路面工程绪论课件

1、路面工程绪论1 第五章 路面工程绪论 第一节 路面工程发展趋势 第二节 对路面的基本要求 第三节 路面构造 第四节 路面的分类和分级 路面工程绪论2 第一节第一节 路面工程发展趋势路面工程发展趋势 随着国民经济建设的发展，修建高等级高质量的路面工随着国民经济建设的发展，修建高等级高质量的路面工 程在交通建设事业中占有越来越重要的地位。其主要特点有：程在交通建设事业中占有越来越重要的地位。其主要特点有： （1）设计自动化）设计自动化 路面材料和配合比设计，路面应力、应变计算、路面结构选路面材料和配合比设计，路面应力、应变计算、路面结构选 型、各层厚度设计、工程概预算以及路面优化设计，均能使型、各

2、层厚度设计、工程概预算以及路面优化设计，均能使 用计算机进行自动设计。用计算机进行自动设计。 （2）施工机械化）施工机械化 路基路面工程普遍使用高效率的工程机械施工，如振动压路路基路面工程普遍使用高效率的工程机械施工，如振动压路 机、沥青洒布机等，对确保工程质量起到重要作用。机、沥青洒布机等，对确保工程质量起到重要作用。 路面工程绪论3 （3）设计和质检规范化）设计和质检规范化 对于各类路面材料和结构，强度检验和稳定性检测等我国先对于各类路面材料和结构，强度检验和稳定性检测等我国先 后制订了有关设计和工程质量检验标准。后制订了有关设计和工程质量检验标准。 （4）量测自动化）量测自动化 路面工程

3、大量使用自动化测试仪器，如红外线测距仪、全站路面工程大量使用自动化测试仪器，如红外线测距仪、全站 仪等为路面设计与建筑提供了快速而正确的采集数据的有力仪等为路面设计与建筑提供了快速而正确的采集数据的有力 工具。工具。 （5）材料和结构多样化）材料和结构多样化 在高等级沥青路面中，广泛采用高性能高粘度的重交通沥青在高等级沥青路面中，广泛采用高性能高粘度的重交通沥青 和改性沥青。水泥混凝土路面中广泛使用了减水剂，显著改和改性沥青。水泥混凝土路面中广泛使用了减水剂，显著改 善了水泥混凝土路面的强度和有关的工程性质。善了水泥混凝土路面的强度和有关的工程性质。 路面结构呈多样化趋势，如沥青路面采用土工布

4、，水泥混凝路面结构呈多样化趋势，如沥青路面采用土工布，水泥混凝 土路面有钢纤维路面等土路面有钢纤维路面等 路面工程绪论4 第二节第二节 对路面的基本要求对路面的基本要求 路面结构暴露在大自然界，在大气和水温变化的条件下，长路面结构暴露在大自然界，在大气和水温变化的条件下，长 年经受重复行使的各类车辆荷载的作用，为了保证行车的通年经受重复行使的各类车辆荷载的作用，为了保证行车的通 畅、舒适和经济耐用的要求，路面应保证具有下列性能：畅、舒适和经济耐用的要求，路面应保证具有下列性能： （1）强度和刚度）强度和刚度 路面结构应有足够的强度，以抵抗车轮荷载行使产生的垂直路面结构应有足够的强度，以抵抗车轮

5、荷载行使产生的垂直 力、水平力、真空吸力和震动力的作用，使路面不致开裂、力、水平力、真空吸力和震动力的作用，使路面不致开裂、 松散剪切等破坏。同时应具有足够的刚度，不致在车轮作用松散剪切等破坏。同时应具有足够的刚度，不致在车轮作用 下产生过大的变形。下产生过大的变形。 （2）水温稳定性）水温稳定性 路面结构要能在水分和温度变化的影响下，其强度和刚度应路面结构要能在水分和温度变化的影响下，其强度和刚度应 保持必要的稳定性。保持必要的稳定性。 路面工程绪论5 （3）耐久性）耐久性 路面结构要能承受大气和行使车轮的重复作用而不致产生疲路面结构要能承受大气和行使车轮的重复作用而不致产生疲 劳破坏和过大

6、的塑性变形。劳破坏和过大的塑性变形。 （4）表面平整性）表面平整性 路面要平整坚实，以减少车辆机件的振动磨耗、降低油料消路面要平整坚实，以减少车辆机件的振动磨耗、降低油料消 耗，提高行车速度，保证行车平稳和乘客的安全舒适。耗，提高行车速度，保证行车平稳和乘客的安全舒适。 （5）抗滑性）抗滑性 路面要保证足够的粗糙性，一般路面最低摩擦系数为路面要保证足够的粗糙性，一般路面最低摩擦系数为 0.350.40。 （6）环保性）环保性 要求路面在行车过程中尽量减少扬尘和噪声。要求路面在行车过程中尽量减少扬尘和噪声。 路面工程绪论6 第三节第三节 路面构造路面构造 一、路面横断面一、路面横断面 路缘石路缘

7、石 面层面层 硬路肩硬路肩 土路肩土路肩 拦水带拦水带 基层基层 垫层垫层 纵向排水渗沟纵向排水渗沟 路缘带路缘带 路面的宽度视公路的等级而定，见教材表路面的宽度视公路的等级而定，见教材表P102表表2-5-1 路面工程绪论7 槽式槽式 全铺式全铺式 路面结构断面有槽式和全铺式两类。路面结构断面有槽式和全铺式两类。 全铺式路面用于路基较窄的中级和低级公路，它可以加全铺式路面用于路基较窄的中级和低级公路，它可以加 固路件，防止边坡冲刷。固路件，防止边坡冲刷。 槽式断面的特点是路面厚度均匀并节省材料槽式断面的特点是路面厚度均匀并节省材料 路面工程绪论8 二、路拱二、路拱 路拱是为了保证路面排水；但

8、又要保证行车平稳，路拱坡度路拱是为了保证路面排水；但又要保证行车平稳，路拱坡度 不能太大，路拱可作成直线线形或抛物线形，如教材不能太大，路拱可作成直线线形或抛物线形，如教材P103 页图页图2-5-3所示。抛物线中间部分较平缓，两侧横坡较大，所示。抛物线中间部分较平缓，两侧横坡较大， 适于低级和中级路面宽度较窄时使用。车辆集中在中间部分适于低级和中级路面宽度较窄时使用。车辆集中在中间部分 行走。为了改善行车条件，可采用改进二次抛物线或一次半行走。为了改善行车条件，可采用改进二次抛物线或一次半 抛物线。抛物线。 高等级公路路面的宽度较大，通常在路拱两侧设倾斜直线，高等级公路路面的宽度较大，通常在

9、路拱两侧设倾斜直线， 中间插入圆曲线。圆曲线长约为路面宽度的三分之一。中间插入圆曲线。圆曲线长约为路面宽度的三分之一。 路面工程绪论9 路拱横坡度列于下表，两侧路肩的坡度一般比路拱坡度大路拱横坡度列于下表，两侧路肩的坡度一般比路拱坡度大 1%，以利排水。，以利排水。 路路 面面 类类 型型路拱平均坡度（）路拱平均坡度（） 沥青混凝土、水泥混凝土沥青混凝土、水泥混凝土12 厂拌沥青碎石、路拌沥青碎（砾）石、沥青贯入碎厂拌沥青碎石、路拌沥青碎（砾）石、沥青贯入碎 （砾）石、沥青表面处治、整齐石块（砾）石、沥青表面处治、整齐石块 1.52.5 半整齐石块、不整齐石块半整齐石块、不整齐石块23 碎石、

10、砾石等粒料类碎石、砾石等粒料类2.53.5 炉渣土、砾石土、砂砾土等炉渣土、砾石土、砂砾土等34 路面工程绪论10 面层：承受行车荷载面层：承受行车荷载 路面路面 基层：承受面层竖向力基层：承受面层竖向力 垫层：排水、隔水、防冻、防污垫层：排水、隔水、防冻、防污 路面结构层厚度：路面结构层厚度：H=hH=h1 1+h+h2 2+h+h3 3 三、三、 路面结构路面结构 面层面层 基层基层 垫层垫层 h h1 1h h2 2h h3 3 E E1 1E E2 2E E3 3 薄面强基稳垫薄面强基稳垫 路面工程绪论11 （一）路面结构层（一）路面结构层 1.1.面层（路面）面层（路面） 作用：直接

11、承受行车荷载和自然因素作用。作用：直接承受行车荷载和自然因素作用。 要求：耐磨、抗滑移、不透水、无污染。要求：耐磨、抗滑移、不透水、无污染。 材料：粘结力强的结合料和强度高的集料材料：粘结力强的结合料和强度高的集料 沥青路面、混凝土路面沥青路面、混凝土路面 路面工程绪论12 2. 2.基层基层 作用：承受面层传来的竖向力，并将应力作用：承受面层传来的竖向力，并将应力 扩散到垫层或路基上。扩散到垫层或路基上。 要求：具有足够的强度、稳定性、良好的要求：具有足够的强度、稳定性、良好的 应力扩散性能和水稳定性。应力扩散性能和水稳定性。 材料：比面层弹性模量低的材料，例如面材料：比面层弹性模量低的材料

12、，例如面 层采用层采用E E1 1=2800MPa=2800MPa的的C30C30混凝土面层混凝土面层, ,基层采用基层采用 E E2 2=1300-1700MPa=1300-1700MPa的二灰砂砾或二灰碎石。的二灰砂砾或二灰碎石。 路面工程绪论13 3. 3.垫层垫层 作用：排水、隔水、防冻、防污，调节和作用：排水、隔水、防冻、防污，调节和 改善土路基水温状况，保证面层和基层具有必改善土路基水温状况，保证面层和基层具有必 要的强度、稳定性和抗冻胀的能力，扩散由基要的强度、稳定性和抗冻胀的能力，扩散由基 层传来的荷载应力，减小土层所产生的变形。层传来的荷载应力，减小土层所产生的变形。 要求：

13、一定的强度，良好的水稳定性、隔要求：一定的强度，良好的水稳定性、隔 热性、吸水性。热性、吸水性。 路面工程绪论14 材料：一种是松散颗粒材料如砂、砾、材料：一种是松散颗粒材料如砂、砾、 炉渣、片石、锥形块石、圆石等修筑的透水炉渣、片石、锥形块石、圆石等修筑的透水 性垫层；另一种是整体性材料如水泥稳定土、性垫层；另一种是整体性材料如水泥稳定土、 石灰土、二灰土、石灰煤渣稳定土、沥青土石灰土、二灰土、石灰煤渣稳定土、沥青土 等修筑的不透水性垫层。等修筑的不透水性垫层。 路面工程绪论15 （二）基层（垫层）的分类（二）基层（垫层）的分类 2 2大类，大类，6 6小类：小类： 水泥稳定土水泥稳定土 整

14、体性材料整体性材料 石灰稳定土石灰稳定土 石灰工业废渣石灰工业废渣 级配碎石级配碎石 松散性材料松散性材料 级配砾石级配砾石 填隙碎石填隙碎石 路面工程绪论16 共同特点：压实后比较密实，孔隙率和共同特点：压实后比较密实，孔隙率和 透水性较小，水温稳定性好，适宜机械化操作，透水性较小，水温稳定性好，适宜机械化操作， 且能就地取材。且能就地取材。 力学强度：水泥土和石灰工业废渣石力学强度：水泥土和石灰工业废渣石 灰土级配碎石和填隙碎石级配砾石；灰土级配碎石和填隙碎石级配砾石； 水稳定性：水泥土、石灰工业废渣不水稳定性：水泥土、石灰工业废渣不 含土的级配碎石含土的级配砾石含土的级配碎石含土的级配砾

15、石 路面工程绪论17 第四节第四节 路面的分类分级路面的分类分级 一、路面类型一、路面类型 【按照材料组成分类】【按照材料组成分类】 土路面土路面 砂石路面砂石路面 块体路面块体路面 沥青路面沥青路面 水泥路面水泥路面 复合式路面复合式路面 其他其他 路面工程绪论18 二、路面等级划分二、路面等级划分 根据面层的使用品质、材料组成类型以及结构强度和稳定性，根据面层的使用品质、材料组成类型以及结构强度和稳定性， 可以分为四个等级。可以分为四个等级。 路面等级路面等级面层类型面层类型所适用的公路等级所适用的公路等级 高级高级 水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥 青碎石、整

16、齐石块或条石青碎石、整齐石块或条石 高速、一级、二级高速、一级、二级 次高级次高级 沥青贯入式、路拌沥青碎石、沥青沥青贯入式、路拌沥青碎石、沥青 表面处治、半整齐石块表面处治、半整齐石块 二级、三级二级、三级 中级中级 泥结或级配碎砾石、水结碎石、不泥结或级配碎砾石、水结碎石、不 整齐石块、其它粒料整齐石块、其它粒料 三级、四级三级、四级 低级低级 各种粒料或当地材料改善土，如炉各种粒料或当地材料改善土，如炉 渣土、砾石土和砂砾土等渣土、砾石土和砂砾土等 四级四级 路面工程绪论19 三、路面分类【按照力学特性分类】三、路面分类【按照力学特性分类】 柔性路面柔性路面 刚性路面刚性路面 半刚性路面半刚性路面 目前三者之间正在目前三者之间正在 不断转化，无严格不断转化，无严格 区分界限。区分界限。 路面工程绪论20 刚性路面指水泥混凝土路面。强度高，刚性大，板体性好，有刚性路面指水泥混凝土路面。强度高，刚性大，板体性好，有 较大的扩散应力的能力。车轮作用下路面的弯沉变形很小。较大的扩散应力的能力。车轮作用下路面的弯沉变形很小。 柔性路面主要有碎（砾）石路面和各类沥青路面。它的刚度柔性路面主要有碎（砾）石路面和各类沥青路面。它的刚度 较小，抗拉强度较低，荷载作用下变形较大。土基和基层强较小，抗拉强度较低，荷载作用