《碎礫石路面》教學(xué)課件

碎礫石路面概述碎礫石路面是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的道路結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于農(nóng)村公路和臨時(shí)道路課程目標(biāo)1掌握碎礫石路面基本概念理解定義、類型和應(yīng)用范圍2了解材料特性和結(jié)構(gòu)組成掌握級配要求和力學(xué)性能3學(xué)習(xí)施工工藝與質(zhì)量控制熟悉養(yǎng)護(hù)方法和病害處理掌握設(shè)計(jì)原則和發(fā)展趨勢碎礫石路面的定義基本概念由天然礫石或人工碎石鋪筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有一定級配和承載能力主要功能承受車輛荷載并分散至路基碎礫石路面的類型級配碎石路面由不同粒徑碎石按比例混合級配礫石路面采用天然礫石材料穩(wěn)定類碎石路面添加穩(wěn)定劑如水泥或石灰表面處治碎石路面表面噴灑瀝青等粘結(jié)劑碎礫石路面的應(yīng)用范圍農(nóng)村道路適用于交通量較小的鄉(xiāng)村道路臨時(shí)道路建筑工地和臨時(shí)通道林區(qū)道路森林采伐和養(yǎng)護(hù)通道景區(qū)道路自然保護(hù)區(qū)和公園小道碎礫石路面的優(yōu)點(diǎn)經(jīng)濟(jì)實(shí)用造價(jià)低廉，建設(shè)周期短材料易得可就地取材，減少運(yùn)輸成本施工簡便技術(shù)要求低，設(shè)備需求少排水性好路面透水性強(qiáng)，減少積水碎礫石路面的缺點(diǎn)粉塵污染干燥時(shí)容易產(chǎn)生揚(yáng)塵泥濘問題雨季易形成泥漿和車轍養(yǎng)護(hù)頻繁需定期整修和補(bǔ)充材料舒適性差行車平順性和舒適度低碎礫石路面的力學(xué)特性應(yīng)力分散性將交通荷載逐級分散至路基非線性變形呈現(xiàn)非線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系累積變形反復(fù)荷載下產(chǎn)生永久變形內(nèi)摩擦角顆粒間摩擦提供主要強(qiáng)度碎礫石材料的應(yīng)力-應(yīng)變特性初始加載階段顆粒接觸點(diǎn)增加，曲線較陡顆粒重排階段變形加速，剛度降低穩(wěn)定變形階段達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài)破壞階段超過承載極限，結(jié)構(gòu)失效碎礫石材料的變形積累長期使用效應(yīng)隨使用時(shí)間增加累積變形水分影響含水率變化加速變形荷載頻率交通量直接影響變形速率溫度因素凍融循環(huán)加劇變形累積碎石路面的結(jié)構(gòu)組成面層直接承受車輪荷載基層分散荷載，提供主要強(qiáng)度底基層過渡層，防止細(xì)料上移路基為整個路面結(jié)構(gòu)提供支撐礫石路面的結(jié)構(gòu)組成15cm面層厚度采用優(yōu)質(zhì)礫石材料20cm基層厚度通常使用中等礫石25cm底基層厚度粗礫石與細(xì)料混合60cm總體厚度一般道路常見厚度碎石基層的作用礫石基層的作用承載功能提供主要承載能力排水功能確保路面水分快速排出抗凍脹功能減輕凍土地區(qū)路面損壞級配碎石的定義級配碎石指不同粒徑碎石按特定比例混合目的是獲得最大密實(shí)度和穩(wěn)定性級配礫石的定義定義不同粒徑天然礫石的混合體來源河床、山坡或礫石層開采特點(diǎn)顆粒圓滑，級配可調(diào)整用途農(nóng)村道路和低等級公路級配碎石的粒徑要求最大粒徑一般不超過31.5-40mm視交通量和路面等級確定最小粒徑通常不小于0.075mm防止細(xì)粉含量過高連續(xù)級配各粒徑段含量均衡避免跳級和斷級現(xiàn)象級配礫石的粒徑要求粒徑范圍最大粒徑一般為31.5mm篩分要求各篩孔通過百分比符合規(guī)范細(xì)料含量小于0.075mm顆?？刂圃?2%以下顆粒形狀以圓形和次棱角形為主級配碎石的級配曲線篩孔尺寸(mm)通過率(%)級配礫石的級配曲線篩孔尺寸(mm)上限通過率(%)下限通過率(%)最佳級配原理富勒曲線理想級配曲線的數(shù)學(xué)模型P=(d/D)^n×100%P為篩孔d的通過率D為最大粒徑n為級配指數(shù)密實(shí)度最大化大顆粒間隙由小顆粒填充各粒徑段協(xié)同配合達(dá)到最小空隙率和最大密度級配碎石路面的施工工藝路基準(zhǔn)備清理、整平、壓實(shí)材料拌和按比例混合各粒徑材料攤鋪均勻鋪設(shè)，控制厚度碾壓分層壓實(shí)至設(shè)計(jì)密度質(zhì)量檢驗(yàn)檢測平整度和壓實(shí)度級配礫石路面的施工工藝1路基處理挖方填方，整平夯實(shí)2材料準(zhǔn)備篩分礫石，調(diào)整級配3底基層鋪設(shè)鋪設(shè)粗礫石，初步壓實(shí)4基層施工鋪設(shè)中礫石，充分壓實(shí)5面層完成鋪設(shè)細(xì)礫石，最終壓實(shí)施工準(zhǔn)備工作圖紙審核熟悉設(shè)計(jì)文件和技術(shù)要求材料準(zhǔn)備碎礫石材料運(yùn)輸和堆放設(shè)備調(diào)試檢查攤鋪機(jī)和壓路機(jī)人員組織技術(shù)交底和人員分工材料要求和檢驗(yàn)物理性能檢驗(yàn)堅(jiān)固性指標(biāo)≥75%壓碎值指標(biāo)≤28%針片狀含量≤20%級配檢驗(yàn)篩分析法檢測各粒徑含量滿足規(guī)定的級配范圍避免斷級和跳級現(xiàn)象含水量檢驗(yàn)測定最佳含水量控制施工含水率保證壓實(shí)效果攤鋪?zhàn)鳂I(yè)人工攤鋪法適用于小型工程用人工均勻撒布材料采用耙子和鏟子整平機(jī)械攤鋪法適用于大型工程使用攤鋪機(jī)均勻鋪設(shè)精確控制厚度和寬度攤鋪技術(shù)要點(diǎn)分層攤鋪，控制松鋪厚度預(yù)留壓實(shí)壓縮量保持橫坡和縱坡一致碾壓作業(yè)初壓8-10噸壓路機(jī)，2-3遍復(fù)壓12-15噸壓路機(jī)，3-4遍終壓15-18噸壓路機(jī)，2-3遍灑水保持最佳含水量，提高壓實(shí)效果灌漿法施工工藝粗料攤鋪鋪設(shè)粗碎石形成骨架初步壓實(shí)輕壓使骨料穩(wěn)定灌注漿液灌入水泥砂漿或?yàn)r青滲透振動振動使?jié){液充分滲入終壓養(yǎng)護(hù)最終壓實(shí)并養(yǎng)護(hù)硬化拌和法施工工藝材料配比按照級配要求確定各粒徑比例拌和加水機(jī)械拌和至均勻且達(dá)到最佳含水量運(yùn)輸攤鋪及時(shí)運(yùn)至現(xiàn)場均勻攤鋪分層壓實(shí)按要求碾壓至規(guī)定密實(shí)度碎石路面的質(zhì)量控制2厚度控制滿足設(shè)計(jì)要求，允許偏差±10%壓實(shí)度檢測不低于設(shè)計(jì)值的95%平整度檢查3米直尺檢測≤15mm橫坡檢查符合設(shè)計(jì)要求，誤差≤0.5%強(qiáng)度檢測回彈模量和彎沉值達(dá)標(biāo)礫石路面的質(zhì)量控制檢測項(xiàng)目控制標(biāo)準(zhǔn)檢測頻率壓實(shí)度≥95%每200m2一點(diǎn)平整度≤20mm每50m一點(diǎn)厚度設(shè)計(jì)值±20mm每100m一點(diǎn)橫坡設(shè)計(jì)值±0.5%每50m一點(diǎn)碎石路面的養(yǎng)護(hù)方法日常養(yǎng)護(hù)定期巡查清除雜物填補(bǔ)小坑洞排除積水預(yù)防性養(yǎng)護(hù)表面撒布細(xì)料灑水降塵輕度整形碾壓邊坡維護(hù)修復(fù)性養(yǎng)護(hù)挖除損壞部分補(bǔ)充新碎石材料重新壓實(shí)恢復(fù)路面功能礫石路面的養(yǎng)護(hù)方法清掃整理清除路面雜物和松散材料灑水降塵干旱季節(jié)定期灑水減少揚(yáng)塵補(bǔ)充材料定期添加級配礫石保持路面完整整形碾壓恢復(fù)路面橫坡和排水功能路面病害類型主要病害：坑槽、車轍、松散、波浪起伏、泥漿上浮坑槽的修補(bǔ)方法清理坑槽清除松散材料和積水方整坑邊將坑槽整修成規(guī)則形狀分層填料用級配良好的材料分層填充充分壓實(shí)每層壓實(shí)至與周圍路面一致車轍的修補(bǔ)方法1路面松鏟松動車轍區(qū)域表層2添加材料填充高質(zhì)量級配碎石3整形找平按設(shè)計(jì)橫坡整形路面4重新碾壓使用振動壓路機(jī)壓實(shí)松散的處理方法適量灑水增加材料粘聚力添加粘結(jié)劑如石屑、黏土或穩(wěn)定劑重新壓實(shí)振動壓路機(jī)充分碾壓泥漿上浮的處理方法排除積水開挖臨時(shí)排水溝挖除泥漿清除軟弱泥漿層鋪設(shè)隔離層使用土工布隔離細(xì)料回填粗料使用大粒徑碎石回填分層壓實(shí)恢復(fù)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度碎礫石路面的檢測方法材料檢測篩分析檢測級配擊碎值試驗(yàn)含水量檢測路面檢測壓實(shí)度檢測平整度檢測強(qiáng)度檢測厚度檢測性能檢測彎沉檢測回彈模量測定滲水性檢測平整度檢測三米直尺法最常用的檢測方法連續(xù)式平整度儀適用于長距離檢測激光掃描法高精度數(shù)字化檢測強(qiáng)度檢測貝克曼梁法測定路面彎沉值落錘式彎沉儀動態(tài)彎沉測試平板載荷試驗(yàn)測定路面承載能力動力錐貫入評估路面各層強(qiáng)度4壓實(shí)度檢測環(huán)刀法取樣稱重計(jì)算干密度與標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)對比適用于細(xì)粒材料灌砂法挖坑灌砂測定體積計(jì)算現(xiàn)場干密度適用于粗粒材料核子密度儀γ射線反散射原理快速無損檢測現(xiàn)場直接讀數(shù)厚度檢測鉆孔法直接測量各結(jié)構(gòu)層厚度試坑法開挖小坑測量層厚地質(zhì)雷達(dá)法非破壞性連續(xù)檢測探針法適用于未壓實(shí)或松散路面碎礫石路面的設(shè)計(jì)原則1經(jīng)濟(jì)適用滿足使用要求的前提下降低成本結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足交通荷載和使用壽命要求因地制宜充分利用當(dāng)?shù)夭牧虾蜅l件4排水良好確保路面排水通暢易于養(yǎng)護(hù)便于日常維護(hù)和修復(fù)交通量分析氣候因素考慮降雨量影響排水設(shè)計(jì)和材料選擇凍融循環(huán)影響路面抗凍脹設(shè)計(jì)溫度變化影響材料穩(wěn)定性和養(yǎng)護(hù)方式路基條件分析30MPa路基強(qiáng)度最小承載力要求90%壓實(shí)度路基最小壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)4%路拱橫坡確保排水效果60cm地下水位最小安全距離材料選擇選擇原則：強(qiáng)度高、耐久性好、來源可靠、經(jīng)濟(jì)合理優(yōu)先考慮：當(dāng)?shù)夭牧?、再生材料、廢棄礦石結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)面層(10-15cm)級配碎石或礫石基層(15-20cm)粗碎石或穩(wěn)定材料3底基層(20-25cm)次級材料或砂礫過濾層(視情況)防止細(xì)料上移排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)路拱設(shè)計(jì)橫坡3-5%確保路面排水邊溝設(shè)計(jì)收集路面徑流和地下水橫向排水必要時(shí)設(shè)置橫向排水管涵洞設(shè)計(jì)確保自然水流通過碎礫石路面的環(huán)境影響粉塵排放干燥天氣行車產(chǎn)生揚(yáng)塵雨水沖刷材料流失造成水土污染噪聲影響車輛行駛噪聲較大資源消耗需定期補(bǔ)充材料維護(hù)粉塵污染控制措施定期灑水干旱季節(jié)每日灑水2-3次化學(xué)穩(wěn)定劑使用氯化鈣等固結(jié)表層表面處治噴灑乳化瀝青形成保護(hù)層道路綠化路側(cè)種植植被阻擋粉塵擴(kuò)散噪聲污染控制措施材料優(yōu)化選用粒徑均勻的材料控制針片狀顆粒含量保持良好平整度速度控制設(shè)置限速標(biāo)志安裝減速帶約束車輛行駛速度隔聲措施敏感區(qū)域設(shè)置隔聲屏障路側(cè)植樹形成綠色屏障住宅區(qū)采取隔音窗水土保持措施邊坡防護(hù)植草或鋪設(shè)土工網(wǎng)格沉砂設(shè)施設(shè)置沉砂池截留泥沙排水系統(tǒng)完善邊溝和截水溝檢查維護(hù)定期清理排水設(shè)施碎礫石路面的經(jīng)濟(jì)性分析材料費(fèi)機(jī)械費(fèi)人工費(fèi)運(yùn)輸費(fèi)其他費(fèi)用初期建設(shè)成本項(xiàng)目單價(jià)(元/m2)總價(jià)(萬元/km)路基處理15-209-12底基層25-3015-18基層30-3518-21面層35-4021-24排水設(shè)施10-156-9養(yǎng)護(hù)成本使用壽命分析11-2年保持良好狀態(tài)，僅需輕微養(yǎng)護(hù)23-5年開始出現(xiàn)輕微變形，需定期整形36-8年出現(xiàn)明顯病害，需局部修復(fù)48