路基路面工程-第09讲-碎砾石与无机结合稳定料路面(上)

1、路基路面工程路基路面工程路基路面工程路基路面工程路基工程路基工程路面工程路面工程第九讲第九讲 碎砾石碎砾石与无机结合稳定料路面与无机结合稳定料路面第一节碎、砾石路面力学特性第一节碎、砾石路面力学特性第二节优质级配碎石基层第二节优质级配碎石基层第三节碎、砾石路面的养护第三节碎、砾石路面的养护学习要点掌握掌握碎、砾石路面的力学特性碎、砾石路面的力学特性 熟悉优质继配碎石基层特性熟悉优质继配碎石基层特性了解了解碎、砾石路面的养护碎、砾石路面的养护 第一节第一节 碎碎/ /砾石路面力学特性砾石路面力学特性1 1一、一、碎、砾石路面的碎、砾石路面的强度强度构成构成通常指水结碎石路面、泥结碎石路面及密级配

2、的碎、砾通常指水结碎石路面、泥结碎石路面及密级配的碎、砾石路面，用于中低等交通量公路（城镇、乡村）石路面，用于中低等交通量公路（城镇、乡村）强度形成特点：强度形成特点：松散材料的松散材料的内摩擦力内摩擦力矿料颗粒间的矿料颗粒间的联结强度联结强度一般比矿料一般比矿料本身强度本身强度小得多；小得多；外力作用下，材料首先在颗粒之间产生外力作用下，材料首先在颗粒之间产生滑动滑动和和位移位移；第一节第一节 碎碎/ /砾石路面力学特性砾石路面力学特性2 2一、一、碎、砾石路面的碎、砾石路面的强度强度构成构成（一）（一）. . 纯碎石材料：纯碎石材料：按按嵌挤原则嵌挤原则产生强度粒料表面的相互滑动摩擦；产生

3、强度粒料表面的相互滑动摩擦；因剪切时体积膨胀而需克服的阻力；因剪切时体积膨胀而需克服的阻力；因粒料重新排列而受到的阻力。因粒料重新排列而受到的阻力。摩阻角摩阻角大小取决于石料的强度、形状、尺寸、均匀性、大小取决于石料的强度、形状、尺寸、均匀性、表面粗糙度及施工时的压实程度。表面粗糙度及施工时的压实程度。第一节第一节 碎碎/ /砾石路面力学特性砾石路面力学特性2 2一、一、碎、砾石路面的碎、砾石路面的强度强度构成构成（二）（二）. . 土、碎土、碎( (砾砾) )石混合料：石混合料：1. 1. 强度形成：强度形成：含含土土少少时，时，按嵌挤原则按嵌挤原则；含；含土土量较量较多多时，则按时，则按密

4、实原则密实原则形成强度。形成强度。土碎（砾）石混合料的强度和稳定性取决于土碎（砾）石混合料的强度和稳定性取决于内摩阻力内摩阻力和和粘结力粘结力大小。大小。抗剪强度决定于颗粒级配，即集料粗、细成分比例。抗剪强度决定于颗粒级配，即集料粗、细成分比例。第一节第一节 碎碎/ /砾石路面力学特性砾石路面力学特性4 4一、一、碎、砾石路面的碎、砾石路面的强度强度构成构成2.2. 三种物理状态三种物理状态：第第1 1种：不含或含很少细料种：不含或含很少细料l 粗颗粒摩擦形成强度；密实度较粗颗粒摩擦形成强度；密实度较低低透水性透水性好不易好不易冰冻；冰冻；第第2 2种：含有足够细料填充颗粒间空隙种：含有足够细

5、料填充颗粒间空隙l 粗细颗粒摩擦形成强度；密实度提高，透水性降低；粗细颗粒摩擦形成强度；密实度提高，透水性降低；第第3 3种：含有大量细料而种：含有大量细料而没有没有粗颗粒间接触粗颗粒间接触l 细颗粒摩擦形成强度；密实度提细颗粒摩擦形成强度；密实度提高高，透水性降低；，透水性降低； 第一节第一节 碎碎/ /砾石路面力学特性砾石路面力学特性4 4二、二、碎、砾石材料的碎、砾石材料的应力应变应力应变特性特性非线性非线性同一侧向应力作用下随偏应力同一侧向应力作用下随偏应力增大增大，回弹模量逐渐，回弹模量逐渐减小减小侧向应力侧向应力增大增大时，回弹模量时，回弹模量增大增大根据根据三轴试验三轴试验获得回

6、弹模量计算公式获得回弹模量计算公式 22)2(3111KKrKKE第一节第一节 碎碎/ /砾石路面力学特性砾石路面力学特性4 4三、三、碎、砾石材料的碎、砾石材料的变形累积变形累积当应力当应力作用次数作用次数N N达到达到10104 4次时，形变已基本次时，形变已基本不发展不发展；但当但当应力应力较大较大，超过超过材料的材料的耐久疲劳应力耐久疲劳应力，达到，达到一定次一定次数数后，形变随作用次数而后，形变随作用次数而迅速发展迅速发展，最终导致，最终导致破坏破坏； 第二节第二节 优质级配碎石基层优质级配碎石基层1 11.用途用途v用于柔性路面的用于柔性路面的基层基层和和底基层底基层。v用于用于半

7、刚性基层半刚性基层与与沥青面层沥青面层之间，以减少之间，以减少反射裂缝反射裂缝2.2.强度来源强度来源v来源于来源于碎石碎石强度本身及碎石颗粒之间的强度本身及碎石颗粒之间的嵌挤力嵌挤力。 3.3.对材料的要求对材料的要求v高速公路和一级公路路面级配碎石集料高速公路和一级公路路面级配碎石集料压碎值压碎值应不大应不大于于26%26%。v小于小于0.50.5mmmm的细料建议其液限小于的细料建议其液限小于25%25%，无塑性。，无塑性。第二节第二节 优质级配碎石基层优质级配碎石基层1 14.级配要求级配要求v级配应能获得级配应能获得最大密实最大密实的集料，并具有较好的透水性的集料，并具有较好的透水性

8、能，即为能，即为最佳级配优质碎石最佳级配优质碎石。5.5.应力应变特性及其回弹模量应力应变特性及其回弹模量v振动成型振动成型可使级配碎石获得更高的可使级配碎石获得更高的CBRCBR值值和和回弹模量回弹模量v级配碎石材料具有级配碎石材料具有显著的非线性（显著的非线性（应力小，模量大应力小，模量大），使其在刚度较大的下卧层（，使其在刚度较大的下卧层（半刚性基层半刚性基层）上，表现）上，表现出较大的回弹模量。出较大的回弹模量。v建议：处于上基层的级配碎石弹性模量取建议：处于上基层的级配碎石弹性模量取350350550550MPaMPa，下基层取下基层取150150250250MPaMPa第三节第三节

9、 碎碎/ /砾石路面的养护砾石路面的养护1 1主要任务：主要任务：使路面使路面保持保持应有的应有的强度强度和和平整度平整度；对产生的；对产生的病害进行病害进行事前预防事前预防和和事后及时维修事后及时维修。一、一、磨耗层与保护层磨耗层与保护层（一）磨耗层（一）磨耗层作用：作用：抵抗抵抗由车轮水平力和轮后吸力引起的由车轮水平力和轮后吸力引起的磨损磨损和和松松散散，以及自然因素的破坏作用，并，以及自然因素的破坏作用，并提高提高路面路面平整度平整度要求：具有足够要求：具有足够坚实性坚实性和和稳定性稳定性，通常多用坚硬、耐，通常多用坚硬、耐磨、抗冻性强的级配粒料铺筑。磨、抗冻性强的级配粒料铺筑。厚度：采

10、用坚硬小砾石或石屑时，宜厚厚度：采用坚硬小砾石或石屑时，宜厚2-32-3cmcm，用砂土用砂土时宜厚时宜厚1-21-2cmcm，用软质材料时，宜厚用软质材料时，宜厚3-43-4cmcm。 第三节第三节 碎碎/ /砾石路面的养护砾石路面的养护2 2二、二、碎砾石路面养护、维修与改善碎砾石路面养护、维修与改善磨耗层的铺筑与养护：磨耗层的铺筑与养护： 在粒料路面上铺筑养护在粒料路面上铺筑养护磨耗层磨耗层和和保护层保护层是粒料路是粒料路面面养护养护的一项主要工作。的一项主要工作。根据设计规定铺筑的根据设计规定铺筑的宽度，宽度，1.划出边线划出边线，2.清扫清扫浮土浮土及及松散材料松散材料，3.修补修补

11、坑槽坑槽，4.校正校正路拱路拱。第三节第三节 碎碎/ /砾石路面的养护砾石路面的养护1 1二、二、碎砾石路面养护、维修与改善碎砾石路面养护、维修与改善磨耗层的铺筑与养护：磨耗层的铺筑与养护： 在粒料路面上铺筑养护磨耗层和保护层是粒料路在粒料路面上铺筑养护磨耗层和保护层是粒料路面养护的一项主要工作。面养护的一项主要工作。在路面铺料宽度内在路面铺料宽度内1.洒洒水水，并用扫帚或扫浆器，并用扫帚或扫浆器2.扫扫起一薄层泥起一薄层泥浆浆，在泥浆，在泥浆表面未干之前即进行表面未干之前即进行3.铺铺料料。第三节第三节 碎碎/ /砾石路面的养护砾石路面的养护1 1二、二、碎砾石路面养护、维修与改善碎砾石路面

12、养护、维修与改善磨耗层的铺筑与养护：磨耗层的铺筑与养护： 在粒料路面上铺筑养护磨耗层和保护层是粒料路在粒料路面上铺筑养护磨耗层和保护层是粒料路面养护的一项主要工作。面养护的一项主要工作。根据材料性质及干湿根据材料性质及干湿地区气候与季节等因素，地区气候与季节等因素，通过试验确定的材料通过试验确定的材料配合配合比比进行进行配料配料。第三节第三节 碎碎/ /砾石路面的养护砾石路面的养护1 1二、二、碎砾石路面养护、维修与改善碎砾石路面养护、维修与改善磨耗层的铺筑与养护：磨耗层的铺筑与养护： 在粒料路面上铺筑养护磨耗层和保护层是粒料路在粒料路面上铺筑养护磨耗层和保护层是粒料路面养护的一项主要工作。面

13、养护的一项主要工作。扫浆之后，即扫浆之后，即摊铺摊铺拌拌和料和料，松铺系数一般为，松铺系数一般为1.31.31.41.4，摊铺时每隔，摊铺时每隔2020m m用直尺和路拱板校正用直尺和路拱板校正平整平整度度和和路拱度路拱度。第三节第三节 碎碎/ /砾石路面的养护砾石路面的养护1 1二、二、碎砾石路面养护、维修与改善碎砾石路面养护、维修与改善磨耗层的铺筑与养护：磨耗层的铺筑与养护： 在粒料路面上铺筑养护磨耗层和保护层是粒料路在粒料路面上铺筑养护磨耗层和保护层是粒料路面养护的一项主要工作。面养护的一项主要工作。1.在碾压前，在碾压前，培筑路肩培筑路肩并整平，使并整平，使路肩路肩与与磨磨耗层耗层同时

14、压实同时压实，以保护磨耗层边缘。，以保护磨耗层边缘。2.2.碾压应在混合料碾压应在混合料最佳含水量最佳含水量时进行，并与时进行，并与铺料工序铺料工序紧密衔接。紧密衔接。 3.3.采用采用轻型压路机轻型压路机（2 23 3t t）碾压碾压2 23 3遍遍; ;初步压实后开放交通，利用初步压实后开放交通，利用行车行车控制控制碾压碾压。第三节第三节 碎碎/ /砾石路面的养护砾石路面的养护1 1二、二、碎砾石路面养护、维修与改善碎砾石路面养护、维修与改善磨耗层的铺筑与养护：磨耗层的铺筑与养护： 在粒料路面上铺筑养护磨耗层和保护层是粒料路在粒料路面上铺筑养护磨耗层和保护层是粒料路面养护的一项主要工作。面

15、养护的一项主要工作。铺筑保护层，铺筑保护层，保护磨耗层，保护磨耗层，减少车轮对磨耗层的磨损减少车轮对磨耗层的磨损第三节第三节 碎碎/ /砾石路面的养护砾石路面的养护1 1二、二、碎砾石路面养护、维修与改善碎砾石路面养护、维修与改善磨耗层的铺筑与养护：磨耗层的铺筑与养护： 在粒料路面上铺筑养护磨耗层和保护层是粒料路在粒料路面上铺筑养护磨耗层和保护层是粒料路面养护的一项主要工作。面养护的一项主要工作。1.铺筑后铺筑后第一周第一周内每天洒水内每天洒水一次一次；2.第二周第二周内内隔天隔天洒水洒水一次一次；3.洒水同时还应引导洒水同时还应引导行车碾压行车碾压，并适当加以修理，并适当加以修理，待磨耗层待

16、磨耗层达到达到全面坚实全面坚实后，转入后，转入正常养护正常养护阶段。阶段。第三节第三节 碎碎/ /砾石路面的养护砾石路面的养护1 1一、一、磨耗层与保护层磨耗层与保护层（二）保护层（二）保护层作用：作用：保护保护磨耗层磨耗层，减少车轮对磨耗层的磨损。，减少车轮对磨耗层的磨损。厚度：一般不大于厚度：一般不大于1 1cmcm。 类型：类型：v稳定保护层稳定保护层：使用：使用含有粘土含有粘土的的混合料混合料，借行车碾压，借行车碾压，形成稳固的硬壳。有砂土混合料与土砂封面两种。形成稳固的硬壳。有砂土混合料与土砂封面两种。适适用于用于干旱干旱和和大风大风地区。地区。v松散保护层松散保护层：只用粗砂或小砾

17、石而：只用粗砂或小砾石而不用粘土不用粘土，在磨耗，在磨耗层上呈松散状态。层上呈松散状态。适用于南方潮湿地区。适用于南方潮湿地区。第三节第三节 碎碎/ /砾石路面的养护砾石路面的养护1 1二、二、碎砾石路面养护、维修与改善碎砾石路面养护、维修与改善（一）（一）磨耗层磨耗层的修理的修理磨耗层坎坷不平，可磨耗层坎坷不平，可铲去铲去突出部分，并用同样的级配突出部分，并用同样的级配混合料混合料补平补平压实压实。（二）（二）坑槽坑槽、车辙车辙的修理的修理坑槽、车辙较浅时，在清除杂物后，洒水润湿，再用坑槽、车辙较浅时，在清除杂物后，洒水润湿，再用与原路面相同材料与原路面相同材料拌和填补拌和填补，并，并夯压密

18、实夯压密实。第三节第三节 碎碎/ /砾石路面的养护砾石路面的养护1 1二、二、碎砾石路面养护、维修与改善碎砾石路面养护、维修与改善坑槽车辙防治坑槽车辙防治 成因：成因：坑槽由于面层坑槽由于面层网裂网裂、龟裂龟裂未及时养护未及时养护而成。而成。处治原则处治原则：按破坏：按破坏面积大面积大小小及及深度深度采取采取不同方法不同方法及及时修补时修补，修补时尽量采用，修补时尽量采用与与原路面原路面相同的材料。相同的材料。第三节第三节 碎碎/ /砾石路面的养护砾石路面的养护1 1二、二、碎砾石路面养护、维修与改善碎砾石路面养护、维修与改善泥泞防治泥泞防治 表现形式：表现形式：雨后表层发软，行车时泥浆飞溅打滑雨后表层发软，行车时泥浆飞溅打滑成因：成因：碎砾石路面材料中碎砾石路面材料中细料过多细料过多、碾压不实、路、碾压不实、路面面排水不良排水不良等引起等引起处治方法：处治方法：雨后雨后刮去泥浆刮去泥浆，撒上，撒上粗砂粗砂、石屑或小砾、石屑或小砾石等材料，