2015路面工程讲义（垫层+底基层+基层+面层+联合层+封层、透层与黏层）

足够够的的强强度度和和刚刚度度足够够的的稳稳定定性性耐久久性性表面面平平整整表面面抗抗滑滑路面面是是道道路路的的重重要要工工程程结结构构物物，，它它铺铺筑筑在在路路基基顶顶面面，，是是用用不不同同材材料料或或混混合合料料分分层层铺铺筑筑而而成成的的供供车车辆辆行行驶驶的的一一种种层层状状结结构构物物。。路路面面结结构构直直接接承承受受车车轮轮荷荷载载，，其其质质量量好好坏坏直直接接影影响响到到道道路路的的使使用用品品质质。。路面概念路面要求一、、路路面面工工程程概概述述（一一））按按结结构构强强度度分分类类：：1.路路面面工工程程概概述述路面分类（二））按按力力学学特特性性分分类类：：1.路路面面工工程程概概述述路面分类路面面工工程程是是路路床床顶顶面面以以上上的的各各种种结结构构层层的的总总称称，，包包括括路路面面结结构构层层、、中中央央分分隔隔带带、、土土路路肩肩及及路路面面排排水水等等项项目目。。路面面工工程程由由路路面面结结构构、、封封层层、、透透层层、、黏黏层层、、中中央央分分隔隔带带、、路路肩肩和和路路面面排排水水等等部部分分组组成成。。1.路路面面工工程程概概述述路面工程结构组成高速速公公路路路路基基标标准准横横断断面面（（整整体体式式））整体体式式、、分分离离式式的的高高速速公公路路a）整整体体式式b）分分离离式式5路面面工工程程组组成成上路路床床下路路床床上路路堤堤下路路堤堤0~0.3m0.3~0.8m0.8~1.5m>1.5m路基基部部分分基层层垫层层封层层、、透透层层与与黏黏层层路肩肩路面面边边缘缘排排水水系系统统路面面工工程程底基基层层路缘缘石石人行行道道主体体结结构构附属属结结构构面层层硬路路肩肩土路路肩肩联结结层层垫层层是是介介于于土土基基与与基基层层之之间间的的路路面面结结构构层层。。功能能：：1、、改改善善土土基基的的湿湿度度和和温温度度状状况况；；2、、将将基基层层传传下下的的车车辆辆荷荷载载应应力力进进一一步步加加以以扩散散，，以以减减小小土土基基产产生生的的应应力力和和变变形形；；3、、同同时时也也能能阻阻止止路路基基土土挤挤入入基基层层中中，，影影响响基层层结结构构的的性性能能。。2.垫垫层层垫层层按按其其结结构构分分为为排水水垫垫层层、隔离离垫垫层层、防冻冻垫垫层层等。。1、、排排水水垫垫层层主主要要起起排排除除渗渗入入基基层层和和垫垫层层中中的的水水分分，，防防止止路路基基过过湿湿而而影影响响路路面面的的整整体体强强度度的的作作用用；；2、隔离离垫层主主要起隔隔离负温温度下的的水分向向路面结结构层内内渗透的的作用；；3、防冻冻胀垫层层主要起起隔离保保温作用用，在季季节性冰冰冻地区区路面总总厚度小小于最小小防冻厚厚度要求求时设置置。其中防冻冻垫层和和排水垫垫层宜采采用砂、、砂砾、、碎石等等颗粒材材料铺筑筑。半刚刚性垫层层宜采用用低剂量量无机结结合料稳稳定粒料料或土。。2.垫层层水泥稳定定碎石垫垫层砂砾垫层层的铺设设基层是路面结结构中的的承重层层，主要要承受由由面层传传来的车车辆荷载载的竖向向力，并并把面层层下传的的应力扩扩散到下下面的垫垫层和路路基去，，且为为面层施施工提供供稳定而而坚实的的工作面面，控制制或减少少路基不不均匀冻冻胀或沉沉降变形形对面层层产生不不利影响响。性能主要要指标：：1、应满满足结构构强度、、扩散荷荷载的能能力以及及水稳定定和抗冻性的的要求；；2、不透透水性。。3.基层层基层按力力学特性性，分为为刚性基层层、半刚性基基层和柔性基层层。1、柔性基层层：采用热拌拌或冷拌拌沥青混混合料、、沥青贯贯入式碎碎石，以以及不加加任何结结合料的的粒料类类等材料料铺筑的的基层。。特性：不易产生生温缩和和干缩开开裂，可可以有效效抑制和和减少沥沥青路面面反射裂裂缝的产产生。3.基层层沥青碎石石基层摊摊铺2、半刚性基基层：用无机结结合料稳稳定土铺铺筑的能能结成板板体并具具有一定定抗弯强强度的基基层。特性：基层整体体好、承承载力高高、刚度度大、水水稳定性性好，作作为路面面的主要要承重层层，可以以减薄沥沥青面层层厚度，，节省工工程造价价。主要材料料：水泥稳定定粒料、、二灰稳稳定粒料料3.基层层水泥稳定定碎石基基层摊铺铺3、刚性基层层：采用普通通混凝土土、碾压压式混凝凝土、贫贫混凝土土、钢筋筋混凝土土、连续续配筋混混凝土等等材料铺铺筑的路路面基层层。特性：刚度大、、强度高高、稳定定耐久、、板体性性好等特特点。3.基层层普通混凝凝土基层层按照不同材料料划分，基层可可分为无无机结合合料稳定定类和粒粒料类。。无机结合合料稳定定类有：：水泥稳稳定土、、石灰稳稳定土、、石灰工工业废渣渣稳定土土；粒料类分分级配型型和嵌锁锁型，前前者有级级配碎石石（砾石石），后后者有填填隙碎石石等。3.基层层3.基层层在具有一一定级配配的碎石石中，掺掺入足量量的水泥泥和水，，经拌和和得到的的混合料料在压实实和养生生后，当当其强度度符合规规定的要要求时，，称为水水泥稳定定碎石。。它的初期期强度高高，并且且强度随随龄期而而增加很很快结成成板体，，因而具具有较高高的强度度，抗渗渗度和抗抗冻性较较好。3.基层层1、水泥稳定碎石基层基层施工工—拌合基层施工工—碾压1基层施工工—碾压2水泥稳定定碎石基基层摊铺铺水泥稳定定碎石基基层摊铺铺在粉碎或或原来松松散的土土中掺入入足量的的石灰和和水，经经拌和、、压实及及养生得得到的混混合料，，当其抗抗压强度度符合规规定要求求时，称称为石灰灰稳定土土。石灰灰稳定土土具有良良好的力力学性能能，并有有较好的的水稳性性和—定的抗冻冻性，它它的初期期强度和和水稳性性较低，，后期强强度较高高；但由由于干缩缩、冷缩缩，易产产生裂缝缝。石灰灰稳定土土可适用用于各类类路面的的基层和和底基层层，但石石灰土不不宜用作作高级路路面的基基层，而而宜用作作底基层层。3.基层层石灰稳定土基层拌和机拌拌合石灰进场场人工布灰灰石灰均匀匀分布在在下承层层上石灰稳定定土拌和和机拌合合水稳摊铺铺机稳定土基基层摊铺铺水泥稳定定土基层层在粉碎的的土或原原状松散散的土中中，加入入适量的的水泥，，加水拌拌和经摊摊铺，碾碾压养护护成型的的基层，，称水泥泥稳定土土基层。。水泥泥稳定类类基层具具有良好好的整体体性和足足够的力力学强度度及足够够的抗水水性和抗抗冻性.可适用用于各种种交通类类别的基基层和底底基层，，但水泥泥土不应应用作高高级沥青青路面的的基层，，只能作作底基层层。在高高速公路路和一级级公路的的水泥混混凝土面面板下，，水泥土土也不应应用作基基层。3.基层层上图为水水泥稳定定土施工工流程水泥稳定土基层三、基层层摊铺水泥泥由各种大大小不同同粒径碎碎（砾））石组成成的混合合料，当当其颗粒粒组成符符合技术术规范的的密实级级配的要要求时，，称其为为级配碎碎（砾））石。级级配碎石石可用于于各级公公路的基基层和底底基层，，可用作作较薄沥沥青面层层与半刚刚性基层层之间的的中间层层。级配配砾石可可用于二二级和二二级以下下公路的的基层及及各级公公路的底底基层。。3.基层层级配碎（砾）石基层用单一尺尺寸的粗粗碎石作作主骨料料，形成成嵌锁作作用，用用石屑填填满碎石石间的空空隙，增增加密实实度和稳稳定性，，这种结结构称为为填隙碎碎石。可可用于各各级公路路的底基基层和二二级以下下公路的的基层。。3.基层层填隙碎石基层4.透层层透层：使沥青青面层与与非沥青青材料基基层结合合良好，，在基层层上浇洒洒乳化沥沥青、煤煤沥青或或液体沥沥青而形形成的透透入基层层表面的的薄层。。适用条件件：符合下下列情情况，，应浇浇洒透透层沥沥青：：①沥青青路面面的级级配砂砂砾、、级配配碎石石基层层。②水泥泥、石石灰、、粉煤煤灰等等无机机结合合料稳稳定土土。③粒料料的半半刚性性基层层上必必须浇浇洒透透层沥沥青。。沥青路路面结结构层层水泥混混凝土土路面面结构构层透层5.粘粘层粘层：为加加强路路面的的沥青青层与与沥青青层之之间、、沥青青层与与水泥泥混凝凝土路路面之之间的的粘结结而洒洒布的的沥青青材料料薄层层。适用条条件：：符合下下列情情况，，应浇浇洒粘粘层沥沥青：：①双层层式或或三层层式热热拌热热铺沥沥青混混合料料路面面在铺铺筑上上层前前，其其下面面的沥沥青层层已被被污染染。②旧沥沥青路路面层层上加加铺沥沥青层层。③水泥泥混凝凝土路路面上上铺筑筑沥青青面层层。沥青路路面结结构层层④与新新铺沥沥青混混合料料接触触的路路缘石石、雨雨水进进水口口、检检查井井等的的侧面面。粘层6.封封层封层：封闭闭表面面空隙隙、防防止水水分浸浸入面面层或或基层层而铺铺筑的的沥青青混合合料薄薄层。。铺铺筑在在面层层表面面的称称为上上封层层，铺铺筑在在面层层下面面的称称为下下封层层。适用条条件：：符合下下列情情况，，应在在沥青青面层层上铺铺筑下下封层层：①位于于多雨雨地区区且沥沥青面面层空空隙较较大，，渗水水严重重。②在铺铺筑基基层后后，不不能及及时铺铺筑沥沥青面面层，，且须须开放放交通通。沥青路路面结结构层层水泥混混凝土土路面面结构构层封层6.封封层适用条条件：：符合下下列情情况，，应在在沥青青面层层上铺铺筑上上封层层：①沥青青面层层的空空隙较较大，，透水水严重重。②有裂裂缝或或已修修补的的旧沥沥青路路面。。③需加加铺磨磨耗层层改善善抗滑滑性能能的旧旧沥青青路面面④需铺铺筑磨磨耗层层或保保护层层的新新建沥沥青路路面。。稀浆封封层：是用用适当当级配配的石石屑或或砂、、填料料(水水泥、、石灰灰、粉粉煤灰灰、石石粉等等)与与乳化化沥青青、外外加剂剂和水水，按按一定定比例例拌和和而成成的流流动状状态的的沥青青混合合料，，将其其均匀匀摊铺铺在路路面上上形成成的沥沥青封封层封层宜宜采用用层铺铺法表表面处处治或或稀浆浆封层层法施施工。。面层施施工—稀浆封封层7.联联结层层联结层层为加强强面层层与基基层共共同作作用或或减少少基层层裂缝缝对面面层的的影响响，设设在基基层上上的结结构层层，为为面层层的组组成部部分。。一般般采用用沥青青碎石石（ATB）或沥沥青贯贯入式式处理理。面层是直接接同行行车和和大气气接触触的表表面层层次，，它承承受较较大的的行车车荷载载的垂垂直力力、水水平力力和冲冲击力力的作作用，，同时时还受受到降降水的的浸蚀蚀和气气温变变化的的影响响。。因此此要求求面层层应具具有良良好平平整度度、抗抗滑性性能和和足够够的承承载能能力，，以及及密水水性等等特性性。修筑面面层所用的的材料料主要要有：：水泥泥混凝凝土、、沥青青混凝凝土、、沥青青碎（（砾））石混混合料料、砂砂砾或或碎石石掺土土或不不掺土土的混混合料料以及及块料料等面层根据现现行的的《公路工工程技技术标标准》（JTGB01-2003），路路面面面层的类型型及选选用如如表所所示。。（按按材料料分））面层类型适用范围沥青混凝土高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路水泥混凝土高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路沥青贯入、沥青碎石、沥青表面处治三级公路、四级公路砂石路面四级公路面层沥青路路面是指在在矿质质材料料中掺掺入路路用沥沥青材材料铺铺筑的的各种种类型型的路路面。。沥青青结合合料提提高了了铺路路用粒粒料抵抵抗行行车和和自然然因素素对路路面损损害的的能力力，使使路面面平整整、少少尘、、不透透水、、经久久耐用用。因因此，，沥青青路面面是道道路建建设中中一种种被最最广泛泛采用用的高高级路路面。。沥青路路面业业内人人士俗俗称““黑道道”，，又称称柔性性路面面，其其优点点为：：（1））沥青青路面面由于于车轮轮与路路面两两级减减振，，因此此行车车舒适适性好好、噪噪音小小；沥青路面概念9.沥青路路面沥青路面优缺点（2）柔性性路面对路路基、地基基变形或不不均匀沉降降的适应性性强；（3）沥青青路面修复复速度快，，碾压后即即可通车。。沥青路面的的缺点：（1）压压实的混合合料空隙率率大，耐水水性差，宜宜产生水损损坏，一个个雨季就可可能造成路路面大量破破损；（2）沥沥青材料的的温度稳定定性差，脆脆点到软化化点之间的的温度区间间偏小，冬冬季易脆裂裂，夏季易易软化；（3）沥青青是有机高高分子材料料，耐老化化性差，使使用数年后后，将产生生老化龟裂裂破坏；（4）平整整度的保持持性差，不不仅沉降会会带来平整整度劣化，，而且材料料软化会形形成车辙。。9.沥青路路面沥青路面优缺点沥青路面按按技术品质质和使用情情况分类：：沥青混凝凝土路面、、沥青碎石石路面、沥沥青贯入式式、沥青表表面处治。。沥青混凝土土路面由适当比例例的各种不不同大小颗颗粒的集料料、矿粉和和沥青，加加热到一定定温度后拌拌合，经摊摊铺压实而而成的路面面面层。特特点：透水水性小、水水稳定性好好、耐久性性高，使用用年限达15~20年以上，适适用各级公公路面层，，但路面允允许拉应变变值较小，，容易产生生横向裂缝缝。沥青碎石路路面高温稳定性性好，不易易产生波浪浪，冬季不不易产生冻冻结裂缝。。材料组成成设计比较较容易满足足要求；沥沥青用料少少，且不用用矿粉，造造价低。但但孔隙大易易渗水和老老化。适用用于面层下下层、联接接层或整平平层。9.沥青路路面沥青路面类型沥青贯入式式路面需要2~3周的成型区区，在行车车碾压与重重力作用下下，沥青包包裹石料，，填充空隙隙，形成整整体的稳定定结构层，，温度稳定定性好。适适用于三、、四级公路路，也可作作为沥青混混凝土面层层的联结层层。沥青表面处处治，用沥青和和集料按层层铺法或拌拌合法铺筑筑而成的厚厚度不超过过3cm的沥青面层层。使用寿寿命比贯入入式的短。。一般用于于三、四级级公路，也也可用作沥沥青面层的的磨耗层、、防滑层。。沥青路面按按组成结构构分类：密实—悬浮结构、、骨架—空隙结构、、密实—骨架结构。。沥青路面按按按矿料级级配分类：密级配、、开级配、半开级配。9.沥青路路面密实—悬浮结构骨架—空隙结构密实—骨架结构9.沥青路路面如：AC-I型沥青混凝土土如：沥青碎石混合合料（AN）如：沥青碎石玛蹄蹄脂混合料（（SMA）9.沥青路面面根据铺筑和压压实时沥青混混合料的温度度，沥青碎石石可分为热铺铺、温铺和冷冷铺三种。特点：①由于沥沥青碎石的强强度主要靠石石料颗粒间的的嵌锁力，受受沥青软化的的影响较小，，因此其热稳稳性较好沥青碎石的沥沥青用量较沥沥青混凝土和和沥青贯入式式为少，因此此，沥青碎石石的工程造价价较低。沥青碎石混合合料可以在厂厂内或中心站站集中拌制，，质量容易得得到保证沥青碎石面层层的可施工期期比沥青贯入入式面层长沥青碎石的主主要缺点是：：孔隙率较大大，空气和表表面水易透入入9.沥青路面面沥青稳定碎石层沥青混凝土路路面由适当比例的的各种不同大大小颗粒的集集料、矿粉和和沥青，加热热到一定温度度后拌合，经经摊铺压实而而成的路面面面层。按粒径大小可可分为：细粒粒式沥青混泥泥土、中粒式式沥青混泥土土、粗粒式沥沥青混泥土。。特点：透水性性小、水稳定定性好、耐久久性高，使用用年限达15~20年以以上，适用各各级公路面层层，但路面允允许拉应变值值较小，容易易产生横向裂裂缝。沥青混混凝土路面的的施工有层铺铺法和拌和法法两类。沥青混凝土沥青混凝土优缺点①质量符符合要求的沥沥青混凝土路路面强度高②具有良良好的平整度度，表面坚实实、无接缝，，且经久耐用用。③透水性性小④混合料料通常集中在在拌和楼用机机械加工拌制制，石料的配配合比以及沥沥青用量都得得以严格控制制，质量容易易得到保证。。⑤施工作作业面大，操操作方便。⑥沥青混混凝土面层的的可施工期较较沥青表面处处治和沥青贯贯入要长。9.沥青路面面面层施工—拌合运输沥青混凝土面面层摊铺沥青混凝土面面层碾压沥青混凝土路路面施工面层施工—摊铺面层施工—碾压（钢轮））面层施工—碾压（胶轮））面层施工—摊铺面层施工-摊铺测高程沥青贯入式路路面指在初步步压实的碎石石(或破碎砾砾石)上，分分层浇洒沥青青、撒布嵌缝缝料，或再在在上部铺筑热热拌沥青混合合料封层，经经压实而成的的沥青面层。。沥青贯入式路面9.沥青路面面施工工艺如右右图表面处治路面面施工程序为为：备料→清清扫基层、放放样和安装路路缘石→浇洒洒透层沥青→→洒布第一次次沥青→铺撒撒第一次矿料料→碾压→洒洒布第二层沥沥青→铺撒第第二层矿料→→碾压→洒布布第三层沥青青→铺撒第三三层沥青→碾碾压→初期养养护。9.沥青路面面沥青表面处治治路面，是用用沥青和集料料按层铺或拌拌和法施工，，其厚度不大大于3cm的的一种薄层面面层。表面处处治按浇洒沥沥青和撒布集集料的遍数不不同，分为单单层式、双层层式、三层式式。其作用主主要是对非沥沥青承重层起起保护和防磨磨耗作用一般般用于三、四四级公路，也也可用作沥青青路面的磨耗耗层、防滑层层。沥青表面处治浇洒沥青铺撒矿料铺撒矿料水泥混凝土路路面是指以水水泥混凝土为为主要材料做做面层的路面面，简称混凝凝土路面。它它是一种高级级路面。水泥泥混凝土路面面有素混凝土土、钢筋混凝凝土、连续配配筋混凝土、、预应力混凝凝土、钢纤维维混凝土和装装配式混凝土土等各种路面面。目前我国采用用得最广泛的的是现场浇筑筑的普通混凝凝土路面，这这类混凝土路路面除接缝区区和局部范围围(边缘或角角隅)外，不不配置钢筋，，亦称素混凝凝土路面。10.水泥混混凝土路面水泥砼路面概念普通水泥混凝凝土路面连续配筋水泥泥混凝土路面面水泥混凝土路路面俗称“白白道”，又称称刚性路面，，其优点是：（1）水稳稳定性较高，，在暴雨及短短期浸水条件件下，路面可可照常通行；；（2）温度度稳定性高，，无车辙现象象；（3）水泥泥混凝土是无无机胶凝材料料，主要水化化产物水化硅硅酸钙既是其其强度的主要要来源，既耐耐老化，又无无污染。水泥泥石风化与沥沥青老化相比比，时间长10倍以上，，不构成工程程问题。（4）平整整度的保持期期长。（5）在相相同技术和工工艺水平下，，水泥路面大大修前的使用用年限长。高高速公路水泥泥路面的设计计基准期30年，沥青路路面的设计基基准期15年年。我国目前前的基本状况况是超载和重重交通路段高高速公路沥青青路面可使用用5年，水泥泥路面可使用用10年。10.水泥混混凝土路面水泥砼路面优缺点水泥路面的缺缺点：（1）在相相同平整度条条件下，由于于刚性路面不不减振，因此此行车舒适性性不及沥青路路面；噪音较较大，我国对对低噪音水泥泥路面尚未开开展研究和应应用；（2）在路路基、地基变变形或不均匀匀沉降条件下下，易形成脱脱空，附加应应力很大，极极易产生断裂裂破坏，对路路基稳定性要要求高，对不不均匀沉降的的适应性差。。（3）水泥泥路面强度高高、硬度大，，即使断板后后也难于清除除，修复难度度大，新浇筑筑面板的养护护期较长。10.水泥混混凝土路面水泥砼路面优缺点按作用的不同同，接缝可分分为缩缝、胀缝和施工缝三类设置位置和构构造应能满足足三方面的要要求：1、控制温度度伸缩形力和和翘曲应力所所引起的开裂裂出现的位置置；2、能提供一一定的荷载传传递能力；3、防止路表表水下渗和坚坚硬杂物贯入入缝隙内。水泥混凝土路面的接缝10.水泥混混凝土路面纵缝横缝10.水泥混混凝土路面普通混凝土路路面接缝构造造纵缝纵缩缝一般按按3～4.5m设置缝壁涂沥青，，缝的上部留留宽6～8mm的缝隙，内浇浇灌填缝料拉杆长50～70cm，直径18～20mm异形钢筋,间距1.0～1.5ma)平头缝纵缩缝的构造造形式b)平头缝加拉杆杆c)企口缝加拉杆杆道路平面图缩缝施工缝a)平头缝纵缩缝的构造造形式横缝胀（伸）缝缩缝施工缝套筒式传力杆杆胀缝普通混凝土路路面接缝构造造道路平面图胀缝间距一般为100~200m,在桥涵两端以以及小半径平平、竖曲线处处应设置胀缝缝。是真缝缝内填弹性嵌嵌缝板，缝上上部灌填缝料料传力杆为直径径20～25mm的光圆钢筋缩缝间距一般为4～6m通常是假缝构造形式同纵纵缝缩缝施工缝：每天工作结结束或因临时时原因而中断断施工时，需需设置施工缝缝。混凝土一次铺铺筑宽度小于于路面宽度时时，需设置纵纵向施工缝。。横向施工缝缝应尽可能设设在缩缝处，，做成设传力力杆的平缝形形式。如有困困难而设在缩缩缝之间时，，施工缝采用用设拉杆的企企口形式，以以保证缝隙不不张开。纵向向施工缝则采采用设拉杆的的平缝或设拉拉杆的企口缝缝形式。4.4水泥混凝土路路面b)平头缝加拉杆杆c)企口缝加拉杆杆a)平头缝施工缝：每天工作结结束或因临时时原因而中断断施工时，需需设置施工缝缝。混凝土一次铺铺筑宽度小于于路面宽度时时，需设置纵纵向施工缝。。横向施工缝缝应尽可能设设在缩缝处，，做成设传力力杆的平缝形形式。如有困困难而设在缩缩缝之间时，，施工缝采用用设拉杆的企企口形式，以以保证缝隙不不张开。纵向向施工缝则采采用设拉杆的的平缝或设拉拉杆的企口缝缝形式。10.水泥混凝土路路面b)平头缝加拉杆杆c)企口缝加拉杆杆a)平头缝支模振捣三辊轴施工表面整修切缝填缝轨道式摊铺机机施工