第二篇第1章概论

1、山东交通学院山东交通学院徐家钰徐家钰 程家驹程家驹同济大学出版社同济大学出版社山东交通学院山东交通学院 通过本次课的学习，通过本次课的学习，应掌握应掌握路基、路面的路基、路面的基本概念与基本要求，路面结构层次的划分基本概念与基本要求，路面结构层次的划分及其各层次的主要功用；及其各层次的主要功用；熟悉熟悉道路自然区划。道路自然区划。 本次授课的重点：路基、路面的基本概念与本次授课的重点：路基、路面的基本概念与要求，路面结构层次的划分；路面按荷载作要求，路面结构层次的划分；路面按荷载作用下的力学性质进行的分类；道路自然区划用下的力学性质进行的分类；道路自然区划的原因及一级自然区划。的原因及一级自然

2、区划。 难点：对路基、路面的基本要求的理解；一难点：对路基、路面的基本要求的理解；一级自然区划的划分。级自然区划的划分。目的要求目的要求重点与难点重点与难点山东交通学院山东交通学院一、道路的基本组成一、道路的基本组成 包括包括线形线形和和道路工程实体道路工程实体。 1线形线形包括包括：平面线形、纵面线形及横断面组成。：平面线形、纵面线形及横断面组成。 2道路工程实体道路工程实体包括：路基工程、路面工程、隧道工包括：路基工程、路面工程、隧道工程、桥涵工程、防护工程、管线工程、交通安全及沿线程、桥涵工程、防护工程、管线工程、交通安全及沿线设施。设施。山东交通学院山东交通学院二、路基路面的概念二、路

3、基路面的概念 路基路基：按照路线的平面位置和纵坡要求，在原地面上开挖：按照路线的平面位置和纵坡要求，在原地面上开挖（或填筑）而成的具有一定断面形状、符合一定技术要求的（或填筑）而成的具有一定断面形状、符合一定技术要求的土质（或石质）土质（或石质）带状构造物带状构造物。路基既是道路的。路基既是道路的主体主体、又是路、又是路面的面的基础基础。 路面路面：是用各种筑路材料，按一定厚度与宽度分层铺筑在：是用各种筑路材料，按一定厚度与宽度分层铺筑在路基顶面上，直接承受车辆荷载和外界自然因素作用的路基顶面上，直接承受车辆荷载和外界自然因素作用的层状层状构造物构造物。 路基和路面是供汽车行驶的主要道路工程结

4、构物，是公路的路基和路面是供汽车行驶的主要道路工程结构物，是公路的重要组成部分，也直接影响到道路的使用品质。重要组成部分，也直接影响到道路的使用品质。山东交通学院山东交通学院1-1 1-1 对路基和路面的基本要求对路基和路面的基本要求一、对路基的基本要求一、对路基的基本要求 为保证公路的使用质量，对路基的基本要求：为保证公路的使用质量，对路基的基本要求： 1路基结构整体具有足够的稳定性路基结构整体具有足够的稳定性 2足够的强度和刚度足够的强度和刚度 3足够的水温稳定性。足够的水温稳定性。山东交通学院山东交通学院1-1 1-1 对路基和路面的基本要求对路基和路面的基本要求一、对路基的基本要求一、

5、对路基的基本要求 1路基结构整体具有足够的稳定性路基结构整体具有足够的稳定性 目前阶段我国在地表上修筑路基时，往往是不挖即填，因而目前阶段我国在地表上修筑路基时，往往是不挖即填，因而施工施工改变了原地貌的天然平衡改变了原地貌的天然平衡，使原本处于稳定的地基，由于，使原本处于稳定的地基，由于填筑或开挖的原因，容易引起受力状态的改变，因此可能导致填筑或开挖的原因，容易引起受力状态的改变，因此可能导致路基结构的路基结构的失稳失稳。 山东交通学院山东交通学院2 2足够的强度和刚度足够的强度和刚度 路基的路床部分要与路面一起，共同承受来自行车荷载和路基的路床部分要与路面一起，共同承受来自行车荷载和路基路

6、面自重的作用。如果路基路面自重的作用。如果路基或路基或其下部地基的其下部地基的强度强度不足，将不足，将会引起路基和路面的破坏。会引起路基和路面的破坏。 同时，当地基软弱、填土不密实或填料过湿时，路基会因此同时，当地基软弱、填土不密实或填料过湿时，路基会因此而产生沉陷、固结变形和不均匀变形等。故要求路基具备足够而产生沉陷、固结变形和不均匀变形等。故要求路基具备足够的的刚度刚度。山东交通学院山东交通学院3足够的水温稳定性足够的水温稳定性 在在地面水和地下水地面水和地下水的综合作用下，被水浸湿的路基的综合作用下，被水浸湿的路基强度将会强度将会显著降低显著降低。 在季节性冰冻地区在季节性冰冻地区，由于

7、周期性的冻融作用，由于周期性的冻融作用，冬季冬季会发生冻会发生冻胀现象，使路面隆起；而胀现象，使路面隆起；而春融期间春融期间，由于土层局部过湿，路基，由于土层局部过湿，路基强度急剧下降。因此，要求路基在不利季节也能保证安全、顺强度急剧下降。因此，要求路基在不利季节也能保证安全、顺畅的通车。畅的通车。 山东交通学院山东交通学院二、对路面的基本要求二、对路面的基本要求 为了承受车辆荷载，实现道路全天候通车，并能保证有一定为了承受车辆荷载，实现道路全天候通车，并能保证有一定的行驶速度。道路路面应满足以下要求：的行驶速度。道路路面应满足以下要求： 1足够的强度和刚度足够的强度和刚度 2良好的水温稳定性

8、良好的水温稳定性 3良好的耐久性良好的耐久性 4良好的表面平整度良好的表面平整度 5足够的抗滑性能足够的抗滑性能 6少尘性及低噪声。少尘性及低噪声。山东交通学院山东交通学院二、对路面的基本要求二、对路面的基本要求 1足够的强度和刚度足够的强度和刚度 汽车在路面上行驶时，通过车轮把汽车在路面上行驶时，通过车轮把垂直力和水平力垂直力和水平力传给路面传给路面（水平力又可分为纵向和横向）；同时，由于汽车发动机的机（水平力又可分为纵向和横向）；同时，由于汽车发动机的机械振动和悬挂系统与车身的相对运动，路面会受到车辆的械振动和悬挂系统与车身的相对运动，路面会受到车辆的振动振动力和冲击力力和冲击力；此外，在

9、车身后面还会产生；此外，在车身后面还会产生真空吸力真空吸力。 （1）强度：是指路面结构整体及其各组成结构层，抵抗行车）强度：是指路面结构整体及其各组成结构层，抵抗行车荷载作用下所产生的各种应力，避免出现破坏的能力。荷载作用下所产生的各种应力，避免出现破坏的能力。 （2）刚度：是指路面抵抗变形的能力。）刚度：是指路面抵抗变形的能力。 如果路面结构的整体或某一组成部分的刚度不足，即便强度如果路面结构的整体或某一组成部分的刚度不足，即便强度足够，在车轮荷载作用下也会产生足够，在车轮荷载作用下也会产生过量的变形过量的变形，而形成车辙、，而形成车辙、沉陷等。沉陷等。 山东交通学院山东交通学院2良好的水温

10、稳定性良好的水温稳定性 （1）温度稳定性）温度稳定性 路面结构袒露于大气之中，无时不受温度变化的影响，其力路面结构袒露于大气之中，无时不受温度变化的影响，其力学性能也就随之不断地发生变化，从而表现出强度和刚度的学性能也就随之不断地发生变化，从而表现出强度和刚度的不稳定性。不稳定性。 例如，例如，沥青路面沥青路面在在夏季高温时夏季高温时会变软而产生车辙和推挤；会变软而产生车辙和推挤；冬季低温时冬季低温时又因收缩或变脆而开裂。又因收缩或变脆而开裂。 （2）水稳定性）水稳定性 在雨季，会有雨水不断地渗入路面结构，使其因含水量增大在雨季，会有雨水不断地渗入路面结构，使其因含水量增大而导致强度下降，产生

11、沉陷、网裂等水坏现象。而导致强度下降，产生沉陷、网裂等水坏现象。 山东交通学院山东交通学院 3良好的耐久性良好的耐久性 路面结构要承受车辆荷载和冷热、干湿等自然因素的路面结构要承受车辆荷载和冷热、干湿等自然因素的多次重多次重复作用复作用，由此而逐渐产生，由此而逐渐产生疲劳破坏疲劳破坏和和塑性变形积累塑性变形积累； 另外，路面结构的组成材料也存在另外，路面结构的组成材料也存在老化老化现象。现象。 所有这些都将影响路面的使用质量和缩短其使用寿命，同时也所有这些都将影响路面的使用质量和缩短其使用寿命，同时也增加了养护的工作量和难度。增加了养护的工作量和难度。山东交通学院山东交通学院4良好的表面平整度

12、良好的表面平整度 强度低和抗变形能力差的路面结构或面层混合料，经不起车强度低和抗变形能力差的路面结构或面层混合料，经不起车轮荷载的反复作用，极易出现沉陷、车辙和推挤等破坏，从而轮荷载的反复作用，极易出现沉陷、车辙和推挤等破坏，从而形成不平整的路表面。形成不平整的路表面。 山东交通学院山东交通学院5足够的抗滑性能足够的抗滑性能 汽车在光滑的路面上行驶时，车轮与路面之间将缺乏足够汽车在光滑的路面上行驶时，车轮与路面之间将缺乏足够的附着力或摩擦阻力而出现打滑现象。尤其是在雨天行车、紧的附着力或摩擦阻力而出现打滑现象。尤其是在雨天行车、紧急制动、爬陡坡，以及急转弯时，容易引发严重的交通事故。急制动、爬

13、陡坡，以及急转弯时，容易引发严重的交通事故。 山东交通学院山东交通学院6少尘性及低噪声少尘性及低噪声 （1）汽车在砂石路面上行驶时，车身后面所产生的真空吸力）汽车在砂石路面上行驶时，车身后面所产生的真空吸力会将表层较细材料吸出、飞扬，导致路面产生松散、脱落和坑会将表层较细材料吸出、飞扬，导致路面产生松散、脱落和坑洞等破坏。洞等破坏。 （2）汽车在路面上行驶时，除发动机等噪声外，路面不平整）汽车在路面上行驶时，除发动机等噪声外，路面不平整引起车身的震动，是噪声的又一来源。为降低噪音，在加强汽引起车身的震动，是噪声的又一来源。为降低噪音，在加强汽车检测外，还应提高路面的车检测外，还应提高路面的平整

14、度平整度。山东交通学院山东交通学院1-2 1-2 路基和路面结构的组成与层次划分路基和路面结构的组成与层次划分一、路基的基本断面形式一、路基的基本断面形式 按填挖形式的不同，路基通常可分为按填挖形式的不同，路基通常可分为路堤路堤、路堑路堑和和半填半半填半挖挖三种类型。三种类型。 路基横断面形式路基横断面形式a）路堤式）路堤式b）路堑式）路堑式c）半填半挖式）半填半挖式山东交通学院山东交通学院1-2 1-2 路基和路面结构的组成与层次划分路基和路面结构的组成与层次划分一、路基的基本断面形式一、路基的基本断面形式 按填挖形式的不同，路基通常可分为按填挖形式的不同，路基通常可分为路堤路堤、路堑路堑和

15、和半填半半填半挖挖三种类型。三种类型。 （一）路堤式（一）路堤式 路基顶面高于原地面，在地面上填筑而成的路基称为路堤。路基顶面高于原地面，在地面上填筑而成的路基称为路堤。 其断面由路基、边坡、护坡道、取土坑或边沟、支挡结构、其断面由路基、边坡、护坡道、取土坑或边沟、支挡结构、坡面防护等部分组成。坡面防护等部分组成。 这种断面形式常用于平原区。这种断面形式常用于平原区。山东交通学院山东交通学院 （二）路堑式（二）路堑式 路基顶面低于原地面，在地面上开挖出的路基称为路堑。它路基顶面低于原地面，在地面上开挖出的路基称为路堑。它有全路堑、半路堑（又称台口式）和半山洞三种形式。有全路堑、半路堑（又称台口

16、式）和半山洞三种形式。 这种断面常用于山岭区。这种断面常用于山岭区。路堑形式路堑形式a）全路堑）全路堑b）半路堑（又称台口式）半路堑（又称台口式）c）半山洞）半山洞山东交通学院山东交通学院（三）半填半挖式（三）半填半挖式 半填半挖路基是路堤和路堑的综合形式，在地面横坡较陡的半填半挖路基是路堤和路堑的综合形式，在地面横坡较陡的地面线的上方为挖方，下方为填方的路基。地面线的上方为挖方，下方为填方的路基。 这种断面常用于丘陵区。这种断面常用于丘陵区。山东交通学院山东交通学院二、路面结构层次的划分二、路面结构层次的划分 路面结构一般由路面结构一般由面层面层、基层基层、垫层垫层组成。组成。土基土基面层面

17、层基层基层垫层垫层山东交通学院山东交通学院二、路面结构层次的划分路面结构二、路面结构层次的划分路面结构 路面结构一般由路面结构一般由面层面层、基层基层、垫层垫层组成。组成。1面层面层 （1）概念：面层是直接承受自然因素影响和行车荷载作用的）概念：面层是直接承受自然因素影响和行车荷载作用的结构层。结构层。 （2）要求：应具有足够的结构强度、良好的水、温度稳定性，）要求：应具有足够的结构强度、良好的水、温度稳定性，以及耐磨、抗滑、平整和不透水。以及耐磨、抗滑、平整和不透水。 （3）组成：沥青路面面层可由一层或数层组成：）组成：沥青路面面层可由一层或数层组成： 面层上层面层上层应根据使用要求设置抗滑

18、耐磨、密实稳定的结构层；应根据使用要求设置抗滑耐磨、密实稳定的结构层；面层中层和下层面层中层和下层应根据公路等级、沥青层厚度、气候条件等应根据公路等级、沥青层厚度、气候条件等选择适当的沥青结构层。选择适当的沥青结构层。 山东交通学院山东交通学院2基层（底基层）基层（底基层）（1）概念：）概念： 基层基层：是设置在面层之下，主要：是设置在面层之下，主要承受承受由面层传来的车轮荷载由面层传来的车轮荷载的垂直压力，并把它的垂直压力，并把它扩散扩散到底基层、垫层、土基中去。是起到底基层、垫层、土基中去。是起主主要承重作用的层次要承重作用的层次。 底基层底基层：设置在基层之下、起：设置在基层之下、起次要

19、承重的结构层次要承重的结构层称为底基层。称为底基层。（3）要求：）要求： 基层（底基层）材料必须具有足够的抗压强度和扩散应力基层（底基层）材料必须具有足够的抗压强度和扩散应力的能力；的能力； 应有平整的表面，以保证面层厚度均匀；应有平整的表面，以保证面层厚度均匀； 与面层结合良好，以提高路面结构的整体强度；与面层结合良好，以提高路面结构的整体强度； 足够的水稳性。足够的水稳性。 注：基层、底基层根据道路等级或交通量的需要，可设置一注：基层、底基层根据道路等级或交通量的需要，可设置一层或两层。当基层、底基层较厚需分两层施工时，可分别称为层或两层。当基层、底基层较厚需分两层施工时，可分别称为上基层

20、、下基层，或上底基层、下底基层。上基层、下基层，或上底基层、下底基层。山东交通学院山东交通学院 3 3垫层垫层 （1 1）垫层概念：在路基土质较差、水温状况不好时，可在）垫层概念：在路基土质较差、水温状况不好时，可在基层（或底基层）之下设置一结构层，基层（或底基层）之下设置一结构层，起排水、隔水、防冻、起排水、隔水、防冻、防污或扩散荷载应力等作用防污或扩散荷载应力等作用，称之为垫层。，称之为垫层。 （2 2）要求：）要求： 调节与改善水和温度的能力好；调节与改善水和温度的能力好； 能阻止路基土侵入基层（或底基层），以保证路面结构能阻止路基土侵入基层（或底基层），以保证路面结构的稳定性；的稳定性

21、； 能扩散由基层传来的车轮荷载作用，以减小土基的应力能扩散由基层传来的车轮荷载作用，以减小土基的应力和变形。和变形。 （3 3）材料：）材料：松散类松散类：如砂、砾石、炉渣等；：如砂、砾石、炉渣等； 稳定稳定类类：如石灰土、炉渣石灰土等。：如石灰土、炉渣石灰土等。山东交通学院山东交通学院4磨耗层、保护层、防滑磨耗层磨耗层、保护层、防滑磨耗层（1）磨耗层：对于耐磨性差的砂石路面，为改善行车条件、）磨耗层：对于耐磨性差的砂石路面，为改善行车条件、延长使用寿命，常在其上方铺筑磨耗层。延长使用寿命，常在其上方铺筑磨耗层。 磨耗层常由砂砾石、石屑等坚硬的细粒料与粘土拌和后铺筑磨耗层常由砂砾石、石屑等坚硬

22、的细粒料与粘土拌和后铺筑而成，厚度一般为而成，厚度一般为23cm。（2）保护层：为了延长磨耗层的使用期限、提高平整度，有）保护层：为了延长磨耗层的使用期限、提高平整度，有时在磨耗层上再加铺保护层。时在磨耗层上再加铺保护层。 保护层常用粗砂或砂土混合料铺筑。厚度一般为保护层常用粗砂或砂土混合料铺筑。厚度一般为0.51cm。（3）防滑磨耗层：对于沥青路面，为了减少面层磨损、提高）防滑磨耗层：对于沥青路面，为了减少面层磨损、提高抗滑能力，可以在其上铺筑防滑磨耗层。抗滑能力，可以在其上铺筑防滑磨耗层。 防滑磨耗层常用沥青砂、沥青石屑等铺筑，厚度一般为防滑磨耗层常用沥青砂、沥青石屑等铺筑，厚度一般为23

23、cm。山东交通学院山东交通学院注：注： （1）磨耗层与保护层均是路面面层的）磨耗层与保护层均是路面面层的附属层次附属层次，是一种养护是一种养护措施措施。 （2）图）图2-1-1示为典型的路面结构层，实际路面不一定具有那示为典型的路面结构层，实际路面不一定具有那么多的层次，有时一层起着多层的作用。么多的层次，有时一层起着多层的作用。 （3）为了保护路面结构各层次的边缘，保证车轮荷载向下的）为了保护路面结构各层次的边缘，保证车轮荷载向下的扩散和传递，以及施工便利等，下面的层次应比其上一层每侧扩散和传递，以及施工便利等，下面的层次应比其上一层每侧至少至少宽出宽出0.25cm。山东交通学院山东交通学院

24、1-3 1-3 路面分类与等级路面分类与等级一、路面的分类一、路面的分类（一）（一） 按材料和施工方法分类按材料和施工方法分类1碎（砾）石类：用碎（砾）石按嵌挤原理或最佳级配原理碎（砾）石类：用碎（砾）石按嵌挤原理或最佳级配原理配料，经铺压而成的路面。配料，经铺压而成的路面。 一般用作面层或基层。一般用作面层或基层。2结合料稳定类：掺加各种结合料，使土、碎（砾）石混合结合料稳定类：掺加各种结合料，使土、碎（砾）石混合料或工业废渣的工程性质改善，成为具有较高强度和稳定性的料或工业废渣的工程性质改善，成为具有较高强度和稳定性的材料，经铺压而成的路面。材料，经铺压而成的路面。 一般用作基层或垫层。一

25、般用作基层或垫层。3沥青类：在矿质材料中，以各种方式掺入沥青修筑而成的沥青类：在矿质材料中，以各种方式掺入沥青修筑而成的路面。路面。 一般用作面层或基层。一般用作面层或基层。山东交通学院山东交通学院4水泥混凝土类：以水泥与水合成的水泥浆为结合料，以碎水泥混凝土类：以水泥与水合成的水泥浆为结合料，以碎（砾）石为骨料、砂为填充料，经拌和、摊铺、震捣、整形（砾）石为骨料、砂为填充料，经拌和、摊铺、震捣、整形和养生而成的路面。和养生而成的路面。 一般用作面层或基层。一般用作面层或基层。山东交通学院山东交通学院5块料类：用整齐、半整齐的块石或水泥混凝土预制块进行块料类：用整齐、半整齐的块石或水泥混凝土预

26、制块进行铺砌，并用砂嵌缝，经碾压而成的路面。铺砌，并用砂嵌缝，经碾压而成的路面。 一般用作面层。一般用作面层。 山东交通学院山东交通学院常见的路面结构层类型，表常见的路面结构层类型，表2-1-1。山东交通学院山东交通学院山东交通学院山东交通学院山东交通学院山东交通学院山东交通学院山东交通学院（二）按路面力学特性分类（二）按路面力学特性分类1柔性路面：指用各种基层（水泥混凝土除外）和各类沥柔性路面：指用各种基层（水泥混凝土除外）和各类沥青面层、碎（砾）石面层、块料石面层等组成的路面结构。青面层、碎（砾）石面层、块料石面层等组成的路面结构。 柔性路面在行车载荷作用下所产生的柔性路面在行车载荷作用下

27、所产生的弯沉变形较大弯沉变形较大，路面，路面结构本身的结构本身的抗拉强度较低抗拉强度较低。其下层的土基将受到较大的单位。其下层的土基将受到较大的单位压力。压力。2刚性路面：指用水泥混凝土作面层（或基层）的路面结刚性路面：指用水泥混凝土作面层（或基层）的路面结构。构。 刚性路面的刚性路面的强度（特别是抗弯拉强度）很高强度（特别是抗弯拉强度）很高，弹性模量也弹性模量也较大较大，因此，在行车载荷作用下所产生的，因此，在行车载荷作用下所产生的弯沉变形很小弯沉变形很小。山东交通学院山东交通学院3半刚性路面：用石灰或水泥稳定土、用石灰或水泥处治半刚性路面：用石灰或水泥稳定土、用石灰或水泥处治碎（砾）石，以

28、及用含水硬性材料的工业废渣修筑的碎（砾）石，以及用含水硬性材料的工业废渣修筑的基层基层，在在前期前期具有柔性结构层的力学特性；但在环境适宜时，其强具有柔性结构层的力学特性；但在环境适宜时，其强度和刚度随着时间的推延而不断增大，到度和刚度随着时间的推延而不断增大，到后期后期逐渐向刚性结逐渐向刚性结构层转化，板体性增强。把含有这类半刚性基层的沥青路面构层转化，板体性增强。把含有这类半刚性基层的沥青路面结构称为半刚性路面。结构称为半刚性路面。山东交通学院山东交通学院二、路面的等级二、路面的等级 通常可按面层的使用品质、材料组成以及强度的不同，将路通常可按面层的使用品质、材料组成以及强度的不同，将路面

29、面分为四个等级分为四个等级。1高级路面：包括由水泥混凝土、沥青混凝土、整齐块石等高级路面：包括由水泥混凝土、沥青混凝土、整齐块石等所组成的路面。所组成的路面。 这类路面强度高、稳定性好、使用寿命长，能适应较繁重的这类路面强度高、稳定性好、使用寿命长，能适应较繁重的交通量；平整无尘，能保证高速行车。交通量；平整无尘，能保证高速行车。 它的养护费用少、运输成本低，但其基建投资大。它的养护费用少、运输成本低，但其基建投资大。 山东交通学院山东交通学院2次高级路面：包括由沥青碎石、沥青贯入式、沥青表面处次高级路面：包括由沥青碎石、沥青贯入式、沥青表面处置等所组成的路面。置等所组成的路面。 这类路面与高

30、级路面相比，强度稍差，使用寿命略短。适应这类路面与高级路面相比，强度稍差，使用寿命略短。适应交通量较小，行车速度较低。交通量较小，行车速度较低。 它的造价较高级路面低，但其养护费用和运输成本稍高。它的造价较高级路面低，但其养护费用和运输成本稍高。 山东交通学院山东交通学院3中级路面：包括由水结、泥结、泥灰结和级配碎石等所组中级路面：包括由水结、泥结、泥灰结和级配碎石等所组成的路面。成的路面。 这类路面的强度低、使用期限短、平整度差，易扬尘。仅适这类路面的强度低、使用期限短、平整度差，易扬尘。仅适于较小的交通量、行车速度低的道路。于较小的交通量、行车速度低的道路。 工程造价低，但养护费用和运输成

31、本高。工程造价低，但养护费用和运输成本高。4低级路面：包括各种粒料或当地材料改善土所筑成的路面。低级路面：包括各种粒料或当地材料改善土所筑成的路面。 这类路面强度最低、水稳性和平整度均差，易扬尘。只能保这类路面强度最低、水稳性和平整度均差，易扬尘。只能保证低速行车，适应的交通量很小。证低速行车，适应的交通量很小。 造价最低，但养护费用和运输成本很高。造价最低，但养护费用和运输成本很高。 山东交通学院山东交通学院1-4 1-4 公路的自然区划公路的自然区划一、进行公路自然区划的原因一、进行公路自然区划的原因 我国地域辽阔，自然条件（气候、地形、地貌、水文、地我国地域辽阔，自然条件（气候、地形、地

32、貌、水文、地质条件等）差别很大，自然因素的差异性对建筑在自然环境质条件等）差别很大，自然因素的差异性对建筑在自然环境中的道路构造物所产生的影响和可能造成的病害是不相同的。中的道路构造物所产生的影响和可能造成的病害是不相同的。为了区分不同地理区域自然条件对公路工程的影响为了区分不同地理区域自然条件对公路工程的影响，并在路，并在路基路面的设计、施工和养护中基路面的设计、施工和养护中采取合适的设计参数和技术措采取合适的设计参数和技术措施施，以保证路基路面的强度和稳定性，对全国进行了公路自，以保证路基路面的强度和稳定性，对全国进行了公路自然区划。然区划。 根据交通部根据交通部公路自然区划标准公路自然区

33、划标准(JTJ003-86)规定，我国规定，我国公路自然区划分为公路自然区划分为三个等级三个等级。山东交通学院山东交通学院二、公路自然区划二、公路自然区划 根据影响公路工程的地理、地貌及气候的差异性，按照交根据影响公路工程的地理、地貌及气候的差异性，按照交通部通部公路自然区划标准公路自然区划标准(JTJ003-86)规定，我国公路自然规定，我国公路自然区划区划分为三个等级分为三个等级。 （一）一级区划（一）一级区划 主要为主要为全国性全国性的公路总体规划和设计服务。根据在全国大的公路总体规划和设计服务。根据在全国大范围内的地理、地貌和气候等自然条件差异性，以全年均温范围内的地理、地貌和气候等自

34、然条件差异性，以全年均温-2 等值线、一月份均温等值线、一月份均温0等值线及等值线及1000m和和3000m两条等两条等高线作为标志，又考虑黄土地区筑路的特殊性，将全国分为高线作为标志，又考虑黄土地区筑路的特殊性，将全国分为7个一级自然区划个一级自然区划。 山东交通学院山东交通学院 （一）一级区划（一）一级区划 区：北部多年冻土区区：北部多年冻土区 区：东部湿润季冻区区：东部湿润季冻区 区：黄土高原干湿过渡区区：黄土高原干湿过渡区 区：东南湿热区区：东南湿热区 V区：西南潮暖区区：西南潮暖区 区：西北干旱区区：西北干旱区 区：青藏高寒区区：青藏高寒区 区划的名称、代号及筑路特点如下：区划的名称

35、、代号及筑路特点如下：山东交通学院山东交通学院 区：北部多年冻土区区：北部多年冻土区 公路工程的自然条件特点：公路工程的自然条件特点： 纬度高、气温低，多年冻土层纬度高、气温低，多年冻土层夏季夏季上部融化为无法下渗的层上部融化为无法下渗的层上水，降低了土基强度；上水，降低了土基强度；秋季秋季层上水又由上至下冻结，形成冻层上水又由上至下冻结，形成冻结层之间的承压水；结层之间的承压水；冬季冬季产生冻胀；产生冻胀；春季春季又有热融发生。又有热融发生。山东交通学院山东交通学院冻土表冻土表山东交通学院山东交通学院 对北部多年冻土区路基路面的设计要求：对北部多年冻土区路基路面的设计要求： 维持其冻稳性，保

36、护冻土的上限不致下降，以防路基因热维持其冻稳性，保护冻土的上限不致下降，以防路基因热融沉陷，导致路面破坏。在路基设计中的原则是融沉陷，导致路面破坏。在路基设计中的原则是宁填勿挖宁填勿挖。原地面植被不应被破坏，外露出地面的土质应为冻稳性良好原地面植被不应被破坏，外露出地面的土质应为冻稳性良好的土或砂砾；必须采用路堑时，应有保证边坡和路面基层稳的土或砂砾；必须采用路堑时，应有保证边坡和路面基层稳定的措施。沥青面层因导热系数高，应相应定的措施。沥青面层因导热系数高，应相应抬高路基抬高路基。结构。结构组合中组合中设置砂砾垫层设置砂砾垫层，要求只能按蓄水、而不能按排水设计，要求只能按蓄水、而不能按排水设

37、计。山东交通学院山东交通学院 区：东部湿润季冻区区：东部湿润季冻区 公路工程的自然条件特点：公路工程的自然条件特点： 是我国主要的季节冻土区，冻结程度及其对路基的影响自北是我国主要的季节冻土区，冻结程度及其对路基的影响自北至南一般逐渐减小。除黑粘性土、软土和粉土外，土基强度一至南一般逐渐减小。除黑粘性土、软土和粉土外，土基强度一般较好。般较好。主要矛盾主要矛盾是冬季冻胀，春季翻浆，形成明显的不利季是冬季冻胀，春季翻浆，形成明显的不利季节。夏季水毁和泥石流也对路基有一定的影响。地形以平原和节。夏季水毁和泥石流也对路基有一定的影响。地形以平原和丘陵为主，局部低山公路修建条件不算困难。丘陵为主，局部

38、低山公路修建条件不算困难。山东交通学院山东交通学院 对东部湿润季冻区路基路面的设计要求：对东部湿润季冻区路基路面的设计要求： 路基路面结构组合设计中，应路基路面结构组合设计中，应使路基填土高度符合要求使路基填土高度符合要求，结，结合当地自然条件，采取隔温、排水、阻断毛细水上升等措施，合当地自然条件，采取隔温、排水、阻断毛细水上升等措施，以以防止冻胀与翻浆防止冻胀与翻浆。利用水温性和冻稳性好的材料作路面的基。利用水温性和冻稳性好的材料作路面的基层，在水文土质不良的路段，可层，在水文土质不良的路段，可设置排水垫层设置排水垫层，促进水排出，促进水排出，提高路基路面整体强度。提高路基路面整体强度。山东

39、交通学院山东交通学院 区：黄土高原干湿过渡区区：黄土高原干湿过渡区公路工程的自然条件特点：公路工程的自然条件特点： 该地区以集中分布黄土和黄土状土为主要特点。黄土该地区以集中分布黄土和黄土状土为主要特点。黄土对水分对水分敏感性强敏感性强。干燥时干燥时土基强度高、稳定性好；在东部或北部的河土基强度高、稳定性好；在东部或北部的河谷盆地谷盆地潮湿路段以及灌溉区潮湿路段以及灌溉区，土基强度低、稳定性差、容易翻，土基强度低、稳定性差、容易翻浆。浆。 目前路基施工中，多采用：强夯、冲击碾压、灰土挤密桩和目前路基施工中，多采用：强夯、冲击碾压、灰土挤密桩和灰土换填等地基处理方法。灰土换填等地基处理方法。山东

40、交通学院山东交通学院对黄土高原干湿过渡区路基路面的设计要求：对黄土高原干湿过渡区路基路面的设计要求： 路面结构组合的特点是：必须路面结构组合的特点是：必须选择不透水的面层或上封层选择不透水的面层或上封层，以防止雨水下渗造成黄土湿陷。潮湿地段应以防止雨水下渗造成黄土湿陷。潮湿地段应注意排水注意排水以保护路以保护路基。对路肩横坡的设计应使水迅速排出。在石料基层下基。对路肩横坡的设计应使水迅速排出。在石料基层下增设砂增设砂砾垫层砾垫层，亦为本区常用的方法。，亦为本区常用的方法。山东交通学院山东交通学院 区：东南湿热区区：东南湿热区公路工程的自然条件特点：公路工程的自然条件特点： 该区雨量充沛而且集中

41、，春、夏的东南季风常造成春雨和夏该区雨量充沛而且集中，春、夏的东南季风常造成春雨和夏雨，构成明显的不利季节。雨，构成明显的不利季节。东南沿海台风暴雨多，水毁、冲刷、东南沿海台风暴雨多，水毁、冲刷、滑坡是道路的主要病害。滑坡是道路的主要病害。该区稻田多，对该区稻田多，对软土和潮湿路段软土和潮湿路段的路的路基应认真处理。又因该区基应认真处理。又因该区气温高、热季长气温高、热季长，沥青路面应注意热，沥青路面应注意热稳性、抗滑性和防透水性。稳性、抗滑性和防透水性。山东交通学院山东交通学院对东南湿热区路基路面的设计要求：对东南湿热区路基路面的设计要求： 为减轻沥青路面在热季泛油和雨季粘聚力降低，为减轻沥

42、青路面在热季泛油和雨季粘聚力降低，沥青材料宜沥青材料宜选用较小的标号选用较小的标号。渣油路面应提高抗滑性能并注意封闭表面，。渣油路面应提高抗滑性能并注意封闭表面，以提高公路的水稳性。在路基设计中，应以提高公路的水稳性。在路基设计中，应加强公路的排水系统加强公路的排水系统。对水稻田、软土和潮湿路段应进行处理，选用低塑砂砾料或。对水稻田、软土和潮湿路段应进行处理，选用低塑砂砾料或泥灰结碎石做底基层或垫层。泥灰结碎石做底基层或垫层。山东交通学院山东交通学院对软土和潮湿路段的路基对软土和潮湿路段的路基处理方法处理方法 排水固结法排水固结法 ：多用各种不同长度和间距多用各种不同长度和间距的的袋装砂井或塑

43、料袋装砂井或塑料排水板与砂垫层相结合。排水板与砂垫层相结合。 轻质路堤法轻质路堤法：可：可采用土和粉煤灰分层填筑型和土、砂及粉煤采用土和粉煤灰分层填筑型和土、砂及粉煤灰等混合填筑型。灰等混合填筑型。 深层处理法深层处理法：旋喷桩或粉喷桩旋喷桩或粉喷桩 堆载预压法堆载预压法：在路基施工完毕后在路基施工完毕后，在路基顶面加载重量等于在路基顶面加载重量等于或大于路面结构层的土方，使软土地基固结沉降，达到稳定或大于路面结构层的土方，使软土地基固结沉降，达到稳定状态后，再进行路面施工状态后，再进行路面施工。 真空预压法真空预压法 ：可：可使软土路堤迅速沉降，且能提高地基承载使软土路堤迅速沉降，且能提高地

44、基承载力，效果较佳，但缺点是造价较高。力，效果较佳，但缺点是造价较高。山东交通学院山东交通学院V区：西南潮暖区区：西南潮暖区公路工程的自然条件特点：公路工程的自然条件特点： 该区为东南湿热区向青藏高寒区的过渡区。一些地区因同时该区为东南湿热区向青藏高寒区的过渡区。一些地区因同时受东南和西南季风影响，受东南和西南季风影响，雨期较长雨期较长，加之地势较高、蒸发较少、，加之地势较高、蒸发较少、渗透较大，故渗透较大，故土基较潮湿土基较潮湿，同时该区为我国的岩溶集中分布地，同时该区为我国的岩溶集中分布地区，北部和西部区，北部和西部新构造强烈新构造强烈，要注意路基的整体稳定性。，要注意路基的整体稳定性。山

45、东交通学院山东交通学院对西南潮暖区路基路面的设计要求：对西南潮暖区路基路面的设计要求： 路基路面结构组合，首要任务是保证其路基路面结构组合，首要任务是保证其湿稳性湿稳性；同时，在个；同时，在个别干热河谷中，也应注意其别干热河谷中，也应注意其干稳性干稳性，过湿地区为保证道路的强，过湿地区为保证道路的强度，断面形式宜采用路堤，并使边坡坡度符合要求。本区土质度，断面形式宜采用路堤，并使边坡坡度符合要求。本区土质多系碳酸盐类岩石风化形成，因此结构稳定，强度较好，山地多系碳酸盐类岩石风化形成，因此结构稳定，强度较好，山地大多石料丰富，有利于在设计中就地取材。岩溶地区应在详细大多石料丰富，有利于在设计中就

46、地取材。岩溶地区应在详细地质勘测基础上进行设计，以保证公路整体稳定性。地质勘测基础上进行设计，以保证公路整体稳定性。山东交通学院山东交通学院区：西北干旱区区：西北干旱区公路工程的自然条件特点：公路工程的自然条件特点： 该区该区气候干旱气候干旱，大部分地区地下水位低，道路冻害较轻；，大部分地区地下水位低，道路冻害较轻；砂石路面常出现砂石路面常出现松散、搓板和扬尘松散、搓板和扬尘等病害，高山区有风雪危等病害，高山区有风雪危害，沙漠地区应注意害，沙漠地区应注意风蚀和沙埋风蚀和沙埋等防治。山区公路通过垂直等防治。山区公路通过垂直自然带，选线和修筑均较复杂。自然带，选线和修筑均较复杂。山东交通学院山东交

47、通学院对西北干旱区路基路面的设计要求：对西北干旱区路基路面的设计要求： 路基路面的特殊要求是保证其干稳性。由于干旱，大部分白路基路面的特殊要求是保证其干稳性。由于干旱，大部分白色路面搓板严重，许多地区缺粘土和水。改建沥青路面为主要色路面搓板严重，许多地区缺粘土和水。改建沥青路面为主要解决办法。绿洲灌区地下水位高，冻融翻浆严重，结构层应充解决办法。绿洲灌区地下水位高，冻融翻浆严重，结构层应充分利用就近所产的砂砾、石料进行处理。道路设计中还应注意分利用就近所产的砂砾、石料进行处理。道路设计中还应注意风蚀和沙埋的防治。风蚀和沙埋的防治。山东交通学院山东交通学院区：青藏高寒区区：青藏高寒区公路工程的自然条件特点：公路工程的自然条件特点： 该区地处高原，该区地处高原，气候寒冷气候寒冷，局部有多年冻土，需要按，局部有多年冻土，需要按保温保温原则设计，昼夜温差大、紫外线照射强、原则