第三章 碎礫石路面

1、10.1 碎、礫石路面的力學特性碎、礫石路面的力學特性10.2 碎石路面與基層碎石路面與基層10.3 級配礫（碎）石路面級配礫（碎）石路面10.4 優(yōu)質(zhì)級配碎石基層優(yōu)質(zhì)級配碎石基層10.5 碎（礫）石路面的養(yǎng)護碎（礫）石路面的養(yǎng)護 碎石：碎石：符合工程要求的石料，經(jīng)開采并按一定尺符合工程要求的石料，經(jīng)開采并按一定尺寸加工而成的有棱角的粒料寸加工而成的有棱角的粒料 礫石：礫石：石料經(jīng)水流長期搬運而成的一定尺寸的無石料經(jīng)水流長期搬運而成的一定尺寸的無棱角的粒料。（卵石，其他形狀的礫石）棱角的粒料。（卵石，其他形狀的礫石）u 級配碎石：級配碎石：按按一定級配要求設(shè)計一定級配要求設(shè)計的由碎石組成的的由

2、碎石組成的材料。材料。u 級配礫石：級配礫石：按按一定級配要求設(shè)計一定級配要求設(shè)計的由礫石組成的的由礫石組成的材料。材料。上級 上頁 下頁water bound macadamclay bound macadamgraded macadam pavement10-1：碎、礫石路面的力學特性碎、礫石路面的力學特性 Mechanical properties of macadam pavement一、碎、礫石路面的強度構(gòu)成一、碎、礫石路面的強度構(gòu)成 strength composition of macadam pavement 碎、礫石路面通常指水結(jié)碎石路面、泥結(jié)碎石路面以及密級配的碎（礫）石碎

3、、礫石路面通常指水結(jié)碎石路面、泥結(jié)碎石路面以及密級配的碎（礫）石路面等數(shù)種，這類路面通常只能適應(yīng)中低等交通量的公路。路面等數(shù)種，這類路面通常只能適應(yīng)中低等交通量的公路。強度特性 strength property： 礦料顆粒本身強度； 礦料顆粒之間的粘結(jié)強度。結(jié)構(gòu)強度 structural strength： 材料之間的粘結(jié)力 顆粒之間內(nèi)摩擦力1、純碎石材料 Pure gravel material 按嵌擠原理構(gòu)成強度，依靠材料的內(nèi)摩阻力。 摩阻力的大?。侯w粒的強度、形狀、尺寸、均勻性、表面粗糙度等上級 上頁 下頁上級 上頁 下頁 上級 上頁 下頁1.1.純碎石材料純碎石材料C0粒料表面的相互

4、滑動摩擦粒料表面的相互滑動摩擦3030體積膨脹而需克服的阻力體積膨脹而需克服的阻力 粒料重新排列需克服的阻力粒料重新排列需克服的阻力 40500, 0上級 上頁 下頁不含細料按嵌擠原則不含細料按嵌擠原則（不易壓實，透水性好，不易冰凍）（不易壓實，透水性好，不易冰凍）含適量的細料按嵌擠、粘結(jié)原則含適量的細料按嵌擠、粘結(jié)原則（易壓實，透水性差）易壓實，透水性差）含大量細料按密實原則含大量細料按密實原則（密實度較低，易冰凍、透水性差、水穩(wěn)性差）（密實度較低，易冰凍、透水性差、水穩(wěn)性差）上級 上頁 下頁上級 上頁 下頁；上級 上頁 下頁上級 上頁 下頁上級 上頁 下頁二）碎、礫石應(yīng)力應(yīng)變特性二）碎、礫

5、石應(yīng)力應(yīng)變特性上級 上頁 下頁干的軋制集料回彈模量隨主應(yīng)力和的變化干的軋制集料回彈模量隨主應(yīng)力和的變化 碎、礫石材料應(yīng)力應(yīng)變曲線碎、礫石材料應(yīng)力應(yīng)變曲線 碎礫石材料的顯著特點之一碎礫石材料的顯著特點之一是應(yīng)力應(yīng)變的非線性性質(zhì)，回是應(yīng)力應(yīng)變的非線性性質(zhì)，回彈模量在很大程度上受豎向和側(cè)向應(yīng)力大小的影響。彈模量在很大程度上受豎向和側(cè)向應(yīng)力大小的影響。21KrKE偏應(yīng)力上級 上頁 下頁三）碎、礫石材料的形變積累三）碎、礫石材料的形變積累礫質(zhì)材料在良好排水條件下塑性形變的發(fā)展礫質(zhì)材料在良好排水條件下塑性形變的發(fā)展 顆粒材料沒有明顯的疲勞極限，通常表現(xiàn)為塑性變形的累計顆粒材料沒有明顯的疲勞極限，通常表現(xiàn)為

6、塑性變形的累計;除了受到顆除了受到顆粒級配、密實度、材料的棱角或表面的粗糙程度之外，偏應(yīng)力的大小也粒級配、密實度、材料的棱角或表面的粗糙程度之外，偏應(yīng)力的大小也決定塑性形變累計的發(fā)展。決定塑性形變累計的發(fā)展。上級 上頁 下頁碎石路面碎石路面水結(jié)碎石路面水結(jié)碎石路面泥結(jié)碎石路面泥結(jié)碎石路面泥灰結(jié)碎石路面泥灰結(jié)碎石路面填隙干壓碎石基層填隙干壓碎石基層上級 上頁 下頁 定義：定義：大小不同的軋制碎石從大到小分層鋪筑，灑水碾壓而成的路面結(jié)構(gòu)： 結(jié)構(gòu)強度：結(jié)構(gòu)強度：決定嵌鎖力和石粉的粘結(jié)力。 材料：材料：碎石強度III級以上，粒徑0.60.8h。 厚度：厚度：1016cm。施工：施工： 攤鋪-碾壓(預(yù)、

7、輕)-灑水碾壓(中壓)-嵌縫、灑水-重壓-封面(撒石屑)-灑水碾壓(中壓)-養(yǎng)護。上級 上頁 下頁 特點：特點：碎石質(zhì)量和規(guī)格要求嚴格，碾壓方式嚴格，碾壓遍數(shù)較多，水穩(wěn)性好，耐磨耗性能差。用作面層較少，常用作瀝青路面的基層或整平層、聯(lián)結(jié)層(不撒封面，以加強聯(lián)接)影響碾壓質(zhì)量的因素：影響碾壓質(zhì)量的因素：石料性質(zhì)、形狀、層厚、壓路機類型和重量、碾壓行程與次數(shù)，以及灑水與鋪撒嵌縫料的適時與否等。上級 上頁 下頁 定義：定義：以碎石作骨料，粘土為填充結(jié)合料，經(jīng)壓實而成的路面結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)強度：結(jié)構(gòu)強度：嵌鎖力、土的粘結(jié)力。 材料：材料：骨料，強度III級以上，粒徑0.60.8mm(粒度比較整齊)。 粘土

8、：粘土：塑性指數(shù)1215，含量15%18%。 厚度：厚度：820cm(厚度大于15cm分兩層鋪)。 施工：施工：灌漿法、拌和法、層鋪法。特點：特點：水穩(wěn)性差、透水性差。上級 上頁 下頁碎（礫）石類別碎（礫）石類別碎（礫）石材料碎（礫）石材料土土碎（礫）石混合料碎（礫）石混合料水結(jié)碎（礫）石材料水結(jié)碎（礫）石材料碎（礫）石材料填隙干壓碎石碎（礫）石材料填隙干壓碎石材料（包括大塊碎石基層）材料（包括大塊碎石基層） 高級級配碎石材料高級級配碎石材料 泥結(jié)碎（礫）石泥結(jié)碎（礫）石 泥灰結(jié)碎（礫）石泥灰結(jié)碎（礫）石 級配碎（礫）石級配碎（礫）石 上級 上頁 下頁 定義：定義：以碎石為骨料，一定數(shù)量粘土和

9、石灰作粘結(jié)填充料、經(jīng)壓實而成的路面結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)強度：結(jié)構(gòu)強度：嵌鎖力、土和石灰的粘結(jié)力； 材料：材料：結(jié)合料20%；土、灰比：1:10； 厚度：厚度：816cm； 施工：施工：同泥結(jié)碎石；特點：特點：水穩(wěn)性優(yōu)于泥結(jié)碎石，可用作潮濕和中溫路段的瀝青路面基層。上級 上頁 下頁u干壓碎石干壓碎石是指將碎石材料撤鋪后直接壓實而成的結(jié)構(gòu)層。上級 上頁 下頁u定義：定義：級配礫(碎)石路面是一種由各種集料(礫石、碎石、工業(yè)廢渣等)和土，按最佳級配原理摻配而成的混合料，經(jīng)攤鋪、修整、壓實后形成，是密實結(jié)構(gòu)。u強度組成：強度組成：摩阻力和粘結(jié)力。u特點：特點：具有一定的水穩(wěn)性和力學強度。上級 上頁 下頁u路面

10、厚度：路面厚度：一般816cm。u材料：材料：天然砂礫或較軟的碎石，不低于級，符合級配要求。u基層材料要求：基層材料要求：中濕和潮濕應(yīng)加石灰穩(wěn)定方可作基層。符合級配要求。注意控制小于0.5mm細料含量和塑性指數(shù)上級 上頁 下頁(1)準備工作；(2)備料運料；(3)鋪料；(4)拌和，邊拌邊灑水；(5)攤平和整形；(6)碾壓。上級 上頁 下頁上級 上頁 下頁上級 上頁 下頁u無結(jié)合料處治粒料在國外是一種應(yīng)用極為普遍的筑路材料，廣泛用于柔性路面的基層和底基層，用于基層的常為較優(yōu)質(zhì)的碎石層。u美國、澳大利亞及南非還把最佳級配的優(yōu)質(zhì)碎石用于半剛性基層與瀝青面層之間，作為減少瀝青路面反射裂縫的措施。u我國

11、也在多項大型工程中應(yīng)用了這類材料和結(jié)構(gòu)作為柔性基層，取得了較好的效果。上級 上頁 下頁 優(yōu)質(zhì)級配碎石基層特點：優(yōu)質(zhì)級配碎石基層特點：碎石強度高、形狀接近立方體、級配良好和壓實好。 強度主要來源強度主要來源:碎石本身強度及碎石顆粒之間的嵌擠力。 強度剛度評價指標：強度剛度評價指標：CBR值、回彈模量 碎石基層質(zhì)量決定因素：碎石基層質(zhì)量決定因素：高質(zhì)量的碎石，高密度的良好級配和良好的施工壓實手段。 材料的基本要求：材料的基本要求：壓碎值、小于0.5mm含量及其塑性指數(shù)、級配。 回彈模量回彈模量是表征級配碎石剛度的重要指標及設(shè)計參數(shù)。上級 上頁 下頁 碎（礫）石路面養(yǎng)護的主要任務(wù)碎（礫）石路面養(yǎng)護的主要任務(wù)：在各種交通組成和交通量的荷載作用下，使路面保持應(yīng)有的強度和平整度。 產(chǎn)生的病害：產(chǎn)生的病害：沉陷、松散、坑洞、車轍及裂縫等。 磨耗層磨耗層-是路面的表面部分，用以抵抗由車輪水平力和輪后吸力所引起的磨損和松散，以及大氣溫度、濕度變化等因素的破壞作用，并提高路面平整度。u磨耗層應(yīng)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來鋪筑。上級 上頁 下頁 保護層保護層-在磨耗層上面，用來保護磨耗層，減少車輪對磨耗層的磨損。加鋪保護層是一