塊料碎礫石材料及路面

1、第十、十一章塊料、碎(礫)石材料及路面School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科主要內容主要內容p第一節(jié)第一節(jié) 塊料及塊料路面塊料及塊料路面p第二節(jié)第二節(jié) 松散碎礫石材料及路面松散碎礫石材料及路面School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科1 1、塊料及塊料路面概述、塊料及塊料路面概述用各種不同形狀和尺寸的塊狀材料（天然或人工）用各種不同形

2、狀和尺寸的塊狀材料（天然或人工）鋪成的鋪成的路面路面。所用材料有塊石、煉磚塊、鐵塊、木。所用材料有塊石、煉磚塊、鐵塊、木塊、橡膠塊、瀝青混凝土塊、水泥混凝土預制塊等。塊、橡膠塊、瀝青混凝土塊、水泥混凝土預制塊等。目前路面工程中較常用的為目前路面工程中較常用的為塊石塊石和和水泥混凝土預水泥混凝土預制塊制塊兩種，此外，煉磚塊也較適用。兩種，此外，煉磚塊也較適用。第一節(jié)第一節(jié) 塊料及塊料路面塊料及塊料路面School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科2 2、塊料路面的優(yōu)缺點、

3、塊料路面的優(yōu)缺點 優(yōu)點優(yōu)點： 施工簡單、清潔少塵、易于翻修、抗滑性能好施工簡單、清潔少塵、易于翻修、抗滑性能好 缺點：缺點： 手工鋪筑難以機械化、塊料之間易移動、建筑費用手工鋪筑難以機械化、塊料之間易移動、建筑費用高、表面平整性一般較差。高、表面平整性一般較差。 第一節(jié)第一節(jié) 塊料及塊料路面塊料及塊料路面School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科3 3、塊料路面的構造、塊料路面的構造 塊料路面主要借基礎承載力和石塊之間摩擦力形成強度，因塊料路面主要借基礎承載力和石塊

4、之間摩擦力形成強度，因此其構造上的特點是必須設置整平層，塊料之間還需用填縫料此其構造上的特點是必須設置整平層，塊料之間還需用填縫料嵌填，使塊料滿足強度和穩(wěn)定性的要求。嵌填，使塊料滿足強度和穩(wěn)定性的要求。 1 1）基礎：）基礎：塊料路面的基礎一般采用粒料或半剛性材料。塊料路面的基礎一般采用粒料或半剛性材料。2 2）整平層：）整平層：用來墊平基礎表面及塊石底面，保持塊石頂面平用來墊平基礎表面及塊石底面，保持塊石頂面平整及緩和車輛行駛時的沖擊、振動作用，一般用粗砂或中砂、整及緩和車輛行駛時的沖擊、振動作用，一般用粗砂或中砂、煤渣或石屑、水泥砂、瀝青砂。煤渣或石屑、水泥砂、瀝青砂。3 3）填縫料：）填

5、縫料：主要用來填充塊料間縫隙，嵌緊塊料，加強路面主要用來填充塊料間縫隙，嵌緊塊料，加強路面的整體性，并起著保護塊料邊角與防止路面水下滲作用，一般的整體性，并起著保護塊料邊角與防止路面水下滲作用，一般用砂，也有用水泥砂漿或瀝青瑪蹄脂。用砂，也有用水泥砂漿或瀝青瑪蹄脂。第一節(jié)第一節(jié) 塊料及塊料路面塊料及塊料路面School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科第一節(jié)第一節(jié) 塊料及塊料路面塊料及塊料路面舒布洛克磚舒布洛克磚SureBlock 箭頭型鋪地磚箭頭型鋪地磚School

6、of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科第一節(jié)第一節(jié) 塊料及塊料路面塊料及塊料路面小區(qū)及旅游區(qū)道路小區(qū)及旅游區(qū)道路School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科 由石料經修琢成塊狀材料而鋪筑的路面稱由石料經修琢成塊狀材料而鋪筑的路面稱天然塊料路天然塊料路面面。分為整齊塊石、半整齊塊石和不整齊塊石路面。分為整齊塊石、半整齊塊石和不整齊塊石路面。 整齊塊石整

7、齊塊石路面包括整齊石塊和條石路面，要求石塊由路面包括整齊石塊和條石路面，要求石塊由I I級石料加工，形狀近似正方體或長方體，要求質量較級石料加工，形狀近似正方體或長方體，要求質量較高的基層（如高的基層（如C20C20水泥混凝土）和整平層（如水泥混凝土）和整平層（如M10M10水泥水泥砂）。砂）。 半整齊塊石半整齊塊石包括條石和小方石，可鋪在貧水泥混凝土、包括條石和小方石，可鋪在貧水泥混凝土、碎石或穩(wěn)定基層上。碎石或穩(wěn)定基層上。 不整齊塊石不整齊塊石包括拳石和粗琢塊石，可直接鋪在包括拳石和粗琢塊石，可直接鋪在101020cm20cm的砂或爐渣上，也可用碎磚、碎石、級配礫石等作的砂或爐渣上，也可用

8、碎磚、碎石、級配礫石等作基層?；鶎?。第一節(jié)第一節(jié) 塊料及塊料路面塊料及塊料路面4 4、天然塊料路面、天然塊料路面School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科 由預制的混凝土小塊鋪筑的路面稱由預制的混凝土小塊鋪筑的路面稱機制塊料路面機制塊料路面。 預制塊可為矩形、六角形等不同形狀，也可采用預制塊可為矩形、六角形等不同形狀，也可采用不同的顏色，平面尺寸一般最大不超過不同的顏色，平面尺寸一般最大不超過30cm30cm，厚度可，厚度可取取8 820cm20cm。 機制塊料路面

9、也同樣需要有基層基礎和整平墊層。機制塊料路面也同樣需要有基層基礎和整平墊層。第一節(jié)第一節(jié) 塊料及塊料路面塊料及塊料路面5 5、機制塊料路面、機制塊料路面School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科 1 1）城市道路交叉口）城市道路交叉口 2 2）山區(qū)陡坡路段或急彎路段）山區(qū)陡坡路段或急彎路段 3 3）橋頭高填方的暫時鋪筑路面）橋頭高填方的暫時鋪筑路面 4 4）需再開挖的具有地下管線的城市路段）需再開挖的具有地下管線的城市路段 5 5）城市人行道（有用彩磚的）城市人行道

10、（有用彩磚的）第一節(jié)第一節(jié) 塊料及塊料路面塊料及塊料路面6 6、塊料路面的主要用途、塊料路面的主要用途School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科 主要借主要借基礎的承載力基礎的承載力和和石塊之間的摩擦力石塊之間的摩擦力，粒料，粒料基層的破壞主要表現(xiàn)為變形累積過大及回彈彎沉超過基層的破壞主要表現(xiàn)為變形累積過大及回彈彎沉超過結構承載能力，半剛性基層則表現(xiàn)為層底的彎拉應力結構承載能力，半剛性基層則表現(xiàn)為層底的彎拉應力超過材料的疲勞強度。目前的問題是水損害。超過材料的疲勞強

11、度。目前的問題是水損害。塊石受荷載時力的平衡（塊石受荷載時力的平衡（ p-垂直壓力；垂直壓力；-塊石側面摩擦力；塊石側面摩擦力；-基層承載力基層承載力）第一節(jié)第一節(jié) 塊料及塊料路面塊料及塊料路面7 7、塊料路面的強度、塊料路面的強度 School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科圖圖11-8 11-8 機制塊料路面典型結構機制塊料路面典型結構第一節(jié)第一節(jié) 塊料及塊料路面塊料及塊料路面School of Transportation Southeast Universit

12、y，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科 1 1、松散碎、松散碎( (礫礫) )石料類別石料類別 水結碎（礫）石材料水結碎（礫）石材料 （P270P270） 碎石（礫石）材料碎石（礫石）材料 填隙干壓碎石材料（包括大塊填隙干壓碎石材料（包括大塊 碎石基層）碎石基層） （P272P272） 高級級配碎石材料高級級配碎石材料 （P274P274） 泥結碎（礫）石泥結碎（礫）石（P271P271） 土土碎（礫）石混合料碎（礫）石混合料 泥灰結碎（礫）石泥灰結碎（礫）石（P272P272） 級配碎（礫）石級配碎（礫）石 （P272P272） 松散碎礫石材料既

13、可用于路面基層，也可通過適松散碎礫石材料既可用于路面基層，也可通過適當處理用于面層形成碎礫石路面當處理用于面層形成碎礫石路面 第二節(jié)第二節(jié) 松散碎松散碎(礫礫)石材料及路面石材料及路面School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科第二節(jié)第二節(jié) 松散碎松散碎(礫礫)石材料及路面石材料及路面p1、松散碎、松散碎(礫礫)石料類別石料類別碎石碎石是指符合工程要求的石料，經開采并按一定尺寸加工而是指符合工程要求的石料，經開采并按一定尺寸加工而成的有棱角的粒料。成的有棱角的粒料。礫

14、石礫石是指石料經水流長期搬運而成的一定尺寸的無棱角的粒是指石料經水流長期搬運而成的一定尺寸的無棱角的粒料。料。級配碎石級配碎石是指按一定級配要求設計的由碎石組成的材料。是指按一定級配要求設計的由碎石組成的材料。級配礫石級配礫石是指按一定級配要求設計的由礫石組成的材料。是指按一定級配要求設計的由礫石組成的材料。School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科 按按嵌擠原則嵌擠原則或或密實原則密實原則形成強度，由形成強度，由C C和和 表征的內摩擦力表征的內摩擦力所決定的顆粒

15、之間的聯(lián)結強度即構成材料的結構強度；所決定的顆粒之間的聯(lián)結強度即構成材料的結構強度； 礦料顆粒之間的聯(lián)結強度一般要比礦料顆粒本身強度小很礦料顆粒之間的聯(lián)結強度一般要比礦料顆粒本身強度小很多，內摩擦角多，內摩擦角 一般因剪切體積膨脹受阻而比單純顆粒的表一般因剪切體積膨脹受阻而比單純顆粒的表面滑動的面滑動的摩阻角要大摩阻角要大，內摩擦力受碎石料的強度、表面特，內摩擦力受碎石料的強度、表面特征以及混合料的壓實度影響。征以及混合料的壓實度影響。 第二節(jié)第二節(jié) 松散碎松散碎(礫礫)石材料及路面石材料及路面2 2、松散碎、松散碎( (礫礫) )石料的強度特性石料的強度特性 School of Transp

16、ortation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科圖圖10- -1 土碎（礫）石混合料三種物理狀態(tài)土碎（礫）石混合料三種物理狀態(tài)第二節(jié)第二節(jié) 松散碎松散碎(礫礫)石材料及路面石材料及路面2 2、松散碎、松散碎( (礫礫) )石料的強度特性石料的強度特性 School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科 CBR CBR 值（無彎拉強度）值（無彎拉強度） 第二節(jié)第二節(jié) 松散碎松散碎(礫礫

17、)石材料及路面石材料及路面3 3、松散碎、松散碎( (礫礫) )石料的強度指標石料的強度指標 4 4、松散碎、松散碎( (礫礫) )石料的應力石料的應力應變特性應變特性 抗壓回彈模量（通過三軸試驗測定）抗壓回彈模量（通過三軸試驗測定） E Er r=k=k1 1 k k2 2（MPaMPa） 材料的模量決定于材料的級配、形狀、表面構造、密實度材料的模量決定于材料的級配、形狀、表面構造、密實度和含水量等。一般密實度愈高，模量值愈大；棱角多和含水量等。一般密實度愈高，模量值愈大；棱角多/表面粗表面粗糙者有較高模量；當細料含量不多時，含水量影響小。糙者有較高模量；當細料含量不多時，含水量影響小。 S

18、chool of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科 不同的應力水平下具有不同的塑性變形特征：在應力水平較不同的應力水平下具有不同的塑性變形特征：在應力水平較低的情況下，塑性變形量較小，且在一定的荷載作用次數(shù)以后變低的情況下，塑性變形量較小，且在一定的荷載作用次數(shù)以后變形不再發(fā)展；應力較大時，則形變隨作用次數(shù)迅速發(fā)展，并最終形不再發(fā)展；應力較大時，則形變隨作用次數(shù)迅速發(fā)展，并最終導致破壞。導致破壞。 第二節(jié)第二節(jié) 松散碎松散碎(礫礫)石材料及路面石材料及路面5 5、松散碎、松散

19、碎( (礫礫) )石料的形變累積特性石料的形變累積特性 School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科6 6、碎、碎( (礫礫) )石路面石路面 指指水結碎石路面水結碎石路面、泥（灰）結碎石路面泥（灰）結碎石路面以及以及密級配密級配的碎（礫）石路面的碎（礫）石路面等通常由碎石或礫石為主要路面等通常由碎石或礫石為主要路面材料鋪筑的能適應材料鋪筑的能適應中低等交通量中低等交通量的路面。的路面。碎碎( (礫礫) )石路面結構強度石路面結構強度形成特點表現(xiàn)為礦料顆粒之形成特點表

20、現(xiàn)為礦料顆粒之間的聯(lián)結強度一般都要比礦料顆粒本身的強度小，間的聯(lián)結強度一般都要比礦料顆粒本身的強度小，在外力作用下，材料首先將在顆粒之間產生滑動和在外力作用下，材料首先將在顆粒之間產生滑動和位移，使其失去承載能力而遭致破壞。位移，使其失去承載能力而遭致破壞。晴天時揚塵晴天時揚塵很大很大。第二節(jié)第二節(jié) 松散碎松散碎(礫礫)石材料及路面石材料及路面School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科第二節(jié)第二節(jié) 松散碎松散碎(礫礫)石材料及路面石材料及路面School of Tr

21、ansportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科結構結構強度和穩(wěn)定性強度和穩(wěn)定性不僅與碎石集料的形狀及表不僅與碎石集料的形狀及表面特性有關，而且受面特性有關，而且受細料含量與性質細料含量與性質影響很大。影響很大。優(yōu)點優(yōu)點 投資不高，隨交通量的增加分期改善；投資不高，隨交通量的增加分期改善；缺點缺點 平整度差，易揚塵，泥結碎石路面雨天還平整度差，易揚塵，泥結碎石路面雨天還易泥濘。易泥濘。第二節(jié)第二節(jié) 松散碎松散碎(礫礫)石材料及路面石材料及路面7 7、碎、碎( (礫礫) )石路面的特點石路面的特點

22、 School of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科 1 1）水結碎石路面（）水結碎石路面（P270P270）-1016cm 2 2）泥結碎石路面（）泥結碎石路面（P271P271）- 820cm 3 3）泥灰結碎石路）泥灰結碎石路面（面（P272P272）-石灰劑量為812% 4 4）級配碎礫石路）級配碎礫石路面（面（P272P272）-816cm第二節(jié)第二節(jié) 松散碎松散碎(礫礫)石材料及路面石材料及路面8 8、碎、碎( (礫礫) )石路面的類別石路面的類別 School

23、 of Transportation Southeast University，China 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科無結合料處治粒料（無結合料處治粒料（unboundunbound）在國外是一種應在國外是一種應用極為普遍的筑路材料，廣泛用于柔性路面的基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)質的碎石層。層和底基層，用于基層的常為較優(yōu)質的碎石層。美國、澳大利亞及南非還把最佳級配的優(yōu)質碎石美國、澳大利亞及南非還把最佳級配的優(yōu)質碎石用于半剛性基層與瀝青面層之間，作為用于半剛性基層與瀝青面層之間，作為減少瀝青減少瀝青路面反射裂縫的措施