塊料、碎(礫)石路面及基層

第十章

碎、礫石路面學(xué)習(xí)要點：掌握碎、礫石路面的施工工序

；熟悉碎、礫石路面的力學(xué)特性；

了解碎、礫石路面的養(yǎng)護

；第一節(jié)

碎、礫石路面的力學(xué)特性一.碎、礫石路面的強度構(gòu)成

第十章

碎、礫石路面水結(jié)碎石路面、泥結(jié)碎石路面及密級配的碎、礫石路面

強度形成特點：

礦料顆粒間的聯(lián)結(jié)強度一般比礦料本身強度小得多；

外力作用下，材料首先在顆粒之間產(chǎn)生滑動和位移；

這種松散材料組成的路面結(jié)構(gòu)強度，起決定作用的是顆粒之間的聯(lián)結(jié)強度，其抗剪強度可用庫侖公式表示。

第十章

碎、礫石路面第一節(jié)

碎、礫石路面的力學(xué)特性一.碎、礫石路面的強度構(gòu)成（一）.純碎石材料：按嵌擠原則產(chǎn)生強度粒料表面的相互滑動摩擦；因剪切時體積膨脹而需克服的阻力；因粒料重新排列而受到的阻力。摩阻角大小取決于石料的強度、形狀、尺寸、均勻性、表面粗糙度及施工時的壓實程度。第十章

碎、礫石路面第一節(jié)

碎、礫石路面的力學(xué)特性一.碎、礫石路面的強度構(gòu)成（二）.土－碎（礫）石混合料：1.強度形成：含土少時，按嵌擠原則；含土量較多時，則按密實原則形成強度。

土－碎（礫）石混合料的強度和穩(wěn)定性取決于內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力大小。內(nèi)摩阻力和由此產(chǎn)生的抗剪力很大程度上取決于密實度、顆粒形狀和顆粒大小分配，尤以集料大小的分配，特別是粗細(xì)成分比例為最重要。第十章

碎、礫石路面第一節(jié)

碎、礫石路面的力學(xué)特性一.碎、礫石路面的強度構(gòu)成（二）.土－碎（礫）石混合料：2.土－碎（礫）石混合料的三種物理狀態(tài)：第一種：不含或含很少細(xì)料

強度和穩(wěn)定性依賴顆粒間的摩阻力；密實度較低，但透水性好，不易冰凍；施工壓實困難。第十章

碎、礫石路面第一節(jié)

碎、礫石路面的力學(xué)特性一.碎、礫石路面的強度構(gòu)成（二）.土－碎（礫）石混合料：2.土－碎（礫）石混合料的三種物理狀態(tài)：第二種：含有足夠細(xì)料填充顆粒間空隙

能從顆粒接觸獲得強度，強度和密實度有所提高，透水性低；第三種：含有大量細(xì)料而沒有粗顆粒間接觸

易壓實，但密實度低，易冰凍，難透水；強度和穩(wěn)定性受含水量影響大。第十章

碎、礫石路面第一節(jié)

碎、礫石路面的力學(xué)特性一.碎、礫石路面的強度構(gòu)成（二）.土－碎（礫）石混合料：3.不同細(xì)料含量時土－碎（礫）石混合料的密實度和CBR隨壓實功能增加，密實度和CBR值均提高，且都存在相應(yīng)的最佳細(xì)料含量。

細(xì)料成分對碎石集料的CBR影響一般比對礫石的影響小。第十章

碎、礫石路面第一節(jié)

碎、礫石路面的力學(xué)特性一.碎、礫石路面的強度構(gòu)成（二）.土－碎（礫）石混合料：3.不同細(xì)料含量時土－碎（礫）石混合料的密實度和CBR密實度和CBR值都隨集料尺寸增大而增大，但最佳細(xì)料含量降低。

細(xì)料含量小于最大密實度時的含量，其CBR最大。結(jié)論1：只有在已知粒徑分配的情況下，密實度才可作為衡量強度和穩(wěn)定性的依據(jù)。一般細(xì)料含量偏多的混合料強度和穩(wěn)定性低于細(xì)料含量偏低的。第十章

碎、礫石路面第一節(jié)

碎、礫石路面的力學(xué)特性一.碎、礫石路面的強度構(gòu)成（二）.土－碎（礫）石混合料：3.不同細(xì)料含量時土－碎（礫）石混合料的密實度和CBR結(jié)論2：集料為碎石時，由于顆粒嵌擠作用增強，其強度和穩(wěn)定性較圓滑礫石集料為好，滲透系數(shù)也高，更易排水。4.細(xì)粒土塑性指數(shù)影響

小于0.42mm的細(xì)粒土少時，其塑性指數(shù)對礫石三軸強度影響很?。欢?dāng)細(xì)粒土含量增大時，其影響愈來愈大。

第十章

碎、礫石路面第一節(jié)

碎、礫石路面的力學(xué)特性二.碎、礫石材料的應(yīng)力－應(yīng)變特性非線性特性同一側(cè)向應(yīng)力作用下回彈模量隨偏應(yīng)力增大而逐漸減?。?/p>

不論軸向應(yīng)變多大，側(cè)向應(yīng)力增大時，回彈模量也會增大

顆粒材料模量決定于材料級配、形狀、表面構(gòu)造、密實度、含水量等。

第十章

碎、礫石路面第一節(jié)

碎、礫石路面的力學(xué)特性三.碎、礫石材料的形變積累當(dāng)應(yīng)力作用次數(shù)達(dá)到104次時，形變已基本不發(fā)展；

但當(dāng)應(yīng)力較大，超過材料的耐久疲勞應(yīng)力，達(dá)到一定次數(shù)后，形變隨作用次數(shù)而迅速發(fā)展，最終導(dǎo)致破壞；

第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層碎石路面：用加工軋制的碎石按嵌擠原理鋪壓而成。碎石路面種類：水結(jié)碎石、泥結(jié)碎石和干壓碎石等。常用基層：砂、礫石、天然砂石或塊石。碎石路面優(yōu)點：投資不高，可隨交通量增加分期改善。碎石路面缺點：平整度差、易揚塵。強度構(gòu)成：石料的嵌擠作用及填充結(jié)合料的粘結(jié)作用。碎石顆粒尺寸：大致為0~75mm。第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層一.水結(jié)碎石路面（一）.水結(jié)碎石路面形成：1.構(gòu)成：用大小不同的軋制碎石從大到小分層鋪筑，經(jīng)灑水碾壓后而成。

2.強度構(gòu)成：由碎石之間的嵌擠作用以及碾壓時產(chǎn)生的石粉與水形成的石粉漿的粘結(jié)作用而形成。

3.常選石料：石灰?guī)r或白云巖石粉。

4.路面厚度：一般為10~16cm。

第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層一.水結(jié)碎石路面

（二）.水結(jié)碎石路面對材料的基本要求：1.碎石應(yīng)具有較高的強度、韌性和抗磨耗能力；

2.碎石應(yīng)具有棱角且近似立方體，長條扁平的石料不超過10%。

3.碎石應(yīng)干凈，不含泥土雜質(zhì)。

4.碎石最大尺寸應(yīng)根據(jù)石料品質(zhì)及碎石層厚度決定，堅硬石料不得超過碎石層壓實厚度的0.8倍。

第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層一.水結(jié)碎石路面

（三）.水結(jié)碎石路面施工1.施工工序：準(zhǔn)備工作撒鋪石料并攤平預(yù)碾碎石碾壓碎石并灑水撒鋪嵌縫料并碾壓與灑水粘壓撒鋪石屑并灑水碾壓成型初期養(yǎng)護第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層一.水結(jié)碎石路面

（三）.水結(jié)碎石路面施工2.施工要求：一般情況按全幅施工。攤鋪主石時，不論分一層或兩層均應(yīng)按壓實系數(shù)1.25~1.3一次攤鋪，并仔細(xì)找平。3.碎石碾壓質(zhì)量的影響因素：石料性質(zhì)、形狀、層厚、壓路機類型和重量、碾壓行程次數(shù)，以及灑水與鋪撒嵌縫料的適時與否等。第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層一.水結(jié)碎石路面

（三）.水結(jié)碎石路面施工4.碾壓過程：第一階段穩(wěn)定期：采用60~80KN輕型壓路機先干壓2~3遍，再隨壓隨灑水。第二階段壓實期：采用80~120KN中型壓路機灑水碾壓，直至碎石不松動、不起波浪，表面無輪跡。第三階段成型期：撒鋪嵌縫料，灑水，并以120KN的重型壓路機碾壓，直至形成密實的表面層不出現(xiàn)碾輪輪跡為止。。第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層一.水結(jié)碎石路面

（三）.水結(jié)碎石路面施工5.碾壓要求：碾壓時應(yīng)從路兩側(cè)開始，逐漸移向路中碾壓輪跡重疊寬度：對三輪壓路機為后輪寬度的1/3~1/2；對雙輪壓路機則為20~30cm。第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層二.泥結(jié)碎石路面

（一）.泥結(jié)碎石路面形成1.構(gòu)成：以碎石作為骨料、泥土作為填充料和粘結(jié)料，經(jīng)壓實修筑而成的一種結(jié)構(gòu)。

2.路面厚度：一般為8~20cm，當(dāng)總厚度超過15cm時，一般分兩層鋪筑，上層6~10cm，下層9~14cm。

3.強度構(gòu)成：不僅有賴于碎石的相互嵌擠作用，同時也有賴于土的粘結(jié)作用。

第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層二.泥結(jié)碎石路面

（二）.泥結(jié)碎石路面對材料的基本要求：1.石料等級不宜低于Ⅵ級，長條扁平狀顆粒不宜超過20%；2.所用粘土應(yīng)具有較高的粘性，塑性指數(shù)以12~15為宜，粘土內(nèi)不得含腐殖質(zhì)或其他雜物，粘土用量一般不超過混合料總重的15%~18%。

第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層二.泥結(jié)碎石路面

（三）.泥結(jié)碎石路面施工1.施工方法：準(zhǔn)備工作攤鋪碎石預(yù)壓澆灌泥漿撒嵌縫料碾壓灌漿法、拌和法、層鋪法2.施工工序：第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層二.泥結(jié)碎石路面

（四）.泥結(jié)碎石基層：1.特點及適用性：水穩(wěn)定性較差，當(dāng)用作瀝青路面基層時一般只適用于干燥路段。2.材料要求：

主層礦料的粒徑不宜小于40mm，并不大于層厚的0.7倍。嵌縫料應(yīng)與主層礦料的最小粒徑相銜接。土的塑性指數(shù)以10~12為宜，含土量不宜大于混合料總重的15%。第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層三.泥灰結(jié)碎石路面1.形成：以碎石為骨料，用一定數(shù)量的灰和土作粘結(jié)填縫料的碎石路面。2.材料要求：

粘土質(zhì)量規(guī)格要求與泥結(jié)碎石路面相同。石灰質(zhì)量不低于3級；石灰與土的用量不應(yīng)大于混合料總重的20%，石灰劑量為土重的8%~12%。。程序與質(zhì)量要求與泥結(jié)碎石路面相同。3.施工要求：

采用拌和法時應(yīng)先將石灰與土拌和，再撒在石料上拌和，攤鋪均勻，邊壓邊灑水。第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層四.填隙干壓碎石基層1.形成：碎石基層可采用干壓方法，要求填縫緊密，碾壓堅實。如土基軟弱，應(yīng)先鋪筑低劑量石灰土或砂礫墊層。2.材料要求：石料和嵌縫料的尺寸，視結(jié)構(gòu)層厚度而定。

壓實厚度為8~10cm，一般采用30~50mm粒徑的石料和5~15mm粒徑的嵌縫料；壓實厚度為11~15cm，碎石最大尺寸不得大于層厚的0.7倍，50mm以上粒徑的石料應(yīng)占70~80%，同時應(yīng)兩次嵌縫，其粒徑為20~40mm和5~15mm。第十章

碎、礫石路面第二節(jié)

碎石路面與基層碎、礫石路面施工質(zhì)量好壞的關(guān)鍵：

從上到下粗碎石間空隙要填滿

表面粗碎石間的空隙要填滿，填隙料不能覆蓋粗碎石而自成一體，表面應(yīng)看見粗碎石。第十章

碎、礫石路面第三節(jié)

級配礫（碎）石路面一.級配礫（碎）石路面與基（墊）層的厚度和材料1.厚度：級配礫（碎）石路面：由各種集料和土，按最佳級配原理修筑而成的路面層或基層。路面厚度一般為8~16cm，當(dāng)厚度大于16cm時應(yīng)分兩層鋪筑，下層為總厚度的0.6倍，上層為總厚度的0.4倍?；鶎优c面層為同類型，總厚度在16cm以下時，可分兩次攤鋪，一次碾壓。

第十章

碎、礫石路面第三節(jié)

級配礫（碎）石路面一.級配礫（碎）石路面與基（墊）層的厚度和材料2.材料要求：

材料主要為天然礫石或較軟的碎石，其形狀接近立方體或圓球形最佳，石料強度應(yīng)不低于Ⅳ級。級配礫（碎）石基層應(yīng)密實穩(wěn)定。為防止凍脹和濕軟，應(yīng)注意控制小于0.6mm細(xì)料的含量和塑性指數(shù)。用作墊層時，其級配砂礫要求顆粒尺寸控制在4.75~31.5mm之間，其中19~31.5mm含量不少于50%。第十章

碎、礫石路面第三節(jié)

級配礫（碎）石路面二.級配礫（碎）石路面與基（墊）層的施工開挖路槽備料運料鋪料拌和與整形碾壓鋪封層1.施工工序：2.天然砂礫基層材料要求：其顆粒組成中，大于20mm的粗骨料要占40%以上，最大粒徑不宜大于壓實厚度的0.7倍，并不大于100mm，小于0.5mm的細(xì)料含量應(yīng)小于15%，塑性指數(shù)不得大于4。第十章

碎、礫石路面第三節(jié)

級配礫（碎）石路面二.級配礫（碎）石路面與基（墊）層的施工3.天然砂礫基層施工：4.提高天然砂礫基層強度和整體性的方法可在其表面嵌入碎石或鋪碎石過渡層。關(guān)鍵在于灑水碾壓。第十章

碎、礫石路面第四節(jié)

優(yōu)質(zhì)級配碎石基層1.用途：2.強度來源：來源于碎石強度本身及碎石顆粒之間的嵌擠力。用于柔性路面的基層和底基層。用于半剛性基層與瀝青面層之間，以減少反射裂縫。3.對材料的要求：高速公路和一級公路路面級配碎石集料壓碎值應(yīng)不大于26%。小于0.5mm的細(xì)料建議其液限小于25%，塑性指數(shù)應(yīng)小于8%。第十章

碎、礫石路面第四節(jié)

優(yōu)質(zhì)級配碎石基層4.對級配的要求：5.應(yīng)力應(yīng)變特性及其回彈模量：振動成型可使級配碎石獲得更高的CBR值和回彈模量。其級配應(yīng)能獲得最大密實的集料，并具有較好的透水性能。級配碎石材料具有顯著的非線性，使其在剛度較大的下臥層上，表現(xiàn)出較大的回彈模量。建議：處于上基層的級配碎石彈性模量取350~550MPa，下基層取150~250MPa第十章

碎、礫石路面第五節(jié)

碎（礫）石路面的養(yǎng)護一.磨耗層與保護層1.磨耗層：要求：具有足夠的堅實性和穩(wěn)定性，通常多用堅硬、耐磨、抗凍性強的級配粒料鋪筑。作用：抵抗由車輪水平力和輪后吸力引起的磨損和松散，以及自然因素的破壞作用，并提高平整度。主要任務(wù)：使路面保持應(yīng)有的強度和平整度；對產(chǎn)生的病害進行事前預(yù)防和事后及時維修。厚度：采用堅硬小礫石或石屑時，宜厚2~3cm，用砂土?xí)r宜厚1~2cm，用軟質(zhì)材料時，宜厚3~4cm。第十章

碎、礫石路面第五節(jié)

碎（礫）石路面的養(yǎng)護一.磨耗層與保護層2.保護層：厚度：一般不大于1cm。作用：保護磨耗層，減少車輪對磨耗層的磨損。類型：穩(wěn)定保護層：使用含有粘土的混合料，借行車碾壓，形成穩(wěn)固的硬殼。有砂土混合料與土砂封面兩種。松散保護層：只用粗砂或小礫石而不用粘土，在磨耗層上呈松散狀態(tài)。適用于干旱和大風(fēng)地區(qū)。適用于南方潮濕地區(qū)。第十章

碎、礫石路面第五節(jié)

碎（礫）石路面的養(yǎng)護二.碎（礫）石路面養(yǎng)護維修與改善1.磨耗層的修理：磨耗層坎坷不平，可鏟去突出部分，并用同樣的級配混合料補平壓實。2.坑槽、車轍的修理：坑槽、車轍較淺時，在清除雜物后，灑水潤濕，再用與原路面相同材料拌和填補，并夯壓密實。較深時，劃定整齊的范圍，矩形開挖，壁應(yīng)垂直，深度不小于坑槽最大深度，及最大顆粒的1.5倍。清除雜物整平槽底，鋪料，夯實。第十章

碎、礫石路面第五節(jié)

碎（礫）石路面的養(yǎng)護二.碎（礫）石路面養(yǎng)護維修與改善3.路面松散和波浪（搓板）的防治：產(chǎn)生原因：材料的粘結(jié)力不夠、拌和不均、碾壓不實等修理方法：松散厚度小于3cm時，可將松散材料掃集進行篩分，并添加新料的粘土灑水重拌，重鋪壓實。松散厚度大于3cm時，可按前述補坑方法處理。（1）松散的防治：預(yù)防措施：保持路面一定的濕潤度，氣候干燥時應(yīng)予灑水，可添加食鹽或鹽水。第十章

碎、礫石路面第五節(jié)

碎（礫）石路面的養(yǎng)護二.碎（礫）石路面養(yǎng)護維修與改善3.路面松散和波浪（搓板）的防治：產(chǎn)生原因：（2）波浪的防治：修補措施：程度輕微的可刮平，并用相同材料修補；嚴(yán)重的應(yīng)進行局部徹底翻修。材料配合不好：混合料中細(xì)料過多，塑性指數(shù)過低等；施工不當(dāng)：拌和不均，碾壓不均勻、不及時、不密實等；養(yǎng)護不善：干燥不灑水，不及時掃除松散粒料和進行整平等；路基、路面強度不足或強度不均勻第十一章塊料路面第一節(jié)塊料路面概述

定義：用塊狀石料或混凝土，預(yù)制塊鋪筑的路面稱為塊料路面。主要優(yōu)點：堅固耐久、清潔少塵、養(yǎng)護修理方便。主要缺點：用手工鋪筑，難以實現(xiàn)機械化施工，塊料之間容易出現(xiàn)松動，鋪筑進度慢，建筑費用高。構(gòu)造特點：必須設(shè)置整平層；塊料之間填縫料嵌填，使塊料滿足強度和穩(wěn)定性的要求。整平層作用：用來墊平基礎(chǔ)表面及塊石底面，以保持塊石頂面平整及緩和車輛行駛時的沖擊、振動作用。整平層材料：一般采用級配良好、清潔的粗砂或中砂，有時采用煤渣或石屑以及水泥砂或瀝青砂作整平層。填縫料作用：主要用來填充塊料間縫隙，嵌緊塊料，加強路面的整體性，并起著保護塊料邊角與防止路面水下滲作用。材料：一般采用砂作填縫料，有時應(yīng)用水泥砂漿或瀝青瑪蹄脂。塊料路面的強度構(gòu)成：主要借基礎(chǔ)的承載力和石塊與石塊之間的摩擦力所構(gòu)成?；鶎樱阂话悴捎昧Ａ匣鶎雍桶雱傂曰鶎印Ｆ茐奶卣鳎毫Ａ匣鶎又饕憩F(xiàn)為使用年限內(nèi)產(chǎn)生的永久變形量。半剛性基層主要是基層底面的彎拉應(yīng)力超過材料的疲勞強度。第二節(jié)天然塊料路面定義：用石料經(jīng)修琢成塊狀材料鋪筑的路面稱天然塊料路面。分類：高級石塊路面、中級石塊路面、低級石塊路面。塊石面層的施工過程：放樣、攤鋪整平層、鋪砌石塊及嵌縫壓實。施工注意事項：1.攤鋪整平層時，應(yīng)注意與鋪砌石塊進度相配合，不宜超前過多。2.鋪砌石塊時，應(yīng)根據(jù)道路中線、邊線及路拱形狀，先鋪路緣石及導(dǎo)石，再掛線進行排砌。3.對于不整齊石塊、應(yīng)先選用較大石塊鋪在路邊緣，然后用適當(dāng)尺寸的石塊鋪砌中間，并使邊部縱向鋪砌進度適當(dāng)超出中間部分。4.鋪砌的石塊應(yīng)將平整的大面朝上，小頭豎直嵌入整平層一定深度，石塊之間必須靠緊、錯縫、表面平整，且石塊長邊應(yīng)與行車方向垂直。在陡坡和彎道超高路段，應(yīng)由低處向高處鋪砌。石塊鋪砌好并用路拱板檢驗合格后，即用填縫料嵌縫并加以夯打或碾壓，直到堅實穩(wěn)定無顯著變形為止。第三節(jié)機制塊料路面

機制塊料路面：是用工廠預(yù)制的高強度、高精確度的塊體緊密排列作為面層形成的路面。１.主要特點：

(1)路面采用的機制塊料本身具有良好的物理性能；

(2)具有良好的抗凍性和耐