312/14第十章碎、礫石路面§10－1碎、礫石路面的力學(xué)特性一、碎、礫石路面的強(qiáng)度構(gòu)成碎、礫石路面通常是指水結(jié)碎石路面、泥結(jié)碎石路面以及密級(jí)配的碎(礫)石路面等數(shù)種,這類路面通常只能適應(yīng)中低等交通量的公路。 碎、礫石路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度形成的特點(diǎn)是：礦料顆粒之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，一般都要比礦料顆粒本身的強(qiáng)度小得多；在外力作用下，材料首先將在顆粒之間產(chǎn)生滑動(dòng)和位移，使其失去承載能力而遭致破壞。因此，對(duì)于這種松散材料組成的路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，其中礦料顆粒本身強(qiáng)度固然重要,但是起決定作用的則是顆粒之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。凡在強(qiáng)度特性上具有上述特點(diǎn)的材料，均屬于松散介質(zhì)的范疇。對(duì)于松散介質(zhì)范疇的材料，其抗剪強(qiáng)度可用庫侖公式表示。因此,由材料的粘結(jié)力和內(nèi)摩阻角所表征的內(nèi)摩擦力所決定的顆粒之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度,即構(gòu)成了路面材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度.下面就各類碎礫石材料的抗剪特性和影響因素分述如下: （一）純碎石材料 純碎石材料是按嵌擠原則產(chǎn)生強(qiáng)度,它的抗剪強(qiáng)度主要決定于剪切面上的法向應(yīng)力和材料內(nèi)摩阻角。由下列三項(xiàng)因素構(gòu)成：?（1）粒料表面的相互滑動(dòng)摩擦;?（2）因剪切時(shí)體積膨脹而需克服的阻力;?（3）因粒料重新排列而受到的阻力。 單一粒料在另一有粗糙面但表面平整的粒料上滑動(dòng)，其摩阻角大多在30以下;許多粒料相互緊密接觸,沿某一剪切面相互變位時(shí),因體積膨脹和粒料重新排列而多消耗的功，可使摩阻角增至40~50.?純碎石粒料摩阻角的大小主要取決于石料的強(qiáng)度、形狀、尺寸、均勻性、表面粗糙度以及施工時(shí)的壓實(shí)程度.當(dāng)石料強(qiáng)度高、形狀接近正立方體、有棱角、尺寸均勻、表面粗糙、壓實(shí)度高,則內(nèi)摩阻力就大。 (二）土-碎（礫）石混合料這類材料含土少時(shí)，也是按嵌擠原則形成強(qiáng)度;當(dāng)含土量較多時(shí),則按密實(shí)原則形成強(qiáng)度。土－碎(礫）石混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性取決于內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力的大小.為得到最大強(qiáng)度和穩(wěn)定性而設(shè)計(jì)的顆粒材料，應(yīng)具有高內(nèi)摩阻力來抵抗荷載作用下的變形。內(nèi)摩阻力和由此而產(chǎn)生的抗剪力在很大程度上取決于密實(shí)度、顆粒形狀和顆粒大小的分配。在這些因素中，以集料大小的分配，特別是粗細(xì)成分比例為最重要。圖10—1表示土－碎（礫)石混合料的三種物理狀態(tài).a） b）??c)圖１0—1土－碎（礫)石混合料三種物理狀態(tài) 第一種（圖1０-1a）,不含或含很少細(xì)料（指０。074mm以下的顆粒）的混合料，它的強(qiáng)度和穩(wěn)定性依靠顆粒之間摩阻力獲得.這類的混合料其密實(shí)度較低，但透水性好，不易冰凍.由于這種材料沒有粘結(jié)性，施工時(shí)壓實(shí)困難。 第二種(圖１0—1ｂ），含有足夠的細(xì)料來填充顆粒間的空隙的混合料，它仍然能夠從顆粒接觸而獲得強(qiáng)度，其抗剪強(qiáng)度、密實(shí)度有所提高,透水性低，施工時(shí)較第一種情況易壓實(shí). 第三種（圖１0—1ｃ)，含有大量細(xì)料而沒有粗顆粒與粗顆粒的接觸,集料僅僅是“浮”在細(xì)料之中.這類混合料施工時(shí)易壓實(shí)，但其密實(shí)度較低,易冰凍,難于透水,強(qiáng)度和穩(wěn)定性受含水量影響很大。?圖10—2表示不同細(xì)料含量時(shí)土－礫石混合料的密實(shí)度和CBR的試驗(yàn)結(jié)果，圖中ＣＢＲ值為試件浸濕后的測(cè)定結(jié)果。由圖可知，隨壓實(shí)功能增加，密實(shí)度和CBR值均增加，而且都存在一個(gè)相應(yīng)的最佳細(xì)料含量.最大密實(shí)度時(shí)的最佳細(xì)料含量為8～10％,而最大CBＲ值時(shí)的最佳細(xì)料含量為６～8%;前者的細(xì)料含量的狀況可代表圖１0—1b狀態(tài)，而最大值左右兩側(cè)的曲線部分則代表圖1０—1ａ）和c)兩種狀態(tài)。 圖1０—3示用土－碎石混合料的試驗(yàn)結(jié)果.由圖可見，細(xì)料成分對(duì)碎石集料CBR的影響一般比對(duì)礫石的影響小。對(duì)于同一粒徑分配，由有棱角顆粒組成混合料的CＢR值通常也比圓滑顆?；旌狭系腃ＢR值稍大一些. 圖1０—4是幾種粒狀材料用AAＳHＯ標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)法成型后測(cè)得的CBＲ值和干密度的試驗(yàn)結(jié)果。密實(shí)度和ＣBR值都是隨集料尺寸增大而增大，但最佳細(xì)料含量則降低。此外,細(xì)料含量小于最大密實(shí)度時(shí)的含量,其CＢR值最大,因而其強(qiáng)度和穩(wěn)定性也最大。?? 細(xì)料（＜0。074mｍ）含量（％）圖10-2土－礫石混合料密實(shí)度和CBR隨細(xì)料含量而變化?細(xì)料（〈0。0７4mm)含量（%)? 圖10-3土－碎石混合料密實(shí)度和CBR隨細(xì)料含量的變化細(xì)料(<0．0７４mｍ）含量（%） 圖10—4混合料密實(shí)度和CBＲ隨細(xì)料和最大粒徑的變化 ?(按ＡASHO標(biāo)準(zhǔn)密實(shí)度為100%的試驗(yàn))?細(xì)料（<0．42mm）含量（%） 圖１0—5塑性指數(shù)對(duì)礫石（最大粒徑2。54cm）三軸強(qiáng)度的影響 由上述分析可知，只有在已知粒徑分配的情況下，密實(shí)度才可以作為衡量強(qiáng)度和穩(wěn)定性的依據(jù)。細(xì)料含量偏多的混合料強(qiáng)度和穩(wěn)定性大大低于細(xì)料含量偏低的原因,是由于如圖(1０—1c)的情況，強(qiáng)度和穩(wěn)定性受結(jié)合料的影響很大，而在圖（10—1a）的情況下，強(qiáng)度和穩(wěn)定性受結(jié)合料的影響很小,大部分取決于大顆粒之間的接觸.?室內(nèi)試驗(yàn)和工地實(shí)踐都表明,集料為碎石時(shí)，由于顆粒嵌擠作用的增強(qiáng)，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性較圓滑礫石集料為好，滲透系數(shù)亦高,更易排水。此外,細(xì)粒土的物理性質(zhì)對(duì)混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也有很大影響，特別是集料顆粒間的接觸破壞時(shí)影響更大。圖1０—5示細(xì)料的塑性指數(shù)對(duì)礫石混合料三軸強(qiáng)度的影響.由圖可知，當(dāng)小于０．4２mｍ的細(xì)粒土少時(shí)，其塑性指數(shù)對(duì)強(qiáng)度的影響很??；而當(dāng)細(xì)粒土的含量增加時(shí)，其塑性指數(shù)的影響便越來越大.因此,對(duì)于細(xì)料含量多的混合料，必須限制細(xì)料的塑性指數(shù)。二、碎、礫石材料的應(yīng)力—應(yīng)變特性?碎、礫石材料的顯著特點(diǎn)之一是應(yīng)力-應(yīng)變的非線性性質(zhì)，回彈模量在很大程度上受豎向和側(cè)向應(yīng)力大小的影響。圖1０—6表示三軸試驗(yàn)中，軸向應(yīng)變1同偏應(yīng)力d(=1—3)與側(cè)向應(yīng)力３的關(guān)系.由圖可看出，同一側(cè)向應(yīng)力3作用下回彈模量Ｅｒ隨偏應(yīng)力增大而逐漸減小;不論軸向應(yīng)變多大,當(dāng)側(cè)向應(yīng)力增大時(shí)，回彈模量值也增大.根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果，回彈模量Er值可用下式表示：ＳKＩPＩF1〈0（Ｍpa） ?? （10—1）式中K1、k2——與材料有關(guān)的試驗(yàn)參數(shù);-—主應(yīng)力之和，即=１+23。圖10-6碎、礫石材料應(yīng)力－應(yīng)變圖１0—7干的軋制集料回彈模量隨主應(yīng)力和的變化 ??? ?? 圖10—7表示某一軋制集料的回彈模量值同主應(yīng)力和的關(guān)系。試驗(yàn)還表明，應(yīng)力重復(fù)次數(shù)、荷載作用時(shí)間及頻率對(duì)回彈模量的影響甚小。 顆粒材料的模量決定于材料的級(jí)配、形狀、表面構(gòu)造、密實(shí)度和含水量等。一般密實(shí)度愈高,模量值愈大；棱角多，表面粗糙者有較高模量；當(dāng)細(xì)料含量不多時(shí),含水量僅有甚小影響。三、碎、礫石材料的形變積累?良好級(jí)配礫石在保證良好排水條件下塑性形變的發(fā)展如圖10—８所示.由圖可見,當(dāng)應(yīng)力作用次數(shù)達(dá)到１０4次時(shí)，形變已基本上不發(fā)展；但當(dāng)應(yīng)力較大，超過材料的耐久疲勞應(yīng)力，則到一定次數(shù)后，形變隨應(yīng)力作用次數(shù)而迅速發(fā)展，最終導(dǎo)致破壞。級(jí)配組成差的粒料，即使應(yīng)力作用了很多次，仍繼續(xù)有塑性形變的增長,但欲獲得低的塑性形變,級(jí)配料中的細(xì)料含量必須少于獲得最大密實(shí)度的含量。?圖１0—8礫質(zhì)材料在良好排水條件下塑性形變的發(fā)展§10-２碎石路面與基層碎石路面是用加工軋制的碎石按嵌擠原理鋪壓而成的路面.碎石路面按施工方法及所用填充結(jié)合料的不同,分為水結(jié)碎石、泥結(jié)碎石、級(jí)配碎石和干壓碎石等數(shù)種.碎石路面通常用砂、礫石、天然砂石、或塊石為基層，有時(shí)亦可直接鋪在路基上。碎石路面的優(yōu)點(diǎn)是投資不高，可以隨交通量的增加分期改善;缺點(diǎn)是平整度差，易揚(yáng)塵,泥結(jié)碎石路面雨天還易泥濘。 碎石路面的強(qiáng)度主要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)摩阻角.粘結(jié)作用（用材料的粘結(jié)力表示）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。?碎石顆粒尺寸大致為0～７５mm，通常按其尺寸大小劃分為六類，如表10—1所示。各種碎石尺寸與分類表10—1編號(hào)碎石名稱粒徑范圍（mm）用途１23粗碎石中碎石細(xì)碎石7５～5050～35３5~２5骨料45石渣石屑25～１5１5~５嵌縫料6米石０～5封面料一、水結(jié)碎石路面?水結(jié)碎石路面是用大小不同的軋制碎石從大到小分層鋪筑,經(jīng)灑水碾壓后而成的一種結(jié)構(gòu)層。其強(qiáng)度是由碎石之間的嵌擠作用以及碾壓時(shí)所產(chǎn)生的石粉與水形成的石粉漿的粘結(jié)作用而形成的。由于石灰?guī)r或白云巖石粉的粘結(jié)力較強(qiáng)，是水結(jié)碎石的常選石料。水結(jié)碎石路面厚度一般為10—16cｍ。 水結(jié)碎石路面對(duì)材料的基本要求是：碎石應(yīng)具有較高的強(qiáng)度（＝3\＊RＯMAＮIII級(jí)以上）、韌性和抗磨耗能力;碎石應(yīng)具有棱角且近于立方體，長條扁平的石料不超過１0％；此外，碎石應(yīng)干凈，不含泥土雜物。碎石的最大尺寸應(yīng)根據(jù)石料品質(zhì)及碎石層的厚度來確定，堅(jiān)硬石料不得超過碎石層壓實(shí)厚度的0.8倍。水結(jié)碎石路面施工,一般按下列工序進(jìn)行：(1）準(zhǔn)備工作；（2)撒鋪石料并攤平,可分一次或二次撒鋪；(3）預(yù)碾碎石；(4)碾壓碎石并灑水；(5)撒鋪嵌縫料并碾壓與灑水粘壓;（6）撒鋪石屑（米石）并灑水碾壓成型;(7)初期養(yǎng)護(hù)。水結(jié)碎石，一般情況應(yīng)全幅施工。如特殊情況需要半幅施工時(shí)，縱向接縫處理必須仔細(xì)，以保證路面質(zhì)量。攤鋪主石時(shí),不論分一層或兩層均應(yīng)按壓實(shí)系數(shù)１.2５~1.３一次攤鋪,并須仔細(xì)找平。碎石的碾壓質(zhì)量與石料性質(zhì)、形狀、層厚、壓路機(jī)類型和重量、｀碾壓行程次數(shù)、以及灑水與鋪撒嵌縫料的適時(shí)與否等因素有關(guān)。根據(jù)碾壓時(shí)碎石的移動(dòng)、嵌擠以及最后成型等情況，水結(jié)碎石路面的碾壓過程可分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段為穩(wěn)定期，此階段采用６０~80ｋN（6-8tf）輕型壓路機(jī)先干壓２～3遍后，再隨壓隨灑水。灑水可減少石料之間的摩擦力,目的是使碎石在壓路機(jī)作用下,促使其就位壓實(shí)，直至碎石擠緊不再移動(dòng)為止.第二階段為壓實(shí)期,宜采用8０～12０kN（8－1２ｔｆ）中型壓路機(jī)進(jìn)行灑水碾壓。因在第一階段碎石一部分被壓碎嵌入石料空隙中，使碎石層擠緊,摩阻力增加，碾壓效果逐漸減低。故應(yīng)灑水減少石料之間的摩阻力,以便進(jìn)一步增加石料間的嵌擠程度。此一階段碾壓直至碎石不再松動(dòng)，不起波浪，表面無輪跡為止。第三階段為成型期,需要撒鋪嵌縫料,灑水，并以120kＮ（1２tｆ)的重型壓路機(jī)碾壓，直至形成密實(shí)的表面層不出現(xiàn)碾輪輪跡為止。各個(gè)階段壓路機(jī)碾壓的行程次數(shù),因壓路機(jī)重量、石料性質(zhì)及碎石層厚度而異.根據(jù)經(jīng)驗(yàn),壓路機(jī)行程次數(shù)大致如表10—２所列，最后還要在路面上撒米石或粗砂，用中型壓路機(jī)干壓3~5遍。水結(jié)碎石路面的碾壓行程次數(shù)表10—２－階段壓路機(jī)類型車速(km/ｈ）行程次數(shù)軟石堅(jiān)石第一階段輕型頭檔（１.５～2．2５)6～9(干壓2～3遍后灑水)8～1１(干壓2～3遍后灑水）第二階段中型頭檔（1．5～2.25）1０～14（灑水)第三階段重型二檔（２。5～3．0）20~２5(灑水)碾壓時(shí)，應(yīng)從路兩側(cè)開始，逐漸移向路中.碾壓輪跡重疊寬度：對(duì)三輪壓路機(jī)為后輪寬度的1/3~1/２;對(duì)雙輪壓路機(jī)則為20～30cｍ。當(dāng)用水結(jié)碎石作路面基層時(shí)，其所用材料質(zhì)量、規(guī)格要求、施工程序和操作工藝皆與水結(jié)碎石路面相同，但不需加鋪米石或石屑封面，以增進(jìn)其與面層的結(jié)合.二、泥結(jié)碎石路面泥結(jié)碎石路面是以碎石作為骨料、泥土作為填充料和粘結(jié)料,經(jīng)壓實(shí)修筑成的一種結(jié)構(gòu)。泥結(jié)碎石路面厚度一般為8～２0ｃm；當(dāng)總厚度等于或超過15cm時(shí),一般分兩層鋪筑，上層厚度6～10cm，下層厚度9~1４cm.泥結(jié)碎石路面的力學(xué)強(qiáng)度和穩(wěn)定性不僅有賴于碎石的相互嵌擠作用,同時(shí)也有賴于土的粘結(jié)作用.泥結(jié)碎石路面雖用同一尺寸石料修筑，但在使用過程中由于行車荷載的反復(fù)作用,石料會(huì)被壓碎而向密實(shí)級(jí)配轉(zhuǎn)化。 泥結(jié)碎石層所用的石料，其等級(jí)不宜低于=4\＊ROMANIV級(jí),長條、扁平狀顆粒不宜超過２0%。不產(chǎn)石料地區(qū)的次要道路，交通量少時(shí),可采用礓石和碎磚等材料。碎磚粒徑宜稍大，一般為路面厚度的0.8倍。 泥結(jié)碎石層所用粘土，應(yīng)具有較高的粘性，塑性指數(shù)以１2-15為宜。粘土內(nèi)不得含腐殖質(zhì)或其它雜物。粘土用量一般不超過混合料總重的15~18%。 泥結(jié)碎石層施工方法有灌漿法、拌和法及層鋪法三種.實(shí)踐證明灌漿法具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,因而目前采用較多.?灌漿法泥結(jié)碎石路面施工，一般按下列工序進(jìn)行：①準(zhǔn)備工作;②攤鋪碎石;③預(yù)壓；④澆灌泥漿；⑤撒鋪嵌縫料;⑥碾壓. （1）準(zhǔn)備工作包括放樣、布置料堆、整理路槽（或基層）與拌制泥漿等。泥漿一般按水與土為0。8：1至1：1的體積比進(jìn)行拌和配制。如過稠,則灌不下去，泥漿要積在石層表面；如過稀，則易流淌于石層底部，干后體積縮小，粘結(jié)力降低，均將影響路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性. (2）攤鋪碎石在路槽筑好以后，按松鋪厚度(約為壓實(shí)厚度的1．２~1．3倍）攤鋪碎石，要求大小顆粒均勻分布，縱橫斷面符合要求,厚度一致。主層礦料粒徑底層一般采用1～2號(hào)或2~3號(hào)碎石,面層一般采用3~4號(hào)碎石。?(3)預(yù)壓碎石鋪好后,用輕型壓路機(jī)碾壓，碾速宜慢,每分鐘約２５～30m,輪跡重疊2５～30cm。一般碾壓6～10遍，至石料無松動(dòng)為止.過多碾壓將堵塞碎石縫隙,防礙灌漿。 (4）澆灌泥漿在預(yù)壓的碎石層上，澆灌泥漿，漿要澆得均勻、澆得透,以灌滿孔隙、表面與碎石齊平為度,但碎石棱角仍應(yīng)露出泥漿之上。 （5）撒嵌縫料灌漿1~２h(小時(shí)）后，俟泥漿下注,空隙中空氣溢出，表面未干前撒鋪5～1５ｍm的嵌縫料（約1～１。5m3/10０m2），嵌縫料要撒得均勻。?(6）碾壓撒過嵌縫料后，即用中型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，并隨時(shí)注意用掃帚將石屑掃勻。如表面太干須略微灑水碾壓,如表面太濕須待干后再壓。最終碾壓階段，需使碎石縫隙內(nèi)泥漿能翻到路面上與所撒石屑粘成一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體為止。 泥結(jié)碎石亦能用作路面的基層，但其水穩(wěn)定性較差，當(dāng)用作瀝青路面基層時(shí)一般只適用于干燥路段。泥結(jié)碎石作為基層時(shí)，主層礦料的粒徑不宜小于４0mｍ,并不大于層厚的0.7倍.嵌縫料應(yīng)與主層礦料的最小粒徑相銜接.土的塑性指數(shù)以10～1２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 泥灰結(jié)碎石路面是以碎石為骨料，用一定數(shù)量的石灰和土作粘結(jié)填縫料的碎石路面。因?yàn)閾饺胧?，泥灰結(jié)碎石路面的水穩(wěn)定性比泥結(jié)碎石為好.泥灰結(jié)碎石路面的粘土質(zhì)量規(guī)格要求與泥結(jié)碎石相同;石灰質(zhì)量不低于３級(jí)。石灰與土的用量不應(yīng)大于混合料總重的２0%，其中石灰劑量為土重的8～1２％.施工程序與質(zhì)量要求與泥結(jié)碎石路面相同。采用拌和法時(shí),應(yīng)先將石灰與粘土拌和均勻，再撒在石料上拌和,攤鋪均勻，邊壓邊灑水,使石灰與土在碾壓中成漿并充滿空隙。四、填隙干壓碎石基層碎石基層可采用干壓方法，要求填縫緊密，碾壓堅(jiān)實(shí)。如土基軟弱，應(yīng)先鋪筑低劑量石灰土或砂礫墊層，以防止軟土上擠和碎石下陷.石料和嵌縫料的尺寸,視結(jié)構(gòu)層的厚度而定:如壓實(shí)厚度為８～１0cm,一般采用３0～5０mm粒徑的石料和5～１5mm粒徑的嵌縫料；如壓實(shí)厚度為１１~15cm，碎石最大尺寸不得大于層厚的0。7０倍,５0mm以上粒徑的石料應(yīng)占70~80％，同時(shí)應(yīng)兩次嵌縫,其粒徑為20～４0ｍm和5～1５mｍ。有些單位使用尺寸較大的碎石(大于80～100ｍm)鋪筑厚度為15~25cm的基層，常稱為大塊碎石基層。為了減輕碾壓工作量,有時(shí)在碾壓碎石的過程中,也適當(dāng)灑些水?！?0-３級(jí)配礫（碎)石路面?級(jí)配礫（碎)石路面，是由各種集料（礫石、碎石)和土,按最佳級(jí)配原理修筑而成的路面層或基層。由于級(jí)配礫(碎）石是用大小不同的材料按一定比例配合、逐漸填充空隙,并用粘土粘結(jié),故經(jīng)過壓實(shí)后，能形成密實(shí)的結(jié)構(gòu)。級(jí)配礫（碎)石路面的強(qiáng)度是由摩阻力和粘結(jié)力構(gòu)成，具有一定的水穩(wěn)性和力學(xué)強(qiáng)度.?? 一、級(jí)配礫(碎）石路面與基(墊）層的厚度和材料 級(jí)配礫(碎)石路面厚度,一般為８～16cm,當(dāng)厚度大于1６cm時(shí)應(yīng)分兩層鋪筑，下層厚度為總厚度的0.6倍，上層為總厚度的0.4倍.如基層和面層為同樣類型的結(jié)構(gòu)，其總厚度在16cm以下時(shí)，可分兩層攤鋪，一次碾壓?級(jí)配礫(碎)石路面所用材料，主要為天然礫石或較軟的碎石.其形狀以接近立方體或圓球形為佳，石料強(qiáng)度應(yīng)不低于＝4\＊ROMＡNIV級(jí)。表10—3所示為級(jí)配混合料的級(jí)配范圍標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以此為準(zhǔn).｀?? 級(jí)配礫(碎）石礦料級(jí)配表表1０—3編通過下列篩孔(mｍ）的重量百分率(％）小于０。5ｍm細(xì)料性質(zhì)適用條件號(hào)50~８0４０２520１05２0．50.074液限塑性指數(shù)1—１00-6０～80４0~６030～５020～3５1５~２57~12不大于358~１４潮濕或有粘性土地區(qū)２—100—70~9050～70４0～60２5~40２0~３28~１5不大于３58~１2干旱半干旱或缺乏粘性土地區(qū)３100-55～85-35～７025～6０１5~45１0～205～10不大于２5不大于４潮濕路段4——90~100—6０~754０~6020～5012~255~12不大于25不大于6中濕或干燥路段51０0-<５０-<３0＜2５<15〈83不大于25不大于46-—〈65—〈4５<35<25＜15５不大于25不大于6注：1、2號(hào)作面層;3、4號(hào)作基層；5、6號(hào)作墊層.?級(jí)配礫（碎)石基層應(yīng)密實(shí)穩(wěn)定,其粒徑級(jí)配范圍應(yīng)按表1０—３選用。為防止凍脹和濕軟，應(yīng)注意控制小于0.５mｍ細(xì)料的含量和塑性指數(shù)。在中濕和潮濕路段，用作瀝青路面的基層時(shí),應(yīng)在級(jí)配礫石中摻石灰，細(xì)料含量可適當(dāng)增加，摻入的石灰劑量為細(xì)料含量的8～１2％.在級(jí)配礫石中摻石灰修筑基層,主要是為了提高基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。?級(jí)配礫石有時(shí)用來作墊層叫做級(jí)配砂礫墊層，其級(jí)配砂礫要求顆粒尺寸在５～40mｍ之間，其中２5～４0mｍ含量不少于50%。?二、級(jí)配礫(碎）石路面與基(墊)層的施工?級(jí)配礫（碎)石路面與基（墊）層的施工，一般按下列工序進(jìn)行：（１）開挖路槽;(2）備料運(yùn)料;（3)鋪料;（4)拌和與整型;（５)碾壓；（６)鋪封層。若施工方法采用拌和機(jī)集中拌制,則第（３）、（４)兩工序分別改為拌和與攤鋪整型兩工序。?(1)開挖路槽?開挖路槽可使用機(jī)械或人工，路槽開挖整修后,用重型壓路機(jī)滾壓數(shù)遍,使達(dá)到95%以上密實(shí)度。?(2）備料運(yùn)料按施工路段長度(與拌和方法有關(guān))分段運(yùn)備材料。礫（碎）石可直接堆放在路槽內(nèi)，砂及粘土可堆放在路肩上。?（3）鋪料 先鋪礫石,再鋪粘土,最后鋪砂。?(４)拌和和整形 可采用平地機(jī)或拖拉機(jī)牽引多鏵犁進(jìn)行。拌和時(shí)邊拌邊灑水,使混合料的濕度均勻，避免大小顆粒分離。混合料的最佳含水量約為5～9％?；旌狭习韬途鶆蚝蟀此珊瘢▔簩?shí)系數(shù)１.3～1。4）攤平并整理成規(guī)定的路拱橫坡度。 （5）碾壓 先用輕型壓路機(jī)壓2~3遍,繼用中型壓路機(jī)碾壓成型。碾壓工作應(yīng)注意在最佳含水量下進(jìn)行,必要時(shí)可適當(dāng)灑水，每層壓實(shí)厚度不得超過16cｍ，超過時(shí)需分層鋪筑碾壓。 (6)鋪封層?施工的最后工序是加鋪磨耗層和保護(hù)層，其施工方法見§10—5.?除上述而外,也可采用天然砂礫修筑基（墊）層，它可以就地取材,且施工簡易，造價(jià)低廉.天然砂礫料含土少,水穩(wěn)性好,宜作為路面的底基層或墊層. 天然砂礫基層所用的砂礫材料，雖無嚴(yán)格要求,但為了保證其干穩(wěn)性及便于穩(wěn)定成型，對(duì)于顆粒組成應(yīng)予適當(dāng)控制。綜合各地初步使用經(jīng)驗(yàn)，其顆粒組成中,大于2０ｍｍ的粗骨料要占4０％以上,最大粒徑不宜大于壓實(shí)厚度的0.7倍，并不得大于100mｍ，小于０。5mm的細(xì)料含量應(yīng)小于15%,細(xì)料塑性指數(shù)不得大于4. 天然砂礫基層施工的關(guān)鍵在于灑水碾壓。砂礫攤鋪均勻后，先用輕型壓路機(jī)穩(wěn)壓幾遍，接著灑水用中型壓路機(jī)碾壓,邊壓邊灑水，反復(fù)碾壓至穩(wěn)定成型。由于天然砂礫基層的顆粒組成不屬最佳級(jí)配,且缺乏粘結(jié)料，故其整體性較差,強(qiáng)度不高。為了提高其整體性和強(qiáng)度,可根據(jù)交通量和公路線形（如彎道、陡坡）情況，在其表面嵌入碎石或鋪碎石過渡層?！欤?-4優(yōu)質(zhì)級(jí)配碎石基層PAGE\#"'頁碼:'#'

'"PAGE\#"'頁碼:'#'

'"優(yōu)質(zhì)級(jí)配碎石基層強(qiáng)度主要來源于碎石本身強(qiáng)度及碎石顆粒之間的嵌擠力。因此，對(duì)于碎石基層應(yīng)保證高質(zhì)量的碎石,獲得高密度的良好級(jí)配和良好的施工壓實(shí)手段。我國《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》（ＪTJ058－9４）在總結(jié)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)及國內(nèi)使用情況的基礎(chǔ)上，規(guī)定高速公路和一級(jí)公路路面級(jí)配碎石集料壓碎值應(yīng)不大于2６。研究表明集料中小于0。5mm含量及其塑性指數(shù)對(duì)級(jí)配碎石的力學(xué)性質(zhì)有明顯的影響。因此，從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)層排水綜合考慮，建議液限應(yīng)小于25,同時(shí)規(guī)定小于0．5mm的細(xì)料應(yīng)無塑性,如特殊情況下難以做到，則塑性指數(shù)應(yīng)小于4.級(jí)配是影響級(jí)配碎石強(qiáng)度與剛度的重要因素.一般來說，密實(shí)的級(jí)配易于獲得高密度，從而使級(jí)配碎石獲得高的CBR值和回彈模量。用于高等級(jí)公路基層或用于半剛性基層和瀝青面層之間的最佳級(jí)配優(yōu)質(zhì)碎石，其級(jí)配應(yīng)能獲得最大密實(shí)的集料，并具有較好的透水性。表10－４給出了幾種級(jí)配的情況。表中ASTM是由美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)提供的級(jí)配。G30，G40，G50級(jí)配分別為最大粒徑為30、40、50mm時(shí)，用變K法按最大密實(shí)度原理推導(dǎo)出的級(jí)配.幾種級(jí)配集料通過篩孔百分率情況表10-４種類JTJ05８-94ASTＭASTMASTＭＧ３0G４0Ｇ５0篩孔（mm)規(guī)范（細(xì))（中)（粗）50100100100401009１3594889586３010010088８０２５9３8275209２．51０080608474681070７75940６35550540604３25４641372.5２2.524167３1３0250。5１51614１3０。07４4105065５表10—5給出了室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)重型擊實(shí)試驗(yàn)得到的七種級(jí)配碎石的最大干密度及相應(yīng)的最佳含水量。級(jí)配碎石擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果表10－5項(xiàng)目最大干密度最佳含水量孔隙率級(jí)配（g/cｍ３)（)規(guī)范級(jí)配2。3160。1３７ASＴM（中）2.２３4.５0.17８ASTM（細(xì)）2。3２7．５０。１33ASTM(粗）2。0730.227Ｇ302。33４．６０。130Ｇ402.3６４．00。1１9Ｇ50２．3７５.00。１1５采用重型擊實(shí)和振動(dòng)成型方法對(duì)級(jí)配碎石的試驗(yàn)表明，振動(dòng)成型可以使級(jí)配碎石獲得更高的CＢR值和回彈模量值?；貜椖Ａ渴潜碚骷?jí)配碎石剛度的重要指標(biāo)及設(shè)計(jì)參數(shù).一般來說，級(jí)配碎石的回彈模量明顯低于半剛性基層材料,然而與半剛性材料不同的是,級(jí)配碎石材料具有較顯著的非線性。這種非線性特性使其在剛度較大的下臥層上，表現(xiàn)出較大的回彈模量，從而亦具有足夠的抵抗應(yīng)力和變形的能力，最終使得級(jí)配碎石作為上基層不僅具有減緩半剛性瀝青路面反射裂縫的作用，同時(shí)也具有較好的抗疲勞能力。級(jí)配碎石回彈模量隨應(yīng)力狀態(tài)而變的非線性關(guān)系,通?？梢允?1０-１)表示。表10－６是部分靜三軸彈性模量試驗(yàn)結(jié)果，表10—７是動(dòng)三軸彈性模量試驗(yàn)結(jié)果。級(jí)配碎石靜三軸彈性模量試驗(yàn)結(jié)果表10－6試件編號(hào)含水量（)密實(shí)度（）Ｋ１K2相關(guān)系數(shù)1３95666４０。492０.９３2５10051160.53５0.9０3710０22070.６420．9244１00５8640。5430．915797４841０.5470。916７973５970。5840。917５９55２000．5330。９２８39５７8430.４9６０.919３10094020．４５３0。90級(jí)配碎石動(dòng)三軸彈性模量試驗(yàn)結(jié)果???表10—7試件編號(hào)含水量（）密實(shí)度（)K1K２相關(guān)系數(shù)1３9026０870．4２０0.8922。5９３31９２５0.3840。903595２26０2０.4１6０。8745100216８70.43３0.9０5８90189360．５00。8067.５100１69３90.500。８07395３00250.4１0.8２８5９5２6746０．４510.8０98９41７6２80。4800．9０ 級(jí)配碎石彈性模量隨應(yīng)力狀態(tài)而變化的非線性特性表明,處于路面結(jié)構(gòu)半剛性基層上的級(jí)配碎石上基層和處于土基上的級(jí)配碎石底基層，由于所處的應(yīng)力狀態(tài)不同，它們的彈性模量取值也不同。表10-8是級(jí)配碎石分別用于上基層及底基層時(shí),根據(jù)彈性層狀理論分析所得到的常規(guī)路面結(jié)構(gòu)碎石層所處的應(yīng)力狀態(tài)及模量取值的建議范圍。不同層位級(jí)配碎石受力狀態(tài)及模量取值建議范圍表10-8結(jié)構(gòu)層位最小主壓應(yīng)力3（ＭPａ）最大主壓應(yīng)力１（Mｐa）應(yīng)力不變量（1+2３)回彈模量E(MPａ）級(jí)配碎石上基層＊20～12０120～600250～8００３５0～550級(jí)配碎石底基層＊＊受拉3０~1２030~１20150～250*路面結(jié)構(gòu)為5～20cｍ瀝青面層+１0～15cm碎石上基層+40～50cm半剛性基層+土基；＊＊路面結(jié)構(gòu)為5～20cｍ瀝青面層＋2０~４０cm半剛性基層＋２0cm碎石底基層＋土基。從表中可以看出，對(duì)于常規(guī)高等級(jí)瀝青路面結(jié)構(gòu),當(dāng)級(jí)配碎石作為上基層防止半剛性基層反射裂縫時(shí)，其受力遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中作底基層時(shí)的應(yīng)力水平.按此應(yīng)力水平，并取前述動(dòng)三軸試件模型（K1，Ｋ2取平均值）E=2４4４３2０．47（MPa),則級(jí)配碎石作上基層時(shí)，其模量建議取3５0~550ＭPa,此范圍對(duì)應(yīng)的瀝青面層厚度約為5～20ｃm，由于目前高等級(jí)公路瀝青路面面層厚多為12～18ｃm，對(duì)應(yīng)于此結(jié)構(gòu)的碎石基層模量取4００～4５0MPａ是合適的.而當(dāng)級(jí)配碎石作為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)底基層時(shí),若仍按上述動(dòng)三軸試驗(yàn)?zāi)Ｐ?則模量可取150~250ＭPa,此建議值與在工地上用承載板的實(shí)測(cè)模量基本一致?！?0-５碎（礫）石路面的養(yǎng)護(hù)碎（礫）石路面養(yǎng)護(hù)的主要任務(wù)是：在各種交通組成和交通量的負(fù)荷下,使路面保持應(yīng)有的強(qiáng)度和平整度；對(duì)路面在車輛荷載與自然因素影響下產(chǎn)生的病害，如沉陷、松散、坑洞、車轍及裂縫等，進(jìn)行事前預(yù)防及事后及時(shí)維修,使其經(jīng)常保持良好的狀態(tài)，以便利行車，并延長使用壽命。為提高碎(礫)石路面的平整度，抵抗行車和自然因素的磨損和破壞作用，應(yīng)在面層上加鋪磨耗層和保護(hù)層。一、磨耗層與保護(hù)層1.磨耗層磨耗層是路面的表面部分，用以抵抗由車輪水平力和輪后吸力所引起的磨損和松散,以及大氣溫度、濕度變化等因素的破壞作用，并提高路面平整度。磨耗層應(yīng)具有足夠的堅(jiān)實(shí)性和穩(wěn)定性，通常多用堅(jiān)硬、耐磨、抗凍性強(qiáng)的級(jí)配粒料來鋪筑。磨耗層的級(jí)配組成可按表10-9選用。磨耗層礦料的級(jí)配表１0－9編通過下列篩孔（ｍm)的重量小于0。5mm顆粒的厚度適用地區(qū)號(hào)2５201０５20.５０塑性指數(shù)（ｃm）110080~1０055~754０~6０２5～５0１8～３01０~143~4南方潮濕地區(qū)210075～90５０~７038～561８～3５1０~１4２~3南方潮濕地區(qū)310０7５～905０~７5３8～5625～4０１0～142～3北方半干旱地區(qū)41０070～8５55～７044～5530~４５大于83～４西北干旱地區(qū)510０75～100４５~752０~451０～141~２南方潮濕地區(qū)6１00８0～95６0～８035～501０～14２~3北方半干旱地區(qū)790~100６0~80３5～501０~12１～2北方半干旱地區(qū)磨耗層的厚度視所用材料和交通量大小而定,不宜過薄，以免抗磨能力過低，引起過早損壞；也不宜過厚,避免材料浪費(fèi)和產(chǎn)生車轍。采用堅(jiān)硬小礫石或石屑時(shí)，宜厚2~3cm,用砂土?xí)r宜厚１～2ｃm，采用軟質(zhì)材料時(shí)，以３~4cm厚為宜.加鋪磨耗層時(shí),宜先整平原路面凹坑，矯正路拱,清除面上浮土和松散顆粒，然后灑水，將拌好的混合料均勻鋪撒于原路面上.其松鋪厚度為壓實(shí)厚度的1.3～１.４倍,即用輕型壓路機(jī)壓3~４遍，使形成密實(shí)平整、穩(wěn)定的表層.開放交通兩周內(nèi)調(diào)節(jié)行車路線,使磨耗層得到全面壓實(shí),并適當(dāng)灑水，以保持最佳含水量.2．保護(hù)層保護(hù)層在磨耗層上面,用來保護(hù)磨耗層,減少車輪對(duì)磨耗層的磨損。加鋪保護(hù)層是一項(xiàng)經(jīng)常性措施.保護(hù)層厚度一般不大于１cm。按使用材料和鋪設(shè)方法的不同，保護(hù)層分為穩(wěn)定保護(hù)層與松散保護(hù)層兩種。前者系使用含有粘土的混合料，借行車碾壓,形成穩(wěn)固的硬殼，粘結(jié)在磨耗層上;后者是只用粗砂或小礫石而不用粘土，在磨耗層上呈松散狀態(tài).穩(wěn)定保護(hù)層的做法，是在潤濕的磨耗層上澆灑粘土一層,用掃帚掃勻，或先鋪粘土，撒水掃漿，接著撒鋪粗砂或石屑，掃勻后控制行車碾壓。穩(wěn)定保護(hù)層有砂土混合料與土砂封面兩種.砂土混合料是指天然級(jí)配的或人工配合的砂土混合料，材料成分如表10-１0。土砂封面系用粘土封面后,再撒一層砂,在濕潤條件下借行車碾壓形成密實(shí)的表層.土、砂體積比大致為1:１。砂土混合料材料組成表１０－10通過篩孔（ｍm）百分?jǐn)?shù)(）〈0．5mm的混合料適用條件10５20．5塑性指數(shù)1009０～10060～8０3５～５5８～１2在不過分潮濕和不過于干燥且具有堅(jiān)實(shí)平整面層的路段松散保護(hù)層是在磨耗層上均勻鋪撒粗砂或砂粒（石屑),粒徑一般為2～5mm，干旱地區(qū)可用5~1０mm。在行車作用下,砂粒（石屑)常被移動(dòng)、帶走，因此需要經(jīng)常補(bǔ)充、回砂、掃砂,保持均勻充足.松散保護(hù)層材料，按其粒徑規(guī)格分為三種，如表10－11所示。松散保護(hù)層材料組成表10-11編號(hào)粒徑規(guī)格（mm）０。５mm以下顆粒允許含量（)適宜厚度范圍(mm)適用條件12~5不大于15５～8鋪有堅(jiān)實(shí)的磨耗層，并出產(chǎn)合適規(guī)格的材料２2～8不大于158～1０磨耗層平整度較差或不夠堅(jiān)實(shí)，并出產(chǎn)合適規(guī)格的材料３5～１0不大于１５８～12適用于西北干旱地區(qū)松散保護(hù)層施工簡便，而且可使車輪水平力所產(chǎn)生的能量(動(dòng)能)，大部分轉(zhuǎn)化為松散顆粒的自由移動(dòng)（位移)的位能，從而大大減少了車輪水平力對(duì)磨耗層的損壞作用。因此,只要不斷回砂、掃砂，就可保護(hù)磨耗層不致過早損壞.松散保護(hù)層一般適用于南方潮濕地區(qū)。穩(wěn)定保護(hù)層行車阻力小，養(yǎng)護(hù)用料少,但施工技術(shù)較復(fù)雜，在干旱和大風(fēng)地區(qū)宜于采用。二、碎(礫）石路面養(yǎng)護(hù)維修與改善碎（礫）石路面在行車作用下產(chǎn)生的病害和破壞現(xiàn)象有磨耗層破損、路面出現(xiàn)坑槽、車轍、松散以及搓板等。1。磨耗