高速公路用料指南袁.docx
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高速公路用料指南袁
高
速
公
路
土
石
方
施
工
指
南
GTR
目录
第一卷 基本原则
缩写－编码
简介
１－回填和底基层用料的分类
1．1设立专用分类的必要性
1．2土料的分类（A。
B。
C和D类）
1．3石料的分类（B类）
1．4工业化生产出来的有机质土料分类（F类）
1．5按其性质分类的材料名称表
2-回填料的使用条件
2．1采用的原则
2．2回填料使用条件的分类表
2．3对分类表中所列使用条件的说明
2．4使用不同类型回填料的强制条件的汇总表
2．5附件2中所示的回填料使用条件的示例表
3-底基层用料的使用条件
3．1底基层的设计
3．2底基层的用料
3．3底基层的尺寸
3．4路面结构尺寸的平台分类
4-底基层和回填的碾实
4．1碾压度规范
4．2用料规范
4．3使用碾压机的规范：
等级和使用
4．4碾压度的规定
参考文件
第二卷技术附件
缩写-编码
1-回填和底基层用料的分类表
2-回填料使用条件的分类表
3-底基层料使用条件的分类表
4-回填和底基层碾压度
4．1实际操作中确定底基层和回填碾压度条件的指南
4．2碾压度分类表
-回填
-底基层
缩写
PST：
土石方顶部：
由底基层（若没有底基层的话，则指垫层底）下约1米的材料构成。
PSTNi：
PST的第Ni种情况（i从0到7），根据其构成材料或其所处的水环境而定。
AR：
土石方平台：
即PST平台
ARi：
AR的承载力分类i（i从0到4）
PF：
路面的承载平台：
系指在其上铺设第一层足面的平台，或者说就是底基层平台，或者说是AR（若没有底基层的话）
Pfi：
PF的承载力分类i（i从1到4）
th：
非常潮湿状态
h：
潮湿状态
m：
一般潮湿状态
s：
干燥状态
ts：
非常干燥状态
Pi：
i类轮式碾压机（i从1到3）
Vi：
i类振动碾压机（i从1到5）
Vpi：
i类带凸钉的碾压机（i从1到5）
Spi：
i类带凸钉的碾压机（i=1或2）
Pqi：
i类板式振动夯实机（i=3或4）
LH：
水添加料
骨料分类的参数代码表
代码定义单位
W含水量%
Wn自然水含量%
Wopn最佳含水量（正常P法）%
Wl液体上限%
Wp塑性上限%
Ip塑性指数%
Ic密实度指数
Es沙当量%
Dmax最大骨料的直径mm
VBS土壤亚甲兰值（以0/50mm粒径土壤进行测量）g/100g土壤
Pd干燥后岩石样品的视比重g/cm3
IPI现场测量的承载指数%
LA洛杉矶系数%
MDE微德瓦尔系数（含水条件下）%
FS沙料的粉碎性%
FR破碎系数%
DG破坏系数%
MO有机质含量%
碾压度参数表
代码说明单位
CR单轮载重量吨
M1每个缸体动力组上的总质量公斤
L缸体动力体的长度厘米
MO转动轴振动部分的质量公斤
me转动轴的离心矩米.公斤
A0振动鼓空载理论摆动幅度毫米
e特定土质上采用某机具进行
碾压的垫层的最大厚度米
Q/S在规定时间内碾压材料体积与
碾压机在相同时间段内在此体积
材料上完成的碾压面积之比。
该比值
还代表碾压机单个荷载的理论碾压厚度米
N碾压机每次行程的荷载应用数目
n行程的数目
V碾压机的移动速度公里/小时
Q/L碾压机压实每米宽度的小时工作效率M3/h*m
第一章
回填和底层所用材料的分类
１－回填和底基层用料的分类
1．1设立专用分类的必要性
1．2土料的分类（A。
B。
C和D类）
1．3石料的分类（B类）
1．4工业化生产出来的有机质土料分类（F类）
1．5按其性质分类的材料名称表
1．1设立专用分类的必要性
迄今为止，已经提出了许多有关土壤和岩石料土工分类的不同体系，旨在能够在凡涉及到使用这些材料的建筑领域内为工程师提供帮助，诸如土石方工程、地基、边坡稳定性、道路基层或选用骨料方面。
这种打算面面俱到的做法显得过于雄心勃勃了，因为不同土壤的复杂性表明在其某个应用领域表现出的性质不完全等同于在其它条件下的性质。
因此，必然要对选用材料的大致使用范围制订专用的分类标准。
所以，应用于回填和基层的分类标准在国际范围内就显得很不匹配，究其原因，或是因为制订这些标准时选用的参数不能完全或极少能够与实际遇到的问题相符合，例如，骨料的均匀系数，或者更多地是因为忽略了某些关键要素，如对水极为敏感的土壤的含水状态、某些岩石料的演变特征、或者还有就是因为土壤中某些最大颗粒的尺寸。
1976年出版了第一版公路土石方作业建议书（RTR，1976）使情况有了好转，在该建议书以在此方面最具有代表性的参数为基础，针对回填和基层施工中所使用不同材料时所遇到的问题，提出了相应的土壤分类标准。
本文中介绍的石料和土壤的分类保留了1976年版标准的基本原则，并补充了一些新的改进的地方，参见法国标准NFP11-300。
任何土壤和石料只要知道了其参数值和做的试验能够确定其属于哪一类土质或石料类别，就可以参照本标准对其进行划分分类。
然而，本标准是以对材料筛用的条件为基础制订的，尤其对涉及到拉力困难的问题没有考虑在内。
2．1．2土料的分类（A。
B。
C和D类）
土壤系指天然土料，由颗粒组成，经研磨或用水洗后可以很容易地筛分开来。
这些颗粒具有不同的粒径，可以是块状的粘土。
可以具有各种不同的性质和地质成因，如冲积物，沉积软料，冰川堆积物，风化土（风化土系指岩石经物理化学作用风化后在原地生成的风化土，如花岗岩沙砾、铁质红土）等。
其有机质含量大于3%的土壤另外分类为F级，可以有工业用附料。
1．2．1用于土壤分类的参数
参数分为以下三个级别：
-性质参数
-机械性质参数
-状态参数
采用0/50范围的粒级段来确定以上参数，因为这个粒级段恰好属于实验室的常规试验项目。
-性质参数
这是其内在性质特征，即在施工过程中土壤的状态不随时间或各种作业发生变化或极少发生变化。
采用的参数有粒度和粘土含量。
粒度（标准P94-056和057）
Dmax :
系指土壤中所含粗大颗粒的最大粒径。
该参数对选用土石方料，尤其是计算底层的厚度和确定有添加剂的情况下的搅拌条件具有十分重要的意义。
同样，在确定其是否在实验室中具有代表性否方面仍是一个重要的参数。
然而，确定该参数可以有一定的误差，通常情况下，目测就足够了。
采用的阀值：
-50毫米。
这是用来区分细土、沙土和砾质土（A，B，D1和D类），块状土（C和D类）的建议值。
同样，它还是一个目前通常采用的适用于区分有添加料拌和土的来施工高等级底基层的极限值。
总之，在常规实验室试验的条件下可以准确地评估某种土壤0/50粒段的性质。
当材料含有较细小成分时，则可以采用50/D较段进行分析（C类），从中可以区分出两个子分类：
-子类C1，系指包含有‘角棱’状成分，其中0/50粒段成分较高（>60-80%，肉眼观察情况下）且整体上为浑圆状的材料。
此类材料一旦能够确认出来的话性质可以视为等同于0/50粒段材料。
-子类C2，系指包含有‘角棱’状成分其中0/50粒段成分较低（≤60-80%，肉眼观察情况下）且整体上为浑圆状的材料。
此类材料性质不可等同于0/50粒段材料。
为了靠近0/50粒段的特征，C类材料的标示可以采用双重代码的做法，即C1，A1，C1B1A1或C2，B1A1或B1，Dmax值可以标示为子类的上标，如C1150B4h,表示为C1类土壤，其Dmax为150毫米，属于0/50粒段的B4h土。
80µ筛分：
该参数可以用来确定较细的土料，还可以在更大的范围内确定其对水的亲和力。
采用的阀值：
-35%：
该值用来区分含有较多细颗粒的土壤，将被分类为细粒段（≤80µm）。
-12%：
该值为一个通用值，用来区分沙质土壤和富含或少含砂砾的土壤。
2毫米筛分：
该参数用来区分具有沙质土倾向和具有砂砾质土倾向的土壤。
采用的阀值：
-70%：
超过者为沙质土，否则视为砂砾质土。
粘土含量
塑性指数（标准P94-051）：
这是用来表示土壤塑性的一个最为常用的参数。
被测样品的0/400粒段的加权比例越大且其粘土含量越大，则该参数的作用就越有大。
超过50%的比例和数值超过12，则Ip的解释就会简单一些，但若其比例低到35%以下且Ip值小于7时，就无法进行解释了。
采用的阀值：
-12：
含极少粘土的土壤上限
-25：
中等粘土的土壤上限
-40：
粘土质或富粘土质的土壤之间界限值
亚甲蓝值VBS：
这是另外一个参数，表示粘土的含量，但其应用于鉴定土壤性质还仅限于最近几年。
该参数表示在土壤的颗粒的内外面吸收亚甲蓝的数量，或者换句话说就是关于土壤比表面的大小。
众所周知，土壤中粘土部分颗粒（≤2µm）的总面积决定了其比表面，那么可以认为亚甲蓝VBS值表达了该土壤中粘土的数量和活动性。
在实践中，用0/2mm粒级段的颗粒采用亚甲蓝滴液法测定VBS值。
获得的数值按其比例移用到0/50粒级段，此处获得的后一个数值被称作该土壤的亚甲蓝值，参见标准P94-068。
VBS值表示为每百克土壤中亚甲蓝克重。
采用的阀值：
-0，1：
表明低于该值此类土对水不敏感（见上述相关定义），但该标准应得到80µm筛分的验证，且应≤12%。
-0，2：
表明高于该值对水有一定的敏感性
-1，5：
是区分沙泥土质土壤和沙粘土质土壤的界限
-2，5：
是区分弱塑性泥质土壤和中塑性泥质土壤的界限
-6：
是区分泥质土壤和粘土质土壤的界限
-8：
是区分粘土质土壤和富粘土质土壤的界限
其中的两张图的说明：
左图-试验室用品；右图：
土壤中吸收蓝色的示意图
说明：
-Ip和VBS的选择
Ip和VBS都是测定粘土含量的参数，但有必要指出其分别适用于区分土壤的适用领域。
首先，既然土壤的VBS值是采用几乎是线性标定表的形式表示的被测定土壤中所含粘土的数量和活动性，那么该值可用于所有类型的土壤。
所以，在本分类表中，土壤的分类或全部或部分都是以这个参数为基础计算的。
然而，在从平均粘土含量到富粘土含量的土壤条件下，使用Ip值较优于VBS值。
首先，使用经验较为丰富，其次，只要土壤含有粘土，其灵敏度较高，最后一条是，该参数同时是分辨参数还是一个性质参数。
事实上，Ip值确定了易变形的软质土壤（但保持了一定的剪切力）的含水量的量度。
掌握了这个量度对从事土工作业的设计是非常有益处的。
在本分类标准中，这些要素予以了考虑，并可能在从平均粘土含量到富粘土含量的土壤情形下从其中任意一个参数中确定土壤的分类。
附件1的表中以粗体示意的粘土含量标准就是优先推荐采用的标准。
-沙当量参数
1976年版RTR分类表中采用的沙当量参数（用于区分贫到极贫粘土含量的土壤）自从引入了VBS值后便失去了其大部分使用价值。
但是1976年版的分类标准数值仍旧列示于附件1的表中，这是为了使对新的VBS值不太熟悉的土工工程师们能够较快地了解新的分类系统，从而可以使用所有的参考文件。
图示：
Classol-本仪器以半机械方式快速地测量土壤的性质。
机械性能参数
这些参数只用来鉴定其是否可用于底层的土壤。
据此可以区分其骨料部分可以承受通行的应力，可以原样地用于基层，而淘汰掉那些不采取特别措施处理就会破碎成粉状的骨料。
本分类标准采用的参数有：
在10/14粒级段（若无时可采用6，3/10粒级段）测定的洛杉矶系数（LA，标准P`18-573），和微Deval（MDE）值（标准P18-572）和有0/1粒级段或0/2粒级段测出的沙易碎性系数（FS,标准P18-576）
采用的阀值 :
-LA和 MDE :
45
-FS值 :
60
状态参数
这些参数不是土壤固有的参数,而是随其所处的环境变化的参数.
对于那些易受水影响的软土,本分类标准中采用的参数仅有其水状态,其重要性表现在解决回填和底层的所有问题时具有特别重要的意义.
已考虑的不同形式的水状态
在本分类标准中采用了以下5种水状态 :
-富水状态（th）
在本状态下,水含量极高,在现行的法国技术经济条件中通常其土壤不可再复用.
图：
A2m和A3m级别土壤的开挖。
这是根据气候条件划分的‘蒸发’状态：
工地的理想条件
-有水状态（h）
在本状态下,水含量较高，但在法国现行技术经济条件下视为正常土质，经过一些处理措施后，其土壤仍可复用，如干化、筛分、低回填等。
-平均含水量（m）
该状态是最佳含水状态，使用起来限制因素最少。
-干燥状态（s）
在本状态下，含水较少，但在采取多种形式的措施后仍被允许使用，如洒水、强力夯实等，在法国现行技术经济条件下被视为正常土质。
-极干燥状态（ts）
在本状态下，含水极少，在现行法国技术经济条件下被视为不可复用的土质。
含水状态的特征参数
本分类标准采用了以下三个参数中的任何一个来表示土壤的含水状态：
-0/20粒级含天然水状态（Wn），以最佳含水态为对照（Wopn），其表达公式为
。
该关系式是表达干燥（s）和极干燥（ts）状态的最有效的参数,反过来说，用于区分潮湿和富含水状态则不是十分清晰，见标准Ｐ ９４－０９３。
-天然水含量状态（Wn）与Atterberg（Wl和Wp）之关系式，由密实度指数Ic来表示，见标准P94-051。
Ic=
。
Ic可以较好地定义以上五种土质，但仅适用于中等细度，粘土含量较高，且≤400µm的组分的含量到少在80到90%。
-瞬时反应指数（IPI），其表示的是CBR指数值，没有加荷载，没有加水，其样品经夯实，符合普通Protocor力学要求，且含有天然水，见标准P94-078。
图：
B`1或D1级别的细沙的承载力几乎与其含水量无关，但这些土壤对雨水的冲刷作用非常敏感。
应优先采用IPI来表达潮湿状态（h）和富含水状态（th），因为其较好地反映了重载通行时的困难，但其对干燥（s）和极干燥状态（ts）意义不大。
采用的阀值：
见附件1中所列示的分类表。
有必要指出的是，各个阀值之间不见得一定会有良好的相连接性，如土A，含水量为1。
1和1。
2Wopn，其IPI不见得非得要在3和8之间。
1．2．2土壤分类表示意
在附件1中列示了土壤的详细分类表。
下表为其中的一个实例，见表1。
上左图：
地下水降低水位后的开挖
上右图：
回填时的状况
下图：
不含水的D2级别洁净冲积碎石的存储
按土壤性质划分
按含水量划分
性质参数，一级分类
分类
性质参数，二级分类
按性质划分的子分类
主要特性
参数和采用的阀值
子分类
Dmax≤50mm,
筛分80µm≥35%
A
细土壤
VBS≤2，5或Ip≤12
A1类，低塑性泥岩，黄土，硅质岩，堆积物，细沙，低塑性红土等
密实性随含水量大小而巨变，尤其是当Wn接近Wopn时，因环境水条件气候条件的变化时间不长，但其透水性则可能变化范围较大。
由于测量Ip值不太精确，测量亚甲蓝VBS值常常是首选的划分标准。
见原表
见原表
12A2类，粘土质沙，泥岩，粘土和红土等
如果其含水量不太大的话，这类土壤的特性使其成为最为广泛的一种土石方工具。
其值达到≥12，它就变成了最合适的区分标准。
25A3类，粘土，泥质粘土，高塑性沼泽泥
这类土壤含水时发粘，与水的平均含量有较大关系，因此在工地上很难施工。
其透水性很小，使其含水量变化不大
Ip>40或VBS>8
A4类，粘土和泥岩质粘土，高塑性
这类土壤几乎不透水，其含水量变化不大，通常不用于回填和基层料，但通过在不同高度上的专项研究来决定其用途
表1A类土壤的划分表
1．3石料的分类（R类）
岩石被开挖后，从某种角度上讲，已经变成了活动性土材料，因此应在此前对开挖后的演变过程有所预见。
这就是依据其地质性质、试验结果以及在开挖过程中所获得的经验等来制订分类标准。
为对岩石能否用于回填或基层，土工工程师应完成以下两个步骤：
-第一个步骤，应初步确定其岩性，主要以资料和地质推断为依据，从中可以获得一些有关其性质、一般特征的重要信息，然而，这个初步工作对该材料的使用来讲还是远远不够的。
-第二个步骤，是测量该材料对以下各个程序的变化情况，拉伸、受力、平摊、重载运输和雨水条件下的碾压、检查其是否在投入使用后还随着机械应力、水或冰霜而发生变化。
这个过程非常复杂，需要土工工程师对岩石进行全面的描述，对开挖和施工技术有较好的了解，以便对该材料所施加的应力能够做出评估。
只有经过第二个步骤的工作，才可以提出该材料的使用数据：
粒度、运输条件下的变化、演变特征。
鉴于假设取决于众多的因素，如土工工程师的经验和能力、复杂的地质条件、开展研究的工具和方法等，允许有一定的不确定性。
图：
为确定一种开挖的岩石的性质，应能够事先从对现场出露的岩石进行研究，从而评估出其在开挖后的状态。
本文介绍的分类标准参考了法国最近二十年所完成的土石方开挖材料的经验。
1．3．1根据岩性制订的石料分类
根据常规对岩石的大类别的划分可以将岩石分为两个主要级别：
沉积岩和变质岩或火成岩。
对沉积岩而言，按其岩性可再细分为白垩岩，粘土质岩石，硅质岩，盐性岩石。
这种划分法是必不可少的，因为从这些母岩中开挖出来的石料用于回填和基层时其表现迥然不同。
对火成岩而言，没有进行再细分，因为其用于回填和基层时其表现与其相似的岩石相同。
1．3．2根据机械性能和状态制订的石料分类
如前所述，仅仅了解岩性无法全面地预见使其用于回填和基层料时所遇到的问题。
左图：
R12m级别的白垩土（中等密度和中等含水量）。
右图：
R13h级别的白垩土（低密度和高含水量）。
除无法确定开挖的方式之外，不属于本文探讨的范畴，须注意的各要点如下所述：
-根据不同施工阶段所要达到的目的和可能要得到多大数量的良吸水性的细料，来观察应破碎的石料的状态；
-观察后期施工中在单独机械应力或在水、霜冻多种作用下的演变趋势；
-极为破碎料的含水性，如某些石灰石、泥岩、沉积页岩等等。
它们可能在其内部含有较大量的水份，这些水不可避免地会传递给开挖生产出来的细料中。
-盐性岩石中所含的可溶解成分的含量。
因此，必须根据以上这些特点来确定石料的特性，以下各项参数是其中最具有代表性的：
在石料分类中采用的机械性能和状态参数
洛杉矶系数（LA），标准P18-573
含水态的微Deval系数（MDE），标准P18-572
以上这两个参数用于较硬的岩石，如花岗岩、粒玄岩、灰岩、硬砂岩等，确定其是否可用于基层料，甚至是用于路面料，见标准P18-101。
左上图：
刚开挖出来的石块
右上图：
同一块石块在几天的自然环境中已发生风化。
下图：
R42级别的硅质岩（圆砾岩）。
在现场干燥处理后的岩石的容积比（pd），见标准P94-064。
该参数的好处是测量容易，被认为与岩石的破碎性有极大的关联，如石灰石、软灰岩，用来鉴定其是否用于回填。
破碎系数（FR），标准P94-066，参见表1。
该系数通过破碎试验来获得。
其表达式为测出具有初始粒度的某石料样品在压实前后的D10值之比，压实工具为通用Proctor夯实机。
通过对该参数的解读来确定某些料是否可用于回填，某些破碎的料在LA和MDE参数不起判断作用时是否可用于基层料。
风化性系数（DG），标准P94-067，参见图2。
该系数表示的是，其表达式为测出具有初始粒度的某石料样品在经过常规干燥和水浸循环后D10值之比。
用来判定粘土质岩石的石料能否用于回填，如泥岩、沉积页岩等。
天然水含量（Wn），见标准P94-050。
该参数的作用只是对某些石灰石和极为破碎的粘土质岩石进行分类时才加以考虑。
溶解物含量（石膏，氯化钠%）
这个参数主要适用于含盐的岩石。
*岩石料状态和性能参数的阀值
详见附件1。
图：
R61级别的硬岩浆岩（玄武岩）。
图1破碎原理图。
见原图。
1．3．3石料分类表实例
附件1中包含有石料（R类）的详细分类表。
这里仅取其中的石灰石R1为例，列示于表2。
根据岩性划分
根据性能和含水量划分
岩性
主要特征
采用的阀值和参数
子分类
沉积岩
碳质岩
R1
石灰石
石灰石为1-10µm级的方解石颗粒组成，较为易碎，在现场发现其节理较发育。
一旦处于接近饱和状态时，节理中所含的水就会在毛细管中相联。
见原有
密实石灰石
见原表
中密度石灰石
低密度石灰石
1．4有机土和工业下脚料的分类（F类）
这是关于一种特殊材料用于回填和基层料的最新分类，从技术经济角度上对于环保非常有意义。
然而，衡量材料能否进入此等级用于回填和基层的标准却是非常复杂和特殊的。
本文所述的分类标准是通过调查对法国现行应用的此类材料中的主要类别确定的。
图：
工业废料：
磷质石膏（F5级）。
该料表现为耐磨砂料但较不溶于水。
据此划分出了9个子分类，F1-F9。
其中的每一个子分类都有具体的适用的参数标准。
如果积累了足够的经验，就可以在某一个子分类内部再细分其阀值。
下面介绍的表3是这个分类的总表，只限于普通定义和对确定其使用范围有意义的参数。
这些材料的细分类及其采用的参数阀值和说明详见附件1所示。
材料族
代码
有意义的参数
含有机质的天然材料
F1
有机质的含量，然后检查其土工特性，类似于A、B、C类土壤
硅质含铝化合物灰渣
F2
自然含水量与最佳含水量之比，与A、B、C类土壤类似。
煤页岩
F3
燃烧率，检查其土工特性，类似于A、B、C、D类或石料材料
钾肥矿页岩
F4
氯化钠的含量，如果其含量较低，检查其土工特性，相当于A、B、C类土壤
磷酸石膏
F5
获取方式，对石灰有否反应，检测粒度和含水量
生活废渣
F6
未完全燃烧率，溶解物，均质性，拆除钢筋，储存时间，含否燃烧挥发灰烬
建筑拆除弃物
F7
均质性，拆除钢筋（含有不需要的成分，如石膏、木料等），粒度
高炉渣
F8
土工特性与B、C、D类或石料相同
其它工业副料
F9
经专门研究确定其参数
表III：
有机质土、工业废料（F级）的总分类表。
1．5根据材料特性制订的分类代码表（表4）
见原表。
2-回填料的使用条件
2．1应用原则
2．2回填料使用条件的分类表
2．3对分类表中所列使用条件的说明
2．4使用不同类型回填料的强制条件的汇总表
2．5附件2中所示的回填料使用条件的示例表
2．1应用原则
土壤、石料、工业废料能否应用于回填其应遵循的条件如上章所述。
这些条件将在合同的技术标书中有所详尽地描述，以达到符合这些建筑物的质量要求。
这是鉴于以下两个方面的原因：
-一方面，鉴于现有施工机具的性能和传统的实践经验，符合技术施工质量的水平。
-另一方面，考虑到现代发达国家中使用的不同技术和方式的平均施工成本。
由此看来，可以加以采用本文中未曾提及的某些使用条件，将会满足因采用不同的施工工期、服务水平和成本的技术经济环境的不同需求。
特别注意到，对含水量敏感
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