工学路基路面工程概论

1、会计学1工学路基路面工程概论工学路基路面工程概论第1页/共58页1234567道路工程发展概况路基路面结构的功能要求影响路基路面稳定的因素路基土的分类公路自然区划路基水温状况及干湿类型路基路面结构及层位功能第2页/共58页第一节第一节 道路工程发展概况道路工程发展概况道路的发展可粗分为四个阶段：道路的发展可粗分为四个阶段：第一阶段：供行人和牛马及其它兽类行走、驮第一阶段：供行人和牛马及其它兽类行走、驮运货物的阶段。此时期的道路通常称为小路或运货物的阶段。此时期的道路通常称为小路或小径小径(Trail)(Trail)。第二阶段：供蓄力车辆和行人通行的第二阶段：供蓄力车辆和行人通行的大道大道(Ca

2、rt Way)(Cart Way)阶段。在中国，有阶段。在中国，有“康衢康衢”、“路路”、“驰道驰道”、“驿道驿道”等名称；在欧洲，罗马道路非常发等名称；在欧洲，罗马道路非常发达，有达，有“条条大道通罗马条条大道通罗马”之说。之说。第3页/共58页第一节第一节 道路工程发展概况道路工程发展概况第三阶段：行驶汽车的公路（第三阶段：行驶汽车的公路（HighwayHighway）阶段。内燃机汽车是德国在）阶段。内燃机汽车是德国在18861886年由年由高特列希高特列希 戴姆勒发明，我国在戴姆勒发明，我国在19021902年从国外引进汽车，年从国外引进汽车，19061906年苏元春驻守年苏元春驻守广西

3、时首建了龙州到镇南关的公路。广西时首建了龙州到镇南关的公路。第4页/共58页第一节第一节 道路工程发展概况道路工程发展概况第四阶段：以高速度分层行驶为特征的高速公路阶段。也称为第四阶段：以高速度分层行驶为特征的高速公路阶段。也称为FreewayFreeway或或ExpresswayExpressway。第5页/共58页第一节第一节 道路工程发展概况道路工程发展概况道路道路第6页/共58页第一节第一节 道路工程发展概况道路工程发展概况p公路公路是指按现行部颁的是指按现行部颁的公路工程技术标准公路工程技术标准修建、经交通主管修建、经交通主管部门验收认定的城市间、城乡间、乡间主要供汽车行驶的公共道路

4、部门验收认定的城市间、城乡间、乡间主要供汽车行驶的公共道路。城市道路，农牧场、厂矿、林区、港区、油田等内部的生产作业。城市道路，农牧场、厂矿、林区、港区、油田等内部的生产作业道路，军事基地内道路以及游览点内部道路等均不属于公路。道路，军事基地内道路以及游览点内部道路等均不属于公路。p城市道路城市道路是指城市范围内，供车辆及行人通行的具备一定技术条是指城市范围内，供车辆及行人通行的具备一定技术条件和设施的道路，其中，城市系指直辖市、市、镇及未设镇的县城件和设施的道路，其中，城市系指直辖市、市、镇及未设镇的县城。p厂矿道路厂矿道路是指主要供工厂、矿山运输车辆通行的道路。是指主要供工厂、矿山运输车辆

5、通行的道路。p林区道路林区道路则是建在林区、主要供各种林业运输工具通行的道路。则是建在林区、主要供各种林业运输工具通行的道路。第7页/共58页第一节第一节 道路工程发展概况道路工程发展概况 城市道路按其在城市道路系统中的地位及交通功能的不同分为四城市道路按其在城市道路系统中的地位及交通功能的不同分为四类：类：p快速路快速路：分向高速行驶、立体交叉、需控制出入，一般具有四车：分向高速行驶、立体交叉、需控制出入，一般具有四车道以上、设中央分隔带。道以上、设中央分隔带。p主干路主干路：在城市道路网中起骨架作用、以解决区间交通联系及对：在城市道路网中起骨架作用、以解决区间交通联系及对外交通为主的道路。

6、外交通为主的道路。p次干路次干路：连接主干道之间的辅助性干道。：连接主干道之间的辅助性干道。p支路支路：是次干道与街道的连接线，以服务功能为主，解决地区交：是次干道与街道的连接线，以服务功能为主，解决地区交通通第8页/共58页第一节第一节 道路工程发展概况道路工程发展概况按照我国交通部按照我国交通部公路工程技术标准公路工程技术标准的规定，我国的公路根据其的规定，我国的公路根据其任务、功能和适应的交通量不同分为高速公路、一级公路、二级公任务、功能和适应的交通量不同分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路五个技术等级，各等级公路的具体功能及路、三级公路和四级公路五个技术等级，各等级公路

7、的具体功能及适应的交通量大小如下表所示。公路等级的选用应根据公路网的规适应的交通量大小如下表所示。公路等级的选用应根据公路网的规划，从全局出发，按公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定划，从全局出发，按公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。一条公路，可根据交通量等情况分段采用不同的车道数或不同的。一条公路，可根据交通量等情况分段采用不同的车道数或不同的公路等级。公路等级。第9页/共58页第一节第一节 道路工程发展概况道路工程发展概况第10页/共58页第一节第一节 道路工程发展概况道路工程发展概况 我国的公路我国的公路，按照其在国家，按照其在国家政治、经济、国政治、经济、国防和区域行政管防

8、和区域行政管理中的重要性和理中的重要性和使用性质的不同使用性质的不同，可划分为国道，可划分为国道、省道、县道、省道、县道、乡道和专用公路乡道和专用公路等五个行政等级等五个行政等级。第11页/共58页第一节第一节 道路工程发展概况道路工程发展概况第12页/共58页2.1 2.1 路基、路面的基本概念路基、路面的基本概念路基：路基：在天然地表面按照道路的设计线形在天然地表面按照道路的设计线形(位置位置)和设计横断面和设计横断面(几何尺寸几何尺寸)的要的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。求开挖或堆填而成的岩土结构物。公路路基是路面的基础，是公路工程的重要公路路基是路面的基础，是公路工程的重要组成部分，

9、它是按照路线位置和一定的技术要求修筑的带状构造物，与路面共组成部分，它是按照路线位置和一定的技术要求修筑的带状构造物，与路面共同承受交通荷载的作用。作为路面的支承结构物，路基必须具有足够的强度、同承受交通荷载的作用。作为路面的支承结构物，路基必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。稳定性和耐久性。第二节第二节 路基路面工程的特点路基路面工程的特点 第13页/共58页2.1 2.1 路基、路面的基本概念路基、路面的基本概念路面：路面：在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。各级公路在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。各级公路的行车道、路缘带、匝道、变速车道、爬坡车道、

10、硬路肩和应急停车带等均应的行车道、路缘带、匝道、变速车道、爬坡车道、硬路肩和应急停车带等均应铺筑路面；高速公路和一级公路应采用高级路面，二级公路应采用高级或次高铺筑路面；高速公路和一级公路应采用高级路面，二级公路应采用高级或次高级路面，三级公路宜采用次高级或中级路面，四级公路宜采用中级或低级路面级路面，三级公路宜采用次高级或中级路面，四级公路宜采用中级或低级路面。第二节第二节 路基路面结构的功能要求路基路面结构的功能要求第14页/共58页2.1 2.1 路基、路面的基本概念路基、路面的基本概念两者关系：两者关系：路基是路面结构的基础，坚强而又稳定的路基为路面结构长期承受路基是路面结构的基础，坚

11、强而又稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要的保证，而路面结构层的存在又保护了路基，使之避免了汽车荷载提供了重要的保证，而路面结构层的存在又保护了路基，使之避免了直接经受车辆和大气的破坏作用，长期处于稳定状态。直接经受车辆和大气的破坏作用，长期处于稳定状态。 地基路基路面第二节第二节 路基路面结构的功能要求路基路面结构的功能要求第15页/共58页第二节第二节 路基路面结构的功能要求路基路面结构的功能要求第16页/共58页第三节第三节 路基路面结构及层位功能路基路面结构及层位功能第17页/共58页第三节第三节 路基路面结构及层位功能路基路面结构及层位功能第18页/共58页3.3 3.3

12、路基路面结构分层路基路面结构分层p 面层面层p 基层（含底基层）基层（含底基层）p 路基（含垫层）路基（含垫层）第三节第三节 路基路面结构及层位功能路基路面结构及层位功能第19页/共58页第三节第三节 路基路面结构及层位功能路基路面结构及层位功能第20页/共58页第三节第三节 路基路面结构及层位功能路基路面结构及层位功能第21页/共58页第三节第三节 路基路面结构及层位功能路基路面结构及层位功能第22页/共58页厚度厚度53.5cm53.5cm 改性沥青砼面层改性沥青砼面层 4cm4cm 水泥砼面层水泥砼面层 28cm28cm 二灰碎石基层二灰碎石基层18cm 石灰土或固化剂处理路床石灰土或固

13、化剂处理路床 20cm 冲击压实处理路床（影响深度冲击压实处理路床（影响深度80cm 80cm ） 应力吸收层应力吸收层2cm2cm 防水联接层防水联接层1.5cm1.5cm第三节第三节 路基路面结构及层位功能路基路面结构及层位功能第23页/共58页第三节第三节 路基路面结构及层位功能路基路面结构及层位功能第24页/共58页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、厂拌水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青碎石、整齐石块或条石沥青碎石、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、沥沥青贯入式、路拌沥青碎石、

14、沥青表面处治、半整齐石块青表面处治、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、泥结或级配碎砾石、水结碎石、不整齐石块、其它粒料不整齐石块、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，如各种粒料或当地材料改善土，如炉渣土、砾石土和砂砾土等炉渣土、砾石土和砂砾土等四级四级第三节第三节 路基路面结构及层位功能路基路面结构及层位功能第25页/共58页第三节第三节 路基路面结构及层位功能路基路面结构及层位功能第26页/共58页第四节第四节 影响路基路面稳定的因素影响路基路面稳定的因素第27页/共58页第四节第四节 影响路基路面稳定的因素影响路基路面稳定的因素第2

15、8页/共58页第四节第四节 影响路基路面稳定的因素影响路基路面稳定的因素第29页/共58页第四节第四节 影响路基路面稳定的因素影响路基路面稳定的因素第30页/共58页第四节第四节 影响路基路面稳定的因素影响路基路面稳定的因素第31页/共58页第五节第五节 路基土的分类及其工程性质路基土的分类及其工程性质第32页/共58页第五节第五节 路基土的分类及其工程性质路基土的分类及其工程性质第33页/共58页第五节第五节 路基土的分类及其工程性质路基土的分类及其工程性质第34页/共58页第五节第五节 路基土的分类及其工程性质路基土的分类及其工程性质第35页/共58页第五节第五节 路基土的分类及其工程性质

16、路基土的分类及其工程性质第36页/共58页第六节第六节 路基水温状况及干湿类型路基水温状况及干湿类型一、路基湿度的来源一、路基湿度的来源n大气降水大气降水n地面水地面水n地下水地下水n毛细水毛细水n水蒸气凝结水水蒸气凝结水n薄膜移动水薄膜移动水第37页/共58页第六节第六节 路基水温状况及干湿类型路基水温状况及干湿类型湿度对路基的影响：湿度对路基的影响： 湿软、冰冻及整体不稳定，需设置良好的排水设施，并控湿软、冰冻及整体不稳定，需设置良好的排水设施，并控制路基的干湿类型。制路基的干湿类型。湿度对路面的影响：湿度对路面的影响： 水分积蓄于路基路面体内，降低路基路面的强度与刚度，水分积蓄于路基路面

17、体内，降低路基路面的强度与刚度，造成路面破坏，并可进一步加剧路面透水性。造成路面破坏，并可进一步加剧路面透水性。第38页/共58页第六节第六节 路基水温状况及干湿类型路基水温状况及干湿类型温度对路基路面稳定的影响温度对路基路面稳定的影响n温度造成路基体的膨胀与收缩，甚至引起路基的冻胀；温度造成路基体的膨胀与收缩，甚至引起路基的冻胀；n温度造成水泥砼路面的温度应力及条块分割；温度造成水泥砼路面的温度应力及条块分割；n温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及低温开裂。温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及低温开裂。第39页/共58页第六节第六节 路基水温状况及干湿类型路基水温状况及干湿类型第40页/

18、共58页第六节第六节 路基水温状况及干湿类型路基水温状况及干湿类型第41页/共58页第六节第六节 路基水温状况及干湿类型路基水温状况及干湿类型第42页/共58页第六节第六节 路基水温状况及干湿类型路基水温状况及干湿类型第43页/共58页第六节第六节 路基水温状况及干湿类型路基水温状况及干湿类型第44页/共58页第六节第六节 路基水温状况及干湿类型路基水温状况及干湿类型第45页/共58页第七节第七节 公路的自然区划公路的自然区划第46页/共58页第七节第七节 公路的自然区划公路的自然区划第47页/共58页第48页/共58页一级区名称一级区名称公路工程的自然条件特点公路工程的自然条件特点路基路面的

19、设计要求路基路面的设计要求北部多年冻北部多年冻土区土区多年冻土层春夏有热融发生，多年冻土层春夏有热融发生，降低土基强度；秋季层上水降低土基强度；秋季层上水由上至下冻结，形成承压水；由上至下冻结，形成承压水；冬季产生冻胀。冬季产生冻胀。路面设计重要原则是维持冻稳路面设计重要原则是维持冻稳性，保护冻土上限不至下降；性，保护冻土上限不至下降；路基设计宁填勿切，填土最好路基设计宁填勿切，填土最好为冻稳定性好的土或砂砾为冻稳定性好的土或砂砾东部湿润季东部湿润季冻区冻区 冬季冻胀，春季翻浆，夏秋冬季冻胀，春季翻浆，夏秋水毁和泥石流有一定影响。水毁和泥石流有一定影响。地形以平原和丘陵为主。地形以平原和丘陵为

20、主。路基填土高度应符合要求；应路基填土高度应符合要求；应采取措施隔温、排水、截断毛采取措施隔温、排水、截断毛细水上升；应用水稳性冻稳性细水上升；应用水稳性冻稳性好的材料做路面基层。好的材料做路面基层。黄土高原干黄土高原干湿过渡区湿过渡区为东部温润季冻区向西北干为东部温润季冻区向西北干旱区和西南潮暖区的过渡区。旱区和西南潮暖区的过渡区。地下水位深，干燥土基强度地下水位深，干燥土基强度较好，但粉质大孔性黄土易较好，但粉质大孔性黄土易冲蚀和遇水湿陷。冲蚀和遇水湿陷。选择不透水的面层或上封闭层，选择不透水的面层或上封闭层，以防雨水下渗造成黄土失陷；以防雨水下渗造成黄土失陷；潮湿地段注意排水；掺灰类结潮

21、湿地段注意排水；掺灰类结构层是稳定的路面基层，或在构层是稳定的路面基层，或在石料基层下设砂砾底基层石料基层下设砂砾底基层第七节第七节 公路的自然区划公路的自然区划第49页/共58页一级区名称一级区名称公路工程的自然条件特点公路工程的自然条件特点路基路面的设计要求路基路面的设计要求东南湿热区东南湿热区雨量充沛，雨型季节性强，雨量充沛，雨型季节性强，台风暴雨多；地温高，易引台风暴雨多；地温高，易引起沥青路面泛油，加大水泥起沥青路面泛油，加大水泥路面翘曲应力；水稻田多，路面翘曲应力；水稻田多，土基湿软，强度低。土基湿软，强度低。注意黑色面层材料的热稳定性注意黑色面层材料的热稳定性和防透水性；沥青材料

22、宜选用和防透水性；沥青材料宜选用较高标号，保证基垫层稳定性；较高标号，保证基垫层稳定性；加强公路排水设施；水稻田、加强公路排水设施；水稻田、软土和潮湿路段应处理。软土和潮湿路段应处理。西南湿暖区西南湿暖区雨期较长，蒸发较少，渗透雨期较长，蒸发较少，渗透较大，故土基较湿；石质路较大，故土基较湿；石质路基和部分干湿季节分明地区，基和部分干湿季节分明地区，土基强度较高。土基强度较高。保证其湿稳性；过湿地区已采保证其湿稳性；过湿地区已采用路堤，并使边坡符合要求；用路堤，并使边坡符合要求；石料丰富，有利于设计中就地石料丰富，有利于设计中就地取材。取材。西北干旱区西北干旱区土基强度和水文状况均佳，土基强度

23、和水文状况均佳，筑路砂石材料较多；中级路筑路砂石材料较多；中级路面易搓板松散和扬尘；高山面易搓板松散和扬尘；高山区有风雪流危害；灌区和绿区有风雪流危害；灌区和绿洲有冻胀翻浆。洲有冻胀翻浆。保证其干稳定性，改建沥青路保证其干稳定性，改建沥青路面为有效方法；绿洲灌区应充面为有效方法；绿洲灌区应充分利用就近所产砂砾、石料进分利用就近所产砂砾、石料进行处理；还应注意风蚀和沙埋行处理；还应注意风蚀和沙埋的防治。的防治。青藏高原区青藏高原区滑坡、崩塌、泥石流等极严滑坡、崩塌、泥石流等极严重；沥青老化快；公路通过重；沥青老化快；公路通过条件困难。条件困难。按保温原则设计，保证路基稳按保温原则设计，保证路基稳

24、定性；沥青路面设计应采取措定性；沥青路面设计应采取措施。施。第七节第七节 公路的自然区划公路的自然区划第50页/共58页第七节第七节 公路的自然区划公路的自然区划第51页/共58页第一节第一节 道路工程发展概况道路工程发展概况第52页/共58页2.1 2.1 路基、路面的基本概念路基、路面的基本概念路基：路基：在天然地表面按照道路的设计线形在天然地表面按照道路的设计线形(位置位置)和设计横断面和设计横断面(几何尺寸几何尺寸)的要的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。求开挖或堆填而成的岩土结构物。公路路基是路面的基础，是公路工程的重要公路路基是路面的基础，是公路工程的重要组成部分，它是按照路线位置和

25、一定的技术要求修筑的带状构造物，与路面共组成部分，它是按照路线位置和一定的技术要求修筑的带状构造物，与路面共同承受交通荷载的作用。作为路面的支承结构物，路基必须具有足够的强度、同承受交通荷载的作用。作为路面的支承结构物，路基必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。稳定性和耐久性。第二节第二节 路基路面工程的特点路基路面工程的特点 第53页/共58页2.1 2.1 路基、路面的基本概念路基、路面的基本概念路面：路面：在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。各级公路在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。各级公路的行车道、路缘带、匝道、变速车道、爬坡车道、硬路肩和应急停车带等均应的行车道、路缘带、匝道、变速车道、爬坡车道、硬路肩和应急停车带等均应铺筑路面；高速公路和一级公路应采用高级路面，二级公路应采用高级或次高铺筑路面