路基路面工程课件：第一章绪论

1、路基路面工程1、本课程的基本情况总学时：60学时 课程分类：专业必修课主要内容：路基工程、路面工程先修课：道路建筑材料，道路勘测设计掌握路基路面工程方面的基本知识；掌握路基路面设计的基本的理论与方法；通过课堂讲授，使学生了解公路交通基础设施工程结构物的特点；了解路基路面工程施工的基本程序和一般的质量控制方法。通过材料、结构、施工等环节的较系统的学习，提高对学科的认识，并能运用所学知识解决工程实际的一般问题。 2、教学定位3、教材及参考书的选择本课程主要的参考教材和相关书目有：路基路面工程陆鼎中 同济大学出版社路基路面工程邓学均 人民交通出版社道路工程杨春风中国建材工业出版社2000道路工程梁富

2、权 人民交通出版社2002国家及行业相关的设计、施工手册和规范等路基工程 主要内容： 概述、路基土的分类和工程性质、路基的水温状况、路基的强度特性和压实理论、一般路基的设计、路基的稳定性设计、路基的排水设计、路基的防护和加固、挡土墙设计等。路面工程 主要内容： 概述、行车荷载分析、路基路面水温状况、路面材料及其力学特性、柔性路面结构设计、水泥混凝土路面结构设计、路面状况调查与评定等。第一章 总论1-1 路基路面的功能和一般要求1-2 路基路面的结构1-3 路基路面工程的特点和内容 （1）路基整体稳定牢固 为运输的畅通与安全，正确选定路基断面形式和尺寸，采取必要的排水、防护与加固措施，保证路基整

3、体稳定性。 （2）路基上层密实均匀 路基工作区、路床、土基 为保证路面使用性能，减轻路面负担，降低工程造价，土基应具有足够承载能力和水温稳定性。 路基上层部分最好选用良好的土填筑，注意充分压实，必要时，设置隔离层或采取其他处置措施。1-1 路基路面的功能和基本要求 （3）路面结构坚强耐久 路面受行车荷载的作用，因此路面结构必须具备同行车荷载相适应的强度和刚度。 路面结构处于自然环境中，水分和温度对路面影响较大，因此，设计时，应使路面结构在不利季节仍足够坚强和稳定，并应经久耐用，具有较高的抗疲劳能力。1-1 路基路面的基本要求 （4）路面表面平整抗滑 路面表面应保持一定的平整度，以减小冲击力，提

4、高行车速度和舒适性，道路等级越高，对平整度要求越高。 应合理选用路面结构、严格控制施工质量、经常及时的养护，以获得平整的路面。 为保证高速行车的安全性，要求路面具有足够的抗滑能力。 选用坚硬、耐磨、粗糙的表层材料或者采取表面拉毛或刻槽等工艺措施，以获得路面表面抗滑能力。1-1 路基路面的基本要求1、路基工程路基是路面的基础，是用土、石材料在原地面上修筑而成的基础性结构工程。包括：路基主体工程、排水工程、防护工程及其附属工程等 。 2、路面工程在路基顶面上用各种材料，按照一定的宽度和厚度分层铺筑而成的结构实体，为行人和车辆提供很好的行驶条件。1.2 路基路面的构造路基主体工程支挡防护工程支挡防护

5、工程支挡防护工程排水工程排水工程路基联系着全线的桥梁和涵洞路基是路面的基础损坏的路基对路面造成的影响水泥路面沥青路面砂石路面块石路面块石路面一、路基的断面型式 归结起来由四种基本的断面形式： 一、路堤（全填） 二、路堑（全挖） 三、填挖结合（半填半挖） 四、不填不挖四种形式 路线的平、纵、横设计时即确定了路基的断面形式！1、 路堤-在原地面上用岩材料填筑而成的路基形式 路堤优点 高出地面，通风条件好；路基的排水条件较好；填筑部分的材料和填筑方法可人为选择；施工压实可根据强度和稳定性的要求进行控制；驾乘车通视条件好等。填方路堤的基本形式 填方路堤的基本形式 （1）矮路堤 - 填方高度小于1.01

6、.5m 平坦地区路基设计的特点：1、地势低、水文条件差-路基易受地下水和地表水的影响。 设计的关键：控制最小填土高度 ，加强排水。2、矮路堤的高度往往接近或小于土基作用区的深度，地基 的不均匀性和不稳定性等对路基的承载能力和稳定性会 有影响。 设计的关键：常常需要进行地基的处理和加固。使用条件：平坦地区；取土困难地区；占地受限制或地基承载力不足等情况。矮路堤矮路堤沙漠地区路基。沙漠地区路基 （2）一般路堤- 填方高度在1.520.0m 特点*填高在23m的路堤 可考虑在路旁设置取土坑； 与排水沟渠相结合； *高于8m的路堤 填石路基好于细粒土路基； 路床填土CBR和粒径要求； 边坡设为折线型或

7、台阶型。水稻田地区路基池塘和淤泥地区路基积雪严重地区路堤-边坡很缓，风雪流容易穿过 (3)高路堤 -填方总高度大于18.0m（土质路堤）或20.0m（石质路堤） 特点： 高路堤填方数量大、占地宽、行车安全性差，边坡的稳定性差，对周围的自然环境和人文环境影响大。 设计中要综合考虑： 填土的来源、边坡的类型和坡率、坡面的支挡和防护（雨水冲蚀严重）、收缩坡脚、路基的沉降变形等。 通道台阶型边坡设置的护坡道拱形的坡面防护高路堤且弯道上的护栏坡面集中排水以免漫流冲刷边坡收缩坡脚减少占地和避免干扰锥坡通道路堤高度6m的直线路段可不设防护栏(4)斜坡地面上的路堤 倾斜度陡于1：5时-基底作台阶（土质地面）和

8、凿毛（石质地面）处理；图a)倾斜度陡于1：2时-下方宜设置石砌护脚（收缩坡脚、稳定路基、减少填方等），上方宜防止地面水渗入；地面横坡过陡时，可考虑下方设置挡土墙，以收缩坡脚提高路基填方部分的稳定性。 图b)(5)软土地基上的路堤 设计重点是防止基身和地基的整体失稳 1）要控制路堤的填筑高度； 2）要加强地基的承载能力或抑制地基的失稳变形。 反压护道全宽式砂垫层反压护道式路堤-护坡道宽度和高度关系到路基的稳定、占地宽度和取土量大小等问题，由暂时性的和永久性的两种。 全宽式砂垫层式路堤-以加快基底的排水和疏干作用（水稻田地区、季节性冰冻地区、盐渍土地区、多年冻土地区常用的较有效的措施）。砂垫层和砂

9、桩、砂井的综合性排水设计等。还有其它的地基加固措施(见防护与加固部分）湿地上的矮路堤-占地少对地基的荷重小（6）浸水路堤 主要问题是防止路堤浸湿和掏刷。 注意：边坡的形式和坡率、路基的防洪水的最小高度、破面的冲刷防护、不同填料的路堤稳定性和防土流失等问题。一般填料稳定性好的填料反滤层有条件用稳定性好的填料设浸水挡墙-增加稳定性，收缩坡脚防止挤压河道2、路堑-全部在原地面开挖而成的路基特点：开挖后破坏了原地层的天然平衡状态，边坡的稳定性差；工程地质和水文地质情况的变异性大，不均匀性差；路基排水通风条件差；弯道处通车条件差；是山岭区保证路线技术标准必不可少的形式。常用的路堑形式影响路堑整体稳定性的

10、因素较多！设计的关键问题-排水和边坡稳定！1）2）3）（1）全挖路堑边坡形式：直线型、折线型或台阶型，较深的路堑坡率可以自下而 上逐渐放缓。地质条件-岩层倾向、岩性好坏、破碎成都、土石胶结情况等水文及水文地质条件-坡体内有否地下水、暴雨集中程度、排水 条件通常深路堑的病害隐患多，边坡的稳定性差，施工难度大，尽量少用！不良水文和水文地质条件下的路堑 -1 不良水文和水文地质条件下的路堑 -2 不良水文和水文地质条件下的路堑 -3 岩石路堑 深路堑设置的台阶型边坡（2）台口式路堑 陡峻山坡上的半路堑，路中线宜向内移动而采用台口式路基，以避免路基外侧填方量过少且不易压实，使半填方的一侧横向稳定性较差

11、。 蜿蜒曲折的山路-山坡线典型的鸡爪冲沟地形沿河线（3）半山洞路堑 定线条件差，遇有坚硬的整体性岩石，路线技术标准低，为降低石方工程量，节省造价，可采用半山洞式路基形式。 安全性差，不可滥用！ 3、挖填结合路基 陡坡上的路基-当设计标高为原地面标高时，形成 的挖填结合式路基。 常用的形式有：挖填b) 避免有一侧会出现过高或过深的边坡而不稳定。这类路基的优点是：a) 在山岭地区建筑公路，可尽量保持土石方数量的横向挖填平衡，减少土石方数量，不过多破坏周围的环境，减少施工中的运输不便利；BB 选择这几种断面形式的原则如下：a)考虑路基的稳定性，较陡山坡上的路基宁挖勿填或多挖少填；b)沿溪路线，避免大

12、量的废方阻塞溪流或弃方不易安置，要尽量少挖多填；c)若挖填结合式路基填方部分太少，则稳定性较差，且施工不便，应调整路线设计，选用台口形式。4、不填不挖路基 常用于：干旱平原区、丘陵和山岭区的山脊线。 特点：节省土方量，但不利于排水，容易产生水淹、 雪埋等病害。面层、基层、垫层二、路面的结构组成面层基层垫层路基层状路面结构面层功能 承受行车荷载（垂直荷载和水平荷载）反复作用； 承受自然力的作用面层要求 结构层数-不超过三层，各层功能，材料要求不同； 应具有足够的强度和抗变形，抗水害、抗疲劳的性能； 还要求平整、抗滑、耐磨、不透水等。 材料 沥青类、水泥混凝土和石料类等其他材料 水泥混凝土路面沥青

13、路面块石路面社区道路砂石路面路面等级面层类型使用年限适用的公路等级高 级水泥混凝土路面沥青混凝土路面、厂拌沥青碎石、整齐块石或条石3015高速、一级、二级次高级沥青贯入碎（砾）石、路拌沥青碎（砾）石沥青表面处治、半整齐石块128二级、三级中 级泥结或级配碎（砾）石、水结碎石、不整齐石块、其它粒料5三级、四级低 级各种粒料或当地材料改善土（如炉渣土、砾石土、砂砾土等）5四级基层功能 是路面结构的主要承重层； 进一步扩散行车荷载到底部结构层。要求 基层可分为上、下基层； 有足够的强度、一定的刚度和良好水稳定性； 基层表面应平整，与面层很好的结合。基层材料 各种碎砾石混合料及天然砂砾、片石、块石等；

14、 沥青作结合料稳定松散的砂石料和土料等； 结合料（石灰、水泥、粉煤灰、沥青等）稳定土或 碎石类混合料、各种工业废渣混合料等； 低标号混凝土、贫水泥混凝土、钢筋混凝土、连续 配筋混凝土等刚性基层。垫层 功能 调节和改善路基的湿度和温度状况，保证路面结构的稳定性或抗冻性。 要求 有良好的水稳定性、隔温性和透水性。 材料构成 透水性材料：各种碎砾石混合料、天然砂砾、炉渣等。 不透水材料：石灰土、水泥土、炉渣石灰土等。 一、工程特点 空间的带状的土石工程，结构形式简单、设置于地表面（填筑或开挖）、暴露于大自然中，影响因素多，变化复杂，涉及范围很广、工程量大，耗费劳动力多，设计和施工不可控制的因素多、工

15、期长等。 还有，理论不完善，带有很大经验性； 功能要求具有多样性； 损坏类型的多样性决定了设计控制的多指标性；要求材料、结构和施工的一体化；设计方法和设计参数的理论和实践的综合性等。1.3 路基路面工程的特点与内容施工工艺简单山区公路-工程数量大、耗资多影响因素多情况复杂二、设计与建筑的内容 以最低的代价提供符合一定使用要求的路基路面结构物。1.3 路基路面工程的特点与内容 （一）路基路面设计内容 1、勘察调查 设计前，收集沿线的地质、水文、气象以及材料和交通等方面的资料，了解现有道路的使用状况，进行必要的测试工作。 2、路基设计 （1）根据路线设计确定的路基填挖高度和顶面宽度结合沿线地形和岩

16、土情况，确定路基基身的横断面形状和边坡坡度； （2）根据沿线地表径流和地下水埋藏情况，进行道路排水系统的布置以及地面和地下排水结构物的设计； （3）根据当地水文、地质、地形及筑路材料等情况，采取边坡坡面防护、堤岸冲刷防护、路基支挡及软弱地层加固等措施，并进行相应的设计。 3、 路面设计 （1）根据道路等级、使用任务、当地自然环境、路基支承条件和材料供应等情况，选择面层类型，提出结构层组合方案； （2）根据对所选材料的性状要求和当地自然条件，进行各结构层材料的组成设计； （3）根据路面结构的破坏标准、力学模型和相应的计算理论，或按照经验方法，确定满足交通和环境条件及使用年限要求的各结构层尺寸。水

17、泥混凝土路面还要做接缝和配筋等方面的设计。 4、设计方案比选 对可能提供的若干设计方案，应综合考虑投资、施工、养护和使用性能等几方面因素，进行技术经济分析和比较，最后确定采用的方案。 （二）路基路面施工的内容 1、准备工作 施工前的准备工作：落实和培训施工队伍，现场核对设计文件和图纸，必要时对原设计做出某些修改；确定施工方案和施工组织计划；恢复并固定路线，施工放样；清理场地，修建临时设施；配备机具，采购材料，落实水电供应等。 2、路基施工 （1）路基土方作业，包括开挖路堑或取土坑、运土填筑路基或弃土、压实和整修路基表面； （2）路基石方爆破，包括凿眼、装药、引爆、清碴和整修等； （3）排水、防护和加固工程。 3、路面施工 路面结构层的铺筑，可分别采用层铺、拌和或铺砌三种方式。各种类型结构层的施工工序，主要有清底、摊铺、拌和、整型、压实、养生等。 4、质量控制和检验 在路基路面施工过程中及完工后，应对工程质量进行控制、检查和验收。1.4 路基工程与相关工程项目的相关 1、路基工程和路线设计的关系 路线的确定不能仅考虑