8-块料碎砾石材料及路面

第十、十一章块料、碎(砾)石材料及路面主要内容第一节块料及块料路面第二节松散碎砾石材料及路面◆1、块料及块料路面概述用各种不同形状和尺寸的块状材料（天然或人工）铺成的路面。所用材料有块石、炼砖块、铁块、木块、橡胶块、沥青混凝土块、水泥混凝土预制块等。目前路面工程中较常用的为块石和水泥混凝土预制块两种，此外，炼砖块也较适用。第一节块料及块料路面◆2、块料路面的优缺点优点：施工简单、清洁少尘、易于翻修、抗滑性能好缺点：手工铺筑难以机械化、块料之间易移动、建筑费用高、表面平整性一般较差。第一节块料及块料路面◆3、块料路面的构造块料路面主要借基础承载力和石块之间摩擦力形成强度，因此其构造上的特点是必须设置整平层，块料之间还需用填缝料嵌填，使块料满足强度和稳定性的要求。1）基础：块料路面的基础一般采用粒料或半刚性材料。2）整平层：用来垫平基础表面及块石底面，保持块石顶面平整及缓和车辆行驶时的冲击、振动作用，一般用粗砂或中砂、煤渣或石屑、水泥砂、沥青砂。3）填缝料：主要用来填充块料间缝隙，嵌紧块料，加强路面的整体性，并起着保护块料边角与防止路面水下渗作用，一般用砂，也有用水泥砂浆或沥青玛蹄脂。第一节块料及块料路面第一节块料及块料路面舒布洛克砖SureBlock箭头型铺地砖第一节块料及块料路面小区及旅游区道路由石料经修琢成块状材料而铺筑的路面称天然块料路面。分为整齐块石、半整齐块石和不整齐块石路面。整齐块石路面包括整齐石块和条石路面，要求石块由I级石料加工，形状近似正方体或长方体，要求质量较高的基层（如C20水泥混凝土）和整平层（如M10水泥砂）。半整齐块石包括条石和小方石，可铺在贫水泥混凝土、碎石或稳定基层上。不整齐块石包括拳石和粗琢块石，可直接铺在10～20cm的砂或炉渣上，也可用碎砖、碎石、级配砾石等作基层。第一节块料及块料路面◆4、天然块料路面由预制的混凝土小块铺筑的路面称机制块料路面。预制块可为矩形、六角形等不同形状，也可采用不同的颜色，平面尺寸一般最大不超过30cm，厚度可取8～20cm。机制块料路面也同样需要有基层基础和整平垫层。第一节块料及块料路面◆5、机制块料路面1）城市道路交叉口2）山区陡坡路段或急弯路段3）桥头高填方的暂时铺筑路面4）需再开挖的具有地下管线的城市路段5）城市人行道（有用彩砖的）第一节块料及块料路面◆6、块料路面的主要用途主要借基础的承载力和石块之间的摩擦力，粒料基层的破坏主要表现为变形累积过大及回弹弯沉超过结构承载能力，半刚性基层则表现为层底的弯拉应力超过材料的疲劳强度。目前的问题是水损害。块石受荷载时力的平衡（p-垂直压力；τ-块石侧面摩擦力；σ-基层承载力）第一节块料及块料路面◆7、块料路面的强度取决于交通、基层结构、环境等因素，主要以半经验—半理论方法进行设计。粒料基层的块料路面设计曲线如图11-2所示，半刚性基层的块料路面设计曲线如图11-3所示第一节块料及块料路面◆8、块料路面的厚度设计图11-8机制块料路面典型结构第一节块料及块料路面◆1、松散碎(砾)石料类别水结碎（砾）石材料（P270）碎石（砾石）材料填隙干压碎石材料（包括大块碎石基层）（P272）高级级配碎石材料（P274）泥结碎（砾）石（P271）土—碎（砾）石混合料泥灰结碎（砾）石（P272）级配碎（砾）石（P272）松散碎砾石材料既可用于路面基层，也可通过适当处理用于面层形成碎砾石路面第二节松散碎(砾)石材料及路面第二节松散碎(砾)石材料及路面1、松散碎(砾)石料类别碎石是指符合工程要求的石料，经开采并按一定尺寸加工而成的有棱角的粒料。砾石是指石料经水流长期搬运而成的一定尺寸的无棱角的粒料。级配碎石是指按一定级配要求设计的由碎石组成的材料。级配砾石是指按一定级配要求设计的由砾石组成的材料。按嵌挤原则或密实原则形成强度，由C和表征的内摩擦力所决定的颗粒之间的联结强度即构成材料的结构强度；矿料颗粒之间的联结强度一般要比矿料颗粒本身强度小很多，内摩擦角一般因剪切体积膨胀受阻而比单纯颗粒的表面滑动的摩阻角要大，内摩擦力受碎石料的强度、表面特征以及混合料的压实度影响。第二节松散碎(砾)石材料及路面◆2、松散碎(砾)石料的强度特性图10-1土－碎（砾）石混合料三种物理状态第二节松散碎(砾)石材料及路面◆2、松散碎(砾)石料的强度特性CBR值（无弯拉强度）第二节松散碎(砾)石材料及路面◆3、松散碎(砾)石料的强度指标◆4、松散碎(砾)石料的应力—应变特性抗压回弹模量（通过三轴试验测定）Er=k1k2（MPa）材料的模量决定于材料的级配、形状、表面构造、密实度和含水量等。一般密实度愈高，模量值愈大；棱角多/表面粗糙者有较高模量；当细料含量不多时，含水量影响小。不同的应力水平下具有不同的塑性变形特征：在应力水平较低的情况下，塑性变形量较小，且在一定的荷载作用次数以后变形不再发展；应力较大时，则形变随作用次数迅速发展，并最终导致破坏。第二节松散碎(砾)石材料及路面◆5、松散碎(砾)石料的形变累积特性◆6、碎(砾)石路面指水结碎石路面、泥（灰）结碎石路面以及密级配的碎（砾）石路面等通常由碎石或砾石为主要路面材料铺筑的能适应中低等交通量的路面。碎(砾)石路面结构强度形成特点表现为矿料颗粒之间的联结强度一般都要比矿料颗粒本身的强度小，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。晴天时扬尘很大。第二节松散碎(砾)石材料及路面第二节松散碎(砾)石材料及路面结构强度和稳定性不仅与碎石集料的形状及表面特性有关，而且受细料含量与性质影响很大。优点投资不高，随交通量的增加分期改善；缺点平整度差，易扬尘，泥结碎石路面雨天还易泥泞。第二节松散碎(砾)石材料及路面◆7、碎(砾)石路面的特点1）水结碎石路面（P270）--10—16cm2）泥结碎石路面（P271）--8～20cm3）泥灰结碎石路面（P272）--石灰剂量为8～12%4）级配碎砾石路面（P272）--8～16cm第二节松散碎(砾)石材料及路面◆8、碎(砾)石路面的类别无结合料处治粒料（unbound）在国外是一种应用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。美国、澳大利亚及南非还把最佳级配的优质碎石用于半刚性基层与沥青面层之间，作为减少沥青路面反射裂缝的措施。我国也在多项大型工程中应用了这类材料和结构作为柔性基层，取得了较好的效果。第二节松散碎(砾)石材料及路面◆9、优质级配碎石基层1、碎石、砾石及碎砾石三者有何不同？2、何为碎（砾）石路面？请简述碎（砾）石路面结构强度形成的特点。3、为什么可以采用级配碎石做高级路面的基层？有何好处与缺点？4、块料路面有何优缺点？其适用范围如何？利用了怎样的强度机理？有何结构构造与施工要求？5、以土作为结合料或填充料的碎（砾）石路面结构中为什么要限制其中的含土量或土的塑性指数？复习思考题课外任务二：请从级配碎石的强度机理及其在路面结构中所处环境的角度谈谈你对高级级配碎石适用于半刚性基层沥青路面反射裂缝缓冲层的认识!课外任务