养护工培训课件

公路养护工培训

（高级）

二0一二年十一月目录第一章基本知识第一节路基路面及其附属结构物结构设计第二节小桥涵及其附属结构物设计第二章专业知识第一节路基路面病害第二节小桥涵的病害第三节改善工程及复杂大修工程第三章高级公路养护工相关知识(公路工程制图)第六篇高级公路养护工技能要求

（路基病害处理）第一章基本知识第一节路基路面及其附属结构物结构设计一、公路自然区划、路线设计基本内容（一）公路自然区划一级自然区：将我国化为多年冻土，季节冻土，全年不冻土三大地带，然后根据水热平衡和地理位置划为冻土，潮湿，干湿过度，湿热，潮暖，干旱，高寒七大区，一级自然区有共同标志，即：气候因素是潮湿系数K值。二级自然区：在一级区划的基础上以潮湿系数K为主进一步划分为33个二级区和19个副区，共52个自然区。三级自然区：二级区划的进一步划分，有两种划分法，一种是按照地貌，水文，地质划分，另一种是基于水热，地理，地貌划分。潮湿系数K值按全年的大小分为六个等级：过湿区K＞2.00

中湿区2.00≥K＞1.50

湿润区1.50≥K＞1.00

润干区1.00≥K＞0.50

中干区0.50≥K＞0.25

过干区K＜0.25潮湿系数KK=R/Z

式中：R—年降水量（mm）

Z—年蒸发量（mm）年蒸发量Z无法直接测定，用蒸发力（可能的蒸发量）ET来代替Z计算。蒸发力Er的计算，采用H﹒L彭曼公式：

Er=F×E0

式中：F—季节系数

E0—水面蒸发量（mm）（二）各自然区路基临界高度与最小填土高度路基临界高度：当路基处于干燥、中湿或潮湿状态时，路床底面距地下水位或地面积水水位的最小高度。填土高度：路肩边缘至原地面的高度。最小填土高度：砂性土：0.3-0.5mm

黏性土：0.4-0.7mm

粉性土：0.5-0.8（三）路线设计基本内容及要求1、内容：平、纵、横三方面综合设计,做到平面顺适纵坡均衡，横面合理。2、要求：①车辆行驶有安全舒适感，②同沿线环境相协调，③视觉上能诱导视线保持线形连续性，④尽量避免在同一山坡上布置较多的回头曲线，⑤避免穿过地质不良地区，⑥避免穿过城镇，重视环境保护。二、公路工程技术标准的主要指标及其确定的基本依据（一）主要指标1、设计车辆外廓主要尺寸：表5-22、计算行车速度：指在天气良好、交通量小、路面干净的条件下，中等技术水平的司机在道路受限制部分能够保持安全而舒适行驶的最大速度。表5-3按不同计算车速设计的路段长度不宜过短：高速、一级公路≥20km，特殊情况取10km；其他等级公路≥10km，特殊取情况取3km。3、计算用地范围4、划清建筑限界：图5-1

道路建筑界限：为保证车辆、行人通行的安全，对公路和桥面上以及隧道中规定的高度和宽度范围内不允许有任何障碍物的空间界限。5、抗震设计基本烈度大于9度地区，抗震设计基本烈度小于7度地区，不考虑抗震设计（二）确定依据三、公路工程技术标准的主要指标及其确定依据，路基受力后应力分布情况（一）路基干湿类型土的含水量：土中水的质量与土的固体颗粒质量之比的百分率，表示土的干湿程度。式中：ww—土中水的质量(g)，为含水状态时土的质量与烘干后的土质量之差；

w—土中固体颗粒的质量(g)，为烘干后土的质量。相对含水量：天然含水量与液限含水量的比值。液限含水量：流动状态和可塑状态的分界含水量。路面干湿状态，根据分界相对含水量分为：干燥ω0、中湿ω1

、潮湿ω2、过湿ω3。路基干湿状态，根据实测不利季节路床表面以下80cm深度内的平均相对含水量确定：式中：

—路槽底面以下80cm深度内的手术平均含水量

ωy—76g平衡锥所测土样的液限，%（二）路基受力后应力分布情况静载：路基的自重。活载（动载）：汽车的轮重。路基土本身质量在深度为Z处所引起的应力

σB=rZ

式中：r—土的容重四、土基压实的目的原理，挡土墙的受力状态（一）土基压实的目的和原理(1)、目的：提高路基的强度和稳定性,增强它对外部荷载与自然因素的抵抗力。(2)、原理压实度：土或其他筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，以百分率表示。影响压实的因素：含水量、土的厚度、土的性质、压实机械。塑性变形：又称为“永久变形”，指外力拆除之后不能回复的变形。渗透系数：表示岩土透水性能的数量指标，单位cm/s。毛细水作用隔温性能（二）挡土墙的受力状态

1、主要力系

2、附加力

3、特殊力五、柔性路面指的是刚度较小、抗弯拉强度较低，主要靠抗压、抗剪强度来承受车辆荷载作用的路面。一般是指沥青混凝土路面。（一）设计原理和基本内容（二）设计指标路面容许弯沉值：路面在使用末期的不利季节，在设计标准轴载作用下容许出现的最大回弹弯沉值。ls≤lR

式中：ls—路面实有回弹弯沉值

lR—容许回弹弯沉值弯沉：规定的标准轴载作用下，路基或路面表面轮隙位置产生的总垂直变形或垂直回弹变形值，0.01mm为单位。弯拉应力：σR≥σm

式中：σR—材料实有的容许弯拉应力

σm—荷载作用下结构层实际产生的拉应力（三）轴载作用次数的换算方法

式中：Ne—设计年限内一个车道上标准轴载累计作用轴次（次）

β—回归系数

式中：Ae—公路等级或城市道路分类系数

As—路面类型系数不同轴载车辆的换算：式中：Ci1—后轴读数，单后轴读数为1，双后轴读数为2；

Ci2—轮组系数，双轮组为1，单轮组为0.25，四轮组为4。单车道多车道

（四）柔性路面结构组合设计原则及要求1、原则2、要求

(1)、适应行车荷载作用要求

(2)、在各种自然因素作用下稳定性好

(3)、考虑结构层的特点（五）三层体系路面厚度计算方法和步骤以轴载BZZ-100、双轮组为标准，容许弯沉值为指标进行设计。1、选择路面等级。2、将调查所得的混合行驶各类交通按下式换算为标准轴作用的当量轴次。3、推算设计年限末路面累计作用轴次Ne。4、依据拟定面层类型，计算容许回弹弯沉值。5、根据选定材料及面层类型拟定结构组成方案。6、按容许弯沉指标值设计层厚度。六、水泥砼路面的工作特性、设计方法、设计参数和板厚计算（一）砼路面的工作特性

1、水泥砼路面是弹性地基上的弹性板，在荷载作用下垂直变形小；

2、由于混凝土材料的抗弯拉强度低，在重复作用下产生疲劳损坏；

3、受温度影响较大，通常设缝把路面分成一定大小的板块减弱其作用；

4、有足够强度，均匀性及水平性。（二）砼路面设计方法、参数设计参数如下：1、标准轴载：以重100KN的单轴荷载作为标准轴载2、轴载换算：依照等效疲劳损坏的原则进行。3、交通分级：按使用初期设计车道每日通过的标准轴载作用次数NS将水泥砼路面承受的交通分为特重、重、中等和轻四个等级。4、设计使用年限和累计作用次数：设计年限为20-40年不等，交通越繁重，设计使用年限越长。5、砼设计强度和弯拉特性模量：砼设计强度以龄期28d的弯拉强度为标准，当90日不开放交通时，采用90d龄期强度（为28日强度的1.1倍）。6、砼面板内最大温度梯度：表5-13板的温度梯度：砼面板顶面和底面温度之差除以板厚。（三）砼路面板厚度计算步骤1、计算远景交通量2、结构组合层设计3、计算基层的力学参数4、确定砼的力学强度指标5、计算应力σp6、确定板厚h第二节小桥涵及其附属结构物设计一、小桥涵的基本概念（一）小桥涵的一般知识:表5-18（二）小桥涵设计的基本知识小桥涵位置选择

1、小桥位置选择

2、涵洞位置选择流量确定方法：洪水调查和推算设计流量桥孔跨径设计要求（三）公路小桥涵的设计荷载公路桥涵设计荷载：表5-191、永久荷载（恒载）：在设计使用期内其值不随时间变化，或其变化与平均值相比忽略不计。2、可变荷载：设计使用期内其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。分为基本可变荷载（活载）和其他可变荷载。3、偶然荷载：船只或漂流物（排筏等）撞击力和地震荷载。荷载组合：6类其他可变荷载组合：表5-20荷载标准值车辆荷载等级确定：表5-21二、钢筋砼小桥和涵洞基本知识（一）、分类、适用和特点1、钢筋砼梁桥与涵洞的分类及适用条件（1）、钢筋砼梁桥与涵洞的分类及适用条件①按承重结构的截面形式划分

a、板桥（L≤10多米）

b、肋板式梁桥（L=13～15m）

c、箱型梁桥(L≥50m)②按承重结构的静力体系划分

a、简支梁桥b、连续梁桥

c、悬臂梁桥（2）、涵洞分类及适用条件①按建筑材料分：砖涵、石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵、木涵、陶瓷管涵、缸瓦管涵②按构造形式分：

a、圆管涵b、盖板涵

c、拱涵d、箱涵③按有无履土分：

a、明涵:洞顶无填土，适用于低路堤及浅沟渠处。

b、暗涵:洞顶有填土，且最小填土厚度应大于50cm，适用于高路堤及深沟渠处。（二）、钢筋砼初步知识1、钢筋砼混凝土标号：指按标准方法制作、养护的边长为20cm的立方体标准试件，在28d龄期用标准试验方法所测得的抗压极限强度，以kgf/cm2计。2、钢筋3、钢筋与混凝土的共同工作黏结力组成：

a、混凝土硬化收缩将钢筋握紧产生的摩擦力；

b、水泥浆凝结后与钢筋表面产生的胶结力；

c、钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。平均黏结应力计算：（三）、钢筋砼板、梁和涵洞的基本构造1、钢筋砼板的构造(1)、截面形式及尺寸

a、截面形式

b、宽度：1m

最小厚度：行车道板≥10cm（2）、钢筋构造

a、主钢筋：板中纵向受力钢筋是指沿板长跨方向配置于受拉区。

b、分布钢筋：与受力钢筋垂直均匀布置的构造钢筋。2、钢筋砼梁的构造(1)、截面形式及尺寸矩形T形工字形箱形（2）、钢筋构造①钢筋种类及作用

a、主钢筋（纵向受力筋）

b、弯起钢筋

c、箍筋

d、架立钢筋

e、纵向水平钢筋②主钢筋直径、根数、间距及排列

a、直径：14～32mm，不超过40mm。

b、根数

c、净距：指钢筋表面到表面的距离。③箍筋、架立钢筋及纵向水平钢筋的构造要求

a、箍筋D≥6mm，且不小于1/4主钢筋直径；

b、架立钢筋D=10～14mm；

c、纵向水平钢筋D=8～10mm。3、涵洞的基本构造涵洞由洞身、洞口建筑、基础和附属工程组成。①洞身：它的截面形式有圆形、拱形、箱形三大类。②洞口：常用的形式有一字（墙）式、八字式。③基础非整体式：涵洞孔径较大，地基情况良好。整体式：涵洞孔径较小。④附属工程：包括锥体护坡（路基边坡）、河床铺砌及人工水道等。（四）桥面构造和支座的形式、构造和条件1、桥面构造(1)、桥面铺装(2)、桥面排水设施

i＞2,L＜50时：不设；

i＞2,L＜50时：12～15设米一个；

i＜2时：6～8设米一个。(3)、桥面伸缩缝(4)、人行道及安全带(5)、栏杆2、支座的形式、构造及适用条件（1）、简易垫层支座:L＜10m的简支梁桥，可不设专门的支座结构，而采用由几层油毛毡或石棉做成的简易垫层支座，变形性能较差。（2）、弧形钢板支座：L=10～200m，支座反力≤60KN的简支梁，目前很少使用。（3）、钢筋砼摆柱式支座：L≥10m的梁式桥。（4）、橡胶支座：构造简单、施工方便、造价低、吸震好、结构高度小，安装方便和使用性能良好，因此适用面广。三、拱桥的基本知识（一）、拱桥的特点、优缺点、类型和适用条件1、特点:将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力，使拱的弯距大大减小，拱主要承受压力，充分发挥圬工材料抗压性能。2、优缺点优点：

a、具有较大的跨越能力；

b、就地取材；

c、能耐久，养护维修费用少；

d、构造较简单，受力明确简洁；

e、形式多样、外型美观。缺点：

a、有水平推力的拱桥，对地基基础要求较高，多孔连续拱桥互相影响；

b、跨径较大时，自重较大，对施工工艺等要求较高；

c、建筑高度较高，对稳定不利。3、分类和适用条件(1)、按结构受力图分类无铰拱双铰拱三铰拱

a、简单体系

b、组合体系无铰拱双铰拱三铰拱无推力拱有推力拱(2)、按主拱圈截面形式分类

a、板拱桥b、肋拱桥例：重庆巫山长江大桥

c、双曲拱桥d、箱形拱桥例：新长春大桥例：橘子洲大桥（二）、砖石及砼结构的初步知识亦称圬工结构优点缺点砖、石及砼力学性能1、材料（1）、块材类：砖、石料、砼预制块。（2）、砌体类：

a、片石砌体

b、规则块材砌体：块石砌体、粗料石砌体、砼预制块砌体、砖砌体2、砌体的抗压强度（1）、影响因素

a、块材和砂浆强度（主要因素）

b、块材尺寸和形状

c、砌缝厚度(2)、标准强度详见《公路桥涵设计规范》

（三）、拱桥构造1、主拱圈构造2、拱上建筑构造（1）、实腹式（小跨径）

例：故宫金水桥（2）、空腹式（大、中跨径）

例：赵州桥（四）拱桥设计基本理论1、拱桥总体布置（1）、确定桥梁的设计标高和矢跨比

a、标高

b、矢跨比：拱圈（或肋拱）的计算矢高s与计算跨径l之比。砖、石、混凝土板拱桥及双曲拱桥：1/4-1/8，不宜＜1/8；箱形拱桥：1/6-1/10；圬工拱桥：不宜＜1/10；钢筋砼桁架桥、刚架拱桥：1/6-1/10，不宜＜1/12。（2）、不等跨连续拱桥的处理方法

a、采用不同的矢跨比

b、采用不同的拱脚高程

c、调整拱上建筑的恒载质量2、拱轴系数的选择和拱上建筑布置(1)、拱轴系数：拱顶处横载强度gd与拱脚处横载强度gj之比。即m=gd/gj(2)、拱轴线：圆弧线、悬链线、抛物线四、小桥涵的基础、墩台基本知识上部结构：桥面—路面、人行道桥面系—纵梁、横梁或其他形式承重构件—主梁（或拱、索）连接系—纵向及横向下部结构：支座—固定支座、活动支座等墩台—桥台（位于岸边）（包括：承台、台身、台帽等）、桥墩（位于中间）(包括：墩柱、系梁、盖梁等）基础—浅基础或深基础（桩、沉井或沉箱）（一）、基础、墩台的形式、构造和适用条件1、基础的形式、构造和适用条件（1）、天然地基上的浅基础

a、刚性基础

b、柔性基础（2）、深基础

a、桩基础

b、沉井基础2、墩台的形式、构造和适用条件(1)、重力式墩台(2)、轻型墩台组成墩台帽墩台身基础（二）基础、墩台设计的基本理论知识1、基础设计的基本理论知识（1）、需要的资料（2）、计算荷载的确定2、墩台设计的基本理论知识（1）、桥墩

①重力式桥墩

a、梁桥重力式桥墩b、拱桥重力式桥墩②轻型桥墩

a、梁桥轻型桥墩b、拱桥轻型桥墩（2）、桥台①重力式桥台②轻型桥台第二章专业知识第一节路基路面病害1、路堤沉陷2、边坡溜方、滑坡及风蚀3、路堤沿地基滑动4、路堤坍散5、边坡溜方和滑坡6、边坡崩塌和碎落7、保证路基稳定性措施8、砼本身的破坏：裂缝和断裂第二节小桥涵的病害一、圬工小桥纵向裂缝产生的原因和控制措施1、产生原因2、防治措施二、挡土墙的修理和加固措施1、裂缝、断裂2、倾斜、膨胀、滑动或下沉3、表面出现风化剥落4、受洪水冲刷，基础被掏空，未危及挡土墙本身三、小桥涵河床冲刷的原因和防治措施1、原因2、防治措施第三节改善工程及复杂大修工程一、沥青路面的类型、特点和适用范围（一）按沥青路面强度构成的原则分1、嵌挤原则2、密实混合料原则（二）按施工工艺分1、层铺法2、拌合法二、沥青路面的施工方法和工序1、沥青表面处治2、沥青贯入式路面3、沥青砼和沥青碎石路面三、柔性路面补强、路面工业废渣基层的特性以及不同材料的基层的施工1、柔性路面补强设计2、路面工业废渣基础特性3、基层施工四、桥涵围堰、管涵施工、钢筋砼构件拆模期限、石拱桥上部施工及小桥上下部抗震和防震加固措施1、桥涵基础施工中围堰施工方法及选定依据（1）、土堰（2）、草（麻）袋围堰（3）、板桩围堰2、管涵施工工序（1）、预制（2）、运输与装卸（3）、安装3、钢筋砼构件拆模期限4