《路面路基工程》第10章 碎礫石路面

1、路面路基工程汽車(chē)與交通學(xué)院第十章 碎、礫石路面碎、礫石路面的力學(xué)特性 碎石路面與基層 級(jí)配礫（碎）石路面優(yōu)質(zhì)級(jí)配碎石基層碎（礫）石路面的養(yǎng)護(hù) 第十章 碎、礫石路面純碎石路面泥結(jié)碎石路面泥灰結(jié)碎石路面級(jí)配碎石路面10-1 碎、礫石路面的力學(xué)特性 一、 碎、礫石的路面的強(qiáng)度構(gòu)成 松散介質(zhì) 強(qiáng)度=礦料本身強(qiáng)度+顆粒之間聯(lián)結(jié)強(qiáng)度 （大小，起決定作用) （一）純碎石材料：嵌擠原則 取決于剪切面上的法向應(yīng)力 和材料的內(nèi)摩擦角 （二）土-碎、礫石混合料：含土少時(shí)：嵌擠原則含土多時(shí)：密實(shí)原則大量土?xí)r：密實(shí)原則結(jié)論：存在最佳細(xì)料含量 細(xì)料含量對(duì)碎石集料的影響比礫石少，所以碎石優(yōu)于礫石 壓實(shí)功能一定時(shí)，最佳細(xì)料含

2、量越低，密度越大，CBR越大 集料尺寸增加，密度，CBR，最佳細(xì)料含量取決于內(nèi)摩擦阻力和粘結(jié)力的大小級(jí)配類(lèi)礫（碎）石結(jié)構(gòu)層由各種集料（礫石、碎石、工業(yè)廢渣）和土，按密實(shí)級(jí)配原理修筑而成的路面結(jié)構(gòu)層，強(qiáng)度由摩阻力和粘結(jié)力構(gòu)成。 （一）力學(xué)特性（二）分類(lèi)1.級(jí)配礫（碎）石 優(yōu)質(zhì)級(jí)配碎石，國(guó)外廣泛用于柔性路面的基層 普通級(jí)配（礫）碎石，用于中、低級(jí)柔性路面的基層或砂 石路面的磨耗層 2.原狀礫（碎）石土用于中、低等級(jí)道路的基層、砂石路面的面層，較細(xì) 的砂土混合物用于砂石路面的穩(wěn)定類(lèi)保護(hù)層3.原狀砂礫用于路面的墊層，較細(xì)的用于砂石路面的松散類(lèi)保護(hù)層 二 、碎、礫石材料的應(yīng)力-應(yīng)變特性：非線性指標(biāo)：回彈

3、模量三 、碎、礫石材料的基層：砂、礫石、天然砂石、塊石：先大后小、干壓或加水碾壓直接鋪在路基上四 、碎、礫石路面的特點(diǎn)：優(yōu)：可分期改善、投資低、就地取材，為其他路面的基層缺：平整度差、易揚(yáng)塵，雨天泥濘（泥結(jié)）10-2 碎石路面與基層 路面強(qiáng)度依靠石料的嵌擠作用以及填充結(jié)合料的粘結(jié)作用 嵌擠力的大小主要取決于石料的內(nèi)摩擦角; 粘結(jié)作用的大小主要取決于填充結(jié)合料本身的內(nèi)聚力及其與礦料之間的粘附力大小 。一、水結(jié)碎石路面：嵌擠+石料粘結(jié) 一般為 注意：用作面層壓實(shí)后應(yīng)用石屑或砂封面 用作基層時(shí)不再加鋪密實(shí)或石屑封面，其余均相同 施工工序：準(zhǔn)備工作預(yù)碾碎 石撒鋪石料并攤鋪撒鋪嵌縫料碾壓并撒水碾壓灑水撒

4、鋪石屑并灑水碾壓成型初期養(yǎng)護(hù)碾壓三階段：穩(wěn)定期、壓實(shí)期、成型期二 、泥結(jié)碎石路面：嵌擠+ 土的粘結(jié) 820cm 超過(guò)15cm 分兩層 常用施工方法： 注意：用作基層時(shí)水穩(wěn)性差，只適合于干燥路段，且主層礦料粒徑不宜小于40mm，并不大于層厚的0.7倍，土的塑性 指數(shù)以1215為宜，含土量不宜大于混合料總重的15%。三、 泥灰結(jié)碎石路面： 嵌擠（碎石骨料）+ 石灰和土做粘結(jié) 石灰與土的用量不應(yīng)大于混合料總重的20% ，石灰 劑量為土重的 。 施工時(shí)將石灰與土拌和均勻，其余工序同泥結(jié)碎石路面。 四 、 填隙干壓碎石基層：?jiǎn)我怀叽绲拇炙槭?石屑 大塊碎石基層10-3級(jí)配礫（ 碎）石路面 1、定義：由各

5、種集料（粗細(xì)礫石+砂或石屑）和土，按最佳級(jí)配原理修筑而成的路面層或基層 2、強(qiáng)度構(gòu)成：摩阻力+粘結(jié)力 密實(shí)結(jié)構(gòu) 具有一定水穩(wěn)性和力學(xué)強(qiáng)度 3、作用：中級(jí)路面的面層，次高級(jí)路面的基層 4、特點(diǎn)：平整度好，施工維修簡(jiǎn)易，造價(jià)低，缺點(diǎn)同前一 、厚度和材料 ： 厚度 8-16cm 大于16cm 分兩層 材料：石料強(qiáng)度不應(yīng)低于IV級(jí) ，控制小于0.5mm細(xì)料含量和 塑性指數(shù)用作基層時(shí)摻石灰，劑量為細(xì)料含量的 二、施工工序： 準(zhǔn)備備料 鋪料拌和整形碾壓鋪封層10-4 優(yōu)質(zhì)級(jí)配碎石基層 1、作用：柔性路面的基層、底基層，半剛性基層與瀝青面層之間 2、強(qiáng)度：碎石本身強(qiáng)度及碎石顆粒之間的嵌擠力。 3、材料要求：

6、 碎石：強(qiáng)度（壓碎值）規(guī)范規(guī)定：速公路和一級(jí)公路 路面級(jí)配碎石集料壓碎值應(yīng)不大于26。扁平長(zhǎng)條顆粒20%不含粘土塊、植物等有害雜質(zhì)顆粒級(jí)配，限制細(xì)小顆粒含量及塑性堅(jiān)硬的巖石、圓石或礦渣軋制而成細(xì)料：無(wú)塑性顆粒級(jí)配，限制細(xì)小顆粒含量及塑性碎石場(chǎng)的細(xì)篩余料、專(zhuān)門(mén)軋制的細(xì)碎石集料，天然砂礫4、施工：準(zhǔn)備 備料 攤鋪拌和（主要環(huán)節(jié)） 整型碾壓本章重點(diǎn)碎石材料技術(shù)指標(biāo)要求 碎石集料強(qiáng)度 對(duì)于碎石材料的強(qiáng)度要求，美國(guó)的AASHO和ASTM沒(méi)有給出明確的規(guī)定，只是要求其CBR值不小于80。我國(guó)交通部2000年頒布的公路工程基層施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 0342000）規(guī)定，用于高速公路、一級(jí)公路基層和上基層的級(jí)

7、配碎石集料壓碎值不大于26。 碎石集料形狀、表面構(gòu)造在相同級(jí)配組成和密實(shí)度條件下，采用富有棱角且表面粗糙、紋理豐富的軋制碎石比采用表面光滑的礫石具有更高的CBR值。因此公路工程基層施工技術(shù)規(guī)范（JTJ0342000）規(guī)定，碎石中針片狀總顆粒含量不超過(guò)20，碎石中不能含有粘土塊、植物等有害雜質(zhì)。 碎石集料的液限和塑性指數(shù)凡是級(jí)配集料基層的塑性指數(shù)超過(guò)一定數(shù)值的路段，瀝青面層往往過(guò)早破壞，而低塑性指數(shù)的級(jí)配集料基層經(jīng)常使用得很好。 碎石材料級(jí)配組成級(jí)配是影響級(jí)配碎石強(qiáng)度和模量的最重要因素。目前，集料級(jí)配的組成有兩個(gè)原則，即嵌擠原則和級(jí)配原則。嵌擠原則，就是將骨料顆粒用圓球來(lái)代替，以填充理論為基礎(chǔ)，

8、研究集料的組成設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)單將一種直徑為D的球體堆積起來(lái)，得到的是同樣大小球體堆積最松的狀況，空隙率約為48，在這種情況下再嵌入直徑為0.732D的球體，則嵌入后空隙率由48將為27；若將一種直徑為D的球體按棱柱體空間堆積，則得到最近同樣大小球體最緊密的排列堆積，空隙率為26，此時(shí)再嵌入直徑為0.414D的球體，則嵌入后空隙率由26將為21。當(dāng)然我們的集料顆粒并不是理想的圓球體，其主骨料的排列不會(huì)處于最松狀態(tài)，也很難達(dá)到最緊密狀態(tài)。級(jí)配原則，主要是根據(jù)C.A.G魏矛斯提出的粒子干涉理論，認(rèn)為顆粒間的空隙應(yīng)由次一級(jí)顆粒所填充，其所余空隙又由再次一級(jí)的顆粒所填充，但填隙的顆粒不得大于其間隙的距離，否則

9、將發(fā)生干涉現(xiàn)象，就是這種既有填充、又有干涉，而不過(guò)分干涉的大小顆粒之間一定數(shù)量的分配的干涉理論為級(jí)配原則奠定了理論基礎(chǔ)。根據(jù)級(jí)配原則，提出了兩種級(jí)配，即連續(xù)級(jí)配和間斷級(jí)配。連續(xù)級(jí)配是粒徑由大到小，逐級(jí)遞減，并按一定比例相互搭配起來(lái)，所得的級(jí)配曲線平順光滑；間斷級(jí)配是在連續(xù)級(jí)配中剔除一種或幾種粒徑而形成一種不連續(xù)級(jí)配。連續(xù)級(jí)配由于其顆?？梢园戳酱笮∮幸?guī)則的組合排列，粗細(xì)搭配，從而得到較大密實(shí)度的混合料，同時(shí)這種混合料在外力作用下不易破壞。施工工藝 1. 施工準(zhǔn)備 施工前埋好路緣石，以提供側(cè)向支持，以保證兩側(cè)級(jí)配碎石的壓實(shí)度達(dá)到要求，這是準(zhǔn)備工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須確保路緣石埋置牢固 2. 試拌現(xiàn)

10、場(chǎng)的碎石混合料宜按不同粒徑分別堆放，嚴(yán)禁相互混放，施工前對(duì)粗粒集料（粒徑一般在31.5mm19mm）、中粒集料（粒徑一般在19mm4.75mm）、石屑（4.75mm以下）進(jìn)行嚴(yán)格篩分，并作出篩分曲線；按照目標(biāo)級(jí)配確定各級(jí)碎石及礦粉的摻配比例，根據(jù)松裝密度計(jì)算相互體積比；拌和機(jī)試拌，取樣進(jìn)行含水量測(cè)試和篩分試驗(yàn)，確定級(jí)配與含水量是否符合目標(biāo)級(jí)配和含水量要求3. 試鋪 4. 拌和拌和過(guò)程中主要控制含水量和拌和均勻程度。有廠拌法和路拌法兩種。路拌法分為在施工現(xiàn)場(chǎng)拌合法和在料場(chǎng)集中翻拌法。施工現(xiàn)場(chǎng)拌合法是將現(xiàn)場(chǎng)層鋪好并已灑水的集料用平地機(jī)進(jìn)行拌合。料場(chǎng)集中翻拌法是將不同粒徑的碎石和石屑按預(yù)定比例在料場(chǎng)

11、混合，同時(shí)灑水加濕，使混合料的含水量超過(guò)最佳含水量1，然后用汽車(chē)混合料運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。廠拌法拌合是用普通水泥混凝土拌合機(jī)和其他拌合機(jī)將不同粗細(xì)集料加水集中拌合。施工現(xiàn)場(chǎng)拌合法一般用于低等級(jí)公路，對(duì)于高速和一級(jí)公路應(yīng)采用廠拌法，二級(jí)和二級(jí)以下公路在條件不許可時(shí)，可采用料場(chǎng)集中翻拌法。由于在運(yùn)輸途中含水量有一部分損失，故應(yīng)視天氣情況適當(dāng)調(diào)整級(jí)配碎石的含水量，在內(nèi)地一般陰天時(shí)應(yīng)比最優(yōu)含水量增加0.5%，晴天刮風(fēng)時(shí)增加1%5. 運(yùn)輸和攤鋪廠拌法拌合的混合料的宜用瀝青混凝土攤鋪機(jī)、水泥混凝土攤鋪機(jī)或穩(wěn)定土攤鋪機(jī)按松鋪厚度攤鋪均勻，同時(shí)派專(zhuān)人跟在攤鋪機(jī)后對(duì)個(gè)別集料離析處人工找平、拌和或換料處理，確保攤鋪出

12、的級(jí)配碎石均勻一致。 6. 碾壓碾壓施工應(yīng)遵循“先輕后重，先弱后強(qiáng)，先慢后快，先邊緣后中間”原則分為初壓（靜壓）、復(fù)壓（振壓）和終壓（靜壓）初壓時(shí)可采用自重80kN，激振力350kN的振動(dòng)式壓路機(jī)關(guān)閉振動(dòng)裝置進(jìn)行碾壓，靜壓12遍。復(fù)壓時(shí)，采用大于12T的振動(dòng)壓路機(jī)打開(kāi)振動(dòng)裝置，碾壓45遍，至壓實(shí)面穩(wěn)定、無(wú)明顯的輪跡為止。終壓時(shí)，采用光面壓路機(jī)靜壓13遍收光、找平即可。壓路機(jī)的起動(dòng)、停止、變速要平穩(wěn)，所有碾壓均應(yīng)控制速度不能太高，頭兩遍以采用1.51.7km/h，以后用2.02.5km/h為宜，并避免在新鋪混合料上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、左右移動(dòng)位置和突然剎車(chē)；在振動(dòng)碾壓時(shí)要防止振幅過(guò)大導(dǎo)致碎石破碎。7. 上封層施工和養(yǎng)護(hù)為保證級(jí)配碎石上基層與瀝青路面具有良好的層間連接，需要修筑上封層。由于該層厚度要求較薄，因此選用層鋪法施工單層式瀝青表面處治的施工方法。按照規(guī)范要求的瀝青用量用瀝青灑布車(chē)澆灑瀝青，若有漏灑的角落，輔助以人工澆灑；瀝青灑布完畢后，通過(guò)集料灑布機(jī)或人工將石屑按規(guī)定的用量均勻?yàn)⒉迹辉儆?8t的鋼筒雙輪壓路機(jī)碾壓34遍即可。另在瀝青面層未鋪筑之前，為保證級(jí)配碎石的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，需嚴(yán)格封閉交通。10-5碎（礫）石路面的養(yǎng)護(hù) 一 、磨耗層與養(yǎng)護(hù)層： 1、磨耗層：路面表面，提高平整度，耐磨，抗凍，穩(wěn)定 材料與厚度： 施工工序： 2、保護(hù)層：保護(hù)磨耗層，減小