块料碎砾石材料及其路面

按颗粒尺寸分布情况的不同，土-集料混合料有三种 不同的物理状态。
第一种状态：仅含有少量或者不含细料， （细料指0.074mm以下的颗粒）；
第二种状态：含有适量的细料填满集料间的空隙； 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 .
强度形成机理？
混合料的性质取决于颗粒尺寸分布，应有适中的 细料含量，过多则又不利。
4、边缘约束的作用是限制块体在行车荷载作用下 的侧向位移，以保证块体间的嵌锁。它的设置对 保证联锁块铺层的使用性能是至关重要的。
8.1.3 块石路面
用块状石料铺筑的路面均称块石路面。根据块石 的形状、尺寸及修琢程度不同，分为条石、小 方石、拳石和粗琢块石等几种路面。
块石路面按它的平整度，基层、整平层、填缝料、 交通量分类为 高级——条石和小方石块等整齐块石路面 次高级——粗琢块石等半整齐块石路面 中级——拳石等不整齐块石路面
磨耗层是用级配良好的石屑、砂砾等集料和粘土构成的混合料， 经摊铺和碾压而成的层次。磨耗层应具有足够的坚实性和稳 定性。
磨耗层是路面的表面部分，其作用是抵抗车轮荷载和自然因素 对路面的破坏作用，从而有效地保证路面的强度和稳定性， 并提高路面平整度，改善行车条件，延长使用寿命。
磨耗层铺筑后表面应平整，具有规定的路拱形状，并与其下的 下面层联结牢固成为整体，使之具有较好的强度和稳定性。
填隙碎石可用做各等级公路的底基层和二级以下公路 的基层， 适于盛产石料地区。
施工方法分干法和湿法两种。
将碎石材料撒铺后直接压实而成的结构层，称为干压 碎石；经洒水碾压而成的称为水结碎石。
洒水的作用：1、适量洒水，可降低碎石颗粒间的摩擦力， 提高压实效果。2、水结碎石在压实过程中会产生一部分 磨碎的石粉，它可起粘结作用。由于石灰岩或白云岩石粉 的粘结力较强，因此常用它来铺筑。

细料含量小于最大密实度时的含量，其CBR 值最大，因而强度和稳定性也最大。 见图10-4
只有在已知粒径分配的情况下，密实度才可以作 为衡量强度和稳定性的依据。
2、土-碎石混合料的密实度和CBR随细料含量而变
土-砾石
土-碎石
细料成分对碎石集料CBR的影响一般 比对砾石小
细料含量偏多的混合料强度和稳定性大大低于细料含量 偏低的情况，是由于如图c的情况，强度和稳定性受结 合料的影响很大，而在图a的情况下，强度和稳定性受 结合料的影响很小，大部分取决于大颗粒之间的接触。 室内试验和工地实践都表明，集料为碎石时，由于颗粒 嵌挤作用的增强，其强度和稳定性较圆滑砾石集料为好， 渗透系数亦高，更易排水。此外，细粒土的物理性质对 混合料的强度和稳定性也有很大影响，特别是集料颗粒 间的接触破坏时影响更大。 当小于0.42mm的细粒土少时，其塑性指数对强度的影 响很小；而当细粒土的含量增加时，其塑性指数的影响 便越来越大。因此，对于细料含量多的混合料，必须限 制细料的塑性指数。
三、碎、砾石材料的形变积累
良好级配砾石在保证良好排水条件下，当偏应力较小 时，当应力作用次数达到 104 次时，塑性形变已基本 上不发展；但当应力较大，超过材料的耐久疲劳应力， 达到一定次数后，形变随应力作用次数而迅速发展， 最终导致破坏。 级配组成差的粒料，即使应力作用了很多次，仍继续 有塑性形变的增长，但欲获得低的塑性形变，级配料 中的细料含量必须少于获得最大密实度的含量。
3）预压：碎石铺好后，用轻型压路机碾压，碾速宜慢，每分钟约 25－30m，轮迹重叠 25－30m。一般碾压 6-10遍，至石料无松动为 止。过多碾压将堵塞碎石缝隙，防碍灌浆。 4）浇灌泥浆：在预压的碎石层上，浇灌泥浆，浆要浇得均匀、浇 得透，以灌满孔隙、表面与碎石齐平为度，但碎石棱角仍应露出 泥浆之上。 5 ）撒嵌缝料：灌浆 l－2h 后，俟泥浆下注，空隙中空气溢出，表 面未干前撒铺 5－15mm的嵌缝料（约l－1.5m3／100m2 )嵌缝料要撒 得均匀。 6）碾压：撒过嵌缝料后，即用中型压路机进行碾压，并随时注意 用扫帚将石屑扫匀。如表面太干须略微洒水碾压，如表面太湿须 待干后再压。最终碾压阶段、需使碎石缝隙内泥浆能翻到路面上 与所撒石屑粘成一个坚实的整体为止。

块碎砾石路面的优缺点
优点
块碎砾石路面具有较高的承载能力和稳定性，耐久性好，材料易得且价格相对较 低，施工简便，能够适应不同等级的道路和场地。此外，块碎砾石路面还具有良 好的排水性能和环保性，能够减少雨天路面积水的情况。
缺点
块碎砾石路面的缺点主要在于其外观效果相对较差，不如沥青或混凝土路面平整 美观。此外，块碎砾石路面的维护保养相对较难，需要定期进行填补和修复。在 车辆行驶过程中，块碎砾石路面可能产生较大的噪音和震动。
由于块碎砾石路面具有较强的耐久性 和稳定性，因此在乡村道路建设中广 泛使用，特别是在地形复杂、交通量 较小的地区。
在停车场建设中，块碎砾石路面能够 提供足够的承载力和稳定性，同时排 水性能良好，不易积水，适用于各类 停车场。
园林道路
在园林景观中，块碎砾石路面作为一 种自然风格的铺装材料，常用于园路、 步道、广场等场所，能够营造出一种 自然、古朴的氛围。
抗压性能
块碎砾石路面与基层之间的抗压性能 决定了路面的承载能力，需关注其抗 压强度、弹性模量等参数。
块碎砾石路面与基层的施工工艺
01
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施工准备
在施工前，应进行现场勘 查、清理、测量放样等准 备工作，确保施工顺利进 行。
材料选择
选择符合要求的块碎砾石 材料，并对其粒径、级配、 含泥量等进行检测和控制。
研究展望
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进一步研究块碎砾石路面的材 料组成和配合比，以提高其性
能和耐久性。
探索块碎砾石路面的养护和维 修方法，以延长其使用寿命。
开展块碎砾石路面与其他类型 路面的对比研究，以更好地评
估其优缺点。
推广块碎砾石路面的应用范围 ，特别是在乡村公路和山区公

二、碎石路面与基层
1、水结碎石路面 施工顺序： ①准备工作； ②石料并摊平，可分一次或二次撒铺； ③预碾碎石； ④碾压碎石并洒水； ⑤撒铺嵌缝料并碾压与洒水粘压； ⑥撒铺石屑(米石)并洒水碾压成型； ⑦初期养护。
二、碎石路面与基层
1、水结碎石路面 碾压质量控制 ①影响因素：石料性质、形状、层厚、压路机类型和质量、碾压次 数等； ②碾压过程三个阶段： 稳定期：采用60～80kN轻型压路机先干压2～3遍后，再随压随 洒水。 结果：碎石在压路机作用下，促使其就位压实，直至碎石挤紧不再 移动为止。 压实期：采用80～120kN中型压路机进行洒水碾压。 结果：碾压直至碎石不再松动，不起波浪，表面无轮迹为止。 成型期：撒铺嵌缝料，洒水，并以120kN的重型压路机碾压。 结果：直至形成密实的表面层不出现碾轮轮迹为止。
二、碎石路面与基层
3、泥灰结碎石路面 定义：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。 材料要求：泥灰结碎石对粘土质量的要求与泥结碎 石相同，对于石灰的质量，要求不低于3级。石灰 与土的用量应小于混合料总重的20％，其中石灰 剂量为土重的8％~12％。 施工工序：施工程序与质量要求与泥结碎石路面相 同。
五、碎（砾）石路面的养护 养护维修与管理 1．磨耗层的修理 2．坑槽、车辙的修补 3．路面松散和波浪（搓板）的防治
1、碎、砾石路面的强度构成→土-碎（砾）石混合料 土的含量少时——嵌挤原则 土的含量多时——密实原则 土—碎（砾）石混合料三种物理状态
一、碎、砾石路面的力学特性
1、碎、砾石路面的强度构成→土-碎（砾）石混合料 细料含量对混合料强度和稳定性的影响分析
一、碎、砾石路面的力学特性

➢ 作用—用以抵抗由车轮水平力和轮后吸力所引起的磨损和松散， 以及环境因素的破坏作用，提高平整度
➢ 要求—应具有足够的坚实性和稳定性 ➢ 材料—坚硬、耐磨、抗冻性强的级配粒料 ➢ 厚度—1～4cm
第十一章 石料类路面
四、砾（碎）石路面的养护
磨耗层 ➢ 适宜厚度：用坚硬小砾石或石屑：2～3cm；用砂土：1～2cm；
第十一章 石料类路面
三、优质级配碎石基层
表11-2 几种级配集料通过筛孔百分率情况
第十一章 石料类路面
三、优质级配碎石基层
回弹模量是表征级配碎石刚度的重要指标及设计参数
➢ 级配碎石的回弹模量一般明显低于半刚性基层材料，然而具 有较显著的非线性。
➢ 在刚度较大的下卧层上，表现出较大的回弹模量，从而亦具 有足够的抵抗应力和变形的能力。
第十一章 石料类路面
二、级配碎（砾）石基层和垫层的施工
1.开挖路槽 2.备料运料 3.铺料 4.拌和与整形 5.碾压 6.铺封层
➢先用轻型压路机压2～3遍，然后用中型 压路机碾压成型。 ➢碾压工作应注意在最佳含水量下进行， 必要时可适当洒水，每层压实厚度不得超 过16cm，超过时需分层铺筑碾压。
第十一章 石料类路面
摩阻角的大小取决于石料的强度、形状、尺寸、均匀性、 表面粗糙度以及施工压实度
第十一章 石料类路面
2. 土—碎（砾）石混合料
含土量少时——嵌挤原则 含土量多时——密实原则 强度和稳定性取决于内摩阻力和粘结力 内摩阻力和由此产生的抗剪力的大小在很大程度上取
决于密实度、颗粒形状和颗粒大小的分配，且以集料 大小的分配，尤其是粗细成分比例为最重要
第十一章 石料类路面
3. 施工工艺与控制 施工工艺
准备工作 撒铺石料并摊平

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
复习思考题
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
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
◆7、块料路面的强度
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。
易泥泞。
第二节 松散碎(砾)石材料及路面
◆8、碎(砾)石路面的类别
1）水结碎石路面（P270）--10—16cm 2）泥结碎石路面（P271）-- 8～20cm
3）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
◆9、优质级配碎石基层
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

① δ（干密度）－土的孔隙中完全没有水时的密度。
② 最大干密度－击实或压实试验所得干密度与含水量关系曲线上 峰值点对应的干密度。
③ CBR－指某材料贯入量达2.5mm时，单位压力对标准碎石压入 相同贯入量时标准荷载强度的比值。
《路面工程》
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第10.1节 碎砾石路面的力学特性
8
土－砾石混合料
5
1 . 纯碎石材料－C＝0
① 粒料表面的相互滑动摩擦Φ<30° ② 体积膨胀而需克服的阻力 ③ 粒料重新排列需克服的阻力 40°<Φ<50°
特点：透水性好，不易冰冻、 不易压实。
强度影响因素：形状、尺寸、 均匀性、粗糙度、压实程度等
《路面工程》
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第10.1节 碎砾石路面的力学特性
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2.土－碎（砾）石材料－ C >0, Φ>0
准备下承层
施工放样
石料厂拌
石料运输
洒水振动碾压成型
现场机械摊铺(松铺系数1.25～1.35)
路拌法施工工序（适用于二级以下公路的普通级配碎石）
准备下承层
施工放样
未筛分碎石运输和摊铺（平地机）
洒水振动碾压成型
运输和撒布石屑、整形
《路面工程》
上级 上页 下
级配碎砾石路面与施工
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施工工艺
准备下承层
必要时洒水
⑤ 施工：同泥结碎石；
⑥ 特点：水稳性优于泥结碎石，可用作潮湿和中温路段的沥 青路面基层。
《路面工程》
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第10.2节 碎石路面与基层
20
四、填隙干压碎石基层
干压碎石是指将碎石材料撤铺后直接压实而成的结构层。
《路面工程》

➢ 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%。。
3. 施工要求：
➢ 程序与质量要求与泥结碎石路面相同。 ➢ 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
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。
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。
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
第十章 碎、砾石路面
第一节 碎、砾石路面的力学特性

不同层位级配碎石受力状态及模量取值建议范围 表10－8
结构层位 最小主压应力 3 （MPa） 20～120 最大主压应力 1 （Mpa ） 120～600 应力不变量 （1＋23） 回弹模量E （MPa）
级配碎石上基层 * 级配碎石底基层 **
250～800
350～550
受拉
30～120
30～120
150～250
* 路面结构为5～20cm沥青面层+10～15cm碎石上基层+40～50cm半刚性基层+土基；
** 路面结构为5～20cm沥青面层+20～40cm半刚性基层+20cm碎石底基层+土基。
回目录
§10-5
碎（砾）石路面的养护
任务：保持平整度，防止病害发生 一、磨耗层与保护层 1、摩耗层： 含义：是路面的表面部分，用以抵抗由车轮水平力和轮后吸力 所引起的磨损和松散，以及大气温度、湿度变化等因素的破坏 作用，并提高路面平整度。 厚度：视所用材料和交通量大小而定，不宜过薄，以免抗磨能 力过低，引起过早损坏；也不宜过厚，避免材料浪费和产生车 辙。采用坚硬小砾石或石屑时，宜厚2～3cm，用砂土时宜厚1～ 2cm，采用软质材料时 ，以3～4cm厚为宜。
11-4 条石及小方石形状图
施工方法 拳石与粗琢石：整平层——排砌石块（小头朝下）— —嵌缝压实 条石和小方石：先排边，后砌芯，横向拉线保证缝平 机制块料路面：预制砼小块，受控条件好，美观耐用。
图11-5 天然块料路面横断面示意图 1-级配砾石厚15～25cm或水泥混凝土(140°)厚16cm； 2-砂或水泥砂混合物； 3-路肩(单位：cm)
§10-3 级配碎砾石路面
1、含义：由各种集料（砾石、碎石）和土，按最佳级 配原理修筑而成的路面层或基层。 2、结构：由于级配砾(碎)石是用大小不同的材料按一 定比例配合、逐渐填充空隙，并用粘土粘结，故经过压 实后，能形成密实的结构。 3、强度构成：由摩阻力和粘结力构成，具有一定的水 稳性和力学强度。