讲课材料,道路工程,施工

讲课材料,道路工程,施工第一页，共146页。22第1章绪论 第2章施工准备 第3章路基工程施工 第4章路面工程施工 第5章桥梁工程施工 第6章涵洞施工 第7章隧道工程施工 第8章公路附属设施的施工公路工程施工第二页，共146页。公路工程施工一、概论

二、施工准备

三、路面结构

四、沥青路面施工3第三页，共146页。44

公路是指连接城市、乡村、港口、厂矿和林区等的道路，主要供汽车行驶，且具备一定技术条件的交通设施。公路工程属于一种人工构造物，需要通过设计和施工等环节，消耗大量的人工、材料和机械而完成的建筑产品。作为产品，施工质量将是公路工程的生命，决定着公路的使用安全、使用品质和寿命。因此，对公路工程各组成部分的施工应给予足够的重视。第1章绪论第四页，共146页。1.1公路的分级与组成1.1.1公路的分级1.公路分级交通部2004年1月颁布的国家行业标准《公路工程技术标准》（JTGB01—2003），将公路根据功能和适应的交通量分为五个等级，即高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路。第五页，共146页。（1）高速公路为专供汽车分向、分车道行驶，并应全部控制出入的多车道公路。（2）一级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。（3）二级公路为供汽车行驶的双车道公路。（4）三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。（5）四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。1.1公路的分级与组成第六页，共146页。2.公路分类（1）国道在国家公路网中，具有全国性政治、经济、国防意义，并经确定为国家干线的公路。（2）省道在省公路网中，具有全省性政治、经济、国防意义，并经确定为省级干线的公路。（3）县道具有全县性政治、经济意义，并经确定为县级的公路。（4）乡道主要为乡村生产、生活服务，并经确定为乡级的公路。（5）专用公路专为企业或其它单位提供运输服务的道路，如专门或主要为工矿、林区、油田、农场、军事要地等与外部连接的公路。1.1公路的分级与组成第七页，共146页。1.1.2公路的组成1.路基工程路基是按照道路的平面位置、纵面线形和一定的技术要求修筑的作为路面基础的岩土构造物。按路基横断面形状的不同，通常可分为路堤、路堑和半填半挖路基三种形式。

1.1公路的分级与组成第八页，共146页。1.1公路的分级与组成2.路面工程

路面是在路基之上用各种筑路材料铺筑的供汽车行驶的层状构造物，其作用是保证汽车能全天候地在道路上安全、迅速、舒适、经济的运行。路面结构一般由面层、基层、底基层与垫层组成。第九页，共146页。1.1公路的分级与组成3.桥涵工程（1）按桥梁总长和跨径的不同，分为特大桥、大桥、中桥、小桥和涵洞。交通部颁布的《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）给出了桥涵的分类，具体如表1-1所示。桥梁分类多孔桥全长/m单孔跨径/m桥梁分类多孔桥全长/m单孔跨径/m特大桥L>1000>150小桥8≤L≤30＜20大桥100≤L≤1000≤150涵洞—＜5中桥30＜L＜100＜40第十页，共146页。1.1公路的分级与组成（2）桥梁按受力体系分类，可分作梁式桥、拱式桥、刚架桥、吊桥四种基本体系，其中梁式桥以受弯为主，拱式桥以受压为主，吊桥以受拉为主。4.隧道是为公路从地层内部或水下通过而修建的结构物。5.排水及防护工程排水工程是为了排除地面水及地下水而设置的排水构造物.防护工程是为了加固路基边坡、确保路基稳定的结构物。第十一页，共146页。1.1公路的分级与组成6.交通工程设施（1）安全设施。主要有标志、标线、视线诱导标、护栏、隔离栅、防眩设施、照明设施等。（2）管理设施。主要包括控制、监视、通讯、数据采集与处理设施。（3）服务设施。主要包括服务区、加油站、公共汽车停靠站等。（4）收费设施。主要是指收费站等。第十二页，共146页。（5）供电设施是为了使整个交通工程系统正常运行而设置的配套设施。（6）环保设施主要指为减少公路交通环境污染而设计的声屏障、减噪路面、绿化工程及公路景观（自然景观及人文景观）。1.1公路的分级与组成第十三页，共146页。1.2公路施工的发展概况1.2.1我国公路施工技术发展回顾我国在公路施工技术上有着悠久的历史。据史料考证，早在公元前2000年，我国已修建有可供行驶牛车、马车的道路；在西周时期道路建设已初具规模；唐代形成了以城市为中心的四通八达的道路网，其间在道路结构、施工方法等方面作了许多创新；清代对道路进行了功能分级，分为官马大路、大路、小路三个等级。第十四页，共146页。1.2公路施工的发展概况

1908年建成了我国历史上第一条公路——广西的龙州至那堪公路。

到新中国成立前，我国近代道路发展缓慢，30多年间仅修建公路不足8万km，其中铺有高级、次高级路面的还不到350km。虽然当时也引进了一些筑路机械，但由于配件和燃料供应困难，机械的利用率很低。到解放初期，全国仅有推土机200余台，压路机还不足百台，拌和机刚过百台。第十五页，共146页。1.2公路施工的发展概况

新中国成立以后，随着我国公路建设事业的蓬勃发展，公路施工技术水平也相应地得到了较快地提高。解放后不久，全国从上到下便成立了各级公路施工专业队伍，并颁布了相应的公路技术规范或规则，使公路施工及管理迅速地走上了正轨。二十世纪60～80年代初，是我国公路发展的普及阶段，这个时期共修建公路80多万公里。其中，高级、次高级路面（主要是渣油路面）达10万公里。这些公路以三、四级公路和等外路为主，基本上是采取发动群众和以手工操作方式为主进行施工的。因此，施工机械的发展和推广应用比较缓慢。

第十六页，共146页。1.2公路施工的发展概况1988年10月31日沪嘉高速公路建成通车，结束了中国大陆没有高速公路的历史，这是中国公路建设迈入现代化的新起点。

自20世纪80年代开始建设高速公路以来，我国高速公路的建设快速发展。1999年底，中国高速公路通车总里程达到6258公里，仅位列世界第八；2001年底达到1.9万公里，已跃居世界第二；至2008年底，我国高速公路的通车总里程实现了6.03万公里，直逼高速公路世界第一的美国。第十七页，共146页。1.2公路施工的发展概况1980年代以来，我国公路施工技术获得了前所未有的发展。主要体现在以下几个方面：（1）制订或修订了公路工程技术规范，建立起了一整套符合我国国情的公路施工控制、检测及验收标准。（2）机械化施工水平大大提高，各种先进的筑路机械广泛应用于公路工程的施工。（3）新技术、新工艺、新材料得到广泛应用，进而取得了巨大的社会、经济效益。（4）施工的控制及检测手段日臻完善，从而有力地保证了工程质量，加快了施工进度。第十八页，共146页。1.2公路施工的发展概况1.2.2公路施工技术的发展趋势1.在公路施工方案的拟定和选择方面：将充分利用计算机及其它现代先进手段，综合考虑施工材料、机具、工期、造价等因素，进行方案比选与优化，以获取最大的社会经济效益。2.在施工工艺方面:土石方爆破、稳定土、旧有沥青及水泥混凝土再生、工业废料筑路及水泥、沥青、土壤外加剂等的工艺水平将有突破性进展。第十九页，共146页。1.2公路施工的发展概况3.施工机械方面：将研究使用一条龙的单机配套机械进行流水作业和多功能的联合施工机械；为实现施工机械自动化，还将使用电子装置、自控装置和激光技术，对施工现场进行遥控监测。4.在施工检测技术方面：将研究使用能自动连续量测动、静两种荷载作用下的路基、路面弯沉仪和曲率半径仪；研究使用冲击波、超声波测定强度和弹性模量；研究使用同位素方法测定密实度和厚度，以及研究使用计算机自动动连续量测路面抗滑性能和平整度的仪器等。第二十页，共146页。1.2公路施工的发展概况5.在施工作业方面：将大量使用预制结构，使人工构造物的施工实现标准化和工厂化。6.在特殊路基的处理方面：将充分应用生化技术，最大限度地利用当地材料。7.各种环保和交通工程设施如声屏墙、减噪路面及绿化工程等的施工技术将提高到一个新的水平。8.施工技术的发展将更好地满足设计要求，设计与施工的结合将更加密切。第二十一页，共146页。1.3公路施工的方法与特点1.3.1施工的方法1.人工施工法2.简易机械化施工法3.机械化施工法4.爆破施工法5.水力机械化施工法施工方法的选择，应根据工程性质、工程数量、施工期限，以及可能获得的人力和机械设备等条件综合考虑。

第二十二页，共146页。1.3公路施工的方法与特点1.3.2施工特点1.公路工程属于线性工程。2.公路工程项目构成复杂。3.公路工程项目规模庞大，施工过程缓慢，工作面有限，决定了其较长的工期。4.公路工程项目建设投资大。第二十三页，共146页。1.4公路施工的基本程序施工程序是指施工单位从接受施工任务到工程竣工阶段必须遵守的工作程序。1.4.1签订工程承包合同1.接受施工任务的方式（1）上级主管单位统一布置任务，安排计划下达。（2）经主管部门同意，自行对外接受任务。（3）参加招投标，中标而获得任务。第二十四页，共146页。1.4公路施工的基本程序2.接受任务的要求（1）查证核实工程项目是否列入国家计划。（2）必须有批准的可行性研究、初步设计（或施工图设计）及工程概预算文件。1.4.2施工准备工作施工准备工作是为拟建工程的施工建立必要的技术和物质条件，统筹安排施工力量和现场。施工准备工作也是施工企业搞好目标管理，推行技术经济承包的依据。第二十五页，共146页。1.4公路施工的基本程序1.4.3组织施工1.施工准备就绪后，向监理工程师提交开工报告，经同意即可开工。2.按施工顺序和施工组织计划中所拟定的施工方法进行施工。3.组织施工应具备的文件有：（1）设计文件。（2）施工规范和技术操作规程。第二十六页，共146页。1.4公路施工的基本程序（3）各种定额。（4）施工图预算。（5）施工组织设计。（6）公路工程质量检验评定标准和施工验收规范。1.4.4竣工验收（1）所有建设项目和单位工程都已按设计文件内容建成。（2）以设计文件为依据，根据有关规定和评定质量等级进行工程验收。第二十七页，共146页。2828第2章施工准备施工单位通过投标获得工程任务并与建设单位签订工程施工承包合同后，施工企业应成立项目经理部，按照合同的要求着手进行施工准备工作。施工准备分为技术准备、组织准备、物资准备和施工现场准备等几个方面。第二十八页，共146页。2.1技术准备2.1.1熟悉与审查设计文件并进行现场核对（1）图纸是否齐全，规定是否明确，与说明有无矛盾。（2）路基平、纵、横断面、构造物总体布置和桥涵结构物形式等是否合理，相互之间是否有错误和矛盾。（3）主要标高、尺寸、位置有无错误。（4）设计文件所依据的水文、气象、土壤等资料是否准确、可靠、齐全。第二十九页，共146页。2.1技术准备（5）核对路线中线、主要控制点、水准点、三角点、基线等是否准确无误。（6）路线或构造物与农田、水利、航道、公路、铁路、电讯、管线及其它建筑物的互相干扰情况及其解决办法是否恰当，干扰可否避免。（7）对地质不良地段采取的处理措施。（8）主要材料、劳动力、机械台班等计算（含运距）是否准确。第三十页，共146页。2.1技术准备（9）施工方法、料场分布、运输工具、道路条件等是否符合实际情况。（10）结构物工程数量计算是否有误。（11）工程预算以及采用的定额是否合理。如现场核对时发现设计不合理或错误之处，应作好详细记录并拟定修改意见，待设计技术交底时提交。第三十一页，共146页。2.1技术准备2.1.2补充调查资料（1）工程地点的水文、地形、气候条件和地质情况。（2）自采加工料场、当地材料、可供利用的房屋情况。（3）当地劳动力资源、工业加工能力、运输条件和运输工具情况。（4）施工场地的水源、电源，以及生活物资供应情况。（5）当地风俗习惯等。

第三十二页，共146页。2.1技术准备2.1.3设计交桩和设计技术交底

工程在正式施工之前，应由勘测设计单位向施工单位进行交桩和设计技术交底。

交桩应在现场进行，设计单位将路线测设时所设置的导线控制点和水准点及其它重要点位的桩志逐一移交给施工单位，施工单位在接受这些控制点后，要采取必要措施妥善地加固与保护。

设计技术交底一般由建设单位主持，设计、监理和施工单位参加。交底时设计单位应说明工程的设计依据、设计意图，并对某些特殊结构、新材料、新技术以及施工中的难点和需注意的方面详细说明，提出设计要求。第三十三页，共146页。2.1技术准备2.1.4建立工地试验室1.工地试验室的作用公路工程施工过程中，必须进行各种材料试验，以便选用合适的材料及其材料性能参数，才能保证公路工程结构物的强度和耐久性，并有利于掌握各种材料的施工质量指标，保证结构物的施工质量。第三十四页，共146页。2.1技术准备2.工地试验室的主要工作内容工地试验室是为施工现场提供直接服务的试验室，主要任务是配合路基、路面施工，对工地使用的各种原材料、加工材料及结构性材料的物理力学性能，以及施工结构体的几何尺寸等进行检测。3.工地实验室的人员及设施工地试验室的试验检测人员必须是施工单位试验检测机构的正式人员,工地试验室的试验检测人员必须是施工单位试验检测机构的正式人员。

第三十五页，共146页。

2.1.5编制施工组织设计2.1技术准备公路施工组织设计是指导公路施工的基本技术经济文件，也是对施工实行科学管理的重要手段。

1.编制原则

（1）严格遵守合同签订的或上级下达的施工期限，保质保量按期完成施工任务。（2）科学、合理的安排施工顺序，在保证质量的基础上，尽可能缩短工期，加快施工进度。第三十六页，共146页。2.1技术准备（3）采用先进的施工方法和施工技术，不断提高施工机械化、预制装配化程度，减轻劳动强度，提高劳动生产率。（4）应用科学的计划方法确定最合理的施工组织方法。（5）落实季节性施工的措施，科学安排施工计划，组织连续、均衡的施工。（6）严格遵守施工规范、规程和制度。

第三十七页，共146页。2.1技术准备2.编制施工组织设计的程序第三十八页，共146页。2.1技术准备3.编制施工组织设计（1）施工组织设计的主要内容1）工程概述2）施工技术方案3）施工进度计划4）施工总体及部分工程平面图5）劳动力需要量和来源6）施工现场平面布置第三十九页，共146页。7）施工机械、建筑材料，施工用水、用电的分年度需要量及供应方案。8）便道、防洪、排水和生产、生活用房屋等设施的建设及时间要求。9）施工准备工作进度表，包括各项准备工作的负责单位、完成时间及要求等。2.1技术准备第四十页，共146页。2.1技术准备（2）施工组织设计的编制1）施工方案的制订2）施工进度计划的编制3）资源供应计划4）场外运输计划第四十一页，共146页。2.1技术准备3.施工现场规划和场地布置（1）施工现场规划和场地布置（2）材料加工及机械修配场地的规划和布置（3）工地临时房屋的规划与布置（4）工地仓库及料场布置（5）施工场内运输的规划（6）工地供电的规划（7）工地供水的规划第四十二页，共146页。2.1技术准备2.2.2建立健全各项管理制度

1.施工计划管理制度

施工计划管理是施工管理工作的中心环节，其它管理工作都要围绕计划管理来开展。计划管理包括编制计划、实施计划、检查和调整计划等环节。

2.工程技术管理制度

（1）技术责任制

技术责任制就是在一个施工单位的技术工作系统，对各级技术人员规定明确的职责范围，使其各负其责、各司其事，把整个施工技术活动和谐而有节奏地组织起来。第四十三页，共146页。2.1技术准备（2）技术交底制度

技术交底应按技术责任制的分工，分级进行。施工单位的技术总负责人，应将公路施工质量标准、施工方法、施工程序、进度要求、安全措施、各分部工程施工组织的分工和配合、主要施工机具的安排和调配等，连同整个工程的施工计划，向所属工程队长及全体技术人员进行交底。工程队技术负责人应将本队承担的工程项目，向所属班组长及全体技术人员进行交底。班组技术负责人，应将本班组承担工程项目的施工方法、劳动组合、机具配备等，对全组工人进行交底。

第四十四页，共146页。2.1技术准备

3.工程成本管理制度

工程成本即工程建设过程中耗费的物化劳动和活劳动的货币表现。公路工程成本是施工企业为完成一定数量的工程所耗费的各项生产费用的总和，由直接成本和间接成本所组成。直接成本分为人工费、材料费、施工机械使用费和其它直接费四部分；间接成本分施工管理费和其它间接费两部分。若工程发生质量事故及返工等损失也应计入直接成本。

第四十五页，共146页。2.1技术准备

4.施工安全管理制度（1）施工安全责任制施工工地应设安全工程师、班组应设不脱产或半脱产的安全检查员。各安全检查员应该负责本班组或单位工程施工的安全工作，督促和帮助操作人员遵守操作规程和各项安全施工制度。组织班前和班后的安全检查，一旦发现事故苗头应及时向工程管理人员报告，采取预防措施，防止事故的发生。

第四十六页，共146页。2.1技术准备（2）安全教育、检查及事故处理安全教育是提高施工人员安全施工知识和预防作业时发生事故的重要手段。安全检查是预防各种事故发生的重要措施。发生伤亡事故时应立即采取紧急措施，组织力量抢救，并将情况向有关方面报告。

（3）加强安全技术工作安全施工是一项技术性很强的工作，应根据公路工程作业的各种特点来制定安全规范、作业章程。第四十七页，共146页。2.2组织准备施工组织准备工作的主要任务是：组建施工项目经理部；选配强有力的施工领导班子和施工力量；强化施工队伍的技术培训。2.2.1施工机构的组建和人员的配备第四十八页，共146页。2.3物资准备

物资准备是指施工中必需的劳动手段和施工对象的准备。它是根据各种物资需要量计划，分别落实货源、组织运输和安排储备，以保证连续施工的需要。准备工作主要内容包括：1.建筑材料准备（1）路基、路面工程所需的砂石料、石灰、水泥、工业废渣、沥青等材料的准备。（2）沿线结构物所需的钢材、木材、砂石料和水泥等材料的准备。第四十九页，共146页。2.3物资准备2.施工机具设备的准备

根据采用的施工方案和施工进度计划，确定施工机械的类型、数量和进场时间，确定施工机具的供应方法和进场后的存放地点和方式，提出施工机具需要量计划，以便及时组织机械进场，保证工程的顺利进行。3.周转材料准备主要是指模板和架设工具。根据批准的施工进度计划和施工方案编制周转材料的需要计划，组织周转材料进场。第五十页，共146页。2.4施工现场准备2.4.1恢复定线测量1.检查工程原测设的所有永久性标桩2.复测3.将施工中所有的标桩进行加固保护，并对水准点、三角网点等树立易于识别的标志4.向监理工程师提供全部的测量标记资料5.完成全部恢复定线、施工测量设计和施工放样6.各合同段衔接处的测量应在监理工程师的统一协调下由相邻两合同段的承包人共同进行，将测量结果协调统一在允许的误差范围内。第五十一页，共146页。2.4施工现场准备2.4.2建造临时设施1.工地临时房屋设施临时房屋设施包括行政办公用房、宿舍、文化福利用房及作业棚等。其需要量，根据职工与家属的总人数和房屋指标来确定。2.仓库仓库是为存放施工所需要的各种物资器材，按物资的性质和存放量要求其形式可以是露天、敞棚、房屋或库房。仓库物资贮存量应根据施工条件通过计算确定。第五十二页，共146页。2.4施工现场准备3.临时交通便道在工地布设临时交通便道时应遵循下列原则：（1）临时交通道路以最短距离通往主体工程施工场所，并连接主干道路，使内外交通便利。（2）充分利用原有道路，对不满足使用要求的原有道路，应充分利用的基础上进行改建，节约投资和施工准备时间。（3）在本工程的施工与现有的道路、桥涵发生冲突和干扰之处，承包人都要在本工程施工之前完成改道施工或修建临时道路。第五十三页，共146页。2.4施工现场准备（4）利用现有的乡村道路作为临时道路，应将该乡村道路进行修整、加宽、加固及设置必要的交通标志，并经监理工程师验收合格后方可通行。（5）工程施工期间，应配备人员对临时道路进行养护，以保证临时道路和结构物的正常通行。（6）尽量避开洼地和河流，不建或少建临时桥梁。4.工地临时用电施工现场用电，包括生产用电和生活用电。其中，

生活用电主要是照明用电；

生产用电包括各种生产设施用电、主体工程施工用电、其它临时设施用电。

第五十四页，共146页。临时供电总用量

式中：P——供电设备总需要容量（KW）；K——用电不均衡系数，一般取1.05～1.20；Pr——动力设备用电额定功率（KW）；Pi、P0——室内与室外照明用电量（KW）；——电动机及其它用户的效率，一般取0.83～0.88；——动力用电功率因素；K1——同时用电系数，视电动机台数而定；K2——动力用户负荷系数或容量利用系数，一般采用0.75～1.0。K3——用电需要系数，一般室内照明取0.8，仓库照明取0.35第五十五页，共146页。56某双向四车道高速公路，路基宽度24.5米，土路肩宽度为0.75米，中央分隔带宽2米，现准备沥青路面中面层AC-20正式施工，请完善正式施工开工申请报告中的组织机构、人员编制、机械配套。第五十六页，共146页。57开工报告中的组织机构

第五十七页，共146页。58第五十八页，共146页。591、拌合站：玛莲尼260（一座）2、磅秤：100吨（一套）3、运输车：后八轮自卸汽车15辆4、摊铺机：ABG423（两台）；自带找平系统压路机：德纳派克130（两台）；DD110（一台）18T胶轮压路机5、洒水车：10000升洒水车6、其他小型机具（一套第五十九页，共146页。60第六十页，共146页。第一讲

路面结构层次划分

路面分类第六十一页，共146页。第六十二页，共146页。

路面结构及层位功能

路面横断面：

图5中央分布带不设置排水设施单向路拱图6中央分布带设排水设施两侧路面分别在中间设路拱双向排水路拱横坡：

为排掉路面上的水，路肩横坡比路面大1%～2%路面结构分层及层位功能：

路面的层层组合称为路面结构。在行车荷载和自然因素作用下，各层的力学响应与环境响应称为路面结构层的层位功能。

第六十三页，共146页。图5中央分布带不设置排水设施单向路拱

第六十四页，共146页。图6中央分布带设排水设施两侧路面分别在中间设路拱双向排水第六十五页，共146页。

图7高速公路沥青路面结构图8高速公路和一级公路水泥混凝土路面面层：直接与大气环境与行车荷载相接触的部位。要求高的强度、刚度、平整度、抗滑、耐磨，使用高质量的材料。在沥青路面中，沥青层的厚度<18cm时，国际上普遍认为，沥青层越薄越易产生车辙，>18cm与厚度没有关系了。第六十六页，共146页。

路面结构刨面图抗滑磨耗层沥青中面层沥青底面层基层垫层土基面层第六十七页，共146页。图7高速公路沥青路面结构第六十八页，共146页。图8高速公路和一级公路水泥混凝土路面第六十九页，共146页。世界上，普遍采用三层式沥青面层。上面层直接磨耗与环境、温度影响最甚的部位，又称磨耗层。要求良好的抗车辙能力、抗老化性能、抗低温性能和良好的表面特性。中面层主要承受压应力，故通常认为沥青路面的车辙主要发生在中面层。要求具有较高的模量和抗车辙性能。下面层，抗弯拉疲劳的层位。要求具有抗疲劳和抗水损坏能力。面层第七十页，共146页。Crackingisfromthesurface

从表面发生的裂缝第七十一页，共146页。中面层压缩量最大中面层是抗车辙的层位第七十二页，共146页。HighStrain=ShortLife高应变=短寿命LowStrain=UnlimitedLife低应变=无限长的寿命ThickPavementsFatigue厚路面的疲劳性能Unlimited

Fatigue

Life无限长的疲劳寿命FatigueLife疲劳寿命Strain应变Strain70um第七十三页，共146页。基层：承重层，承受拉应力，是抗弯拉疲劳的层次。底基层：次承重层，受弯拉，是路面与路基的过度层次，起到进一步扩散应力，保护路基的重要层次。

垫层：在过湿或冰冻严重，冻深深的地区与路段，为了防止路基被冻或地下水通过路基影响路面，设置的层次称为垫层。使用隔温、透水或不透水材料。第七十四页，共146页。

路面的力学分类

从路面结构受到荷载作用后各结构层应力分布与变形特点来划分。柔性路面：用沥青混合料和粒料结构层组成的路面，因具有较大的塑性变形能力而称之。特点：衰减温度和应力的能力强；表面弯沉大，损坏主要集中在表层25～30cm内，易于维修，以控制最后一层的沥青混合料层底拉应变为设计指标。刚性路面：水泥混凝土板作面层的路面。特点：在车轮荷载作用下处于板体工作状态，竖向弯沉小，路面结构主要靠水泥混凝土板的抗弯拉强度承受车辆荷载，通过板体的扩散作用传递给板下的基础。第七十五页，共146页。PERPETUALPAVEMENT

永久性路面Surface(5to8cm)renewedevery15to20years

每隔15-20年重新铺筑5-8cm的表面层Structuredesignedtolast50years

设计结构能维持50年第七十六页，共146页。MECHANISTICPERFORMANCECRITERIA

力学性能标准LimitBending受弯拉极限Limit

Compression受压极限ThickHMA(>20cm)>20cm的厚沥青混合料Subgrade底基层第七十七页，共146页。LimeTreated/StabilizedSubgrade石灰稳定底基层CementTreated/StabilizedGranularBase水泥稳定粒料基层45cm21cmGuangdongPavementTrial

广东实验路HotMixAsphaltLayers热拌沥青混合料层CompactedSubgrade压实路基第七十八页，共146页。半刚性基层沥青路面：半刚性材料作为主要承重层，其沥青面层厚度≥18cm的结构。特点：

1）路表弯沉小，经济。

2）对重载车具有更大的轴载敏感性，柔性基层重载车换算为标准轴载时是4次方，而半刚性基层是12~15次方。

3）半刚性基层使用初期有很好的整体性，使用过程中其强度、模量会由于干湿和冻融循环，在反复荷载作用下因疲劳而逐渐衰减；干缩、温缩引起结构开裂、损伤，加之半刚性结构不透水，从裂缝进入层间的水在行车作用下易引起巨大的动水压力，导致冲刷唧浆，界面连接条件恶化。因而它自身一旦损坏没有愈合的能力，且一旦开裂，会引起应力重分布，加速结构的疲劳。维修时只能开膛破肚，养护维修十分困难，对水的影响敏感。第七十九页，共146页。第八十页，共146页。

路面结构的发展趋势

从20世纪40年代起，英、美等国就通过足尺试验路等对不同类型基层的沥青路面性能特点进行了研究。英国1957年在剑桥郡铺筑了包括33种路面结构的AlconburyHill试验路，比较了级配碎石、开级配沥青碎石、贫混凝土、碾压沥青混凝土和水泥胶结砂基层在不同厚度的使用性能。在通车10年后，经历了约600万次100kN标准轴载作用后，鲁尼娜的变形和裂缝表明沥青混凝土面层和沥青碎石基层的路面结构组合具有最优的路面使用性能。第八十一页，共146页。从刚性柔性，柔性基层，复合式结构成为发展的方向，永久性路面是柔性结构的沥青路面，其设计指标为最底层沥青层底拉应变70。目前，美国的路面结构如图9新型的路面结构：低噪声路面、彩色路面、生态路面、聪明的路面等第八十二页，共146页。图9AASHTO路面典型结构组合第八十三页，共146页。永久性沥青路面的理念

COMPARISIONOFPERPETUALPAVEMENTASPHALTPAVEMENTSHTRUCTUREDESIGNMETHOD永久性路面的理念是所设计的沥青路面能够使用40年～50年以上、采用较厚的沥青层柔性路面，降低传统的沥青层底开裂和避免结构性车辙。永久性沥青路面结构组合的共同点是密水、抗车辙、耐磨耗的面层加抗车辙、耐久的中间层和抗疲劳、耐久的沥青混合料疲劳层，如图所示。第八十四页，共146页。最初提出的永久性沥青路面结构

第八十五页，共146页。四、沥青路面主要内容第一节概述第二节沥青路面材料的结构与力学特性第三节沥青路面的稳定性与耐久性第四节沥青路面施工与质量控制第五节沥青路面的材料要求第六节沥青混合料的组成设计第八十六页，共146页。

第一节概述1、沥青路面及基本结构组合形式1）沥青路面由沥青作为结合料，粘结矿料修筑面层，并和基层（底基层）、路基（垫层）共同组成的路面结构。2）沥青路面的基本结构组合形式①松散粒料做基层（面层薄时易疲劳破坏，厚时可有效控制松散料下半刚性层裂缝反射）②无机结合料稳定材料做基层（易出现基层及面层的收缩裂缝，及基层裂缝的反射裂缝）第八十七页，共146页。③沥青类材料做基层（易出现高温车辙，但对裂缝的防治效果很好）④水泥砼板做基础（新建水泥路面+沥青面层，易出现反射裂缝，旧路面则旧板的病害很容易反映到面层）2、沥青路面的优缺点（与普通水泥路面相比）（1）表面平整无接缝、行车较舒适；（2）结构较柔，振动小，行车稳定性好；（3）车辆与路面的吸着感明显（但损耗能量多）；（4）施工期短、施工成型快；（5）易于维修，可再利用，能够迅速交付使用（在机场跑道、高速公路上尤其需要）；第八十八页，共146页。3、沥青路面的基本特性（1）足够的力学强度，能承受车辆荷载施加到路面上的各种作用力；（2）一定的弹性和塑性变形能力，能承受应变（应力）而不破坏；（3）与汽车轮胎的附着力较好，可保证行车安全；（4）有较好的减振性，可使汽车快速行驶时有很好的平稳性；（5）噪音低、不扬尘，比较容易清扫和冲洗；（6）维修养护简单，沥青材料可以再生利用。第八十九页，共146页。4、沥青路面的损坏类型及成因第九十页，共146页。1）裂缝表观形态分有：横裂、纵裂、网裂、块裂、不规则裂锋等产生原因：

1、横向裂缝：分荷载型和非荷载型，非荷载型又分为沥青面层缩裂和基层反射裂缝。荷载型因拉应力超过材料疲劳极限引起，从层底向上发展；非荷载型沥青面层缩裂因冬季沥青材料收缩产生的应力大于材料强度引起，反射裂缝因基层收缩开裂向面层延伸引起。2、纵向裂缝：路面分幅摊铺时，接缝未处理好；路基原因等引起失稳。3、网裂：上述裂缝未及时处理，水渗入所致；结构强度不足；沥青老化等。第九十一页，共146页。第九十二页，共146页。第九十三页，共146页。第九十四页，共146页。2）车辙定义：路面结构及路基在行车荷载作用下的补充压实，或结构层及路基中材料的侧向位移产生的累积永久变形。车辙还包括轮胎磨耗引起的材料缺省。车辙是高级沥青路面的主要破坏型式，对于半刚性基层沥青路面，车辙主要发生在中上面层或沥青层表。原因：1）车辆渠化交通的荷载加大及磨耗；2）沥青混合料高温稳定性不足，塑性变形累积；3）路面结构及路基材料的变形累积。第九十五页，共146页。第九十六页，共146页。3）松散剥落定义：沥青从矿料表面脱落，在荷载作用下面层呈现的松散现象。沥青层出现松散剥落将会继而出现坑槽破坏。原因：1）沥青与矿料黏附性差（沥青粘性差、集料粘附等级低、集料潮湿、沥青老化后性能下降、冻融等）；2）水的作用；3）沥青在施工中的过度加热老化第九十七页，共146页。第九十八页，共146页。4）表面抗滑不足定义：沥青路面在使用过程中，表面集料被逐渐磨光，或者出现沥青层泛油，使得沥青层表出现光滑。原因：1）集料软弱，宏观纹理和微观构造小；2）粗集料抵抗磨光的能力差（由磨光值、棱角性、压碎值等表征）；3）级配不当，粗料少、细料多；4）用油量偏大，或出现水损害；5）沥青稠度太低；6）车轮磨耗太严重第九十九页，共146页。第一百页，共146页。5）其它病害包括泛油、坑洞、波浪、拥包、啃边等。第一百零一页，共146页。第一百零二页，共146页。5、沥青路面的基本要求:1、高温稳定性-高温下抵抗永久变形的能力2、低温抗裂性-抵抗低温抗裂的能力3、水稳定性-抵抗水损害的能力4、耐久性—抵抗老化与荷载重复作用的能力5、抗滑能力—保证不利情况下车辆安全形势的能力6、防渗能力或透水能力—密级配路面抗渗和排水路面透水第一百零三页，共146页。6、沥青路面使用性能的气候分区分区目的：全国各地区气候条件差异很大，对沥青提出的要求也不尽相同，为保证沥青路面对气候的适应性，提出了沥青及沥青路面的气候分区。•分区方法：根据高温-低温-雨量三个主要因素的30年气象统计资料来划分。即：（1）沥青路面分区：高低温指标（2）沥青及沥青混合料分区：高低温及降雨指标第一百零四页，共146页。第一百零五页，共146页。第一百零六页，共146页。第一百零七页，共146页。第一百零八页，共146页。7、沥青路面的分类1)按强度构成原理：•密实类•按最大密实原则设计矿料级配，其强度和稳定性主要取决于粘聚力和内摩阻力前者热稳定性比后者稍差，但水稳性好、耐久性好。•主要为悬浮式密实结构，按连续级配原理组成的沥青混合料，理论上认为粗集料的间隙被小一级的集料填充，同一级颗粒应有相互接触，。第一百零九页，共146页。嵌挤类•采用粒径较单一的矿料，强度主要来源是内摩阻力，粘聚力次要。•分为骨架空隙结构和骨架密实结构两种，按嵌挤原理依靠集料嵌挤作用形成混合料的强度。我国以前常用的贯入式沥青碎石、沥青表面处治、拌和式沥青碎石混合料即属于前者。•骨架密实结构主要有SMA、Superpave(高性能沥青路面)。•各自优缺点：•密实类：耐久性好，热稳定性差；•嵌挤类：热稳定性好。第一百一十页，共146页。多孔性沥青路面(PorousAsphalt，简称PA)与普通沥青路面相比较，其根本区别在于它的空隙率高达15%～20%，甚至超过20%，而普通沥青路面的空隙率仅3%～6%。由于空隙率大，雨水可渗入路面之中，由路面中的连通孔隙向路面边缘排走。

因为能迅速排走路面表面积水，所以这种路面也称之为排水性沥青路面(DrainageAsphaltPavement)。孔性沥青路面具有良好的宏观构造，它不仅在路表面而且在路面内部形成发达而贯通的孔隙，成为一种负宏观构造，应该说这在沥青路面结构上是一种创新。第一百一十一页，共146页。2）按施工工艺：层铺法——沥青表处和沥青贯入式分层洒布沥青，分层铺撒矿料和碾压的方法修筑面层。优点：工艺设备简便、功效较高、施工进度快、造价较低；缺点：路面成型期较长，需要经过炎热季节行车碾压才能成型；路拌法——路拌沥青碎石和路拌再生沥青混凝土在路上用机械将矿料和沥青材料就地拌和摊铺和碾压密实而成的沥青面层。优点：沥青材料分布相对均匀，成型期短；缺点：冷料拌和强度低；第一百一十二页，共146页。

厂拌法——沥青碎石和沥青混凝土一定级配的矿料和沥青材料在工厂用专用设备加热拌和，送到工地摊铺碾压成型。分热拌热铺、热拌冷铺，区别在于摊铺时混合料温度优点：矿料精选、除水彻底、沥青稳定、热拌均匀、混合料质量高。第一百一十三页，共146页。3）按沥青路面材料的技术特点：P313

沥青混凝土（AsphaltConcrete）热拌沥青碎石（AsphaltMacadam）乳化沥青碎石（EmulsionAsphaltMacadam)

沥青贯入式沥青表面处治沥青玛碲脂碎石SMA（StoneMasticAsphalt）排水性沥青混凝土（PorousAsphaltConcrete）开级配抗滑磨耗层（OpenGradedAsphaltFrictionCourse）114第一百一十四页，共146页。8、沥青路面类型选择沥青路面的类型:

一方面要根据任务要求（道路的等级、交通量、使用年限、修建费用、环境状况等）和工程特点（施工季节、施工期限、路基及基层状况等），

另一方面还应考虑材料供应情况、施工机具、劳力和施工技术条件等因素。第一百一十五页，共146页。116第一百一十六页，共146页。3、沥青路面的水稳定性水损害是沥青路面在水或冻融循环的作用下，由于汽车车轮动态荷载的作用，进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用，水份逐渐进入沥青与集料界面上，使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力，沥青膜从集料表面剥离，沥青混合料松散导致路面松散、剥落、坑槽病害。1）水稳定性作用机理粘附理论水降低了沥青的粘附性、对沥青形成冲刷，水进入沥青与集料间、隔离了沥青与集料的粘结；第一百一十七页，共146页。第四节沥青路面施工与质量控制1、准备工作1）检查与清理基层：保证基层坚实、平整、洁净和干燥；2）准备和检查施工机具；3）落实材料：施工前应对各种材料进行调查试验，经选择确定的材料在施工过程中应保持稳定，不得随意变更；4）备齐仪器用具，制定施工计划，安排好劳动力，进行施工放样等各项工作。第一百一十八页，共146页。2、施工程序1）安装路缘石：沥青路面的路缘石可根据要求和条件选用沥青混凝土或水泥混凝土预制块、条石、砖等。2）清扫基层：基层必须坚实、平整、洁净和干燥，对有坑槽、不平整的路段应先修补和整平。整体强度不足时，应给以补强。3）浇洒粘层或透层沥青。4）拌合与运输5）摊铺：沥青混合料可用人工或机械摊铺，热拌沥青混合料应采用机械摊铺，摊铺必须均匀、缓慢、连续不断地进行。第一百一十九页，共146页。6）碾压：沥青混合料的碾压应按初压、复压、终压（包括成型）三个阶段进行。碾压时应将驱动轮面向摊铺机。在整个压实过程，压路机应以慢而均匀的速度碾压，压路机的碾压速度应符合下列要求。初压：使混合料初步稳定成型，使用较轻型光轮压路机；复压：主要压实阶段，使初步密实的混合料逐步压密到要求的密实度，一般采用胶轮压路机或吨位较大的压路机；终压：消除碾压轮迹阶段，保证表面平整，采用轻型压路机。第一百二十页，共146页。7）接缝处理：沥青路面的各种施工缝(包括纵缝及横缝)都必须密实、平顺。纵向接缝施工：摊铺时采用梯队作业的纵缝应采用热接缝；半幅施工不能采用热接缝时，宜加设挡板或采用切刀切齐，铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净，并涂洒少量粘层沥青。横向接缝的施工：对高速公路和一级公路，中下层的横向接缝时可采用斜接缝，在上面层应采用垂直的平接缝。其他等级公路的各层均可采用斜接缝。平接缝应做到紧密粘结，充分压实，连接平顺。（覆盖预热——摊铺碾压）第一百二十一页，共146页。第一百二十二页，共146页。第一百二十三页，共146页。第一百二十四页，共146页。第一百二十五页，共146页。第一百二十六页，共146页。第一百二十七页，共146页。第一百二十八页，共146页。第一百二十九页，共146页。第一百三十页，共146页。第一百三十一页，共146页。一、洒铺法沥青路面面层的施工1．沥青表面处治1）备料；2）清理基层及放样；3）浇洒透层沥青；4）洒布第一次沥青；5）铺撒第一层矿料；6）碾压；7）洒布第二次沥青；8）铺撒第二层矿料；9）碾压；10）初期养护。所用的矿料，其最大粒径应与所处治的层次厚度相当。矿料的最大与最小粒径比例应不大于2，介于两个筛孔之间颗粒的含量应不少于70%～80%第一百三十二页，共146页。2．沥青贯入式路面1）整修和清扫基层；2）浇洒透层或粘层沥青；3）铺撒主层矿料；4）第一次碾压；5）洒布第一次沥青；6）铺撒第一次嵌缝料;7）第二次碾压;8）洒布第二次沥青;9）铺撒第二次嵌缝料;10）第三次碾压；11）洒布第三次沥青;12）铺撒封面矿料;13）最后碾压;14）初期养护。沥青贯入式的主层矿料约为层厚的1/2～2/3，第一遍嵌缝料与主层矿料差3～4个粒级（最大粒径差2倍以上），第二遍嵌缝料再小2～3个粒级第一百三十三页，共146页。二、路拌沥青碎石路面的施工1.清扫基层；2.铺撒矿料；3.洒布沥青材料；4.拌和