第九章碎礫石路面

1、第九章碎礫石路面第一節(jié) 碎、礫石路面的力學(xué)特性 一、碎、礫石路面的強(qiáng)度構(gòu)成 碎、礫石路面通常是指水結(jié)碎石路面、泥結(jié)碎石路面以及密級(jí)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。 碎、礫石路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度形成的特點(diǎn) 礦料顆粒之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，一般都要比礦料顆粒本身的強(qiáng)度小得多；在外力作用下，材料首先將在顆粒之間產(chǎn)生滑動(dòng)和位移，使其失去承載能力而遭致破壞。因此，對(duì)于這種松散材料組成的路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，礦料顆粒本身強(qiáng)度固然重要，但是起決定作用的則是顆粒之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。由材料的粘結(jié)力和內(nèi)摩阻角所表征的內(nèi)摩擦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。 一、各類碎礫石材料的抗剪特

2、性和影響因素一、各類碎礫石材料的抗剪特性和影響因素 （一）純碎石材料純碎石材料是按嵌擠原則產(chǎn)生強(qiáng)度，它的抗剪強(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。 （二）土碎（礫）石混合料 這類材料含土少時(shí)，也是按嵌擠原則形成強(qiáng)度；當(dāng)含土量較多時(shí)，則按密實(shí)原則形成強(qiáng)度。土碎（礫）石混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性取決于內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力的大小。 二、碎、礫石材料的應(yīng)力應(yīng)變特性二、碎、礫石材料的應(yīng)力應(yīng)變特性 碎、礫石材料的顯著特點(diǎn)之一是應(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。 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

3、者有較高模量；當(dāng)細(xì)料含量不多時(shí)，含水量?jī)H有甚小影響。 三、碎、礫石材料的形變積累三、碎、礫石材料的形變積累 良好級(jí)配礫石在保證良好排水條件下塑性形變的發(fā)展趨勢(shì)，當(dāng)應(yīng)力作用次數(shù)達(dá)到一定次數(shù)時(shí)，形變已基本上不發(fā)展；但當(dāng)應(yīng)力較大，超過材料的耐久疲勞應(yīng)力，則到一定次數(shù)后，形變隨應(yīng)力作用次數(shù)而迅速發(fā)展，最終導(dǎo)致破壞。 級(jí)配組成差的粒料，即使應(yīng)力作用了很多次，仍繼續(xù)有塑性形變的增長(zhǎng)，但欲獲得低的塑性形變，級(jí)配料中的細(xì)料含量必須少于獲得最大密實(shí)度的含量。 第二節(jié)第二節(jié) 碎石路面與基層碎石路面與基層 碎石路面的分類：碎石路面按施工方法及所用填充結(jié)合料的不同，分為水結(jié)碎石、泥結(jié)碎石、級(jí)配碎石和干壓碎石等數(shù)種。碎

4、石路面通常用砂、礫石、天然砂石、或塊石為基層，有時(shí)亦可直接鋪在路基上。 碎石路面的優(yōu)點(diǎn)：投資不高，可以隨交通量的增加分期改善； 缺點(diǎn)：平整度差，易揚(yáng)塵，泥結(jié)碎石路面雨天還易泥濘。 各種碎石尺寸與分類各種碎石尺寸與分類表表101101 編號(hào)碎石名稱 粒徑范圍(mm) 用途 123 粗碎石中碎石細(xì)碎石 755050353525 骨料 45 石渣石屑 2515155 嵌縫料 6 米石 05 封面料 一、水結(jié)碎石路面一、水結(jié)碎石路面 水結(jié)碎石路面是用大小不同的軋制碎石從大到小分層鋪筑，經(jīng)灑水碾壓后而成的一種結(jié)構(gòu)層。其強(qiáng)度是由碎石之間的嵌擠作用以及碾壓時(shí)所產(chǎn)生的石粉與水形成的石粉漿的粘結(jié)作用而形成的。

5、由于石灰?guī)r或白云巖石粉的粘結(jié)力較強(qiáng)，是水結(jié)碎石的常選石料。水結(jié)碎石路面厚度一般為1016cm。 水結(jié)碎石路面施工,一般按下列工序進(jìn)行： (1)準(zhǔn)備工作；(2)撒鋪石料并攤平，可分一次或二次撒鋪；(3)預(yù)碾碎石；(4)碾壓碎石并灑水；(5)撒鋪嵌縫料并碾壓與灑水粘壓；(6)撒鋪石屑（米石）并灑水碾壓成型；(7)初期養(yǎng)護(hù)。 二、泥結(jié)碎石路面二、泥結(jié)碎石路面 泥結(jié)碎石路面是以碎石作為骨料、泥土作為填充料和粘結(jié)料，經(jīng)壓實(shí)修筑成的一種結(jié)構(gòu)。 泥結(jié)碎石路面厚度一般為820cm；當(dāng)總厚度等于或超過15cm時(shí)，一般分兩層鋪筑，上層厚度610cm，下層厚度914cm。 泥結(jié)碎石路面的力學(xué)強(qiáng)度和穩(wěn)定性不僅有賴于碎

6、石的相互嵌擠作用，同時(shí)也有賴于土的粘結(jié)作用。 泥結(jié)碎石層施工方法有灌漿法、拌和法及層鋪法三種。實(shí)踐證明灌漿法具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，因而目前采用較多。 灌漿法泥結(jié)碎石路面施工，一般按下列工序進(jìn)行：準(zhǔn)備工作；攤鋪碎石；預(yù)壓；澆灌泥漿；撒鋪嵌縫料；碾壓。三、泥灰結(jié)碎石路面三、泥灰結(jié)碎石路面 泥灰結(jié)碎石路面是以碎石為骨料，用一定數(shù)量的石灰和土作粘結(jié)填縫料的碎石路面。因?yàn)閾饺胧?，泥灰結(jié)碎石路面的水穩(wěn)定性比泥結(jié)碎石為好。 石灰與土的用量不應(yīng)大于混合料總重的20%，其中石灰劑量為土重的812%。施工程序與質(zhì)量要求與泥結(jié)碎石路面相同。 第三節(jié)第三節(jié) 級(jí)配礫（碎）石路面級(jí)配礫（碎）石路面 級(jí)配礫(碎)石路面

7、，是由各種集料（礫石、碎石）和土，按最佳級(jí)配原理修筑而成的路面層或基層。由于級(jí)配礫(碎)石是用大小不同的材料按一定比例配合、逐漸填充空隙，并用粘土粘結(jié)，故經(jīng)過壓實(shí)后，能形成密實(shí)的結(jié)構(gòu)。級(jí)配礫(碎)石路面的強(qiáng)度是由摩阻力和粘結(jié)力構(gòu)成，具有一定的水穩(wěn)性和力學(xué)強(qiáng)度。 一、級(jí)配礫一、級(jí)配礫(碎碎)石路面與基石路面與基(墊墊)層的厚度和材料層的厚度和材料 級(jí)配礫(碎)石路面厚度，一般為816cm，當(dāng)厚度大于16cm時(shí)應(yīng)分兩層鋪筑，下層厚度為總厚度的0.6倍，上層為總厚度的0.4倍。如基層和面層為同樣類型的結(jié)構(gòu)，其總厚度在16cm以下時(shí)，可分兩層攤鋪，一次碾壓 。 級(jí)配礫(碎)石路面所用材料，主要為天然礫

8、石或較軟的碎石。其形狀以接近立方體或圓球形為佳，石料強(qiáng)度應(yīng)不低于IV級(jí)。 級(jí)配礫（碎）石基層應(yīng)密實(shí)穩(wěn)定，其粒徑級(jí)配范圍應(yīng)按上表選用。為防止凍脹和濕軟，應(yīng)注意控制小于0.5mm細(xì)料的含量和塑性指數(shù)。 在中濕和潮濕路段，級(jí)配礫（碎）石基層用作瀝青路面的基層時(shí)，應(yīng)在級(jí)配礫石中摻石灰，細(xì)料含量可適當(dāng)增加，摻入的石灰劑量為細(xì)料含量的812%。在級(jí)配礫石中摻石灰修筑基層，主要是為了提高基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 級(jí)配礫石有時(shí)用來作墊層叫做級(jí)配砂礫墊層，其級(jí)配砂礫要求顆粒尺寸在540mm之間，其中2540mm 含量不少于50%。 二、級(jí)配礫（碎）石路面與基（墊）層的施工二、級(jí)配礫（碎）石路面與基（墊）層的施工 級(jí)

9、配礫（碎）石路面與基（墊）層的施工工序: （1）開挖路槽；（2）備料運(yùn)料；（3）鋪料；（4）拌和與整型；（5）碾壓；（6）鋪封層。若施工方法采用拌和機(jī)集中拌制，則第（3）、（4）兩工序分別改為拌和與攤鋪整型兩工序。 第四節(jié)第四節(jié) 碎（礫）石路面的養(yǎng)護(hù)碎（礫）石路面的養(yǎng)護(hù) 碎（礫）石路面養(yǎng)護(hù)的主要任務(wù)是：在各種交通組成和交通量的負(fù)荷下，使路面保持應(yīng)有的強(qiáng)度和平整度。 對(duì)路面在車輛荷載與自然因素影響下產(chǎn)生的病害，如沉陷、松散、坑洞、車轍及裂縫等，進(jìn)行事前預(yù)防及事后及時(shí)維修，使其經(jīng)常保持良好的狀態(tài)，以便利行車，并延長(zhǎng)使用壽命。 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。一、磨耗層與保護(hù)層一、磨耗層與保護(hù)層 1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。 磨耗層應(yīng)具有足夠的堅(jiān)實(shí)性和穩(wěn)定性，通常多用堅(jiān)硬、耐磨、抗凍性強(qiáng)的級(jí)配粒料來鋪筑。 磨耗層的厚度不宜過薄，以免抗磨能力過低，引起過早損壞；也不宜過厚，避免材料浪費(fèi)和產(chǎn)生車轍。 采用堅(jiān)硬小礫石或石屑時(shí)，宜厚23cm，用砂土?xí)r宜厚12