路基路面工程-第09講-碎礫石與無機結合穩(wěn)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講第九講 碎礫石碎礫石與無機結合穩(wěn)定料路面與無機結合穩(wěn)定料路面第一節(jié)碎、礫石路面力學特性第一節(jié)碎、礫石路面力學特性第二節(jié)優(yōu)質(zhì)級配碎石基層第二節(jié)優(yōu)質(zhì)級配碎石基層第三節(jié)碎、礫石路面的養(yǎng)護第三節(jié)碎、礫石路面的養(yǎng)護學習要點掌握掌握碎、礫石路面的力學特性碎、礫石路面的力學特性 熟悉優(yōu)質(zhì)繼配碎石基層特性熟悉優(yōu)質(zhì)繼配碎石基層特性了解了解碎、礫石路面的養(yǎng)護碎、礫石路面的養(yǎng)護 第一節(jié)第一節(jié) 碎碎/ /礫石路面力學特性礫石路面力學特性1 1一、一、碎、礫石路面的碎、礫石路面的強度強度構成構成通常指水結碎石路面、泥結碎石路面及密級配

2、的碎、礫通常指水結碎石路面、泥結碎石路面及密級配的碎、礫石路面，用于中低等交通量公路（城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村）石路面，用于中低等交通量公路（城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村）強度形成特點：強度形成特點：松散材料的松散材料的內(nèi)摩擦力內(nèi)摩擦力礦料顆粒間的礦料顆粒間的聯(lián)結強度聯(lián)結強度一般比礦料一般比礦料本身強度本身強度小得多；小得多；外力作用下，材料首先在顆粒之間產(chǎn)生外力作用下，材料首先在顆粒之間產(chǎn)生滑動滑動和和位移位移；第一節(jié)第一節(jié) 碎碎/ /礫石路面力學特性礫石路面力學特性2 2一、一、碎、礫石路面的碎、礫石路面的強度強度構成構成（一）（一）. . 純碎石材料：純碎石材料：按按嵌擠原則嵌擠原則產(chǎn)生強度粒料表面的相互滑動摩擦；產(chǎn)生

3、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。因粒料重新排列而受到的阻力。摩阻角摩阻角大小取決于石料的強度、形狀、尺寸、均勻性、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。表面粗糙度及施工時的壓實程度。第一節(jié)第一節(jié) 碎碎/ /礫石路面力學特性礫石路面力學特性2 2一、一、碎、礫石路面的碎、礫石路面的強度強度構成構成（二）（二）. . 土、碎土、碎( (礫礫) )石混合料：石混合料：1. 1. 強度形成：強度形成：含含土土少少時，時，按嵌擠原則按嵌擠原則；含；含土土量較量較多多時，則按時，則按密

4、實原則密實原則形成強度。形成強度。土碎（礫）石混合料的強度和穩(wěn)定性取決于土碎（礫）石混合料的強度和穩(wěn)定性取決于內(nèi)摩阻力內(nèi)摩阻力和和粘結力粘結力大小。大小?？辜魪姸葲Q定于顆粒級配，即集料粗、細成分比例。抗剪強度決定于顆粒級配，即集料粗、細成分比例。第一節(jié)第一節(jié) 碎碎/ /礫石路面力學特性礫石路面力學特性4 4一、一、碎、礫石路面的碎、礫石路面的強度強度構成構成2.2. 三種物理狀態(tài)三種物理狀態(tài)：第第1 1種：不含或含很少細料種：不含或含很少細料l 粗顆粒摩擦形成強度；密實度較粗顆粒摩擦形成強度；密實度較低低透水性透水性好不易好不易冰凍；冰凍；第第2 2種：含有足夠細料填充顆粒間空隙種：含有足夠細

5、料填充顆粒間空隙l 粗細顆粒摩擦形成強度；密實度提高，透水性降低；粗細顆粒摩擦形成強度；密實度提高，透水性降低；第第3 3種：含有大量細料而種：含有大量細料而沒有沒有粗顆粒間接觸粗顆粒間接觸l 細顆粒摩擦形成強度；密實度提細顆粒摩擦形成強度；密實度提高高，透水性降低；，透水性降低； 第一節(jié)第一節(jié) 碎碎/ /礫石路面力學特性礫石路面力學特性4 4二、二、碎、礫石材料的碎、礫石材料的應力應變應力應變特性特性非線性非線性同一側(cè)向應力作用下隨偏應力同一側(cè)向應力作用下隨偏應力增大增大，回彈模量逐漸，回彈模量逐漸減小減小側(cè)向應力側(cè)向應力增大增大時，回彈模量時，回彈模量增大增大根據(jù)根據(jù)三軸試驗三軸試驗獲得回

6、彈模量計算公式獲得回彈模量計算公式 22)2(3111KKrKKE第一節(jié)第一節(jié) 碎碎/ /礫石路面力學特性礫石路面力學特性4 4三、三、碎、礫石材料的碎、礫石材料的變形累積變形累積當應力當應力作用次數(shù)作用次數(shù)N N達到達到10104 4次時，形變已基本次時，形變已基本不發(fā)展不發(fā)展；但當?shù)攽^大較大，超過超過材料的材料的耐久疲勞應力耐久疲勞應力，達到，達到一定次一定次數(shù)數(shù)后，形變隨作用次數(shù)而后，形變隨作用次數(shù)而迅速發(fā)展迅速發(fā)展，最終導致，最終導致破壞破壞； 第二節(jié)第二節(jié) 優(yōu)質(zhì)級配碎石基層優(yōu)質(zhì)級配碎石基層1 11.用途用途v用于柔性路面的用于柔性路面的基層基層和和底基層底基層。v用于用于半

7、剛性基層半剛性基層與與瀝青面層瀝青面層之間，以減少之間，以減少反射裂縫反射裂縫2.2.強度來源強度來源v來源于來源于碎石碎石強度本身及碎石顆粒之間的強度本身及碎石顆粒之間的嵌擠力嵌擠力。 3.3.對材料的要求對材料的要求v高速公路和一級公路路面級配碎石集料高速公路和一級公路路面級配碎石集料壓碎值壓碎值應不大應不大于于26%26%。v小于小于0.50.5mmmm的細料建議其液限小于的細料建議其液限小于25%25%，無塑性。，無塑性。第二節(jié)第二節(jié) 優(yōu)質(zhì)級配碎石基層優(yōu)質(zhì)級配碎石基層1 14.級配要求級配要求v級配應能獲得級配應能獲得最大密實最大密實的集料，并具有較好的透水性的集料，并具有較好的透水性

8、能，即為能，即為最佳級配優(yōu)質(zhì)碎石最佳級配優(yōu)質(zhì)碎石。5.5.應力應變特性及其回彈模量應力應變特性及其回彈模量v振動成型振動成型可使級配碎石獲得更高的可使級配碎石獲得更高的CBRCBR值值和和回彈模量回彈模量v級配碎石材料具有級配碎石材料具有顯著的非線性（顯著的非線性（應力小，模量大應力小，模量大），使其在剛度較大的下臥層（，使其在剛度較大的下臥層（半剛性基層半剛性基層）上，表現(xiàn)）上，表現(xiàn)出較大的回彈模量。出較大的回彈模量。v建議：處于上基層的級配碎石彈性模量取建議：處于上基層的級配碎石彈性模量取350350550550MPaMPa，下基層取下基層取150150250250MPaMPa第三節(jié)第三節(jié)

9、 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護礫石路面的養(yǎng)護1 1主要任務：主要任務：使路面使路面保持保持應有的應有的強度強度和和平整度平整度；對產(chǎn)生的；對產(chǎn)生的病害進行病害進行事前預防事前預防和和事后及時維修事后及時維修。一、一、磨耗層與保護層磨耗層與保護層（一）磨耗層（一）磨耗層作用：作用：抵抗抵抗由車輪水平力和輪后吸力引起的由車輪水平力和輪后吸力引起的磨損磨損和和松松散散，以及自然因素的破壞作用，并，以及自然因素的破壞作用，并提高提高路面路面平整度平整度要求：具有足夠要求：具有足夠堅實性堅實性和和穩(wěn)定性穩(wěn)定性，通常多用堅硬、耐，通常多用堅硬、耐磨、抗凍性強的級配粒料鋪筑。磨、抗凍性強的級配粒料鋪筑。厚度：采

10、用堅硬小礫石或石屑時，宜厚厚度：采用堅硬小礫石或石屑時，宜厚2-32-3cmcm，用砂土用砂土時宜厚時宜厚1-21-2cmcm，用軟質(zhì)材料時，宜厚用軟質(zhì)材料時，宜厚3-43-4cmcm。 第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護礫石路面的養(yǎng)護2 2二、二、碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護磨耗層磨耗層和和保護層保護層是粒料路是粒料路面面養(yǎng)護養(yǎng)護的一項主要工作。的一項主要工作。根據(jù)設計規(guī)定鋪筑的根據(jù)設計規(guī)定鋪筑的寬度，寬度，1.劃出邊線劃出邊線，2.清掃清掃浮土浮土及及松散材料松散材料，3.修補修補

11、坑槽坑槽，4.校正校正路拱路拱。第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護礫石路面的養(yǎng)護1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護磨耗層和保護層是粒料路在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護磨耗層和保護層是粒料路面養(yǎng)護的一項主要工作。面養(yǎng)護的一項主要工作。在路面鋪料寬度內(nèi)在路面鋪料寬度內(nèi)1.灑灑水水，并用掃帚或掃漿器，并用掃帚或掃漿器2.掃掃起一薄層泥起一薄層泥漿漿，在泥漿，在泥漿表面未干之前即進行表面未干之前即進行3.鋪鋪料料。第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護礫石路面的養(yǎng)護1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善碎礫石路面

12、養(yǎng)護、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護磨耗層和保護層是粒料路在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護磨耗層和保護層是粒料路面養(yǎng)護的一項主要工作。面養(yǎng)護的一項主要工作。根據(jù)材料性質(zhì)及干濕根據(jù)材料性質(zhì)及干濕地區(qū)氣候與季節(jié)等因素，地區(qū)氣候與季節(jié)等因素，通過試驗確定的材料通過試驗確定的材料配合配合比比進行進行配料配料。第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護礫石路面的養(yǎng)護1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護磨耗層和保護層是粒料路在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護磨耗層和保護層是粒料路面養(yǎng)護的一項主要工作。面

13、養(yǎng)護的一項主要工作。掃漿之后，即掃漿之后，即攤鋪攤鋪拌拌和料和料，松鋪系數(shù)一般為，松鋪系數(shù)一般為1.31.31.41.4，攤鋪時每隔，攤鋪時每隔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。第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護礫石路面的養(yǎng)護1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護磨耗層和保護層是粒料路在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護磨耗層和保護層是粒料路面養(yǎng)護的一項主要工作。面養(yǎng)護的一項主要工作。1.在碾壓前，在碾壓前，培筑路肩培筑路肩并整平，使并整平，使路肩路肩與與磨磨耗層耗層同時

14、壓實同時壓實，以保護磨耗層邊緣。，以保護磨耗層邊緣。2.2.碾壓應在混合料碾壓應在混合料最佳含水量最佳含水量時進行，并與時進行，并與鋪料工序鋪料工序緊密銜接。緊密銜接。 3.3.采用采用輕型壓路機輕型壓路機（2 23 3t t）碾壓碾壓2 23 3遍遍; ;初步壓實后開放交通，利用初步壓實后開放交通，利用行車行車控制控制碾壓碾壓。第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護礫石路面的養(yǎng)護1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護磨耗層和保護層是粒料路在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護磨耗層和保護層是粒料路面養(yǎng)護的一項主要工作。面

15、養(yǎng)護的一項主要工作。鋪筑保護層，鋪筑保護層，保護磨耗層，保護磨耗層，減少車輪對磨耗層的磨損減少車輪對磨耗層的磨損第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護礫石路面的養(yǎng)護1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護磨耗層和保護層是粒料路在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護磨耗層和保護層是粒料路面養(yǎng)護的一項主要工作。面養(yǎng)護的一項主要工作。1.鋪筑后鋪筑后第一周第一周內(nèi)每天灑水內(nèi)每天灑水一次一次；2.第二周第二周內(nèi)內(nèi)隔天隔天灑水灑水一次一次；3.灑水同時還應引導灑水同時還應引導行車碾壓行車碾壓，并適當加以修理，并適當加以修理，待磨耗層待

16、磨耗層達到達到全面堅實全面堅實后，轉(zhuǎn)入后，轉(zhuǎn)入正常養(yǎng)護正常養(yǎng)護階段。階段。第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護礫石路面的養(yǎng)護1 1一、一、磨耗層與保護層磨耗層與保護層（二）保護層（二）保護層作用：作用：保護保護磨耗層磨耗層，減少車輪對磨耗層的磨損。，減少車輪對磨耗層的磨損。厚度：一般不大于厚度：一般不大于1 1cmcm。 類型：類型：v穩(wěn)定保護層穩(wěn)定保護層：使用：使用含有粘土含有粘土的的混合料混合料，借行車碾壓，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。形成穩(wěn)固的硬殼。有砂土混合料與土砂封面兩種。適適用于用于干旱干旱和和大風大風地區(qū)。地區(qū)。v松散保護層松散保護層：只用粗砂或小礫

17、石而：只用粗砂或小礫石而不用粘土不用粘土，在磨耗，在磨耗層上呈松散狀態(tài)。層上呈松散狀態(tài)。適用于南方潮濕地區(qū)。適用于南方潮濕地區(qū)。第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護礫石路面的養(yǎng)護1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善（一）（一）磨耗層磨耗層的修理的修理磨耗層坎坷不平，可磨耗層坎坷不平，可鏟去鏟去突出部分，并用同樣的級配突出部分，并用同樣的級配混合料混合料補平補平壓實壓實。（二）（二）坑槽坑槽、車轍車轍的修理的修理坑槽、車轍較淺時，在清除雜物后，灑水潤濕，再用坑槽、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與原路面相同材料拌和填補拌和填補，并，并夯壓密

18、實夯壓密實。第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護礫石路面的養(yǎng)護1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善坑槽車轍防治坑槽車轍防治 成因：成因：坑槽由于面層坑槽由于面層網(wǎng)裂網(wǎng)裂、龜裂龜裂未及時養(yǎng)護未及時養(yǎng)護而成。而成。處治原則處治原則：按破壞：按破壞面積大面積大小小及及深度深度采取采取不同方法不同方法及及時修補時修補，修補時盡量采用，修補時盡量采用與與原路面原路面相同的材料。相同的材料。第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護礫石路面的養(yǎng)護1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護、維修與改善泥濘防治泥濘防治 表現(xiàn)形式：表現(xiàn)形式：雨后表層發(fā)軟，行車時泥漿飛濺打滑雨后表層發(fā)軟，行車時泥漿飛濺打滑成因：成因：碎礫石路面材料中碎礫石路面材料中細料過多細料過多、碾壓不實、路、碾壓不實、路面面排水不良排水不良等引起等引起處治方法：處治方法：雨后雨后刮去泥漿刮去泥漿，撒上，撒上粗砂粗砂、石屑或小礫、石屑或小礫石等材料，