《路基路面工程》13第十一章块料路面.pdf

第十一章第十一章 块料路面块料路面 11-1 概述概述 用块状石料或混凝土预制块铺筑的路面称为块料路面。根据其使用材料性 质、形状、尺寸、修琢程度的不同，分为条石、小方石、拳石、粗琢石及混凝 土块料路面。 块料路面的主要优点是坚固耐久，清洁少尘，养护修理方便。由于这种路面 易于翻修，因而特别适用于土基不够稳定的桥头高填土路段、铁路交叉口以及 有地下管线的城市道路上。又由于它的粗糙度较好，故可在山区急弯、陡坡路 段上采用，能提高抗滑能力。 块料路面的主要缺点是用手工铺筑，难以实现机械化施工，块料之间容易出 现松动，铺筑进度慢，建筑费用高。 块料路面的构造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。 整平层是用来垫平基础表面及块石底面， 以保持块石顶面平整及缓和车辆行 驶时的冲击、振动作用。整平层的厚度，视路面等级、块料规格、基层材料性 质而异，一般路面为 2～3cm。整平层材料一般采用级配良好、清洁的粗砂或中 砂，它具有施工简便、成本低的优点，但稳定性较差。有时采用煤渣或石屑以 及水泥砂或沥青砂作整平层。 块料路面的填缝料，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。一般采用砂作填缝料，但有 时应用水泥砂浆或沥青玛蹄脂。水泥砂浆具有良好防水和保护块料边角的作用， 但翻修困难。有时每隔 15～20m还需设置胀缩缝。 块料路面的强度，主要借基础的承载力和石块与石块之间的摩擦力所构成 如图 11-1。当此两种力很小，不足以抵抗车轮垂直荷载作用时，就会出现沉陷 变形。因此，欲使块料路面坚固，则块石料周界长与土基承载力和传布面积， 均应尽可能地大。如果摩擦周界面上的摩擦力很小，或土基和基层承载力不足， 则路面在车轮荷载作用下，将发生压缩变形。如果压缩变形不一致，则路面高 低不平，最后导致块石松动而路面破坏。 块料路面的基层一般采用粒料基层和半刚性基层。不同的基层类型，块料路 面的破坏特征不同。粒料基层主要表现为使用年限内产生的永久变形量lp大于根 据使用要求确定的容许值、铺面结构的最大回弹弯沉值大于结构承载能力容许 的回弹弯沉值及半刚性基层主要是基层底面的弯拉应力超过材料的疲劳强度。 块料路面厚度取决于交通、基层结构整体强度、环境等因素，主要以半经验 一半理论的方法 确定。图 11-2和图 11-3给出了粒料基层和半刚性基层对应基层 强度与块料厚度的关系。 1 图 11-1 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 5 10 15 20 25 30 5*104 EALs 1*106 3*106 5*106 7*106 1*107 2*107 3*107 1*105 2*105 5*105 7*105 2 3 5 7 10 20 30 面板厚度（cm） 基层厚度（cm） 图 11-2 基层强度与块料厚度的关系（粒料基层） 注EAL为轴载为 80KN的当量单轮荷载 2 面板厚度（cm） 基层厚度（cm） EALs 图 11-3 基层强度与块料厚度的关系（半刚性基层） 11-2 天然块料路面天然块料路面 由石料经修琢成块状材料而铺筑的路面称天然块料路面。 天然块料路面的整齐石块和条石，宜采用 I 级石料，其形状近似正方体或长 方体，顶面与底面大致平行，底面积不小于顶面积的 75。半整齐石块路面用 坚硬石料经琢成立方体俗称“方石”或“方头弹街”或长方体俗称“条石”， 石料品质应符合 I～II 级标准，要求顶底两面大致平行如图 11-4。不整齐石块 路面即拳石路面和片弹街路面是天然石料经过粗琢以后铺成，符合 I～II 级标 准的石料皆能用。 3 11-4 条石及小方石形状图 各种块石参考尺寸与类别表 11-1 表 11-1 类别名称 高度cm长度cm 宽度cm 大型花岗岩块石25 100 50 大方石块 1215 30 30 整齐石块 小方条石 2512 1225 12 矮条石 910 1530 1215 中条石 1113 1530 1215 高条石 1416 1530 1215 矮方石 89 710 710 高方石 910 811 811 1013或 810或 68 或 半整齐石块 方头弹街石 1113 9.510.5 9.510.5 顶部直径cm 矮的 1214 1016 中的 1516 1218 高的 2022 1220 特高的 2225 1225 不整齐石块 弹街石 1013 1013长5～8宽 拳石和粗琢块石路面可直接铺砌在厚 10～20cm的砂或炉渣层上，也可用碎 砖、碎石、级配砾石作基层。 条石、 小方石路面， 根据需要可铺设在贫水泥混凝土、 碎石或稳定土基层上。 整齐石块和条石路面，要求有质量较高的基层和整平层，一般基层采用 C20 水泥混凝土，整平层为 M10 水泥砂混合物。天然块料路面构造示意图如图 11-5 所示。 4 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 天然块料路面的施工方法如下 1．拳石和粗琢块石路面 在已修建好的基层上，铺砌拳石与粗琢块石路面的施工过程，大致可分为摊 铺整平层、排砌块石及嵌缝压实等工序 1摊铺整平层 在基层上按规定厚度及压实系数，均匀摊铺具有最佳湿度的 砂或煤渣，用轻型压路机略加滚压。摊铺应与排砌进度配合，一般应保持在石 块铺砌工作前 8～10m为宜。 2排砌块石 排砌块石前应先根据道路中线、边线及路拱形状，设置纵、横 向间距分别为 1～1.5m 与 1～2.5m 的方格块石铺砌带即先铺纵向路缘石及横向 导石。 排砌工作在路面全宽上进行。较大块石先铺在路边缘上，然后用适当尺寸的 块石排砌中间段落。边部纵向排砌进度应超出中间部分约 5～10m。排砌的块石 应小头向下，垂直嵌入整平层一定深度，块石相互之间必须嵌紧、错缝、表面 平整，且石料长边应与行车方向垂直。在陡坡和弯道超高路段，应由低处向高 处铺砌。 铺砌石块的方法，有逆铺法“从砂土”铺砌与顺铺法“从石上”铺砌两 种。顺铺法是工人站在已砌好的块石路面上，面向整平层边砌边进，此法较难 保证路面纵、横坡度和平整度的质量要求，且取石料不方便，但便于掌握块石 相靠紧密和保持砂整平层平整。逆铺法是工人站在整平层上，面向已铺好的路 面边砌边退，其优点是操作中能看到已铺好的路段，从而易于保证路面质量。 3嵌缝压实 块石铺砌完成后，可用废石渣及土加固路肩，并予以夯实，再 进行路面夯打，并铺撒 5～15mm石屑嵌缝，然后用压路机压实，直至稳定无显 著变形为止 2．条石及小方石路面 条石和小方石路面施工过程大体与拳石相似，但排砌与填缝工作有所不同。 铺砌条石路面时，在整平层上先沿路边纵向排两行至三行块石长边与路中 线平行。条石的铺砌方法有横向排列、纵向排列及斜向排列见图 11-6三种。 采用横向排列时，应在垂直路线方向每隔 1.5～2m拉好横向导线，以保证横 缝平直。一般同一排的条石应具有同等宽度，条石与条石之间纵缝相错长度在 5 条石长边的 1／3～1／2范围之内。因此，每隔一排的靠边石块，应用半块条石 镶砌。 采用 45角的斜向排砌法，可以减轻行车对块石的磨圆程度，但边部一行 斜向排列块石需加工成梯形，费工多，因而国内采用较少。 铺砌小方石路面，除一般的横向排列法外，也有以弧形或扇形的嵌花式来铺 砌的见图 11-7。但这种方法更加费工，仅用于铺砌具有高度艺术要求的道路和 广场上，以及坡度较大的桥头引道上。 图 11-6 条石铺砌的平面形式 图 11-7 小方石铺砌的平面形式 图 11-6 条石铺砌的平面形式图 11-7 小方石铺砌的平面形式，嵌花式铺砌需 用特制的样板在路面的全宽上进行，并应注意较大块石用于弧形的顶部，较小 的用于边部。圆弧或扇形应凸向行车方向和上坡方向，以抵抗车轮的水平力。 块石铺好并经用路拱板检验合格后，即用填缝料填缝，填缝深度应与块石厚 度相同，然后加以夯打或碾压，达到坚实稳定为止。如需用水泥砂混合物或沥 青玛碲脂填缝隙上部 1／3深度， 则下部 2／3深度应以砂填缝。当用水泥砂混合 料填缝时，每隔 15～20m 需设伸缩缝，且需洒水湿治养生七天左右，方可开放 交通。 11-3 机制块料路面机制块料路面 由预制的混凝土小块铺筑的路面称机制块料路面。 预制块料可以采用不同的形状及不同的颜色，以使路面更加美观。 预制块料路面的厚度可用 8～20cm，块料可用15～30 12～15cm的矩形 块， 也可用 15～30cm大角形块。 根据基层材料类型的不同， 美国选用以下图 11-8 所示的典型结构，可以根据实际情况参考使用。 机制块料路面的受力机理、施工与天然块料基本一致，但其能实现工厂化制 块，路面平整度较易保证。 6 8cm 混凝土路面 8cm 混凝土路面 8cm 混凝土路面 8cm 混凝土路面 3cm 沥青处治层 20cm 砾料基层 土基 2.5cm 砂垫层 2.5cm 砂垫层 2.5cm 砂垫层 2.5cm 砂垫层 土基 （4） 土基 土基 30cm 砾料基层 10cm 砾料基层 27cm 砾料基层 14cm 沥青处治层 普通块料路面 高强块料路面 图 11-8 机制块料路面典型结构 7