路基路面工程第8章塊料、碎(礫)路面方案_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

8塊料、碎(礫)石路面及基層8.1塊料路面8.1.1概述

塊料路面——面層由大量小尺度剛性塊料按照特定的方法緊密排列、塊體間接縫用填縫料填充而成的路面。主要類型——磚塊路面、石塊路面、木塊路面、瀝青混凝土塊路面、水泥混凝土塊路面、鑄石塊料路面8塊料、碎(礫)石路面及基層8.1塊料路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)要求塊料具有較高的強(qiáng)度(以抗壓強(qiáng)度為標(biāo)志)和抗磨性能以及規(guī)則的形狀和厚度,鋪砌平整,接縫嵌擠緊密,基礎(chǔ)(基層、墊層、土基體系)堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定。優(yōu)劣情況主要優(yōu)點(diǎn):1、有良好的受力承載性能,可較大幅度地減薄面層厚度;2、對(duì)地基變形的適應(yīng)能力強(qiáng),適應(yīng)于路基狀況很差處的鋪面;

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3、抗滑性好,耐磨耗;

4、可選用于環(huán)境要求高的場(chǎng)所,構(gòu)成完整的景觀風(fēng)采;還可以用砌塊鋪筑各種路面標(biāo)志、標(biāo)線,組織引導(dǎo)車流、人流交通。

主要缺點(diǎn):表面接縫多,平整度較差,不適應(yīng)于高速行車。

3、抗滑性好,耐磨耗;適應(yīng)性(接縫多,車速低)

如港口和廠礦的堆貨場(chǎng),港口道路和廠礦道路等的路面工程,也適用于旅游道路、景觀廣場(chǎng)、景觀道路、非城市主干道、交叉口、停車站、橋頭路段和急彎、陡坡路段的路面工程。適應(yīng)性(接縫多,車速低)8.1.2

水泥混凝土塊路面

水泥混凝土塊路面結(jié)構(gòu)組成——塊料層、墊砂層、基層和路基.

邊緣約束塊料層砂墊層基層8.1.2水泥混凝土塊路面邊緣約束1、水泥混凝土塊體——路面結(jié)構(gòu)主體材料,塊料之間的縫隙用砂填充2、墊砂層的作用是整平基層,并為面層形成緊密嵌鎖提供必要的條件。墊砂層的厚度為30~70mm,通常為50mm,這取決于基層的平整度。3、基層及土基的要求與一般瀝青路面相同,各種穩(wěn)定類基(墊)層,均可使用。4、邊緣約束的作用是限制塊體在行車荷載作用下的側(cè)向位移,以保證塊體間的嵌鎖。它的設(shè)置對(duì)保證聯(lián)鎖塊鋪層的使用性能是至關(guān)重要的。1、水泥混凝土塊體——路面結(jié)構(gòu)主體材料,塊料之間的縫隙用砂填8.1.3塊石路面用塊狀石料鋪筑的路面均稱塊石路面。根據(jù)塊石的形狀、尺寸及修琢程度不同,分為條石、小方石、拳石和粗琢塊石等幾種路面。塊石路面按它的平整度,基層、整平層、填縫料、交通量分類為:高級(jí)——條石和小方石塊等整齊塊石路面次高級(jí)——粗琢塊石等半整齊塊石路面中級(jí)——拳石等不整齊塊石路面8.1.3塊石路面

塊石路面堅(jiān)固耐久,清潔少塵,養(yǎng)護(hù)修理方便。但塊石路面施工主采要用手工鋪砌,有些塊石還要加工琢制,難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工,耗費(fèi)勞動(dòng)力多,人工鋪裝進(jìn)度慢,建筑費(fèi)高。根據(jù)上述特點(diǎn),這種路面主要用于土基不夠穩(wěn)定的橋頭高填土路段,鐵路與公路平交道口,以及有地下管線的城市道路上和公園、廣場(chǎng)、紀(jì)念地等景觀區(qū)道路面層。塊石路面堅(jiān)固耐久,清潔少塵,養(yǎng)護(hù)修理方便。但塊石路面塊石路面結(jié)構(gòu)組成——石塊面層、砂或石屑整平層、基層、墊層

級(jí)配礫石15-20cm,或水泥砼16cm.

砂或水泥砂漿混合物;路肩塊石路面結(jié)構(gòu)組成——石塊面層、砂或石屑整平層、基層、墊層填縫——石塊之間須用填縫料填嵌密實(shí),使石塊彼此嵌緊不松動(dòng),加強(qiáng)路面的整體性,并保護(hù)石塊邊角。一般用砂或石屑作填縫料。高級(jí)塊石路面也有用1:2~1:2.5的水泥砂漿或?yàn)r青瑪蹄脂填縫。整平層的作用——墊平基層表面及石塊底面,以保持塊石面層頂面平整,緩和車輛行駛的沖擊和振動(dòng)。

塊石路面的強(qiáng)度——主要由基礎(chǔ)的承載力和石塊之間的摩擦力構(gòu)成。填縫——石塊之間須用填縫料填嵌密實(shí),使石塊彼此嵌緊不松動(dòng),加8.2碎、礫石路面的力學(xué)特性8.2.1碎、礫石路面的強(qiáng)度構(gòu)成礦料顆粒本身強(qiáng)度固然重要,但是起決定意義的則是顆粒之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。

對(duì)這種材料的抗剪強(qiáng)度均可用下式表示。即:由此可見,由材料的粘結(jié)力和內(nèi)摩阻角所表征的內(nèi)摩阻力所決定的顆粒之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度,即構(gòu)成了路面材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。8.2碎、礫石路面的力學(xué)特性但是各類碎、礫石材料的內(nèi)摩阻力Ф和粘結(jié)力c是不同的,因而兩種不同粒料基層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度構(gòu)成也不相同。

8.2.1.1純碎石材料

這類材料按嵌擠原則產(chǎn)生強(qiáng)度。由于純碎石材料粘結(jié)力很差,其抗剪強(qiáng)度主要決定于剪切面上的法向應(yīng)力和材料內(nèi)摩阻角。它由三項(xiàng)因素構(gòu)成:(1)粒料表面的相互滑動(dòng)摩擦;(2)因剪切時(shí)體積膨脹而需克服的阻力;(3)因粒料重新排列而受到的阻力。但是各類碎、礫石材料的內(nèi)摩阻力Ф和粘結(jié)力c是不同的,因而兩種8.2.1.2土—碎(礫)石混合料

這類材料含土少時(shí),也按嵌擠原則形成強(qiáng)度;而當(dāng)含土量較多時(shí),則按密實(shí)原則形成強(qiáng)度。

土-集料混合料基(墊)層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,取決于顆粒尺寸分布、顆粒形狀和密實(shí)度。其中最重要的是顆粒尺寸分布,特別是粗集料和細(xì)集料的比例。

按顆粒尺寸分布情況的不同,土-集料混合料有三種不同的物理狀態(tài)。8.2.1.2土—碎(礫)石混合料第一種狀態(tài):僅含有少量或者不含細(xì)料,(細(xì)料指0.074mm以下的顆粒);

第二種狀態(tài):含有適量的細(xì)料填滿集料間的空隙;

第三種狀態(tài):細(xì)料含量過多,使集料懸浮于土中,彼此失去接觸

.強(qiáng)度形成機(jī)理?第一種狀態(tài):僅含有少量或者不含細(xì)料,強(qiáng)度形成機(jī)理?混合料的性質(zhì)取決于顆粒尺寸分布,應(yīng)有適當(dāng)比例的細(xì)料含量,過多則又不利?;旌狭系男再|(zhì)取決于顆粒尺寸分布,應(yīng)有適當(dāng)比例的細(xì)料含量,過多除了顆粒尺寸分布外,當(dāng)集料顆粒間喪失接觸時(shí),細(xì)粒土的物理性質(zhì)對(duì)強(qiáng)度和穩(wěn)定性有一定的影響,對(duì)于細(xì)料含量多的混合料,必須限制細(xì)料的塑性指數(shù)。峰值PI增大,強(qiáng)度減小除了顆粒尺寸分布外,當(dāng)集料顆粒間喪失接觸時(shí),細(xì)粒土的物理性質(zhì)8.2.2碎、礫石材料的應(yīng)力-應(yīng)變特征碎(礫)石材料組成的基層結(jié)構(gòu),只能承受面層傳遞下來的垂直應(yīng)力,而不能承受彎拉應(yīng)力;此外在承受垂直應(yīng)力作用時(shí),其垂直變形受側(cè)向應(yīng)力約束。現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范采用回彈模量E表征其力學(xué)強(qiáng)度的指標(biāo),但國(guó)外也有采用加州承載比(CBR)的。8.2.2碎、礫石材料的應(yīng)力-應(yīng)變特征碎(礫)石材料的顯著特點(diǎn):(1)應(yīng)力-應(yīng)變的非線性性質(zhì);(2)回彈模量受偏應(yīng)力σd和σ3大小的影響,隨偏應(yīng)力的增大而減小,隨σ3的增大而增大。回彈模量Er值可用下式表示:偏應(yīng)力軸向應(yīng)變?chǔ)?碎(礫)石材料的顯著特點(diǎn):偏應(yīng)力軸向應(yīng)變?chǔ)?試驗(yàn)表明,應(yīng)力重復(fù)次數(shù)、荷載作用時(shí)間及頻率對(duì)回彈模量的影響甚小。顆粒材料的模量決定于材料的級(jí)配、形狀、表面構(gòu)造、密實(shí)度和含水量等。一般密實(shí)度愈高,模量值愈大;棱角多,表面粗糙者有較高模量;當(dāng)細(xì)料含量不多時(shí),含水量對(duì)其影響甚小。試驗(yàn)表明,應(yīng)力重復(fù)次數(shù)、荷載作用時(shí)間及頻率對(duì)回彈模量的影響甚8.2.3碎、礫石材料的形變累積

1、良好級(jí)配礫石在保證良好排水條件下塑性形變的發(fā)展變化規(guī)律:應(yīng)力水平較低時(shí),作用次數(shù)達(dá)104

次時(shí),形變已基本上不發(fā)展;但若應(yīng)力較大時(shí),超過材料的耐久疲勞應(yīng)力,則應(yīng)力作用一定次數(shù)后,形變隨應(yīng)力作用次數(shù)的增加而迅速發(fā)展,最終導(dǎo)致破壞。

2、級(jí)配組成差的礫料,即使應(yīng)力作用了很多次,塑性形變?nèi)岳^續(xù)增長(zhǎng),如欲獲得較低的塑性形變,則材料級(jí)配中的細(xì)料含量必須少于使其獲得最大密實(shí)度的含量。8.2.3碎、礫石材料的形變累積8.3碎(礫)石路面與基層8.3.1概述碎(礫)石路面——用加工軋制的碎(礫)石作主骨科,并以石渣和石屑嵌縫,用粘土或石灰土泥漿灌縫,按嵌擠原理壓實(shí)形成的路面。類型:泥結(jié)碎石泥灰結(jié)碎石填隙碎石:干壓碎石(干法)水結(jié)碎石(濕法)8.3碎(礫)石路面與基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度:既和石料本身的強(qiáng)度有關(guān),也和碎石顆粒間的聯(lián)結(jié)程度有關(guān)。優(yōu)點(diǎn):投資不高,盛產(chǎn)石料地區(qū)可就地取材,并隨交通量的增加進(jìn)行分期修建和改善,還可在分期修建過程中作為其它路面的基層。缺點(diǎn):平整度差,易揚(yáng)塵,在行車和自然因素影響下,易產(chǎn)生磨損、松散、磨耗層脫落露骨等病害。因此維修養(yǎng)護(hù)工作量大,而且適應(yīng)的交通量較小。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度:既和石料本身的強(qiáng)度有關(guān),也和碎石顆粒間的聯(lián)結(jié)程度有8.3.2泥結(jié)碎石路面與基層泥結(jié)碎石路面是以碎石作骨料,粘土作填充料和結(jié)合料,經(jīng)壓實(shí)形成的路面。優(yōu)點(diǎn):碾壓工作量小,使用石料等級(jí)較寬,造價(jià)低。缺點(diǎn):干燥時(shí)易揚(yáng)塵,潮濕時(shí)水穩(wěn)定性差。材料要求:碎石等級(jí)不低于III級(jí),扁平細(xì)長(zhǎng)顆粒不超過

20%,不得含有其他雜質(zhì)。施工方法:灌漿法、拌和法、層鋪法。8.3.2泥結(jié)碎石路面與基層適用:泥結(jié)碎石路面屬中級(jí)路面,應(yīng)用于三、四級(jí)公路,地方道路。它具有施工簡(jiǎn)便、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn);但因含一定數(shù)量的粘土,水穩(wěn)定性較差,不宜做瀝青路面基層。如做瀝青路面基層時(shí),應(yīng)用于干燥路段,在中濕和潮濕路段,填充的粘結(jié)料中應(yīng)摻一定劑量的石灰,形成泥灰結(jié)碎石結(jié)構(gòu),以提高其穩(wěn)定性。在泥結(jié)碎石路面上鋪筑磨耗層可以改善行車條件和方便養(yǎng)護(hù)。適用:泥結(jié)碎石路面屬中級(jí)路面,應(yīng)用于三、四級(jí)公路,地方道路。8.3.3泥灰結(jié)碎石路面泥灰結(jié)碎石路面是以碎石作骨科,用一定數(shù)量的石灰土填充空隙作粘結(jié)料形成的路面。它針對(duì)泥結(jié)碎石路面水穩(wěn)性不好的缺點(diǎn),利用填充料中的石灰達(dá)到提高路面水穩(wěn)定性的目的。

泥灰結(jié)碎石多在潮濕與中濕路段作為瀝青路面的基層,亦可作為中級(jí)路面的面層。8.3.3泥灰結(jié)碎石路面8.3.4填隙碎石基層填隙碎石基層——用單一尺寸的粗碎石做骨料,形成嵌擠作用,用石屑填滿碎石間的孔隙,增加密實(shí)度和穩(wěn)定性。填隙碎石可用做各等級(jí)公路的底基層和二級(jí)以下公路的基層,

適于盛產(chǎn)石料地區(qū)。施工方法分干法和濕法兩種。將碎石材料撒鋪后直接壓實(shí)而成的結(jié)構(gòu)層,稱為干壓碎石;經(jīng)灑水碾壓而成的稱為水結(jié)碎石。8.3.4填隙碎石基層灑水的作用:1、適量灑水,可降低碎石顆粒間的摩擦力,提高壓實(shí)效果。2、水結(jié)碎石在壓實(shí)過程中會(huì)產(chǎn)生一部分磨碎的石粉,它可起粘結(jié)作用。由于石灰?guī)r或白云巖石粉的粘結(jié)力較強(qiáng),因此常用它來鋪筑。材料的基本要求:扁平細(xì)長(zhǎng)軟弱顆粒不應(yīng)超過15%,粗碎石集料壓碎值不超過30%,重要交通道路不超過26%。

填隙碎石基層強(qiáng)度的主要由碎石間的嵌擠鎖結(jié)作用形成,而粗碎石是填隙碎石基層形成強(qiáng)度和穩(wěn)定性的主要組成材料,碎石顆粒組成應(yīng)滿足規(guī)范的要求。灑水的作用:1、適量灑水,可降低碎石顆粒間的摩擦力,提高壓實(shí)8.4級(jí)配礫(碎)石路面與基(墊)層8.4.1概述級(jí)配礫(碎)石路面,是用粒徑大小不同的粗細(xì)礫(碎)石集料和砂(或石屑)各占一定比例的混合料。其顆粒組成符合密實(shí)級(jí)配要求。

級(jí)配礫(碎)石路面強(qiáng)度由集料間的摩阻力和細(xì)粒土的粘結(jié)力,經(jīng)碾壓密實(shí)聯(lián)結(jié)所構(gòu)成。8.4級(jí)配礫(碎)石路面與基(墊)層它可以做中級(jí)路面面層;當(dāng)路基處于干燥地段時(shí),也可以做次高級(jí)路面的基層。在潮濕地段做瀝青路面基層時(shí),應(yīng)在土中摻加一定劑量的石灰,以提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。優(yōu)點(diǎn):平整度較好(但須經(jīng)常養(yǎng)護(hù)),施工維修簡(jiǎn)易,在就地取材前提下造價(jià)低廉。缺點(diǎn):耐磨性差,在行車作用下易產(chǎn)生波浪變形,使用年限較短。它可以做中級(jí)路面面層;當(dāng)路基處于干燥地段時(shí),也可以做次高級(jí)路8.4.2級(jí)配礫(碎)石路面與基墊層

級(jí)配礫(碎)石路面厚度一般8-16cm,當(dāng)厚度大于16cm時(shí),應(yīng)分兩層鋪筑。上層為總厚度的0.4,下層為總厚度的0.6。級(jí)配礫(碎)石用作高速、一級(jí)公路底基層和二級(jí)公路基層時(shí),壓碎值不大于30%;二級(jí)公路底基層和二級(jí)以下基層,不大于35%;二級(jí)以下的底基層時(shí)不大于40%。8.4.3磨耗層與保護(hù)層為提高碎(礫)石路面的平整度,抵抗行車和自然因素的磨損和破壞作用,應(yīng)在面層上加鋪磨耗層和保護(hù)層。8.4.2級(jí)配礫(碎)石路面與基墊層 8.4.3.1磨耗層

磨耗層是用級(jí)配良好的石屑、砂礫等集料和粘土構(gòu)成的混合料,經(jīng)攤鋪和碾壓而成的層次。磨耗層應(yīng)具有足夠的堅(jiān)實(shí)性和穩(wěn)定性。磨耗層是路面的表面部分,其作用是抵抗車輪荷載和自然因素對(duì)路面的破壞作用,從而有效地保證路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,并提高路面平整度,改善行車條件,延長(zhǎng)使用壽命。

磨耗層鋪筑后表面應(yīng)平整,具有規(guī)定的路拱形狀,并與其下的下面層聯(lián)結(jié)牢固成為整體,使之具有較好的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。厚度及材料要求:厚度薄,最大不超過4cm。采用堅(jiān)硬小礫石和石屑時(shí),宜為2-3cm,砂土混合時(shí)宜為1.5-2cm,軟質(zhì)材料時(shí),宜為3-4cm。8.4.3.1磨耗層8.4.3.2保護(hù)層

保護(hù)層由砂、土等材料鋪筑在磨耗層之上,厚度不大于1cm的薄層。用于減少車輪對(duì)磨耗層的直接磨損和自然因素對(duì)磨耗層的直接影響,是保護(hù)磨耗層,延長(zhǎng)其使用壽命的薄層結(jié)構(gòu)。種類:穩(wěn)定保護(hù)層(砂和粘土的混合料)和松散保護(hù)層(直徑2-5mm的砂礫)兩種。8.4.3.2保護(hù)層穩(wěn)定保護(hù)層又稱砂土保護(hù)層,是用砂和粘土的混合料,通過行車碾壓,形成穩(wěn)固的硬殼,粘附在磨耗層上,這種保護(hù)層,行車阻力小,養(yǎng)護(hù)用料少,但施工技術(shù)較復(fù)雜,適用于干旱和大風(fēng)地區(qū)。松散保護(hù)層又稱砂礫保護(hù)層,系在濕潤(rùn)的磨耗層上均勻撒鋪粒徑2~5mm(干旱地區(qū)可用5~10mm)的砂粒而構(gòu)成,多用于南方潮濕地區(qū)或盛產(chǎn)砂粒地區(qū)。在行車作用下,砂礫常被移動(dòng)、帶走,須要經(jīng)常掃砂、回砂保養(yǎng)。穩(wěn)定保護(hù)層又稱砂土保護(hù)層,是用砂和粘土的混合料,通過行車碾壓人有了知識(shí),就會(huì)具備各種分析能力,明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書,廣泛閱讀,古人說“書中自有黃金屋?!蓖ㄟ^閱讀科技書籍,我們能豐富知識(shí),培養(yǎng)邏輯思維能力;通過閱讀文學(xué)作品,我們能提高文學(xué)鑒賞水平,培養(yǎng)文學(xué)情趣;通過閱讀報(bào)刊,我們能增長(zhǎng)見識(shí),擴(kuò)大自己的知識(shí)面。有許多書籍還能培養(yǎng)我們的道德情操,給我們巨大的精神力量,鼓舞我們前進(jìn)。人有了知識(shí),就會(huì)具備各種分析能力,路基路面工程第8章塊料、碎(礫)路面方案8塊料、碎(礫)石路面及基層8.1塊料路面8.1.1概述

塊料路面——面層由大量小尺度剛性塊料按照特定的方法緊密排列、塊體間接縫用填縫料填充而成的路面。主要類型——磚塊路面、石塊路面、木塊路面、瀝青混凝土塊路面、水泥混凝土塊路面、鑄石塊料路面8塊料、碎(礫)石路面及基層8.1塊料路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)要求塊料具有較高的強(qiáng)度(以抗壓強(qiáng)度為標(biāo)志)和抗磨性能以及規(guī)則的形狀和厚度,鋪砌平整,接縫嵌擠緊密,基礎(chǔ)(基層、墊層、土基體系)堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定。優(yōu)劣情況主要優(yōu)點(diǎn):1、有良好的受力承載性能,可較大幅度地減薄面層厚度;2、對(duì)地基變形的適應(yīng)能力強(qiáng),適應(yīng)于路基狀況很差處的鋪面;

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3、抗滑性好,耐磨耗;

4、可選用于環(huán)境要求高的場(chǎng)所,構(gòu)成完整的景觀風(fēng)采;還可以用砌塊鋪筑各種路面標(biāo)志、標(biāo)線,組織引導(dǎo)車流、人流交通。

主要缺點(diǎn):表面接縫多,平整度較差,不適應(yīng)于高速行車。

3、抗滑性好,耐磨耗;適應(yīng)性(接縫多,車速低)

如港口和廠礦的堆貨場(chǎng),港口道路和廠礦道路等的路面工程,也適用于旅游道路、景觀廣場(chǎng)、景觀道路、非城市主干道、交叉口、停車站、橋頭路段和急彎、陡坡路段的路面工程。適應(yīng)性(接縫多,車速低)8.1.2

水泥混凝土塊路面

水泥混凝土塊路面結(jié)構(gòu)組成——塊料層、墊砂層、基層和路基.

邊緣約束塊料層砂墊層基層8.1.2水泥混凝土塊路面邊緣約束1、水泥混凝土塊體——路面結(jié)構(gòu)主體材料,塊料之間的縫隙用砂填充2、墊砂層的作用是整平基層,并為面層形成緊密嵌鎖提供必要的條件。墊砂層的厚度為30~70mm,通常為50mm,這取決于基層的平整度。3、基層及土基的要求與一般瀝青路面相同,各種穩(wěn)定類基(墊)層,均可使用。4、邊緣約束的作用是限制塊體在行車荷載作用下的側(cè)向位移,以保證塊體間的嵌鎖。它的設(shè)置對(duì)保證聯(lián)鎖塊鋪層的使用性能是至關(guān)重要的。1、水泥混凝土塊體——路面結(jié)構(gòu)主體材料,塊料之間的縫隙用砂填8.1.3塊石路面用塊狀石料鋪筑的路面均稱塊石路面。根據(jù)塊石的形狀、尺寸及修琢程度不同,分為條石、小方石、拳石和粗琢塊石等幾種路面。塊石路面按它的平整度,基層、整平層、填縫料、交通量分類為:高級(jí)——條石和小方石塊等整齊塊石路面次高級(jí)——粗琢塊石等半整齊塊石路面中級(jí)——拳石等不整齊塊石路面8.1.3塊石路面

塊石路面堅(jiān)固耐久,清潔少塵,養(yǎng)護(hù)修理方便。但塊石路面施工主采要用手工鋪砌,有些塊石還要加工琢制,難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工,耗費(fèi)勞動(dòng)力多,人工鋪裝進(jìn)度慢,建筑費(fèi)高。根據(jù)上述特點(diǎn),這種路面主要用于土基不夠穩(wěn)定的橋頭高填土路段,鐵路與公路平交道口,以及有地下管線的城市道路上和公園、廣場(chǎng)、紀(jì)念地等景觀區(qū)道路面層。塊石路面堅(jiān)固耐久,清潔少塵,養(yǎng)護(hù)修理方便。但塊石路面塊石路面結(jié)構(gòu)組成——石塊面層、砂或石屑整平層、基層、墊層

級(jí)配礫石15-20cm,或水泥砼16cm.

砂或水泥砂漿混合物;路肩塊石路面結(jié)構(gòu)組成——石塊面層、砂或石屑整平層、基層、墊層填縫——石塊之間須用填縫料填嵌密實(shí),使石塊彼此嵌緊不松動(dòng),加強(qiáng)路面的整體性,并保護(hù)石塊邊角。一般用砂或石屑作填縫料。高級(jí)塊石路面也有用1:2~1:2.5的水泥砂漿或?yàn)r青瑪蹄脂填縫。整平層的作用——墊平基層表面及石塊底面,以保持塊石面層頂面平整,緩和車輛行駛的沖擊和振動(dòng)。

塊石路面的強(qiáng)度——主要由基礎(chǔ)的承載力和石塊之間的摩擦力構(gòu)成。填縫——石塊之間須用填縫料填嵌密實(shí),使石塊彼此嵌緊不松動(dòng),加8.2碎、礫石路面的力學(xué)特性8.2.1碎、礫石路面的強(qiáng)度構(gòu)成礦料顆粒本身強(qiáng)度固然重要,但是起決定意義的則是顆粒之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。

對(duì)這種材料的抗剪強(qiáng)度均可用下式表示。即:由此可見,由材料的粘結(jié)力和內(nèi)摩阻角所表征的內(nèi)摩阻力所決定的顆粒之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度,即構(gòu)成了路面材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。8.2碎、礫石路面的力學(xué)特性但是各類碎、礫石材料的內(nèi)摩阻力Ф和粘結(jié)力c是不同的,因而兩種不同粒料基層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度構(gòu)成也不相同。

8.2.1.1純碎石材料

這類材料按嵌擠原則產(chǎn)生強(qiáng)度。由于純碎石材料粘結(jié)力很差,其抗剪強(qiáng)度主要決定于剪切面上的法向應(yīng)力和材料內(nèi)摩阻角。它由三項(xiàng)因素構(gòu)成:(1)粒料表面的相互滑動(dòng)摩擦;(2)因剪切時(shí)體積膨脹而需克服的阻力;(3)因粒料重新排列而受到的阻力。但是各類碎、礫石材料的內(nèi)摩阻力Ф和粘結(jié)力c是不同的,因而兩種8.2.1.2土—碎(礫)石混合料

這類材料含土少時(shí),也按嵌擠原則形成強(qiáng)度;而當(dāng)含土量較多時(shí),則按密實(shí)原則形成強(qiáng)度。

土-集料混合料基(墊)層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,取決于顆粒尺寸分布、顆粒形狀和密實(shí)度。其中最重要的是顆粒尺寸分布,特別是粗集料和細(xì)集料的比例。

按顆粒尺寸分布情況的不同,土-集料混合料有三種不同的物理狀態(tài)。8.2.1.2土—碎(礫)石混合料第一種狀態(tài):僅含有少量或者不含細(xì)料,(細(xì)料指0.074mm以下的顆粒);

第二種狀態(tài):含有適量的細(xì)料填滿集料間的空隙;

第三種狀態(tài):細(xì)料含量過多,使集料懸浮于土中,彼此失去接觸

.強(qiáng)度形成機(jī)理?第一種狀態(tài):僅含有少量或者不含細(xì)料,強(qiáng)度形成機(jī)理?混合料的性質(zhì)取決于顆粒尺寸分布,應(yīng)有適當(dāng)比例的細(xì)料含量,過多則又不利?;旌狭系男再|(zhì)取決于顆粒尺寸分布,應(yīng)有適當(dāng)比例的細(xì)料含量,過多除了顆粒尺寸分布外,當(dāng)集料顆粒間喪失接觸時(shí),細(xì)粒土的物理性質(zhì)對(duì)強(qiáng)度和穩(wěn)定性有一定的影響,對(duì)于細(xì)料含量多的混合料,必須限制細(xì)料的塑性指數(shù)。峰值PI增大,強(qiáng)度減小除了顆粒尺寸分布外,當(dāng)集料顆粒間喪失接觸時(shí),細(xì)粒土的物理性質(zhì)8.2.2碎、礫石材料的應(yīng)力-應(yīng)變特征碎(礫)石材料組成的基層結(jié)構(gòu),只能承受面層傳遞下來的垂直應(yīng)力,而不能承受彎拉應(yīng)力;此外在承受垂直應(yīng)力作用時(shí),其垂直變形受側(cè)向應(yīng)力約束?,F(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范采用回彈模量E表征其力學(xué)強(qiáng)度的指標(biāo),但國(guó)外也有采用加州承載比(CBR)的。8.2.2碎、礫石材料的應(yīng)力-應(yīng)變特征碎(礫)石材料的顯著特點(diǎn):(1)應(yīng)力-應(yīng)變的非線性性質(zhì);(2)回彈模量受偏應(yīng)力σd和σ3大小的影響,隨偏應(yīng)力的增大而減小,隨σ3的增大而增大?;貜椖A縀r值可用下式表示:偏應(yīng)力軸向應(yīng)變?chǔ)?碎(礫)石材料的顯著特點(diǎn):偏應(yīng)力軸向應(yīng)變?chǔ)?試驗(yàn)表明,應(yīng)力重復(fù)次數(shù)、荷載作用時(shí)間及頻率對(duì)回彈模量的影響甚小。顆粒材料的模量決定于材料的級(jí)配、形狀、表面構(gòu)造、密實(shí)度和含水量等。一般密實(shí)度愈高,模量值愈大;棱角多,表面粗糙者有較高模量;當(dāng)細(xì)料含量不多時(shí),含水量對(duì)其影響甚小。試驗(yàn)表明,應(yīng)力重復(fù)次數(shù)、荷載作用時(shí)間及頻率對(duì)回彈模量的影響甚8.2.3碎、礫石材料的形變累積

1、良好級(jí)配礫石在保證良好排水條件下塑性形變的發(fā)展變化規(guī)律:應(yīng)力水平較低時(shí),作用次數(shù)達(dá)104

次時(shí),形變已基本上不發(fā)展;但若應(yīng)力較大時(shí),超過材料的耐久疲勞應(yīng)力,則應(yīng)力作用一定次數(shù)后,形變隨應(yīng)力作用次數(shù)的增加而迅速發(fā)展,最終導(dǎo)致破壞。

2、級(jí)配組成差的礫料,即使應(yīng)力作用了很多次,塑性形變?nèi)岳^續(xù)增長(zhǎng),如欲獲得較低的塑性形變,則材料級(jí)配中的細(xì)料含量必須少于使其獲得最大密實(shí)度的含量。8.2.3碎、礫石材料的形變累積8.3碎(礫)石路面與基層8.3.1概述碎(礫)石路面——用加工軋制的碎(礫)石作主骨科,并以石渣和石屑嵌縫,用粘土或石灰土泥漿灌縫,按嵌擠原理壓實(shí)形成的路面。類型:泥結(jié)碎石泥灰結(jié)碎石填隙碎石:干壓碎石(干法)水結(jié)碎石(濕法)8.3碎(礫)石路面與基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度:既和石料本身的強(qiáng)度有關(guān),也和碎石顆粒間的聯(lián)結(jié)程度有關(guān)。優(yōu)點(diǎn):投資不高,盛產(chǎn)石料地區(qū)可就地取材,并隨交通量的增加進(jìn)行分期修建和改善,還可在分期修建過程中作為其它路面的基層。缺點(diǎn):平整度差,易揚(yáng)塵,在行車和自然因素影響下,易產(chǎn)生磨損、松散、磨耗層脫落露骨等病害。因此維修養(yǎng)護(hù)工作量大,而且適應(yīng)的交通量較小。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度:既和石料本身的強(qiáng)度有關(guān),也和碎石顆粒間的聯(lián)結(jié)程度有8.3.2泥結(jié)碎石路面與基層泥結(jié)碎石路面是以碎石作骨料,粘土作填充料和結(jié)合料,經(jīng)壓實(shí)形成的路面。優(yōu)點(diǎn):碾壓工作量小,使用石料等級(jí)較寬,造價(jià)低。缺點(diǎn):干燥時(shí)易揚(yáng)塵,潮濕時(shí)水穩(wěn)定性差。材料要求:碎石等級(jí)不低于III級(jí),扁平細(xì)長(zhǎng)顆粒不超過

20%,不得含有其他雜質(zhì)。施工方法:灌漿法、拌和法、層鋪法。8.3.2泥結(jié)碎石路面與基層適用:泥結(jié)碎石路面屬中級(jí)路面,應(yīng)用于三、四級(jí)公路,地方道路。它具有施工簡(jiǎn)便、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn);但因含一定數(shù)量的粘土,水穩(wěn)定性較差,不宜做瀝青路面基層。如做瀝青路面基層時(shí),應(yīng)用于干燥路段,在中濕和潮濕路段,填充的粘結(jié)料中應(yīng)摻一定劑量的石灰,形成泥灰結(jié)碎石結(jié)構(gòu),以提高其穩(wěn)定性。在泥結(jié)碎石路面上鋪筑磨耗層可以改善行車條件和方便養(yǎng)護(hù)。適用:泥結(jié)碎石路面屬中級(jí)路面,應(yīng)用于三、四級(jí)公路,地方道路。8.3.3泥灰結(jié)碎石路面泥灰結(jié)碎石路面是以碎石作骨科,用一定數(shù)量的石灰土填充空隙作粘結(jié)料形成的路面。它針對(duì)泥結(jié)碎石路面水穩(wěn)性不好的缺點(diǎn),利用填充料中的石灰達(dá)到提高路面水穩(wěn)定性的目的。

泥灰結(jié)碎石多在潮濕與中濕路段作為瀝青路面的基層,亦可作為中級(jí)路面的面層。8.3.3泥灰結(jié)碎石路面8.3.4填隙碎石基層填隙碎石基層——用單一尺寸的粗碎石做骨料,形成嵌擠作用,用石屑填滿碎石間的孔隙,增加密實(shí)度和穩(wěn)定性。填隙碎石可用做各等級(jí)公路的底基層和二級(jí)以下公路的基層,

適于盛產(chǎn)石料地區(qū)。施工方法分干法和濕法兩種。將碎石材料撒鋪后直接壓實(shí)而成的結(jié)構(gòu)層,稱為干壓碎石;經(jīng)灑水碾壓而成的稱為水結(jié)碎石。8.3.4填隙碎石基層灑水的作用:1、適量灑水,可降低碎石顆粒間的摩擦力,提高壓實(shí)效果。2、水結(jié)碎石在壓實(shí)過程中會(huì)產(chǎn)生一部分磨碎的石粉,它可起粘結(jié)作用。由于石灰?guī)r或白云巖石粉的粘結(jié)力較強(qiáng),因此常用它來鋪筑。材料的基本要求:扁平細(xì)長(zhǎng)軟弱顆粒不應(yīng)超過15%,粗碎石集料壓碎值不超過30%,重要交通道路不超過26%。

填隙碎石基層強(qiáng)度的主要由碎石間的嵌擠鎖結(jié)作用形成,而粗碎石是填隙碎石基層形成強(qiáng)度和穩(wěn)定性的主要組成材料,碎石顆粒組成應(yīng)滿足規(guī)范的要求。灑水的作用:1、適量灑水,可降低碎石顆粒間的摩擦力,提高壓實(shí)8.4級(jí)配礫(碎)石路面與基(墊)層8.4.1概述級(jí)配礫(碎)石路面,是用粒徑大小不同的粗細(xì)礫(碎)石集料和砂(或石屑)各占一定比例的混合料。其顆粒組成符合密實(shí)級(jí)配要求。

級(jí)配礫(碎)石路面強(qiáng)度由集料間的摩阻力和細(xì)粒土的粘結(jié)力,經(jīng)碾壓密實(shí)聯(lián)結(jié)所構(gòu)成。8.4級(jí)配礫(碎)石路面與基(墊)層它可以做中級(jí)路面面層;當(dāng)路基處于干燥地段時(shí),也可以做次高級(jí)路面的基層。在潮濕地段做瀝青路面基層時(shí),應(yīng)在土中摻加一定劑量的石灰,以提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。優(yōu)點(diǎn):平整度較好(但須經(jīng)常養(yǎng)護(hù)),施工維修簡(jiǎn)易

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