境污染：如果砂土中含有一定量的有害硫酸盐类，则用水泥稳定并不合适。因为水泥稳定砂土内孔隙中的水与有害硫酸盐类起水化作用会破坏材料的结构，导致有害盐类释放流出,造成环境污染，而PCSB包裹被固化颗粒后，形成膜结构和链结构，其结构有较高的抗渗性，有效的防止了砂土中有害盐类物质的浸出，避免了造成环境污染；

6）益于环保：采用PCSB固结沥青砼拌合站沥青废粉，用作路面基层，不仅科学理论可靠，施工技术可行，经济效益可观，更重要的是提供了沥青拌合站的沥青废粉回收利用的新途径，节省沥青废粉占压土地，减少环境污染，利于全国大面积广泛推广。

【具体实施方式】

以下结合具体实施例，对本发明做进一步描述。

以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明要求的保护范围之内。

实施例一

一种公路路面基层的铺筑方法，包括底基层和基层，所述底基层各组分的质量百分比为： PCSB固化剂3.5%、沥青废粉20%、细集料46.5%、粗集料30%；所述基层各组分的质量百分比为：PCSB固化剂4.5%、沥青废粉20%、细集料45.5%、粗集料30%。

底基层和基层均分别按照以下步骤进行：

1.路段路床（或下承层）准备

将路床（或下承层）表面清扫干净，适当洒水并再次碾压，并进行质量检测，做到表面光洁、密实、平整、无松散颗粒；

测量放线，钉设基准线并张紧。基准线要求：道路直线段每10m一桩，平曲线位置加密到5.0m，张力不小于1500N；可根据经验松铺系数k=1.45确定基准线高度。

2.沥青废粉混合料拌合

按比例称取PCSB固化剂、沥青废粉、细集料、粗集料，加水拌和，按拌和机械拌自动投料顺序进行强制拌和。拌和成品出料后应现场随机抽样检测。

拌和时，含水率控制在混合料重量的5.5～10%。

3.机械摊铺

拌和好的混合料用自卸汽车运至工地，运输途中应有遮盖，防止雨水淋湿，或防止水分蒸发。运到工地后听从现场施工负责人指挥卸入摊铺机料斗；摊铺机应行走均匀，行进速度应控制在0.2～0.4m/s以内，摊铺的边角部位应注意人工找平。

4.碾压成型

碾压应遵循先静压后振压原则，先用150kN胶轮轻型压路机由边到中先静压一遍，再用250kN压路机由边到中振压5遍，压实时应保证前后两遍轮迹重叠1/3。压路机的行进速度控制在0.3m～0.5m/s范围内。开弱振不开强振，压路机前进时开振，后退时不开振。路面基层压实度达到98%时单位击功≥2677.00kj/m³。

5. 振压后再用轻型钢轮压路机对表面进行慢速收光，达到表面平整、光洁，无鱼鳞状表面裂纹。现场应及时检测压实度，以便校正压实参数。

6. 碾压完成后应及时封闭交通，用养生毯覆盖湿水养生7d。

实施例二

一种公路路面基层的铺筑方法，包括底基层和基层，其基层由PCSB固化剂6.6%、沥青废粉25%、细集料38%、粗集料30.4%组成；其底基层由PCSB固化剂6.5%、沥青废粉25%、细集料42.5%、粗集料26%组成。

除称重步骤外，其他步骤同实施例一。

实施例三

一种公路路面基层的铺筑方法，包括底基层和基层，其基层由PCSB固化剂8%、沥青废粉30%、细集料35%、粗集料27%组成；其底基层由PCSB固化剂7.5%、沥青废粉28%、细集料35%、粗集料29.5%组成。

除称重步骤外，其他步骤同实施例一。

实施例四

一种公路路面基层的铺筑方法，包括底基层和基层，其基层由PCSB固化剂2.8%、沥青废粉20%、细集料42.2%、粗集料35%组成；其底基层由PCSB固化剂2.5%、沥青废粉18%、细集料41.5%、粗集料38%组成。

除称重步骤外，其他步骤同实施例一。

对比例

一种公路路面基层的铺筑方法，包括基层和底基层，均采用水泥稳定碎石结构，按照常规方法铺筑，水泥稳定碎石实际所用配合比如下：

基层：32.5#水泥∶碎石=5.5%∶94.5%，7d抗压强度4.0Mpa～5.0Mpa，勉强满足技术标准要求；

底基层：32.5#水泥∶碎石=5.0%∶95.0%，7d抗压强度3.0Mpa～4.0Mpa，勉强满足技术标准要求。

如果为了提高抗压强度，将水泥添加率加大到6.0%以上，会引起水泥稳定基层严重的不规则开裂，为了避免不规则裂纹，只好采取人工机械锯缝。锯缝的直接后果是：一是破坏了路面基层的整体性，降低了路面使用质量；二是增加了机械投入，加大了施工成本。

成果验收

按照以下方法对实施例一进行制作成果现场验收。

A.底基层强度检查验收

底基层钻芯取样每9个为一组，分别做7d、28d抗压强度试验，试压检测结果见表1和表2。

表1底基层强度钻芯7天强度钻芯取样强度表

桩号	取样位置	试件直径平均值(mm)	试件高度平均值(mm)	强度实测值(MPa)
					K1+707	距中线右1.3m	150	150	4.6
K1+697	距中线左1.3m	150	150	5.9
					K1+687	距中线右2.1m	150	150	4.7
K1+685	距中线左1.2m	150	150	5.2
					K1+683	距中线右1.1m	150	150	4.8
K1+672	距中线左1.9m	150	150	4.7
					K1+650	距中线右1.5m	150	150	6.2
K1+617	距中线左1.4m	150	150	4.7
					K1+612	距中线右1.8m	150	150	4.7

表2底基层强度钻芯28天强度钻芯取样强度表

桩号	取样位置	试件直径平均值(mm)	试件高度平均值(mm)	强度实测值(MPa)
					K1+647	距中线右1.3m	100	100	11.2
K1+667	距中线左1.3m	100	100	10.5
					K1+612	距中线右2.1m	100	100	11.5
K1+542	距中线左1.2m	100	100	9.6
					K1+627	距中线右1.1m	100	100	12.7
K1+621	距中线左1.9m	100	100	9.5
					K1+557	距中线右1.5m	100	100	8.6
K1+597	距中线左1.4m	100	100	9.1
					K1+612	距中线右1.8m	100	100	8.5

B.底基层表面弯沉检查验收

按每每车道每10m检查2点，共检查2×39点。各检查点弯沉值见下表3。

表3底基层弯沉检查表

序号	桩号	车道位置	左轮弯沉值（0.01mm)	右轮弯沉值（0.01mm)
					1	K1+510	左	16	14
2	K1+520	左	14	16
					3	K1+530	左	16	22
4	K1+540	左	18	22
					5	K1+550	左	24	12
6	K1+560	左	16	24
					7	K1+570	左	14	22
8	K1+580	左	18	8
					9	K1+590	左	20	14
10	K1+600	左	12	22
					11	K1+610	左	14	16
12	K1+620	左	18	18
					13	K1+630	左	14	24
14	K1+640	左	14	26
					15	K1+650	左	20	18
16	K1+660	左	18	6
					17	K1+670	左	10	18
18	K1+680	左	16	12
					19	K1+690	左	12	24
20	K1+700	左	16	20
					21	K1+690	右	12	12
22	K1+680	右	10	10
					23	K1+670	右	20	20
24	K1+660	右	10	22
					25	K1+650	右	18	24
26	K1+640	右	24	14
					27	K1+630	右	18	12
28	K1+620	右	12	10
					29	K1+610	右	16	18
30	K1+600	右	14	14
					31	K1+590	右	14	10
32	K1+580	右	16	12
					33	K1+570	右	18	20
34	K1+560	右	14	14
					35	K1+550	右	14	18
36	K1+540	右	12	16
					37	K1+530	右	16	14
38	K1+520	右	16	18

按高等级公路要求，底基层设计弯沉值L₀≤25.5（0.01mm），经计算实测下基层弯沉代表值为24.8（0.01mm），小于规定要求值。

c.基层强度检查验收

基层钻芯取样每9个为一组，分别做7d、28d抗压强度试验。7d和28d试压检测结果见表4和表5。

表4基层强度钻芯取样7天强度取样强度表

桩号	取样位置	试件直径平均值(mm)	试件高度平均值(mm)	强度实测值(MPa)
					K1+520	距中线右1.5m	100	100	7.6
K1+540	距中线左1.2m	100	100	7.1
					K1+580	距中线右2.0m	100	100	6.2
K1+580	距中线左1.8m	100	100	6.4
					K1+590	距中线右2.5m	100	100	7.2
K1+600	距中线左2.0m	100	100	7.0
					K1+613	距中线右1.5m	100	100	7.4
K1+648	距中线左1.8m	100	100	7.0
					K1+658	距中线右2.0m	100	100	7.7

表5基层强度钻芯取样28天强度取样强度表

桩号	取样位置	试件直径平均值(mm)	试件高度平均值(mm)	强度实测值(MPa)
					K1+570	距中线左1.7m	100	100	11.0
K1+550	距中线右1.4m	100	100	12.5
					K1+560	距中线右2.1m	100	100	10.2
K1+560	距中线左1.3m	100	100	12.1
					K1+550	距中线左2.4m	100	100	12.7
K1+530	距中线右2.0m	100	100	10.4
					K1+658	距中线左1.2m	100	100	8.5
K1+530	距中线左1.6m	100	100	12.0
					K1+508	距中线右2.0m	100	100	11.1

d.基层表面弯沉检查验收

按每每车道每10m检查2点，共检查2×39点。各检查点弯沉值见下表6。

表6基层弯沉检查表

序号	桩号	车道位置	左轮弯沉值（0.01mm)	右轮弯沉值（0.01mm)
					1	K1+510	左	6	2
2	K1+520	左	8	8
					3	K1+530	左	6	8
4	K1+540	左	6	10
					5	K1+550	左	6	2
6	K1+560	左	10	6
					7	K1+570	左	6	8
8	K1+580	左	10	8
					9	K1+590	左	6	2
10	K1+600	左	8	6
					11	K1+610	左	10	2
12	K1+620	左	8	6
					13	K1+630	左	10	8
14	K1+640	左	6	10
					15	K1+650	左	6	8
16	K1+660	左	6	6
					17	K1+670	左	6	6
18	K1+680	左	8	6
					19	K1+690	左	10	4
20	K1+700	左	6	6
					21	K1+690	右	8	2
22	K1+680	右	8	10
					23	K1+670	右	6	4
24	K1+660	右	6	2
					25	K1+650	右	4	6
26	K1+640	右	6	10
					27	K1+630	右	12	4
28	K1+620	右	6	4
					29	K1+610	右	12	12
30	K1+600	右	8	12
					31	K1+590	右	8	10
32	K1+580	右	6	10
					33	K1+570	右	4	6
34	K1+560	右	6	10
					35	K1+550	右	8	12
36	K1+540	右	10	10
					37	K1+530	右	8	6
38	K1+520	右	12	4
					39	K1+510	右	6	10

按高等级公路要求，基层设计弯沉值L₀≤15.0（0.01mm），经计算实测基层弯沉代表值为12.7（0.01mm），也小于规定要求值。

Claims

1.一种道路路面基层的铺筑方法，包括基层和底基层，其特征在于，所述基层和/或底基层的铺筑程序包括以下步骤：

（2）按比例称取PCSB固化剂、沥青废粉、细集料、粗集料，加水拌和，所述底基层各组分的质量百分比为： PCSB固化剂2 .5～6 .5%、沥青废粉18～25%、细集料40～50%、粗集料27～38%，上述各组分的质量百分比之和为100%；所述基层各组分的质量百分比为：PCSB固化剂2 .8～6 .6%、沥青废粉20～25%、细集料38～50%、粗集料26～33%，上述各组分的质量百分比之和为100%；所述沥青废粉为沥青混凝土拌合生产过程中产生的粉尘废弃物；

（3）将拌和好的混合料用摊铺机均匀摊铺，摊铺机行进速度0 .2～0 .4m/s；

（4）用150kN胶轮轻型压路机由边到中先静压，再用250kN压路机由边到中振压，压路机进行速度0 .3～0 .5m/s，振动频率≤3000r/min，至压实度≥98%；

（6）碾压完成后，用养生毯覆盖湿水养生7d。

2.根据权利要求1所述的道路路面基层的铺筑方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述底基层各组分的质量百分比为： PCSB固化剂3 .5%、沥青废粉22%、细集料46 .5%、粗集料30%；所述基层各组分的质量百分比为：PCSB固化剂4 .5%、沥青废粉22%、细集料45 .5%、粗集料30%。

3.根据权利要求1～2任一项所述的道路路面基层的铺筑方法，其特征在于，所述步骤（4）采取用150kN胶轮轻型压路机由边到中先静压1遍，再用250kN压路机由边到中振压5遍。

4.根据权利要求1～2任一项所述的道路路面基层的铺筑方法，其特征在于，所述步骤（4）的振压采用弱振模式。

5.根据权利要求4任一项所述的道路路面基层的铺筑方法，其特征在于，所述弱振在250kN压路机前进时进行。

6.根据权利要求1～2任一项所述的道路路面基层的铺筑方法，其特征在于，所述沥青废粉为过15～20目筛后的沥青混凝土拌合站回收废粉。

7.根据权利要求1～2任一项所述的道路路面基层的铺筑方法，其特征在于，所述PCSB固化剂的水化热≤280j/g。

8.根据权利要求1～2任一项所述的道路路面基层的铺筑方法，其特征在于，所述细集料为粒径≤5mm的石屑。

9.根据权利要求1～2任一项所述的道路路面基层的铺筑方法，其特征在于，所述粗集料为粒径5～10mm的碎石。