第十章 碎、砾石路面幻灯片.ppt

1、第十章 碎、砾石路面,第一节 碎、砾石路面的力学特性 一、 碎、砾石路面的力学特性 碎、砾石路面通常是指水结碎石路面、泥结碎石路面以及密级配的碎（砾）石路面等数种，这类路面通常只能用于中低等交通量的公路。 1、纯碎石材料 按嵌挤原则产生强度，它的抗剪强度主要决定于剪切面上的法向应力和材料内摩阻角，由下列三项因素构成： A、粒料表面的相互滑动摩擦； B、因剪切时体积膨胀而需克服的阻力； C、因粒料重新排列而受到的阻力。,第十章 碎、砾石路面,2、土碎（砾）石混合料 强度和稳定性取决于内摩阻力和粘结力的大小。当混合料中含土较少时，按嵌挤原则形成强度；反之，则按级配密实原则形成强度。 土碎（砾）石混

2、合料三种物理状态： A、不含或含很少细料的混合料，它的强度和稳定性依靠颗粒之间摩阻力获得，这种材料没有粘结力，施工时压实困难； B、含有足够的细料来填充颗粒之间空隙的混合料，它仍然能够通过颗粒接触而获得强度，施工时较第一种情况易压实； C、含有大量细料，而粗颗粒之间的接触很少，集料仅仅,第十章 碎、砾石路面,浮在细料之中，这类混合料施工时易压实，但其密实度较低，强度和稳定性受含水率影响很大。 二、碎、砾石材料的应力应变特性 是一种典型的非线性性质，在设计路面结构时，材料模量值取用较为复杂。根据试验研究结果，回弹模量计算公式采用（10-1）。 颗粒材料的模量取决于材料的级配、形状、表面构造、密实

3、度和含水率等。一般密实度越高，模量值越大；棱角多、表面粗糙者有较高模量；当细料含量不多时，含水率影响甚小。 三、碎、砾石材料的形变积累 良好级配砾石在保证良好排水条件下，在应力作用次数,第十章 碎、砾石路面,达到10000次时，形变已基本上不发展；当应力较大，超过材料的耐久疲劳应力，达到一定次数后，形变随应力作用次数而迅速发展，最终导致破坏。级配组成差的粒料，即使应力作用了很多次，仍继续有塑性变形的增长，但欲获得低的塑性变形，级配料中的细料含量必须小于获得最大密实度的细料含量。,第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层 1、碎石路面的强度主要依靠石料的嵌挤作用以及填充结合料的粘结作用。 2

4、、碎石路面分为水结碎石、泥结碎石、级配碎石和干压碎石。 3、碎石路面常用砂、砾石、天然砂石或块石为基层，或直接铺于路基上。 一、水结碎石路面 水结碎石路面是用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑，经洒水碾压后形成的一种结构层。其强度由碎石之间的嵌挤作用以及碾压时所产生的石粉与水形成的石粉浆的粘结作用形成的。厚度一般为1016cm。,第十章 碎、砾石路面,水结碎石路面对材料的基本要求： 碎石应具有较高的强度、韧性和抗磨耗能力；碎石应具有棱角且近于立方体，长条扁平的石料不超过10%；碎石应干净，不含泥土杂物；碎石最大粒径不应超过压实厚度的0.8倍。 水结碎石路面施工工序： 准备工作撒铺石料并摊平，可

5、分一、二次撒铺预碾碎石碾压碎石并洒水撒铺嵌缝料并碾压与洒水碾压撒铺石屑并洒水碾压成型初期养护。 一般情况下应全幅路施工，如半幅施工，接缝处应处理仔细。 水结碎石路面的碾压分三阶段：,第十章 碎、砾石路面,第一阶段：稳定期，用6080KN的轻型压路机先干压23遍，再随压随洒水，洒水目的是使碎石在压路机作用下就位压实； 第二阶段：压实期，宜采用80120KN中型压路机进行洒水碾压，应洒水以便进一步增加石料间的嵌挤程度，此阶段直至碎石不再松动，表面无轮迹为止。 第三阶段：成型期，撒铺嵌缝料，洒水，并以120KN的重型压路机碾压。 二、泥结碎石路面 以碎石作为骨料，粘土作为填充料和粘结料，经压实修筑而

6、成的一种结构。它的力学强度和稳定性不仅取决于碎石的相互嵌挤作用，同时也受到土的粘结作用的影响。,第十章 碎、砾石路面,它的水稳定性差，只适用于干燥路段。 能用于低等级道路的路面。厚度一般为820厘米，厚度超过15厘米时，分两层铺筑。 施工方法有灌浆法、拌和法、层铺法三种。 灌浆法施工工艺：准备工作，摊铺碎石，初压，灌浆，撒嵌缝料，碾压。 三、泥灰结碎石基层 是以碎石为骨料，用一定数量的石灰和土做粘结填缝料的结构层。由于掺入了石灰，泥灰结碎石的水稳定性优于泥结碎石。可作为中级路面的面层。施工工序与泥结碎石相同。,第十章 碎、砾石路面,四、填隙干压碎石基层 是用尺寸均匀的碎（砾）石作为基本材料，以

7、石屑、粘土或石灰土作为填充结合料，经压实而成的结构层。其强度主要靠碎石颗粒间的嵌挤作用以及填充结合料的粘结作用。 用单一尺寸的粗碎石做主骨料，形成嵌锁作用，并用石屑填满碎石间的孔隙，经碾压形成密实和稳定的结构层。 适用于各等级公路的底基层和二级以下公路的基层，每层厚度为1020厘米。,第十章 碎、砾石路面,第三节 级配砾（碎）石路面 级配砾（碎）石路面，是由各种集料（碎石或砾石）和土，按最佳级配原理修筑而成的路面层或基层。级配砾碎石路面的强度是由摩阻力和粘结力构成，具有一定的水稳性和力学强度。 一、级配砾（碎）石路面与基（垫）层的厚度和材料 面层厚度一般为816cm，当厚度大于16CM时应分两

8、层铺筑，下层厚度为总厚度的0.6倍。如果基层和面层为同样类型的结构，其总厚度在16CM以下时，可分两层摊铺，一次碾压。 级配砾（碎）石路面所用材料，主要为天然砾石或较软的碎石。,第十章 碎、砾石路面,二、级配砾（碎）石路面与基（垫）层的施工 级配砾（碎）石路面与基（垫）层的施工，一般按下列工序进行： 开挖路槽备料运输铺料拌和与整型碾压铺封层 开挖路槽完毕后用重型压路机碾压达到规定压实度；备料运料按施工路段长度分段运备材料，砾（碎）石可直接堆放在路槽内，砂及粘土堆放在路肩上；铺料时，先铺砾石，再铺粘土，最后铺砂；碾压时，先用轻型压路机压2-3遍，继而用中型压路机碾压成型，碾压时注意在最佳含水率下

9、进行。,第十章 碎、砾石路面,第四节 优质级配碎石基层 优质级配碎石基层强度主要来源于碎石本身强度及碎石颗粒之间的嵌挤力。影响碎石强度与刚度的重要因素是级配，一般来说，密实的级配易于获得高密度，从而使级配碎石获得较高的CBR值和回弹模量。 采用重型击实和振动成型方法对级配碎石的试验表明：振动成型可以使级配碎石获得更高的CBR值和回弹模量。级配碎石的回弹模量随应力状态而变呈非线性关系，这表明处于路面结构半刚性基层上的级配碎石上基层和处于地基上的级配碎石底基层，由于所处的应力状态不同，它们的弹性模量取值也不同。,第十章 碎、砾石路面,第五节 碎（砾）石路面的养护 碎（砾）石路面养护的主要任务是：在

10、各种交通组成和交通量的负荷下，使路面保持应用的强度和平整度；对路面在车辆荷载与自然因素影响下产生的病害，进行事前预防及事后及时维修，使其经常保持良好的状态，以便利行车，并延长使用寿命。 为提高碎（砾）石路面的平整度，抵抗行车和自然因素的破坏，应在面层上加铺磨耗层和保护层。 一、磨耗层与保护层 1、磨耗层 是路面的表面部分，用以抵抗由车轮水平力和轮后吸力所引起的磨损，以及大气温度、湿度变化等因素的破坏作用，并能提高路面平整度，应具有足够的坚实性和稳定性，多采用级配粒料铺筑。,第十章 碎、砾石路面,磨耗层的厚度视所用材料和交通量大小而定，采用坚硬小砾石或石屑时，宜厚23CM，用砂土时宜厚12CM，

11、采用软质材料时，以34CM厚为宜。磨耗层的松铺厚度一般为1.31.4倍，用轻型压路机碾压34遍即可。 2、保护层 在磨耗层上面，用来保护磨耗层，减少车轮对磨耗层的磨损。加铺保护层是一项经常性措施，保护层厚度一般不大于1CM。 保护层分为稳定保护层和松散保护层两类，前者使用含有粘土的混合料，借行车碾压，形成稳固的硬壳；后者是只用粗砂或小砾石而不用粘土，在磨耗层上呈松散状态。,第十章 碎、砾石路面,稳定保护层的做法是在润湿的磨耗层上撒布一层粘土，用扫帚扫匀，或先铺粘土，洒水扫浆，接着撒铺粗砂或石屑，扫匀后控制行车碾压。 松散保护层是在磨耗层上均匀铺撒粗砂或砂粒，在行车荷载作用下，砂粒常被移动、带走，因此需要经常补充、回砂、扫砂，保持砂粒的均匀充足。松散保护层施工简易，而且水平位移可减少车辆水平力对磨耗层的损坏作用，一般适用于南方潮湿地区。 二、碎（砾）石路面养护维修与改善 1、磨耗层的修理 如果发生坎坷不平，可铲去凸出部分，并用同样的级配混合料补平压实，如损坏过大，应先划出整齐的修补范围，清除残余部分，整平底层，洒水润湿，然后按新磨耗层的施工方法进行操作。,第十章 碎、砾石路面,2、坑槽、车辙的修补 修补时应尽量采用与原路面相同的材料。夯实工作按先轻后重、先边后中的做法进行，夯实后的补坑应略高于原路面，以