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石料途面

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  用块石铺砌而成的路面。这种路面结构的强度主要取决于路基的支承力和石块之间的嵌挤和粘结力。块石按其形状、尺寸和修琢程度可分为:细琢的方石和长方石,粗琢的块石、拳石和片弹石,天然圆石等种类。块石路面可按其强度、表面平整度、基层和垫层结构类型以及填缝材料的不同,分为高级路面、次高级路面中级路面。方石和长方石路面属于高级路面,粗琢块石路面属于次高级路面,拳石和片弹石路面则属于中级路面。

  方石、长方石和粗琢块石路面适用于城市道路、广场、车站、码头等。拳石和片弹石路面适用于公路的急弯、陡坡和土基不稳定路段。块石路面坚固耐久、粗糙少尘,养护修理方便。但是块石路面平整度差,块石要用手工修琢和铺砌,难于实现机械化施工,现已很少采用。

  块石路面须在块石下面铺设垫层,块石之间需嵌以填缝料。垫层作用是垫平基础表面和块石底面,以保证块石顶面平坦。填缝料作用是填塞石块间的缝隙,并嵌紧石块,以加强路面的整体性。图1为块石路面结构示意图。

  块石基层最常用的是锥形块石基层。锥形块石大多用天然石块稍加打琢而成,高约为基层厚度的0.7倍,但不大于 100平方厘米。块石按大面朝下和长边与路中线垂直的原则在土基上铺砌,随即铺撒较小碎石和石屑嵌缝,并予碾压。此外,还有圆石和片石两种基层。圆石是自然形成,直径12~20厘米。片石是稍加打琢的,长边尺寸可达30~40厘米,短边不小于15厘米。用手摆砌于 5厘米厚粗砂或炉渣垫层上,然后用较小碎石和石屑嵌缝和碾压。

  种路面石块的强度要低于1~2级,形状要规则,表面要平整。方石常用尺寸为:高9~10厘米;长(宽)为8~11厘米。长方石常用尺寸为:高11~13厘米;长15~30厘米;宽12~15厘米。方石和长方石底面面积不得小于顶面的70%~75%,顶面和底面要大致平行。铺砌时石块的大面朝上,路边用长方石沿纵向铺砌2~3行,路中部如用方石,应按横向或嵌花式铺砌(图2);如用长方石,应按横向或45°角或人字形铺砌(图3)。

  方石和长方石路面基础可采用水泥混凝土、结合料(石灰、水泥、沥青)稳定土或稳定砂砾、锥形块石或工业废渣等材料。垫层可采用水泥砂、沥青砂或粗砂等材料。填缝料可采用砂、水泥砂浆或由沥青、石粉、石棉粉和橡胶粉配制成的沥青玛?脂。

  粗琢块石、拳石和片弹石路面 粗琢块石的强度为1~3级,拳石和片弹石可以是天然的,也可以是经手工稍加打琢而成。粗琢块石常用尺寸:高为11~13厘米,长和宽都为9.5~10.5厘米。拳石常用尺寸:高为 15~16厘米,顶面不一定要方形,但其直径宜在12~18厘米。片弹石常用尺寸:宽为5~8厘米、高和长都为10~13厘米。这些块石的底面面积不得小于顶面的60%,顶面和底面应大致平行。铺砌时,石块要大面朝上,路边以较大石块铺砌,路中部石块要尽可能使其长边与路中线垂直。石块要相互靠紧,缝隙要错开,嵌入垫层要有一定深度。

  粗琢块石、拳石和片弹石路面可以不设基层,如土基不稳定,也可设碎石、砾石或碎砖基层。垫层可采用砂、炉渣或石屑等材料,压实厚度为5~10厘米。填缝料也用砂或石屑。

  由马克当碎石路面改进发展起来的一类路面,其强度主要取决于碎石间的相互嵌挤锁结作用(粘结料的粘结作用是次要的)。

  碎石路面用做面层的最小厚度为 8厘米;用作基层的厚度应根据设计强度确定。如果厚度超过16厘米,则应分两层铺筑路面。所用石料强度应不低于 3级,碎石尺寸一般用50~75毫米和35~50毫米两种。

  泥灰结碎石基层为20世纪60年代初期中国所首创。这是由泥结碎石发展而来,在碎石空隙中灌注石灰粘土浆作填隙粘结料的一种碎石基层。其强度和水稳性都优于泥结碎石基层。其铺筑方法与泥结碎石基层相同。这种基层用的石灰约占灰土总重的 6%,石灰土用量不应超过混合料总重的20%。这种基层必须采用灌浆法施工。

  水结碎石路面碎石经洒水碾压形成的路面。这种路面以碎石和水碾压形成的石粉浆为粘结料,因此所用石料应有一定的粘结力。通常采用的碎石有石灰岩碎石和白云岩碎石。铺筑时,先摊铺碎石,用中型压路机预压;洒水后再用重型压路机压紧;然后分两次撒铺嵌缝料(第一次用15~25毫米的石屑,第二次用 5~15毫米的石屑)。每次撒铺后,均需洒水碾压紧密。如果用水结碎石作基层,可不必铺撒第二次嵌缝料。

  泥结碎石路面以粘土作为粘结料的碎石路面。作为面层的粘土塑性指数和用量(占碎石与土总重的百分率)的乘积应不超过150;用作基层则不应超过100。这种路面采用灌浆法铺筑应先摊铺碎石,用中型压路机预压;再向碎石空隙中灌入粘土浆(以体积计,粘土与水各占一半);随即撒铺尺寸小于15毫米的嵌缝料,厚约1.5厘米,碾压密实。采用拌和法施工应将碎石与土拌和后再摊铺压实。采用碎砖或礓石代替碎石铺筑的路面称为泥结碎砖或泥结礓石路面。

  用砾石、碎石、矿渣或其他含有粗细颗粒的粒料同土配合成最佳级配的混合料,经摊铺、压实形成的路面。这种路面用的混合料中,较小一级颗粒依次逐级填充较大一级颗粒的空隙中,并借粘土粘结,形成最密实的结构。美国于20世纪30年代即已开始研究铺筑级配路面,它的强度和水稳性虽不如碎石路面,但有平整、均匀、密实以及利于就地取材的优点。

  级配路面用做面层时,其最小厚度为8厘米;用做基层时,其厚度应根据设计强度来确定。如果厚度超过16厘米,则应分两层铺筑。级配路面所用石料的强度应不低于 4级,并符合最佳密实级配要求。石料最大颗粒尺寸:用做面层为25~35毫米;用做基层或垫层为40~50毫米。混合料中小于 0.5毫米细料的塑性指数:用做面层时为 8~12;用做基层或垫层为4~6。铺筑时按照石料、粘土、砂的顺序摊铺后,按最佳含水量要求加水拌和,再摊平压实。

  如果天然砂砾的颗粒组成接近最佳级配,可直接摊铺、洒水、压实。它的强度较差,只宜作为基层,称为天然砂砾基层。在潮湿路段用级配材料作基层时,为提高其强度和水稳性,可掺入为粘土重 8%~12%的石灰,并适当增多细颗粒含量,称为级配掺灰基层。

  在泥结碎石或级配路面上,常须加铺厚2~4厘米的砂石磨耗层,以抵抗车轮水平力的磨损和干湿气候的破坏作用,并保证路面平整度。磨耗层所用的石、砂要坚硬耐磨,其最大尺寸为10~20毫米,并符合最佳密实级配要求。石、砂中小于 0.5毫米细料的塑性指数一般取为10~14。

  为了镇尘和增强密实度,可于磨耗层上再撒布氯化钠或氯化钙。氯化钠可为粒状或液态,氯化钙常用粒状。每平方米面积每厘米磨耗层厚度约需用量0.1~0.3公斤。20世纪50年代,中国在公路养护中,为了定期恢复磨耗层,首创采用铺筑保护层的措施。保护层厚0.5~1厘米,有稳定保护层和松散保护层两种。前者是先撒布粘土,洒水成浆后,再撒铺粗砂或石屑,藉行车碾压而成;后者是均匀撒铺尺寸为3~5毫米的粗砂或砾屑,并经常予以扫匀。

  C.H.Oglesby,Highway Engineering,3rd edition, John Wiley Sons,New York,London,Sydney,Toronto, 1975.

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