《碎砾石路面》教学课件

碎砾石路面概述碎砾石路面是一种经济实用的道路结构广泛应用于农村公路和临时道路课程目标1掌握碎砾石路面基本概念理解定义、类型和应用范围2了解材料特性和结构组成掌握级配要求和力学性能3学习施工工艺与质量控制熟悉养护方法和病害处理掌握设计原则和发展趋势碎砾石路面的定义基本概念由天然砾石或人工碎石铺筑结构特点具有一定级配和承载能力主要功能承受车辆荷载并分散至路基碎砾石路面的类型级配碎石路面由不同粒径碎石按比例混合级配砾石路面采用天然砾石材料稳定类碎石路面添加稳定剂如水泥或石灰表面处治碎石路面表面喷洒沥青等粘结剂碎砾石路面的应用范围农村道路适用于交通量较小的乡村道路临时道路建筑工地和临时通道林区道路森林采伐和养护通道景区道路自然保护区和公园小道碎砾石路面的优点经济实用造价低廉，建设周期短材料易得可就地取材，减少运输成本施工简便技术要求低，设备需求少排水性好路面透水性强，减少积水碎砾石路面的缺点粉尘污染干燥时容易产生扬尘泥泞问题雨季易形成泥浆和车辙养护频繁需定期整修和补充材料舒适性差行车平顺性和舒适度低碎砾石路面的力学特性应力分散性将交通荷载逐级分散至路基非线性变形呈现非线性应力-应变关系累积变形反复荷载下产生永久变形内摩擦角颗粒间摩擦提供主要强度碎砾石材料的应力-应变特性初始加载阶段颗粒接触点增加，曲线较陡颗粒重排阶段变形加速，刚度降低稳定变形阶段达到相对稳定状态破坏阶段超过承载极限，结构失效碎砾石材料的变形积累长期使用效应随使用时间增加累积变形水分影响含水率变化加速变形荷载频率交通量直接影响变形速率温度因素冻融循环加剧变形累积碎石路面的结构组成面层直接承受车轮荷载基层分散荷载，提供主要强度底基层过渡层，防止细料上移路基为整个路面结构提供支撑砾石路面的结构组成15cm面层厚度采用优质砾石材料20cm基层厚度通常使用中等砾石25cm底基层厚度粗砾石与细料混合60cm总体厚度一般道路常见厚度碎石基层的作用砾石基层的作用承载功能提供主要承载能力排水功能确保路面水分快速排出抗冻胀功能减轻冻土地区路面损坏级配碎石的定义级配碎石指不同粒径碎石按特定比例混合目的是获得最大密实度和稳定性级配砾石的定义定义不同粒径天然砾石的混合体来源河床、山坡或砾石层开采特点颗粒圆滑，级配可调整用途农村道路和低等级公路级配碎石的粒径要求最大粒径一般不超过31.5-40mm视交通量和路面等级确定最小粒径通常不小于0.075mm防止细粉含量过高连续级配各粒径段含量均衡避免跳级和断级现象级配砾石的粒径要求粒径范围最大粒径一般为31.5mm筛分要求各筛孔通过百分比符合规范细料含量小于0.075mm颗粒控制在12%以下颗粒形状以圆形和次棱角形为主级配碎石的级配曲线筛孔尺寸(mm)通过率(%)级配砾石的级配曲线筛孔尺寸(mm)上限通过率(%)下限通过率(%)最佳级配原理富勒曲线理想级配曲线的数学模型P=(d/D)^n×100%P为筛孔d的通过率D为最大粒径n为级配指数密实度最大化大颗粒间隙由小颗粒填充各粒径段协同配合达到最小空隙率和最大密度级配碎石路面的施工工艺路基准备清理、整平、压实材料拌和按比例混合各粒径材料摊铺均匀铺设，控制厚度碾压分层压实至设计密度质量检验检测平整度和压实度级配砾石路面的施工工艺1路基处理挖方填方，整平夯实2材料准备筛分砾石，调整级配3底基层铺设铺设粗砾石，初步压实4基层施工铺设中砾石，充分压实5面层完成铺设细砾石，最终压实施工准备工作图纸审核熟悉设计文件和技术要求材料准备碎砾石材料运输和堆放设备调试检查摊铺机和压路机人员组织技术交底和人员分工材料要求和检验物理性能检验坚固性指标≥75%压碎值指标≤28%针片状含量≤20%级配检验筛分析法检测各粒径含量满足规定的级配范围避免断级和跳级现象含水量检验测定最佳含水量控制施工含水率保证压实效果摊铺作业人工摊铺法适用于小型工程用人工均匀撒布材料采用耙子和铲子整平机械摊铺法适用于大型工程使用摊铺机均匀铺设精确控制厚度和宽度摊铺技术要点分层摊铺，控制松铺厚度预留压实压缩量保持横坡和纵坡一致碾压作业初压8-10吨压路机，2-3遍复压12-15吨压路机，3-4遍终压15-18吨压路机，2-3遍洒水保持最佳含水量，提高压实效果灌浆法施工工艺粗料摊铺铺设粗碎石形成骨架初步压实轻压使骨料稳定灌注浆液灌入水泥砂浆或沥青渗透振动振动使浆液充分渗入终压养护最终压实并养护硬化拌和法施工工艺材料配比按照级配要求确定各粒径比例拌和加水机械拌和至均匀且达到最佳含水量运输摊铺及时运至现场均匀摊铺分层压实按要求碾压至规定密实度碎石路面的质量控制2厚度控制满足设计要求，允许偏差±10%压实度检测不低于设计值的95%平整度检查3米直尺检测≤15mm横坡检查符合设计要求，误差≤0.5%强度检测回弹模量和弯沉值达标砾石路面的质量控制检测项目控制标准检测频率压实度≥95%每200m²一点平整度≤20mm每50m一点厚度设计值±20mm每100m一点横坡设计值±0.5%每50m一点碎石路面的养护方法日常养护定期巡查清除杂物填补小坑洞排除积水预防性养护表面撒布细料洒水降尘轻度整形碾压边坡维护修复性养护挖除损坏部分补充新碎石材料重新压实恢复路面功能砾石路面的养护方法清扫整理清除路面杂物和松散材料洒水降尘干旱季节定期洒水减少扬尘补充材料定期添加级配砾石保持路面完整整形碾压恢复路面横坡和排水功能路面病害类型主要病害：坑槽、车辙、松散、波浪起伏、泥浆上浮坑槽的修补方法清理坑槽清除松散材料和积水方整坑边将坑槽整修成规则形状分层填料用级配良好的材料分层填充充分压实每层压实至与周围路面一致车辙的修补方法1路面松铲松动车辙区域表层2添加材料填充高质量级配碎石3整形找平按设计横坡整形路面4重新碾压使用振动压路机压实松散的处理方法适量洒水增加材料粘聚力添加粘结剂如石屑、黏土或稳定剂重新压实振动压路机充分碾压泥浆上浮的处理方法排除积水开挖临时排水沟挖除泥浆清除软弱泥浆层铺设隔离层使用土工布隔离细料回填粗料使用大粒径碎石回填分层压实恢复路面结构强度碎砾石路面的检测方法材料检测筛分析检测级配击碎值试验含水量检测路面检测压实度检测平整度检测强度检测厚度检测性能检测弯沉检测回弹模量测定渗水性检测平整度检测三米直尺法最常用的检测方法连续式平整度仪适用于长距离检测激光扫描法高精度数字化检测强度检测贝克曼梁法测定路面弯沉值落锤式弯沉仪动态弯沉测试平板载荷试验测定路面承载能力动力锥贯入评估路面各层强度4压实度检测环刀法取样称重计算干密度与标准击实试验对比适用于细粒材料灌砂法挖坑灌砂测定体积计算现场干密度适用于粗粒材料核子密度仪γ射线反散射原理快速无损检测现场直接读数厚度检测钻孔法直接测量各结构层厚度试坑法开挖小坑测量层厚地质雷达法非破坏性连续检测探针法适用于未压实或松散路面碎砾石路面的设计原则1经济适用满足使用要求的前提下降低成本结构强度满足交通荷载和使用寿命要求因地制宜充分利用当地材料和条件4排水良好确保路面排水通畅易于养护便于日常维护和修复交通量分析气候因素考虑降雨量影响排水设计和材料选择冻融循环影响路面抗冻胀设计温度变化影响材料稳定性和养护方式路基条件分析30MPa路基强度最小承载力要求90%压实度路基最小压实标准4%路拱横坡确保排水效果60cm地下水位最小安全距离材料选择选择原则：强度高、耐久性好、来源可靠、经济合理优先考虑：当地材料、再生材料、废弃矿石结构层设计面层(10-15cm)级配碎石或砾石基层(15-20cm)粗碎石或稳定材料3底基层(20-25cm)次级材料或砂砾过滤层(视情况)防止细料上移排水系统设计路拱设计横坡3-5%确保路面排水边沟设计收集路面径流和地下水横向排水必要时设置横向排水管涵洞设计确保自然水流通过碎砾石路面的环境影响粉尘排放干燥天气行车产生扬尘雨水冲刷材料流失造成水土污染噪声影响车辆行驶噪声较大资源消耗需定期补充材料维护粉尘污染控制措施定期洒水干旱季节每日洒水2-3次化学稳定剂使用氯化钙等固结表层表面处治喷洒乳化沥青形成保护层道路绿化路侧种植植被阻挡粉尘扩散噪声污染控制措施材料优化选用粒径均匀的材料控制针片状颗粒含量保持良好平整度速度控制设置限速标志安装减速带约束车辆行驶速度隔声措施敏感区域设置隔声屏障路侧植树形成绿色屏障住宅区采取隔音窗水土保持措施边坡防护植草或铺设土工网格沉砂设施设置沉砂池截留泥沙排水系统完善边沟和截水沟检查维护定期清理排水设施碎砾石路面的经济性分析材料费机械费人工费运输费其他费用初期建设成本项目单价(元/m²)总价(万元/km)路基处理15-209-12底基层25-3015-18基层30-3518-21面层35-4021-24排水设施10-156-9养护成本使用寿命分析11-2年保持良好状态，仅需轻微养护23-5年开始出现轻微变形，需定期整形36-8年出现明显病害，需局部修复48