碎、砾石路面.ppt

碎、砾石路面,macadam pavement,第十章 碎、砾石路面,学习要点：,掌握碎、砾石路面的施工工序 ；,熟悉碎、砾石路面的力学特性；,了解碎、砾石路面的养护 ；,,第一节 碎、砾石路面的力学特性,一. 碎、砾石路面的强度构成,第十章 碎、砾石路面,水结碎石路面、泥结碎石路面及密级配的碎、砾石路面,强度形成特点：,,,矿料颗粒间的联结强度一般比矿料本身强度小得多；,外力作用下，材料首先在颗粒之间产生滑动和位移；,,这种松散材料组成的路面结构强度，起决定作用的是颗粒之间的联结强度，其抗剪强度可用库仑公式表示第十章 碎、砾石路面,第一节 碎、砾石路面的力学特性,一. 碎、砾石路面的强度构成,（一）. 纯碎石材料：,按嵌挤原则产生强度,粒料表面的相互滑动摩擦；,因剪切时体积膨胀而需克服的阻力；,因粒料重新排列而受到的阻力摩阻角大小取决于石料的强度、形状、尺寸、均匀性、表面粗糙度及施工时的压实程度第十章 碎、砾石路面,第一节 碎、砾石路面的力学特性,一. 碎、砾石路面的强度构成,（二）. 土－碎（砾）石混合料：,1. 强度形成：,含土少时，按嵌挤原则；含土量较多时，则按密实原则形成强度。

土－碎（砾）石混合料的强度和稳定性取决于内摩阻力和粘结力大小内摩阻力和由此产生的抗剪力很大程度上取决于密实度、颗粒形状和颗粒大小分配，尤以集料大小的分配，特别是粗细成分比例为最重要第十章 碎、砾石路面,第一节 碎、砾石路面的力学特性,一. 碎、砾石路面的强度构成,（二）. 土－碎（砾）石混合料：,2. 土－碎（砾）石混合料的三种物理状态：,第一种：不含或含很少细料,强度和稳定性依赖颗粒间的摩阻力；,密实度较低，但透水性好，不易冰冻；,施工压实困难第十章 碎、砾石路面,第一节 碎、砾石路面的力学特性,一. 碎、砾石路面的强度构成,（二）. 土－碎（砾）石混合料：,2. 土－碎（砾）石混合料的三种物理状态：,第二种：含有足够细料填充颗粒间空隙,能从颗粒接触获得强度，强度和密实度有所提高，透水性低；,第三种：含有大量细料而没有粗颗粒间接触,易压实，但密实度低，易冰冻，难透水；,强度和稳定性受含水量影响大第十章 碎、砾石路面,第一节 碎、砾石路面的力学特性,一. 碎、砾石路面的强度构成,（二）. 土－碎（砾）石混合料：,3. 不同细料含量时土－碎（砾）石混合料的密实度和CBR,随压实功能增加，密实度和CBR值均提高，且都存在相应的最佳细料含量。

细料成分对碎石集料的CBR影响一般比对砾石的影响小第十章 碎、砾石路面,第一节 碎、砾石路面的力学特性,一. 碎、砾石路面的强度构成,（二）. 土－碎（砾）石混合料：,3. 不同细料含量时土－碎（砾）石混合料的密实度和CBR,密实度和CBR值都随集料尺寸增大而增大，但最佳细料含量降低细料含量小于最大密实度时的含量，其CBR最大结论1：,只有在已知粒径分配的情况下，密实度才可作为衡量强度和稳定性的依据一般细料含量偏多的混合料强度和稳定性低于细料含量偏低的第十章 碎、砾石路面,第一节 碎、砾石路面的力学特性,一. 碎、砾石路面的强度构成,（二）. 土－碎（砾）石混合料：,3. 不同细料含量时土－碎（砾）石混合料的密实度和CBR,结论2：,集料为碎石时，由于颗粒嵌挤作用增强，其强度和稳定性较圆滑砾石集料为好，渗透系数也搞，更易排水4. 细粒土塑性指数影响,小于0.42mm的细粒土少时，其塑性指数对砾石三轴强度影响很小；而当细粒土含量增大时，其影响愈来愈大第十章 碎、砾石路面,第一节 碎、砾石路面的力学特性,二. 碎、砾石材料的应力－应变特性,非线性特性,同一侧向应力作用下回弹模量随偏应力增大而逐渐减小；,不论轴向应变多大，侧向应力增大时，回弹模量也会增大,,颗粒材料模量决定于材料级配、形状、表面构造、密实度、含水量等。

第十章 碎、砾石路面,第一节 碎、砾石路面的力学特性,三. 碎、砾石材料的形变积累,当应力作用次数达到104次时，形变已基本不发展；,,但当应力较大，超过材料的耐久疲劳应力，达到一定次数后，形变随作用次数而迅速发展，最终导致破坏；,第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,碎石路面：用加工轧制的碎石按嵌挤原理铺压而成碎石路面种类：水结碎石、泥结碎石和干压碎石等常用基层：砂、砾石、天然砂石或块石碎石路面优点：投资不高，可随交通量增加分期改善碎石路面缺点：平整度差、易扬尘强度构成：石料的嵌挤作用及填充结合料的粘结作用碎石颗粒尺寸：大致为0~75mm第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,一. 水结碎石路面,（一）. 水结碎石路面形成：,1. 构成：用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑，经洒水碾压后而成2. 强度构成：由碎石之间的嵌挤作用以及碾压时产生的石粉与水形成的石粉浆的粘结作用而形成3. 常选石料：石灰岩或白云岩石粉4. 路面厚度：一般为10~16cm第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,一. 水结碎石路面,（二）. 水结碎石路面对材料的基本要求：,1. 碎石应具有较高的强度、韧性和抗磨耗能力；,2. 碎石应具有棱角且近似立方体，长条扁平的石料不超过10%。

3. 碎石应干净，不含泥土杂质4. 碎石最大尺寸应根据石料品质及碎石层厚度决定，坚硬石料不得超过碎石层压实厚度的0.8倍第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,一. 水结碎石路面,（三）. 水结碎石路面施工,1. 施工工序：,水结碎石建议使用石灰石或白云石,第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,一. 水结碎石路面,（三）. 水结碎石路面施工,2. 施工要求：,一般情况按全幅施工摊铺主石时，不论分一层或两层均应按压实系数1.25~1.3一次摊铺，并仔细找平3. 碎石碾压质量的影响因素：,石料性质、形状、层厚、压路机类型和重量、碾压行程次数，以及洒水与铺撒嵌缝料的适时与否等第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,一. 水结碎石路面,（三）. 水结碎石路面施工,4. 碾压过程：,第一阶段稳定期：采用60~80KN轻型压路机先干压2~3遍，再随压随洒水第二阶段压实期：采用80~120KN中型压路机洒水碾压，直至碎石不松动、不起波浪，表面无轮迹第三阶段成型期：撒铺嵌缝料，洒水，并以120KN的重型压路机碾压，直至形成密实的表面层不出现碾轮轮迹为止第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,一. 水结碎石路面,（三）. 水结碎石路面施工,5. 碾压要求：,碾压时应从路两侧开始，逐渐移向路中,碾压轮迹重叠宽度：对三轮压路机为后轮宽度的1/3~1/2；对双轮压路机则为20~30cm。

第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,二. 泥结碎石路面,（一）. 泥结碎石路面形成,1. 构成：以碎石作为骨料、泥土作为填充料和粘结料，经压实修筑而成的一种结构2. 路面厚度：一般为8~20cm，当总厚度超过15cm时，一般分两层铺筑，上层6~10cm，下层9~14cm3. 强度构成：不仅有赖于碎石的相互嵌挤作用，同时也有赖于土的粘结作用第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,二. 泥结碎石路面,（二）. 泥结碎石路面对材料的基本要求：,1. 石料等级不宜低于Ⅵ级，长条扁平状颗粒不宜超过20%；,2. 所用粘土应具有较高的粘性，塑性指数以12~15为宜，粘土内不得含腐殖质或其他杂物，粘土用量一般不超过混合料总重的15%~18%第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,二. 泥结碎石路面,（三）. 泥结碎石路面施工,1. 施工方法：,灌浆法、拌和法、层铺法,2. 施工工序：,第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,二. 泥结碎石路面,（四）. 泥结碎石基层：,1. 特点及适用性：水稳定性较差，当用作沥青路面基层时一般只适用于干燥路段2. 材料要求：,主层矿料的粒径不宜小于40mm，并不大于层厚的0.7倍。

嵌缝料应与主层矿料的最小粒径相衔接土的塑性指数以10~12为宜，含土量不宜大于混合料总重的15%第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,三. 泥灰结碎石路面,1. 形成：以碎石为骨料，用一定数量的石灰和土作粘结填缝料的碎石路面2. 材料要求：,粘土质量规格要求与泥结碎石路面相同石灰质量不低于3级；石灰与土的用量不应大于混合料总重的20%，石灰剂量为土重的8%~12%程序与质量要求与泥结碎石路面相同3. 施工要求：,采用拌和法时应先将石灰与土拌和，再撒在石料上拌和，摊铺均匀，边压边洒水第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,四. 填隙干压碎石基层,1. 形成：碎石基层可采用干压方法，要求填缝紧密，碾压坚实如土基软弱，应先铺筑低剂量石灰土或砂砾垫层2. 材料要求：石料和嵌缝料的尺寸，视结构层厚度而定压实厚度为8~10cm，一般采用30~50mm粒径的石料和5~15mm粒径的嵌缝料；,压实厚度为11~15cm，碎石最大尺寸不得大于层厚的0.7倍，50mm以上粒径的石料应占70~80%，同时应两次嵌缝，其粒径为20~40mm和5~15mm第十章 碎、砾石路面,第二节 碎石路面与基层,,碎、砾石路面施工质量好坏的关键：,从上到下粗碎石间空隙要填满,表面粗碎石间的空隙要填满，填隙料不能覆盖粗碎石而自成一体，表面应看见粗碎石。

第十章 碎、砾石路面,第三节 级配砾（碎）石路面,一. 级配砾（碎）石路面与基（垫）层的厚度和材料,1. 厚度：,,级配砾（碎）石路面：由各种集料和土，按最佳级配原理修筑而成的路面层或基层路面厚度一般为8~16cm，当厚度大于16cm时应分两层铺筑，下层为总厚度的0.6倍，上层为总厚度的0.4倍基层与面层为同类型，总厚度在16cm以下时，可分两次摊铺，一次碾压第十章 碎、砾石路面,第三节 级配砾（碎）石路面,一. 级配砾（碎）石路面与基（垫）层的厚度和材料,2. 材料要求：,材料主要为天然砾石或较软的碎石，其形状接近立方体或圆球形最佳，石料强度应不低于Ⅳ级级配砾（碎）石基层应密实稳定为防止冻胀和湿软，应注意控制小于0.5mm细料的含量和塑性指数用作垫层时，其级配砂砾要求颗粒尺寸控制在5~40mm之间，其中25~40mm含量不少于50%第十章 碎、砾石路面,第三节 级配砾（碎）石路面,二.级配砾（碎）石路面与基（垫）层的施工,开挖路槽,,备料运料,,铺料,,拌和与整形,,碾压,,铺封层,1. 施工工序：,2. 天然砂砾基层材料要求：,其颗粒组成中，大于20mm的粗骨料要占40%以上，最大粒径不宜大于压实厚度的0.7倍，并不大于100mm，小于0.5mm的细料含量应小于15%，塑性指数不得大于4。

第十章 碎、砾石路面,第三节 级配砾（碎）石路面,二.级配砾（碎）石路面与基（垫）层的施工,3. 天然砂砾基层施工：,2. 提高天然砂砾基层强度和整体性的方法,可在其表面嵌入碎石或铺碎石过渡层关键在于洒水碾压第十章 碎、砾石路面,第四节 优质级配碎石基层,1. 用途：,2. 强度来源：,来源于碎石强度本身及碎石颗粒之间的嵌挤力用于柔性路面的基层和底基层用于半刚性基层与沥青面层之间，以减少反射裂缝3. 对材料的要求：,高速公路和一级公路路面级配碎石集料压碎值应不大于26%小于0.5mm的细料建议其液限小于25%，无塑性塑性要求小于4),第十章 碎、砾石路面,第四节 优质级配碎石基层,4. 对级配的要求(表10-4),5. 应力应变特性及其回弹模量：,密实级配可使级配碎石获得更高的CBR值和回弹模量其级配应能获得最大密实的集料，并具有较好的透水性能级配碎石材料具有显著的非线性，使其在刚度较大的下卧层上，表现出较大的回弹模量建议：处于上基层的级配碎石弹性模量取350~ 550MPa，下基层取150~250MPa,几种级配集料通。