路基路面工程-第09講-碎礫石與無(wú)機(jī)結(jié)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(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定料路面與無(wú)機(jī)結(jié)合穩(wěn)定料路面第一節(jié)碎、礫石路面力學(xué)特性第一節(jié)碎、礫石路面力學(xué)特性第二節(jié)優(yōu)質(zhì)級(jí)配碎石基層第二節(jié)優(yōu)質(zhì)級(jí)配碎石基層第三節(jié)碎、礫石路面的養(yǎng)護(hù)第三節(jié)碎、礫石路面的養(yǎng)護(hù)學(xué)習(xí)要點(diǎn)掌握掌握碎、礫石路面的力學(xué)特性碎、礫石路面的力學(xué)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(hù)碎、礫石路面的養(yǎng)護(hù) 第一節(jié)第一節(jié) 碎碎/ /礫石路面力學(xué)特性礫石路面力學(xué)特性1 1一、一、碎、礫石路面的碎、礫石路面的強(qiáng)度強(qiáng)度構(gòu)成構(gòu)成通常指水結(jié)碎石路面、泥結(jié)碎石路面及密級(jí)配

2、的碎、礫通常指水結(jié)碎石路面、泥結(jié)碎石路面及密級(jí)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(qiáng)度形成特點(diǎn)：強(qiáng)度形成特點(diǎn)：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(jié)強(qiáng)度聯(lián)結(jié)強(qiáng)度一般比礦料一般比礦料本身強(qiáng)度本身強(qiáng)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(dòng)滑動(dòng)和和位移位移；第一節(jié)第一節(jié) 碎碎/ /礫石路面力學(xué)特性礫石路面力學(xué)特性2 2一、一、碎、礫石路面的碎、礫石路面的強(qiáng)度強(qiáng)度構(gòu)成構(gòu)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(qiáng)度粒料表面的相互滑動(dòng)摩擦；產(chǎn)生

3、強(qiáng)度粒料表面的相互滑動(dòng)摩擦；因剪切時(shí)體積膨脹而需克服的阻力；因剪切時(shí)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(qiáng)度、形狀、尺寸、均勻性、大小取決于石料的強(qiáng)度、形狀、尺寸、均勻性、表面粗糙度及施工時(shí)的壓實(shí)程度。表面粗糙度及施工時(shí)的壓實(shí)程度。第一節(jié)第一節(jié) 碎碎/ /礫石路面力學(xué)特性礫石路面力學(xué)特性2 2一、一、碎、礫石路面的碎、礫石路面的強(qiáng)度強(qiáng)度構(gòu)成構(gòu)成（二）（二）. . 土、碎土、碎( (礫礫) )石混合料：石混合料：1. 1. 強(qiáng)度形成：強(qiáng)度形成：含含土土少少時(shí)，時(shí)，按嵌擠原則按嵌擠原則；含；含土土量較量較多多時(shí)，則按時(shí)，則按密

4、實(shí)原則密實(shí)原則形成強(qiáng)度。形成強(qiáng)度。土碎（礫）石混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性取決于土碎（礫）石混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性取決于內(nèi)摩阻力內(nèi)摩阻力和和粘結(jié)力粘結(jié)力大小。大小。抗剪強(qiáng)度決定于顆粒級(jí)配，即集料粗、細(xì)成分比例?？辜魪?qiáng)度決定于顆粒級(jí)配，即集料粗、細(xì)成分比例。第一節(jié)第一節(jié) 碎碎/ /礫石路面力學(xué)特性礫石路面力學(xué)特性4 4一、一、碎、礫石路面的碎、礫石路面的強(qiáng)度強(qiáng)度構(gòu)成構(gòu)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(xì)料種：不含或含很少細(xì)料l 粗顆粒摩擦形成強(qiáng)度；密實(shí)度較粗顆粒摩擦形成強(qiáng)度；密實(shí)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(xì)料填充顆粒間空隙種：含有足夠細(xì)

5、料填充顆粒間空隙l 粗細(xì)顆粒摩擦形成強(qiáng)度；密實(shí)度提高，透水性降低；粗細(xì)顆粒摩擦形成強(qiáng)度；密實(shí)度提高，透水性降低；第第3 3種：含有大量細(xì)料而種：含有大量細(xì)料而沒有沒有粗顆粒間接觸粗顆粒間接觸l 細(xì)顆粒摩擦形成強(qiáng)度；密實(shí)度提細(xì)顆粒摩擦形成強(qiáng)度；密實(shí)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(xué)特性礫石路面力學(xué)特性4 4二、二、碎、礫石材料的碎、礫石材料的應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)力應(yīng)變特性特性非線性非線性同一側(cè)向應(yīng)力作用下隨偏應(yīng)力同一側(cè)向應(yīng)力作用下隨偏應(yīng)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(yīng)力側(cè)向應(yīng)力增大增大時(shí)，回彈模量時(shí)，回彈模量增大增大根據(jù)根據(jù)三軸試驗(yàn)三軸試驗(yàn)獲得回

6、彈模量計(jì)算公式獲得回彈模量計(jì)算公式 22)2(3111KKrKKE第一節(jié)第一節(jié) 碎碎/ /礫石路面力學(xué)特性礫石路面力學(xué)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(dāng)應(yīng)力當(dāng)應(yīng)力作用次數(shù)作用次數(shù)N N達(dá)到達(dá)到10104 4次時(shí)，形變已基本次時(shí)，形變已基本不發(fā)展不發(fā)展；但當(dāng)?shù)?dāng)應(yīng)力應(yīng)力較大較大，超過超過材料的材料的耐久疲勞應(yīng)力耐久疲勞應(yīng)力，達(dá)到，達(dá)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(dǎo)致，最終導(dǎo)致破壞破壞； 第二節(jié)第二節(jié) 優(yōu)質(zhì)級(jí)配碎石基層優(yōu)質(zhì)級(jí)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(qiáng)度來(lái)源強(qiáng)度來(lái)源v來(lái)源于來(lái)源于碎石碎石強(qiáng)度本身及碎石顆粒之間的強(qiáng)度本身及碎石顆粒之間的嵌擠力嵌擠力。 3.3.對(duì)材料的要求對(duì)材料的要求v高速公路和一級(jí)公路路面級(jí)配碎石集料高速公路和一級(jí)公路路面級(jí)配碎石集料壓碎值壓碎值應(yīng)不大應(yīng)不大于于26%26%。v小于小于0.50.5mmmm的細(xì)料建議其液限小于的細(xì)料建議其液限小于25%25%，無(wú)塑性。，無(wú)塑性。第二節(jié)第二節(jié) 優(yōu)質(zhì)級(jí)配碎石基層優(yōu)質(zhì)級(jí)配碎石基層1 14.級(jí)配要求級(jí)配要求v級(jí)配應(yīng)能獲得級(jí)配應(yīng)能獲得最大密實(shí)最大密實(shí)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(jí)配優(yōu)質(zhì)碎石最佳級(jí)配優(yōu)質(zhì)碎石。5.5.應(yīng)力應(yīng)變特性及其回彈模量應(yīng)力應(yīng)變特性及其回彈模量v振動(dòng)成型振動(dòng)成型可使級(jí)配碎石獲得更高的可使級(jí)配碎石獲得更高的CBRCBR值值和和回彈模量回彈模量v級(jí)配碎石材料具有級(jí)配碎石材料具有顯著的非線性（顯著的非線性（應(yīng)力小，模量大應(yīng)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(jí)配碎石彈性模量取建議：處于上基層的級(jí)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(hù)礫石路面的養(yǎng)護(hù)1 1主要任務(wù)：主要任務(wù)：使路面使路面保持保持應(yīng)有的應(yīng)有的強(qiáng)度強(qiáng)度和和平整度平整度；對(duì)產(chǎn)生的；對(duì)產(chǎn)生的病害進(jìn)行病害進(jìn)行事前預(yù)防事前預(yù)防和和事后及時(shí)維修事后及時(shí)維修。一、一、磨耗層與保護(hù)層磨耗層與保護(hù)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(jiān)實(shí)性堅(jiān)實(shí)性和和穩(wěn)定性穩(wěn)定性，通常多用堅(jiān)硬、耐，通常多用堅(jiān)硬、耐磨、抗凍性強(qiáng)的級(jí)配粒料鋪筑。磨、抗凍性強(qiáng)的級(jí)配粒料鋪筑。厚度：采

10、用堅(jiān)硬小礫石或石屑時(shí)，宜厚厚度：采用堅(jiān)硬小礫石或石屑時(shí)，宜厚2-32-3cmcm，用砂土用砂土?xí)r宜厚時(shí)宜厚1-21-2cmcm，用軟質(zhì)材料時(shí)，宜厚用軟質(zhì)材料時(shí)，宜厚3-43-4cmcm。 第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護(hù)礫石路面的養(yǎng)護(hù)2 2二、二、碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)磨耗層磨耗層和和保護(hù)層保護(hù)層是粒料路是粒料路面面養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)主要工作。的一項(xiàng)主要工作。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定鋪筑的根據(jù)設(shè)計(jì)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(bǔ)修補(bǔ)

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(hù)礫石路面的養(yǎng)護(hù)1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)磨耗層和保護(hù)層是粒料路在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)磨耗層和保護(hù)層是粒料路面養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)主要工作。面養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)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(jìn)行表面未干之前即進(jìn)行3.鋪鋪料料。第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護(hù)礫石路面的養(yǎng)護(hù)1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善碎礫石路面

12、養(yǎng)護(hù)、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)磨耗層和保護(hù)層是粒料路在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)磨耗層和保護(hù)層是粒料路面養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)主要工作。面養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)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(yàn)確定的材料通過試驗(yàn)確定的材料配合配合比比進(jìn)行進(jìn)行配料配料。第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護(hù)礫石路面的養(yǎng)護(hù)1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)磨耗層和保護(hù)層是粒料路在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)磨耗層和保護(hù)層是粒料路面養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)主要工作。面

13、養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)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(shí)每隔，攤鋪時(shí)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(hù)礫石路面的養(yǎng)護(hù)1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)磨耗層和保護(hù)層是粒料路在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)磨耗層和保護(hù)層是粒料路面養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)主要工作。面養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)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(shí)

14、壓實(shí)同時(shí)壓實(shí)，以保護(hù)磨耗層邊緣。，以保護(hù)磨耗層邊緣。2.2.碾壓應(yīng)在混合料碾壓應(yīng)在混合料最佳含水量最佳含水量時(shí)進(jìn)行，并與時(shí)進(jìn)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(jī)輕型壓路機(jī)（2 23 3t t）碾壓碾壓2 23 3遍遍; ;初步壓實(shí)后開放交通，利用初步壓實(shí)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(hù)礫石路面的養(yǎng)護(hù)1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)磨耗層和保護(hù)層是粒料路在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)磨耗層和保護(hù)層是粒料路面養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)主要工作。面

15、養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)主要工作。鋪筑保護(hù)層，鋪筑保護(hù)層，保護(hù)磨耗層，保護(hù)磨耗層，減少車輪對(duì)磨耗層的磨損減少車輪對(duì)磨耗層的磨損第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護(hù)礫石路面的養(yǎng)護(hù)1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)：磨耗層的鋪筑與養(yǎng)護(hù)： 在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)磨耗層和保護(hù)層是粒料路在粒料路面上鋪筑養(yǎng)護(hù)磨耗層和保護(hù)層是粒料路面養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)主要工作。面養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)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(shí)還應(yīng)引導(dǎo)灑水同時(shí)還應(yīng)引導(dǎo)行車碾壓行車碾壓，并適當(dāng)加以修理，并適當(dāng)加以修理，待磨耗層待

16、磨耗層達(dá)到達(dá)到全面堅(jiān)實(shí)全面堅(jiān)實(shí)后，轉(zhuǎn)入后，轉(zhuǎn)入正常養(yǎng)護(hù)正常養(yǎng)護(hù)階段。階段。第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護(hù)礫石路面的養(yǎng)護(hù)1 1一、一、磨耗層與保護(hù)層磨耗層與保護(hù)層（二）保護(hù)層（二）保護(hù)層作用：作用：保護(hù)保護(hù)磨耗層磨耗層，減少車輪對(duì)磨耗層的磨損。，減少車輪對(duì)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(hù)層穩(wěn)定保護(hù)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(fēng)大風(fēng)地區(qū)。地區(qū)。v松散保護(hù)層松散保護(hù)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(hù)礫石路面的養(yǎng)護(hù)1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、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(jí)配突出部分，并用同樣的級(jí)配混合料混合料補(bǔ)平補(bǔ)平壓實(shí)壓實(shí)。（二）（二）坑槽坑槽、車轍車轍的修理的修理坑槽、車轍較淺時(shí)，在清除雜物后，灑水潤(rùn)濕，再用坑槽、車轍較淺時(shí)，在清除雜物后，灑水潤(rùn)濕，再用與原路面相同材料與原路面相同材料拌和填補(bǔ)拌和填補(bǔ)，并，并夯壓密

18、實(shí)夯壓密實(shí)。第三節(jié)第三節(jié) 碎碎/ /礫石路面的養(yǎng)護(hù)礫石路面的養(yǎng)護(hù)1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、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(shí)養(yǎng)護(hù)未及時(shí)養(yǎng)護(hù)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(shí)修補(bǔ)時(shí)修補(bǔ)，修補(bǔ)時(shí)盡量采用，修補(bǔ)時(shí)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(hù)礫石路面的養(yǎng)護(hù)1 1二、二、碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、維修與改善碎礫石路面養(yǎng)護(hù)、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(shí)泥漿飛濺打滑雨后表層發(fā)軟，行車時(shí)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(xì)料過多細(xì)料過多、碾壓不實(shí)、路、碾壓不實(shí)、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，