[工学]路基路面工程第十章.ppt

第十章 碎、砾石路面 优质级配碎石基层 无结合料处治粒料在国外是一种极为普遍的筑路材 料，广泛用于柔性路面的基层和底基层，用于基层的常为较 优质的碎石层。我国也在多项大型工程中用了这类材料和结 构，取得了良好效果。 优质级配碎石基层强度主要来源于碎石本身强度及颗 粒间的嵌挤力。因此，对于碎石基层应保证高质量的碎石， 获得高密度的良好级配和良好的施工压实手段。 * * HPU 1 2 3 碎、砾石路面的力学性能 碎石路面与基层 级配砾（碎）石路面 4 优质级配碎石基层 5 碎（砾）路面的养护 目 录（contents） §10-1 碎、砾石路面的力学特性 一、碎、砾石路面的强度构成 碎、砾石路面结构强度形成特点： 1.矿料颗粒之间的联结强度，一般比矿料颗粒本身强度小得多； 2.在外力作用下，材料首先将在颗粒之间产生滑动和位移，使其失去承载能力而遭致破坏。 10 碎、砾石路面 (一)纯碎石材料-按嵌挤原则产生强度 1.强度构成：主要取决于剪切面上的法向应力和材料的内摩阻角。由三项因素构成： a.粒料表面的相互滑动摩擦； b.体积膨胀而需克服的阻力； c.粒料重新排列需克服的阻力。 2.破坏形式：颗粒间产生相对运动。 3.与强度相关的材料因素：形式、尺寸、均匀性、粗糙度、压实程度(下层的刚度和边缘约束情况)等。 4. 特点：透水性好，不易冰冻、不易压实。 10 碎、砾石路面 (二)土-碎(砾)石混合料 1.强度构成：主要靠颗粒之间通过压实而得到嵌挤(锁结)作用，同时还部分依靠细料所提供的粘结作用。 2.与强度和刚度相关的因素：颗粒尺寸分布、颗粒形状和密实度以及细料的物理性质。 3.强度组成原则：根据粗集料和细集料的比例不同，组成强度的原则不同。 a-不含细料-按嵌挤原则； b-含适量的细料：按骨架密实原则； c-含大量细料-按密实原则。 10 碎、砾石路面 4.组成状态： 1)第一种状态：仅含有少量或者不含细料； 2)第二种状态：含有适量的细料填满集料间的孔隙； 3)第三种状态：细料含量过多，使集料悬浮于土中，彼此失去接触。 5.细粒含量对CBR和密实度的影响； 6.细料的物理性质对混合料的强度和稳定性的影响。 10 碎、砾石路面 土-碎石混合料强度组成的三种状态 10 碎、砾石路面 二、碎、砾石材料的应力-应变特性 1.变形包括弹性变形和塑性变形两部分； 2.碎砾石材料的应力-应变特性具有明显的非线性特征； 3.采用三轴试验进行测定； 4.碎砾石材料的模量同材料的级配、颗粒形状密实度等因素和受力状态有关，变动在100~700MPa； 5.泊松比取决于主应力或偏应力和平均法向应力的比值，一般可取0.3~0.35。 10 碎、砾石路面 三、碎、砾石材料的形变累积 碎、砾石混合料在重复应力作用下的塑性变形累积规律： 1.当偏应力σd低于某一数值时，塑性变形随作用次数增加而增加，且逐渐趋向稳定。重复次数大于104次后，达到一平衡状态，平衡状态的应变量σd/σ3的比值大小有关。 2.当偏应力较大时，塑性变形量随作用次数增加而不断增长，直至破坏。 3.级配差，塑性变形大(孔隙率大粒料压碎，孔隙率小，变形增大)。 细料＜最大密实含量：塑性变形小(粗料的压实性差)。 10 碎、砾石路面 一、水结碎石路面 定义：大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑，洒水碾压而成的路面结构： 结构强度：决定嵌锁力和石粉的粘结力。 材料：碎石强度III级以上，粒径＜0.6~0.8h。 厚度：10~16cm。 施工： 摊铺-碾压(预、轻)-洒水碾压(中压)-嵌缝、洒水-重压-封面(撒石屑)-洒水碾压(中压)-养护。 §10-2 碎石路面与基层 10 碎、砾石路面 特点：碎石质量和规格要求严格，碾压方式严格，碾压遍数较多，水稳性好，耐磨耗性能差。 用作面层较少，常用作沥青路面的基层或整平层、联结层(不撒封面，以加强联接) 影响碾压质量的因素：石料性质、形状、层厚、压路机类型和重量、碾压行程与次数，以及洒水与铺撒嵌缝料的适时与否等。 10 碎、砾石路面 定义：以碎石作骨料，粘土为填充结合料，经压实而成的路面结构。 结构强度：嵌锁力、土的粘结力。 材料：骨料，强度III级以上，粒径＜0.6~0.8mm(粒度比较整齐)。 粘土：塑性指数12~15，含量15%~18%。 厚度：8~20cm(厚度大于15cm分两层铺)。 施工：灌浆法、拌和法、层铺法。 特点：水稳性差、透水性差。 二、泥结碎石路面 10 碎