路面施工课件

路面施工学习情境1：公路路面结构图设计与识读学习情境2：路面施工准备工作学习情境3：基层和垫层施工学习情境4：沥青路面施工学习情境5：水泥混凝土路面施工学习情境6：路面实施性施工组织设计编制第1页/共100页路面施工学习情境1：公路路面结构图设计与识读第1页/共1001路面施工职业能力目标：

1.能进行道路面基（垫）层施工；2.能进行水泥混凝土面层施工；3.能进行沥青混凝土面层施工；4.能进行块料路面和人行道附属工程施工；5.能在路面工程施工中进行进度、质量、成本、安全、环境保护控制，完成相应内业资料收集、填写、整理工作；6.能完成各项工程检验、验收及竣工交接工作。第2页/共100页路面施工职业能力目标：1.能进行道路面基（垫）层施工；22路面施工学习情境1：公路路面结构图设计与识读工作任务一：认知公路路面结构组成工作任务二：认知对路面的基本要求工作任务三：收集公路路面设计资料工作任务四：公路沥青路面结构图设计工作任务五：公路水泥混凝土路面结构图设计工作任务六：认知路面排水结构工作任务七：阅读与绘制公路路面结构图第3页/共100页路面施工学习情境1：公路路面结构图设计与识读第3页/共1003学习目标：

知道公路路面工程的结构组成、路拱形式及路面类型；知道公路路面设计应收集的资料及分析、处理的方法；能正确选用面层、基层、垫层的类型；知道公路沥青路面、水泥混凝土路面设计的基本原理、设计依据、内容和方法；能根据具体条件选择路面结构形式；根据设计资料和有关技术规范的要求，正确绘制常用沥青路面和水泥混凝土路面结构图；能读懂路面结构设计图表；会计算路面工程数量。第4页/共100页学习目标：知道公路路面工程的结构组成、路拱4项目：

任务1：沥青路面结构图设计；任务2：水泥混凝土路面结构图设计。第5页/共100页项目：任务1：沥青路面结构图设计；第5页/共100页5工作任务一：认知公路路面结构图组成一、路面结构层次二、路拱及路拱横坡度三、路面分类第6页/共100页工作任务一：认知公路路面结构图组成一、路面结构层次第6页/共6路面的结构及组成路面横断面：a）槽式b）全铺式

路拱横坡度：

第7页/共100页路面的结构及组成路面横断面：路拱横坡度：第7页/共100页7一、路面结构及层次划分

行车荷载和自然因素对路面的影响随深度的增加而逐渐减弱。因此，对路面材料的强度、刚度及稳定性等要求也可随深度而逐渐降低。为适应这一特点，路面结构通常按深度递减的原则采用不同的材料分层铺筑。现行路面设计规范规定，高级路面结构由面层、基层和垫层组成，各层又可分为二至三层（图1-2）。第8页/共100页一、路面结构及层次划分行车荷载和自然因素对路面的8图1-2路面结构组成

1-面层；2-基层；3-垫层；4-水泥混凝土路面板；5-路肩面层；6-路肩基层；7-路基；8-路拱横坡；9-路肩横坡；

10-行车道宽度；11-路肩宽度；12-路基顶宽；第9页/共100页图1-2路面结构组成第9页/共100页9第10页/共100页第10页/共100页10路面结构层位及其功能

面层：强度、抗变形能力、水温稳定性、平整度和抗滑性，耐久性。

基层：强度和刚度，扩散荷载能力、水温稳定性。

垫层：水稳定性和隔温性能。第11页/共100页路面结构层位及其功能面层：强度、抗变形能力、水温稳定11结构层的基本要求

面层——面层是直接与行车和自然因素相接触的表面层次，其主要作用是承受行车荷载引起的垂直力、水平力、冲击力以及自然因素的作用。与其他层次相比，要求面层应具有较高的结构强度、平整、耐磨、抗滑，同时还应密实不透水，并且有良好的温度稳定性。第12页/共100页结构层的基本要求面层——面层是直接与行车和自然因素12第13页/共100页第13页/共100页13结构层的基本要求

基层——设置在面层之下，并与面层一起将车轮荷载的作用传递到土基的结构层。基层的作用和要求视面层的类型不同而有所差异。第14页/共100页结构层的基本要求基层——设置在面层之下，并与面层一起将车14

基层：在沥青路面结构中，直接位于路面面层之下的主要承重层。

底基层：铺筑在基层下的次要承重层。一般常将二者统称为基层。

基层承受由面层传递而来的行车荷载垂直应力作用，抵御环境因素的影响，是构成路面整体强度的主要组成部分，因此，基层既应具有足够的强度，又应具有良好的水温稳定性和耐久性。基层、底基层第15页/共100页基层：在沥青路面结构中，直接位于路面面层之下的主要承重15

则由于面层厚度较薄，刚度较小，由其传递给基层的荷载应力较大，因此，沥青路面的基层是承受车辆荷载作用的主层次，一般称之为承重层。它要求材料具有足够的强度和抗变形能力，具有良好的温度稳定性和水稳定性，为适应荷载和环境因素的作用，还要求材料具有良好的耐久性。

（1）面层若为沥青路面第16页/共100页则由于面层厚度较薄，刚度较小，由其传递给基层的荷16

则由于路面板的刚度大，传递给基层的应力较小，此时基层的主要作用不是承重，而是保证整个路面结构的整体刚度，防止出现面板断裂、唧泥、错台等病害的重要支承层。它要求基层材料强度均匀，具有良好的整体性和稳定性，表面平整，密实不透水。

（2）面层若为刚性路面（水泥混凝土路面）第17页/共100页则由于路面板的刚度大，传递给基层的应力较小，此时17根据材料组成及使用性能的不同，基层分为：

（1）有结合料的稳定类

有机结合料的稳定类基层：如沥青碎石、沥青贯入式等

无机结合料的稳定类基层：如水泥、石灰、工业废渣等。

（2）无结合料的粒料类第18页/共100页根据材料组成及使用性能的不同，基层分为：第18页/共1018

半刚性基层：是用无机结合料与集料或土组成的混合料铺筑的，具有一定厚度的路面结构层――是二级以上公路的主要基层类型。

特点：整体性好、强度高、刚度大、水稳定性好、经济效益佳。

分类：按结合材料和强度形成机理的不同分为水泥稳定类、石灰稳定类、工业废渣稳定类。

第19页/共100页半刚性基层：是用无机结合料与集料或土组成的混合料铺筑的，19结构层的基本要求第20页/共100页结构层的基本要求第20页/共100页20垫层——垫层介于基层和土基之间，其主要作用是调节土基的温度和湿度状态。

a.

改善面层和基层的工作条件，从而保证面层和基层的强度、刚度、稳定性不受土基水温状况的影响。第21页/共100页垫层——垫层介于基层和土基之间，其主要作用是调节土基的温度和21

b.垫层还可扩散由基层传递下来的车辆荷载应力，以减小土基由此而产生的应力和变形。

c.同时还可防止由于路基土与基层的相互掺杂污染而对基层结构性能的影响。

垫层对材料的强度要求不一定高，但要求其具有良好的水稳定性和隔温性能，一般可选用松散砂砾、工业废渣或其他整体性材料。第22页/共100页b.垫层还可扩散由基层传递下来的车辆荷载22为排除路面路基中滞留的自由水，确保路面结构处于干燥或中湿状态，需设置以下几种垫层：排水垫层隔水垫层防冻垫层隔离防污垫层第23页/共100页为排除路面路基中滞留的自由水，确保路面结构处于干燥或中湿23在路面设计和施工中，为了加强沥青路面结构层的层间接触，避免层间滑动位移产生，保持路面结构的整体性，在基层表面以及面层间设置的沥青或沥青混合料联结层；或为了防止水分浸入而在沥青面层或基层上铺筑的有一定厚度的沥青混合料薄层，统称为路面功能层。

功能层第24页/共100页在路面设计和施工中，为了加强沥青路面结构层的层间接触，避24

路面功能层包括透层、粘层和封层。透层：为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好，在基层上喷洒液体石油沥青或乳化沥青或煤沥青而形成的透入基层表面一定深度的薄层，也称为透层沥青或透层油。

功能层第25页/共100页路面功能层包括透层、粘层和封层。功能层第25页/共1025

路面功能层包括透层、粘层和封层。粘层：为加强路面沥青层与沥青层之间、沥青层与水泥混凝土路面之间的粘结而洒布的沥青材料薄层，也称为粘层沥青或粘层油。封层：为封闭路面表面空隙、防止水分浸入而在沥青面层或基层上铺筑的有一定厚度的沥青混合料薄层，其中在沥青面层表层的为上封层，在沥青面层下面、基层表面的为下封层。

功能层第26页/共100页路面功能层包括透层、粘层和封层。功能层第26页/共1026

功能层第27页/共100页功能层第27页/共100页27二、路面的等级与分类路面的分级第28页/共100页二、路面的等级与分类路面的分级第28页/共100页28二、路面的等级与分类路面的分类按力学特性分：柔性路面、刚性路面、半刚性路面…按材料分：水泥路面、沥青路面、砂石路面…第29页/共100页二、路面的等级与分类路面的分类按力学特性分：柔性路面、刚性路29路面分级

分级依据：道路技术标准、路面面层的使用品质、材料组成类型及其结构强度和稳定性。（1）高级路面：具有强度高，刚度大，稳定性好的特点，其使用寿命长，能承载繁重的交通，且平整无尘，能保证高速行车，且养护费用少，运输成本低，但初期建设投资高，需采用高质量的材料修筑，一般适用于交通量大，行车速度高的道路。第30页/共100页路面分级分级依据：道路技术标准、路面面层的使用品质、材30路面分级（2）次高级路面：强度、稳定性及耐久性均低于高级路面，所适应的交通量也较小，能保证车辆以较高速度行驶，但必须作经常性的养护和维修，其初期修建费用略低于高级路面，但使用期的养护费用较高。第31页/共100页路面分级（2）次高级路面：强度、稳定性及耐久性均低于高级路面31表1-1

路面等级及面层类型路面等级

面层主要类型使用年限（年）适应的道路等级高级路面沥青混凝土，厂拌沥青碎石15高速、一级公路、城市快速路、主干路水泥混凝土30～40次高级路面沥青贯入碎、砾石，路拌沥青碎石12汽车专用二级公路城市主干路、次干路沥青表面处治8中级路面级配砾石、泥结碎石及其它粒料5一般二、三级公路，城市支路低级路面加固土或改善土5四级公路第32页/共100页表1-1路面等级及面层类型使用年32（3）中级路面：一般适应于中等交通的道路，其强度低，平整度差，易扬尘，行车速度低，需经常养护、维修，运输成本较高，但可使用当地材料，造价较低。（4）低级路面：仅适应于交通量很少的道路，与中级路面相比，其强度更低、稳定性和平整度也差，易扬尘，只能保证低速行车，雨季通车困难，但可大量使用当地材料，造价低。第33页/共100页（3）中级路面：一般适应于中等交通的道路，其强度低，平整度差33三、路面分类

在进行路面结构设计时，主要依据路面结构在行车荷载作用下的力学特征，将路面分为柔性路面，刚性路面和半刚性路面三类。第34页/共100页三、路面分类在进行路面结构设计时，主要依据路面结构在34三、路面分类

（1）柔性路面：主要包括由各种未经处治的粒料基层和各类沥青面层及碎（砾）石或块石面层组成的路面结构。其结构的总体刚度较小，在车辆荷载作用下，产生较大的弯沉变形，由于其结构本身的抗弯拉强度较低，它通过各结构层将车辆荷载传递给土基，使土基承受较大的应力作用。因此，土基的强度和稳定性对整个路面结构有较大影响。第35页/共100页三、路面分类（1）柔性路面：主要包括由各种未经处治的粒35

（2）刚性路面：主要指用水泥混凝土作面层或基层的路面结构，由于其板体有较高的刚度和抗压强度，因而具有较大的扩散荷载的能力。在车辆荷载作用下，土基所承受的应力较小，且水泥混凝土结构层处于弹性工作状态，结构产生的竖向变形也较小。三、路面分类第36页/共100页（2）刚性路面：主要指用水泥混凝土作面层或基层的36

（3）半刚性路面：指用石灰、水泥或其他工业废渣作结合料的稳定土或稳定粒料作基层的路面结构。这类基层完工初期具有柔软的工作特性，但随着时间的延长，其强度逐步提高，板体性增加，刚度增大，故称之为半刚性基层。三、路面分类第37页/共100页（3）半刚性路面：指用石灰、水泥或其他工业废渣作结合37

由于半刚性基层具有一系列良好的性能，且能使用当地材料，成型工艺也较简单，目前已成为我国高级道路的主要类型。三、路面分类第38页/共100页由于半刚性基层具有一系列良好的性能，且能使用当38

柔性路面，刚性路面和半刚性路面，这种以力学特征为标准的分类方法主要是为了便于从功能原理和设计方法出发进行区分，并没有绝对的定量分界界限。三、路面分类第39页/共100页柔性路面，刚性路面和半刚性路面，这种以力学特征为39

近年来材料科学的发展正在逐步改变这种属性，如水泥混凝土的增塑研究正在使它的刚性降低而保留它的高强性质。沥青的改性研究使得沥青混凝土随气候而变化的力学性质趋向稳定，大幅度提高其刚度。三、路面分类第40页/共100页近年来材料科学的发展正在逐步改变这种属性，如水泥混40工作任务二：认知对路面的基本要求一、影响路面的主要因素二、对路面的基本要求第41页/共100页工作任务二：认知对路面的基本要求一、影响路面的主要因素第4141一、影响路面结构稳定的因素分析

温度和湿度是影响路基路面结构稳定性的最重要的自然因素。路基路面结构直接承受自然因素的影响，其结构内部的温度和湿度状况随自然环境的变化而变化，这些变化使路基路面体系的性质与状态也发生相应变化。第42页/共100页一、影响路面结构稳定的因素分析温度和湿度是影响路基路面结构42路基土和路面材料的强度和刚度随路基路面结构内温度和湿度的变化而而膨胀或收缩。沥青混凝土的动弹性模量随温度升高而急剧降低。路基回弹模量随湿度的增加而急剧下降。第43页/共100页路基土和路面材料的强度和刚度随路基路面结构内温度和湿度的变化43路基路面结构内温度和湿度随环境而变化，并沿着结构深度不均匀分布，在不同的时间和不同深度处，这种胀缩变化也不相同。温度应力和湿度应力：路基路面结构内的不均匀胀缩变形受到各种因素的影响而不能实现时，路基路面结构内由此而产生的附加应力。第44页/共100页路基路面结构内温度和湿度随环境而变化，并沿着结构深度不均匀分44路基土和路面材料的力学性质随温度和湿度而产生变化，使路基路面结构分析和计算复杂化，如不能充分估计自然因素变化对路基路面结构产生的影响并在设计计算时加以考虑，路基路面结构则有可能在车辆荷载和自然因素的共同作用下，提前出现损坏，从而缩短路面的使用寿命。因此，进行路基路面结构分析计算时，除充分考虑车辆荷载的影响外，还应考虑自然因素的影响。第45页/共100页路基土和路面材料的力学性质随温度和湿度而产生变化，使路基路面451、路面结构内的温度状况

大气温度在一年四季和每昼夜内均发生周期性的变化，受大气直接影响的路面温度也相应地产生周期性变化。

路表温度变化规律与大气温度变化大致相同。面层结构内不同深度处的温度同样随气温的变化而呈周期性变化，但其变化幅度随深度的增加而减小，峰值也随深度的增加而越来越滞后。第46页/共100页1、路面结构内的温度状况大气温度在一年四季和每昼夜内均发46温度随深度的变化一般呈曲线分布，面层顶面与底面之间的温度坡差，在一昼夜间经历了由顶面温度低于底面温度到顶面温度高于底面温度，再到顶面温度低于底面温度，即由负到正再由正到负的循环变化。由这种温度梯度的变化，具有与气温变化几乎同步的周期性特点。1、路面结构内的温度状况

第47页/共100页温度随深度的变化一般呈曲线分布，面层顶面与底面之间的温度坡差47

面层结构内不同深度处的温度除了昼夜间的变化外，还经历着随一年四季气温变化而变化的过程。1、路面结构内的温度状况

第48页/共100页面层结构内不同深度处的温度除了昼夜间的变化外，还482、路面结构内温度状况分析影响路面结构内温度状况的因素：外部因素：气候条件（太阳辐射、气温、风速、水和蒸发量）。内部因素：路面结构层的热传导性能、热容量及对辐射热吸收能力。第49页/共100页2、路面结构内温度状况分析影响路面结构内温度状况的因素：第449

热传导率：单位温度梯度情况下，单位时间内垂直通过单位面积的热量。热传导率的大小与材料的结构、孔隙率及湿度有关。热容量：单位质量的物质产生单位温度变化时所需要的热量。第50页/共100页热传导率：单位温度梯度情况下，单位时间内垂直通过单位面积的50

在影响路面结构内温度状况的内部因素和外部因素间建立起某种联系，可预测路面结构内的温度状况。常用的方法有统计分析与理论分析两类。

第51页/共100页在影响路面结构内温度状况的内部因素和外部因素间建立起某种51统计分析方法：收集当地的气温和辐射热等气候资料的同时，通过埋设在路面结构层内不同深度处的测温元件，连续观测一年四季路面结构内不同深度处在不同时刻的温度变化，并将路面观测到的路面结构内温度与各气象因素进行逐步回归分析，可建立不同深度处路面结构指标的回归方程。利用这些统计关系，由此即可根据以往的气象资料推算路面结构层内的温度状况。第52页/共100页统计分析方法：收集当地的气温和辐射热等气候资料的同时，通过埋52

理论分析方法：即根据气象资料用理论方法估算路面结构内的温度状况。

假设路面结构内温度在平面方向上均匀分布，则其温度场可用一维热传导方程表示。应用不同的边界条件和方法，求解该偏微分方程，可得到温度场的解析式，或直接求得不同时刻，在不同深度处的温度值。第53页/共100页理论分析方法：即根据气象资料用理论方法估算路面结构内的温度53二、对路面的基本要求强度和刚度水温稳定性耐久性表面平整度表面抗滑性不透水性……第54页/共100页二、对路面的基本要求强度和刚度第54页/共100页54

（1）足够的强度和刚度

行驶在路面上的车辆，一方面通过车轮将竖向压力传递给路基路面，另一方面又使路面受到水平力的作用。在这些外力的作用下，路基路面结构内将产生不同性质和大小的应力、应变及位移，如果路基路面结构整体或某一部分强度或刚度不足以抵抗这些应力、应变及位移的作用，则路基路面结构将出现断裂、碎裂或沉陷、波浪、磨损等损坏和变形现象，使路况恶化，服务质量下降。二、对路面的基本要求第55页/共100页（1）足够的强度和刚度

行驶在路面上的车辆55二、对路面的基本要求

（1）足够的强度和刚度

因此，路基路面结构必须具有足够的强度以抵抗荷载作用下产生的各种应力，并且有足够的刚度以抵抗荷载长期作用下所产生的变形。第56页/共100页二、对路面的基本要求（1）足够的强度和刚度

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（2）足够的稳定性

路基路面结构袒露在大气中，经常受到大气温度、湿度变化的影响，而路基路面材料对于气候和水分变化因素的影响又较为敏感，从而使其性能也随之发生变化，这些变化使路基路面结构的强度和刚度也同时发生变化，这种变化幅度的大小，称为路基路面结构的稳定性。二、对路面的基本要求第57页/共100页（2）足够的稳定性

路基路面结构袒露在大气中，经

（2）足够的稳定性

路基直接在天然地基上开挖或填筑而成，路基修建后改变了原地面的自然平衡状态，也改变了原地层结构的受力状况，有可能使原来处于稳定状态的地层结构由于路基的开挖或填筑而引起不平衡，导致路基失稳，如路基沉陷、边坡的滑塌，溜方和滑坡以及边坡的剥落和碎落等破坏现象。二、对路面的基本要求第58页/共100页（2）足够的稳定性

路基直接在天然地基上开挖或

（2）足够的稳定性

路基路面结构在地面水和地下水的作用下，其强度也将发生显著降低现象，如大气降水使路基路面结构内部湿度状态发生变化，如低洼地带的矮路堤，因排水不良而引起的长期积水，将使路基土软化，失去承载能力，而山坡路基也会由于排水不良而引起滑坡或边坡滑塌；二、对路面的基本要求第59页/共100页（2）足够的稳定性

路基路面结

（2）足够的稳定性

水泥混凝土路面结构中的水分若不能及时排出，将产生唧泥、错台等现象，进而出现板块碎裂现象，降低道路的使用寿命；而沥青路面结构中的水分侵蚀，将引起沥青层剥落，结构松散等现象；砂石路面在雨季时，会因雨水渗入路面结构而导致强度下降，产生沉陷、波浪、车辙等病害。二、对路面的基本要求第60页/共100页（2）足够的稳定性

水泥混凝土

大气温度的周期变化对路面结构的稳定性有重要影响。高温季节沥青路面软化，在车辆荷载作用下将产生永久变形；冬季低温时，又可能由于收缩变脆而开裂。水泥混凝土路面在温度变化时，板块将发生拱胀或翘曲现象。另外，半刚性基层路面结构在低温情况下，将由于低温收缩现象而产生大量裂缝，最终失去承载能力。而在北方冰冻地区，低温引起的路基路面不稳定则是多方面的，如冬季冻胀、春融、翻浆等。第61页/共100页大气温度的周期变化对路面结构的稳定性有重要影响。高温

（3）耐久性

路基路面结构在车辆荷载和气候因素的反复作用下，将逐渐出现疲劳破坏和塑性变形累积，使道路使用性能逐年下降，路基路面材料的各项性能也将由于老化而衰变，这些都将增加道路养护工作量，缩短道路的使用寿命。因此，路基路面结构必须具有足够的抗疲劳、抗老化和抗变形积累的能力。

二、对路面的基本要求第62页/共100页（3）耐久性

路基路面结构在车辆荷载和气候因（4）表面平整

不平整的路表面将增大行车阻力，并使车辆产生附加振动，这种振动作用将引起行车颠簸，影响行车速度和行驶安全，并影响驾驶的平稳性和乘车舒适性。同时，振动作用还会对路面施加冲击力，从而加剧路面和汽车机件的损坏及轮胎的磨损，并增大油料消耗。不平整的路表面还将积渍雨水，加速路面的损坏。二、对路面的基本要求第63页/共100页（4）表面平整

不平整的路表面将增大行车阻力，并使车63

（4）表面平整

平整的路表面，需依靠优良的施工设备、精细的施工工艺、严格的质量控制及经常而及时的维修养护来保证，同时，路面的平整度还与整个路基路面结构和路基顶面的强度和抗变形能力有关，同结构层所用材料的强度、抗变形能力及均匀性有很大的关系。二、对路面的基本要求第64页/共100页（4）表面平整

平整的路表面，需依靠优良的

（4）表面平整

强度和抗变形能力不能满足要求的路基路面结构和面层混合料难以抵抗车辆荷载的反复作用，极易出现沉陷、车辙、波浪和推挤等破坏，从而形成不平整的路表面。二、对路面的基本要求第65页/共100页（4）表面平整

强度和抗变形能力不

（5）表面抗滑性能

现代交通车速不断提高，对路面的抗滑能力提出了更高的要求，道路表面应具有足够的抗滑能力，以保证在最不利情况下，车辆能高速安全行驶，而且在外界因素作用下，其抗滑能力不致很快降低。二、对路面的基本要求第66页/共100页（5）表面抗滑性能

现代交通车速不断提高，对路66

（5）表面抗滑性能

道路表面的抗滑能力可以通过采用坚硬、耐磨、表面粗糙的粒料组成路面表层来实现，也可以采用一些工艺措施来实现，如水泥混凝土路面表面的刷毛或刻槽等。此外，路表面的积雪、浮冰、污染等也会降低路面的抗滑性能，必须及时予以清除。二、对路面的基本要求第67页/共100页（5）表面抗滑性能

道路表面的抗滑能力可以通过67工作任务三：收集公路路面设计资料一、路面设计的任务二、车辆荷载与交通调查三、选定公路自然区划四、选择沥青路面使用性能的气候分区五、选择路面结构设计安全等级六、划分土质路基的干湿类型第68页/共100页工作任务三：收集公路路面设计资料一、路面设计的任务第68页/68一、路面设计的任务

路面设计的主要任务就是根据道路所在地的交通情况、材料供应情况、施工技术条件及投资水平等实际情况，为车辆全天候通行提供高速、安全、舒适、经济的路面结构，要求路面结构在设计使用年限内，在车辆荷载和多变的环境因素的重复交替作用下，仍具有满足使用要求的性能。

第69页/共100页一、路面设计的任务路面设计的主要任务就是根据道路所69一、路面设计任务

对于路面结构设计而言，它主要取决于行驶车辆轴载的大小和重复作用的次数，结构设计应通过多个设计方案进行比较，选取与轴重及轴次相适应的最佳方案，路面结构设计的主要内容包括如下几个方面：第70页/共100页一、路面设计任务对于路面结构设计而言，它主要取决于行70主要内容包括如下几个方面：

（1）面层和其他各层结构的类型选择：根据道路等级、环境条件、路基潮湿类型及强度、筑路材料和施工技术条件等情况进行选择。如为适应大交通量，重轴载汽车行驶的道路需要，应选择高标准的路面结构，而对交通量较小，重轴汽车少的道路，则无需采用标准过高的路面结构。第71页/共100页主要内容包括如下几个方面：（1）面层和其他各层结构的类71主要内容包括如下几个方面：

（2）结构层组合设计：体系理论确定各结构层的厚度和结构组合。

（3）结构层材料组成设计：路面结构层材料多为混合料，应根据当地环境条件、强度要求等进行混合料组成材料的配合比设计。第72页/共100页主要内容包括如下几个方面：（2）结构层组合设计：体系理72

（4）排水设计：必须综合考虑道路的路线走向、路基横断面类型、路面类型等因素，组成完整而畅通的排水系统，以保证路基路面的整体稳定性和行车安全。

（5）技术经济评价：对于多个比较方案，根据已有的统计资料作结构设计可靠度分析，对使用年限内的投资效益和社会效益等进行综合评价，选择最佳方案。主要内容包括如下几个方面：

第73页/共100页（4）排水设计：必须综合考虑道路的路线走向、路基横断面73一、路面设计的任务

路面设计工作的具体任务是：（1）交通量调查、分析与预测；（2）公路沿线自然因素调查；（3）选择路面结构层原材料；（4）路面混合料配合比设计；（5）路面材料参数的测试与确定；（6）路面结构组合设计与厚度计算；（7）路面排水系统设计和其他路面工程设计等；（8）路面结构方案的技术经济综合必选，提出推荐方案；（9）绘制路面结构图第74页/共100页一、路面设计的任务路面设计工作的具74二、车辆荷载与交通调查1、车辆的分类汽车的总质量通过车轴与车轮传递给路面，所以路面结构的设计主要以轴重作为荷载标准。

2、路面设计使用的汽车参数车身的全部重力都是通过车轴上的车轮传给路面，轴重的大小直接关系到路面结构的设计承载力与结构强度。第75页/共100页二、车辆荷载与交通调查1、车辆的分类第775二、车辆荷载与交通调查3、汽车荷载对路面作用分析在路面设计时，一般考虑车辆荷载的下列因素（1）汽车在路面上有停驻、行驶、制动、转向等状态，随着汽车在路面上运动状态变化，车轮荷载的作用方向和作用力大小也将有所变化；（2）汽车停驻在路面上只考虑车轮对路面的垂直作用力P；（3）汽车行驶时对路面除了P还有水平力Q；（4）汽车在不平整路面上还有振动力和冲击力。第76页/共100页二、车辆荷载与交通调查3、汽车荷载对路面76二、车辆荷载与交通调查4、交通调查与轮迹横向分布

1）交通量调查：单位时间内通过公路某一横断面的往返车辆数称为交通量。路面设计采用年平均日（昼夜）交通量。

2）轮迹横向分布规律：路面使用寿命不直接与交通量发生关系，而是与车轮实际作用次数（指在路面某一点上车轮碾压的实际次数）有关。第77页/共100页二、车辆荷载与交通调查4、交通调查与轮迹77二、车辆荷载与交通调查4、交通调查与轮迹横向分布

有研究发现：一是路面宽度内各部分经受的车轮碾压次数不均等；二是路面中间部分车轮碾压概率值最大。因此，为了考虑以上因素影响，在路面设计时，必须对路面全宽范围车轮实际作用总次数乘上一个系数，使之折算为相应于不同宽度（或不同车道数）的路面行车最集中部分的车轮实际作用次数，该系数称为轮迹横向分布系数（车道系数）。第78页/共100页二、车辆荷载与交通调查4、交通调查与轮迹78三、选定公路自然区划

我国幅员辽阔，各地自然条件和道路工程性质差异很大，为此按自然条件大致相近划分为主，使在同一区划内从事公路规划、设计、施工及管理有许多共性因素可相互参照。我国现行的《公路自然区划标准》（JTJ003-86）分三级区划：一级区划根据地理、地貌、气候、土质等因素将我国划分为7个大区；二级区划以气候和地形为主导因素；三级区划则以行政区域作为界限。第79页/共100页三、选定公路自然区划我国幅员辽阔，各79三、选定公路自然区划

根据1987年交通部的《公路自然区划标准》（JTJ003-86）分三级区划：

一级区划根据地理、地貌、气候、土质等因素将我国划分为7个大区；二级区划以气候和地形为主导因素；三级区划则以行政区域作为界限。第80页/共100页三、选定公路自然区划根据1987年交通部的80三、选定公路自然区划

一级自然区

——根据全国大范围内对公路建设具有控制作用的地理—气候因素，并适当考虑土质和其他自然因素，将全国划分为冻土、温湿、干湿过渡、湿热、潮暖、干旱和高寒七个大区。在该七个自然区内，路基路面结构设计应重点考虑的特点各不相同。第81页/共100页三、选定公路自然区划一级自然区——根据81三、选定公路自然区划

（1）I区

北部多年冻土区该区北部为连续分布的多年冻土，南部为岛状分布多年冻土。对于地沼地带多年冻土层，应使路基下部保持冻结状态而不受到大气热量的影响，保温是道路设计的重要原则。因此，不可轻易挖去天然地表原有的覆盖层。对于非多年冻土层，则需将表面泥炭层全部或局部挖除，疏干水分后填筑路堤。而对于该地区的林区山间道路，因地表土湿度大，地表径流量大，易产生翻浆现象，应采取换填稳定土及铺设砂垫层等方法处理。第82页/共100页三、选定公路自然区划（1）I区北部多年82三、选定公路自然区划

（2）II区

冬季湿润季冻区翻浆和冻胀是该区路基路面结构最常见的病害，其轻重程度主要取决于路基潮湿程度，可根据不同的路基潮湿状态采取相应的措施。（3）III区

黄土高原干湿过渡区由于黄土对水的敏感性，使该区路基呈两种截然不同的状态即干燥地段土基强度高、水稳定性好，而河谷盆地的潮湿路段以及灌区耕地土基稳定性差、强度低，需采取相应措施，认真处理。第83页/共100页三、选定公路自然区划（2）II区83三、选定公路自然区划

（4）IV区

东南湿热区该区季节性雨季雨量充沛集中，台风暴雨多，水毁、冲刷、滑坡是道路的主要病害，应设置完整而畅通的路基路面综合排水系统。另外，该区水稻田多，土基湿软，强度低，应采取相应措施。针对该区夏季气温高，热季长的特点，若采用沥青路面结构，则应充分考虑沥青材料的高温稳定性。第84页/共100页三、选定公路自然区划（4）IV区84三、选定公路自然区划

（5）V区

西南潮暖区该区多山，有丰富的筑路材料，可充分利用当地筑路材料，以降低工程造价，但对于水文及水文地质不良地段，则应采取稳定路基的措施。第85页/共100页三、选定公路自然区划（5）V区西南85三、选定公路自然区划

（6）VI区

西北干旱区该区冰冻深度多在100cm～150cm以上，大部分地区地下水位低，一般道路冻害较轻，但如河套灌区，内蒙草原洼地等个别地区地下水位高，翻浆严重；丘陵区1.5m以上深路堑冬季积雪较厚，雪水易侵入路面结构而造成危害，故沥青面层材料应具有良好的防水性能并对路肩也作防水处理。由于该区气候干燥，砂石路面常出现松散，搓板和波浪等现象。第86页/共100页三、选定公路自然区划（6）VI区86三、选定公路自然区划

（7）VII区

青藏高原区该区局部路段有多年冻土，需按保温原则设计，又由于其地处高原，气候寒冷，昼夜温差大，日照时间长，沥青材料易老化。另外，该区年平均气温相对偏低，路基路面结构易受冻害。第87页/共100页三、选定公路自然区划（7）VII区87三、选定公路自然区划

二级自然区——二级自然区仍以气候和地形为主导因素，但其标志是以潮湿系数K为主的标志体系，与一级自然区划有显著差别。二级区划根据主导因素与标志在全国七个一级区内又分为33个二级区和19个副区（亚区），并根据全年潮湿系数K值的大小，分为六个等级。第88页/共100页三、选定公路自然区划二级自然区88三、选定公路自然区划

第89页/共100页三、选定公路自然区划第89页/89三、选定公路自然区划

三级自然区——三级自然区划系根据各地区自然条件表现出来的特点，在二级区划内进一步划分而得。有两种划分方法，其一，按照地貌、水文和土类将二级区进一步划分为若干类型单元；其二，是按水热、地理和地貌等标志，将二级区细分为若干区域，各地可根据当地具体条件选用。全国各自然区划一、二级区名称，见表1-3-2。第90页/共100页三、选定公路自然区划三级自然区——90四、选择沥青路面使用性能的气候分区

沥青路面的使用性能不仅与荷载有关，还有环境因素及气候因素有关，夏季高温引起车辙，冬季低温引起沥青路面低温开裂。因此，在选择沥青胶结料等级、进行沥青混合料配合比设计和检验沥青混合料的使用性能时，应考虑沥青路面工程的环境因素。第91页/共100页四、选择沥青路面使用性能的气候分区91四、选择沥青路面使用性能的气候分区第92页/共100页四、选择沥青路面使用性能的气候分区第92页/共100页92四、选择沥青路面使用性能的气候分区第93页/共100页四、选择沥青路面使用性能的气候分区第93页/共100页93五、选择路面结构设计安全等级

公路结构设计安全等级仅考虑高速公路、一级公路和二级公路，相应安全等级规定为一级、二级、三级。所设计的路面结构应具有的可靠度水平用结构可靠度指标（路面结构在规定时间内，在规定的条件下能满足预定水平要求的概率）表示。如：规范规定路面设计安全等级一级、二级、三级、四级对应的目标可靠度为95﹪

、90﹪

、85﹪

、80﹪，相对应的目标可靠指标为1.64、1.28、1.04、0.84第94页/共100页五、选择路面结构设计安全等级公路94六、划分土质路基的干湿类型

路基的干湿类型划分方法主要有以下两种：

1、根据平均稠度划分实测不利季节路床表面以下80cm深度内的平均稠度，按表1-3-4所列土基干湿状态的分界稠度建议值确定。适合与已建道路的路基。第95页/共100页六、划分土质路基的干湿类型路基的干湿类型划95六、划分土质路基的干湿类型

路基的干湿类型划分方法主要有以下两种：

2、根据临界高度划分

对于新建道路，路基尚未建成，无法现场勘查路基，可以用路基临界高度作为判别标准。

路基临界高度H：与分界稠度相对应的路基离地下水位或地表积水水位的高度。不同土质和自然区划的H（见表1-3-5和1-3-6）第96页/共100页六、划分土质路基的干湿类型路基的干湿类型划96六、划分土质路基的干湿类型

路基的干湿类型划分方法主要有以下两种：

2、根据临界高度划分

同分界稠度相应的高度H1、H2、H3分别为路基干燥、中湿、潮湿状态的临界高度。如图（1-3-7）。设计路基时，要求路基保持干燥或中湿状态，路槽底距地下水或地表积水的距离，要大于或等于干燥、中湿状态所对应的临界高度H。第97页/共100页六、划分土质路基的干湿类型路基的干湿类型划97六、划分土质路基的干湿类型

例题：上海郊区属于IV1

，（粉质）低液限粘土路基，最高地下水位离地面0.9米，路面底高出地面0.3米，试预估路基湿度。第98页/共100页六、划分土质路基的干湿类型例题：上海郊区属于IV198六、划分土质路基的干湿类型例题：上海郊区属于IV1

，（粉质）低液限粘土路基，最高地下水位离地面0.9米，路面底高出地面0.3米，试预估路基湿度。查全国公路自然区划表（图）：查表，上海属IV1区。查表1-3-6，粘土的h2＝1.2～1.3，h3＝0.8～0.9。计算路床底面距地下水位的高度：h0＝0.9＋0.3＝1.2。h3<h0≤h2，由P18可知，该路基处于潮湿状态。第99页/共100页六、划分土质路基的干湿类型例题：上海郊区属于IV1，（粉质99谢谢您的观看！第100页/共100页谢谢您的观看！第100页/共100页100路面施工学习情境1：公路路面结构图设计与识读学习情境2：路面施工准备工作学习情境3：基层和垫层施工学习情境4：沥青路面施工学习情境5：水泥混凝土路面施工学习情境6：路面实施性施工组织设计编制第1页/共100页路面施工学习情境1：公路路面结构图设计与识读第1页/共100101路面施工职业能力目标：

1.能进行道路面基（垫）层施工；2.能进行水泥混凝土面层施工；3.能进行沥青混凝土面层施工；4.能进行块料路面和人行道附属工程施工；5.能在路面工程施工中进行进度、质量、成本、安全、环境保护控制，完成相应内业资料收集、填写、整理工作；6.能完成各项工程检验、验收及竣工交接工作。第2页/共100页路面施工职业能力目标：1.能进行道路面基（垫）层施工；2102路面施工学习情境1：公路路面结构图设计与识读工作任务一：认知公路路面结构组成工作任务二：认知对路面的基本要求工作任务三：收集公路路面设计资料工作任务四：公路沥青路面结构图设计工作任务五：公路水泥混凝土路面结构图设计工作任务六：认知路面排水结构工作任务七：阅读与绘制公路路面结构图第3页/共100页路面施工学习情境1：公路路面结构图设计与识读第3页/共100103学习目标：

知道公路路面工程的结构组成、路拱形式及路面类型；知道公路路面设计应收集的资料及分析、处理的方法；能正确选用面层、基层、垫层的类型；知道公路沥青路面、水泥混凝土路面设计的基本原理、设计依据、内容和方法；能根据具体条件选择路面结构形式；根据设计资料和有关技术规范的要求，正确绘制常用沥青路面和水泥混凝土路面结构图；能读懂路面结构设计图表；会计算路面工程数量。第4页/共100页学习目标：知道公路路面工程的结构组成、路拱104项目：

任务1：沥青路面结构图设计；任务2：水泥混凝土路面结构图设计。第5页/共100页项目：任务1：沥青路面结构图设计；第5页/共100页105工作任务一：认知公路路面结构图组成一、路面结构层次二、路拱及路拱横坡度三、路面分类第6页/共100页工作任务一：认知公路路面结构图组成一、路面结构层次第6页/共106路面的结构及组成路面横断面：a）槽式b）全铺式

路拱横坡度：

第7页/共100页路面的结构及组成路面横断面：路拱横坡度：第7页/共100页107一、路面结构及层次划分

行车荷载和自然因素对路面的影响随深度的增加而逐渐减弱。因此，对路面材料的强度、刚度及稳定性等要求也可随深度而逐渐降低。为适应这一特点，路面结构通常按深度递减的原则采用不同的材料分层铺筑。现行路面设计规范规定，高级路面结构由面层、基层和垫层组成，各层又可分为二至三层（图1-2）。第8页/共100页一、路面结构及层次划分行车荷载和自然因素对路面的108图1-2路面结构组成

1-面层；2-基层；3-垫层；4-水泥混凝土路面板；5-路肩面层；6-路肩基层；7-路基；8-路拱横坡；9-路肩横坡；

10-行车道宽度；11-路肩宽度；12-路基顶宽；第9页/共100页图1-2路面结构组成第9页/共100页109第10页/共100页第10页/共100页110路面结构层位及其功能

面层：强度、抗变形能力、水温稳定性、平整度和抗滑性，耐久性。

基层：强度和刚度，扩散荷载能力、水温稳定性。

垫层：水稳定性和隔温性能。第11页/共100页路面结构层位及其功能面层：强度、抗变形能力、水温稳定111结构层的基本要求

面层——面层是直接与行车和自然因素相接触的表面层次，其主要作用是承受行车荷载引起的垂直力、水平力、冲击力以及自然因素的作用。与其他层次相比，要求面层应具有较高的结构强度、平整、耐磨、抗滑，同时还应密实不透水，并且有良好的温度稳定性。第12页/共100页结构层的基本要求面层——面层是直接与行车和自然因素112第13页/共100页第13页/共100页113结构层的基本要求

基层——设置在面层之下，并与面层一起将车轮荷载的作用传递到土基的结构层。基层的作用和要求视面层的类型不同而有所差异。第14页/共100页结构层的基本要求基层——设置在面层之下，并与面层一起将车114

基层：在沥青路面结构中，直接位于路面面层之下的主要承重层。

底基层：铺筑在基层下的次要承重层。一般常将二者统称为基层。

基层承受由面层传递而来的行车荷载垂直应力作用，抵御环境因素的影响，是构成路面整体强度的主要组成部分，因此，基层既应具有足够的强度，又应具有良好的水温稳定性和耐久性。基层、底基层第15页/共100页基层：在沥青路面结构中，直接位于路面面层之下的主要承重115

则由于面层厚度较薄，刚度较小，由其传递给基层的荷载应力较大，因此，沥青路面的基层是承受车辆荷载作用的主层次，一般称之为承重层。它要求材料具有足够的强度和抗变形能力，具有良好的温度稳定性和水稳定性，为适应荷载和环境因素的作用，还要求材料具有良好的耐久性。

（1）面层若为沥青路面第16页/共100页则由于面层厚度较薄，刚度较小，由其传递给基层的荷116

则由于路面板的刚度大，传递给基层的应力较小，此时基层的主要作用不是承重，而是保证整个路面结构的整体刚度，防止出现面板断裂、唧泥、错台等病害的重要支承层。它要求基层材料强度均匀，具有良好的整体性和稳定性，表面平整，密实不透水。

（2）面层若为刚性路面（水泥混凝土路面）第17页/共100页则由于路面板的刚度大，传递给基层的应力较小，此时117根据材料组成及使用性能的不同，基层分为：

（1）有结合料的稳定类

有机结合料的稳定类基层：如沥青碎石、沥青贯入式等

无机结合料的稳定类基层：如水泥、石灰、工业废渣等。

（2）无结合料的粒料类第18页/共100页根据材料组成及使用性能的不同，基层分为：第18页/共10118

半刚性基层：是用无机结合料与集料或土组成的混合料铺筑的，具有一定厚度的路面结构层――是二级以上公路的主要基层类型。

特点：整体性好、强度高、刚度大、水稳定性好、经济效益佳。

分类：按结合材料和强度形成机理的不同分为水泥稳定类、石灰稳定类、工业废渣稳定类。

第19页/共100页半刚性基层：是用无机结合料与集料或土组成的混合料铺筑的，119结构层的基本要求第20页/共100页结构层的基本要求第20页/共100页120垫层——垫层介于基层和土基之间，其主要作用是调节土基的温度和湿度状态。

a.

改善面层和基层的工作条件，从而保证面层和基层的强度、刚度、稳定性不受土基水温状况的影响。第21页/共100页垫层——垫层介于基层和土基之间，其主要作用是调节土基的温度和121

b.垫层还可扩散由基层传递下来的车辆荷载应力，以减小土基由此而产生的应力和变形。

c.同时还可防止由于路基土与基层的相互掺杂污染而对基层结构性能的影响。

垫层对材料的强度要求不一定高，但要求其具有良好的水稳定性和隔温性能，一般可选用松散砂砾、工业废渣或其他整体性材料。第22页/共100页b.垫层还可扩散由基层传递下来的车辆荷载122为排除路面路基中滞留的自由水，确保路面结构处于干燥或中湿状态，需设置以下几种垫层：排水垫层隔水垫层防冻垫层隔离防污垫层第23页/共100页为排除路面路基中滞留的自由水，确保路面结构处于干燥或中湿123在路面设计和施工中，为了加强沥青路面结构层的层间接触，避免层间滑动位移产生，保持路面结构的整体性，在基层表面以及面层间设置的沥青或沥青混合料联结层；或为了防止水分浸入而在沥青面层或基层上铺筑的有一定厚度的沥青混合料薄层，统称为路面功能层。

功能层第24页/共100页在路面设计和施工中，为了加强沥青路面结构层的层间接触，避124

路面功能层包括透层、粘层和封层。透层：为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好，在基层上喷洒液体石油沥青或乳化沥青或煤沥青而形成的透入基层表面一定深度的薄层，也称为透层沥青或透层油。

功能层第25页/共100页路面功能层包括透层、粘层和封层。功能层第25页/共10125

路面功能层包括透层、粘层和封层。粘层：为加强路面沥青层与沥青层之间、沥青层与水泥混凝土路面之间的粘结而洒布的沥青材料薄层，也称为粘层沥青或粘层油。封层：为封闭路面表面空隙、防止水分浸入而在沥青面层或基层上铺筑的有一定厚度的沥青混合料薄层，其中在沥青面层表层的为上封层，在沥青面层下面、基层表面的为下封层。

功能层第26页/共100页路面功能层包括透层、粘层和封层。功能层第26页/共10126

功能层第27页/共100页功能层第27页/共100页127二、路面的等级与分类路面的分级第28页/共100页二、路面的等级与分类路面的分级第28页/共100页128二、路面的等级与分类路面的分类按力学特性分：柔性路面、刚性路面、半刚性路面…按材料分：水泥路面、沥青路面、砂石路面…第29页/共100页二、路面的等级与分类路面的分类按力学特性分：柔性路面、刚性路129路面分级

分级依据：道路技术标准、路面面层的使用品质、材料组成类型及其结构强度和稳定性。（1）高级路面：具有强度高，刚度大，稳定性好的特点，其使用寿命长，能承载繁重的交通，且平整无尘，能保证高速行车，且养护费用少，运输成本低，但初期建设投资高，需采用高质量的材料修筑，一般适用于交通量大，行车速度高的道路。第30页/共100页路面分级分级依据：道路技术标准、路面面层的使用品质、材130路面分级（2）次高级路面：强度、稳定性及耐久性均低于高级路面，所适应的交通量也较小，能保证车辆以较高速度行驶，但必须作经常性的养护和维修，其初期修建费用略低于高级路面，但使用期的养护费用较高。第31页/共100页路面分级（2）次高级路面：强度、稳定性及耐久性均低于高级路面131表1-1

路面等级及面层类型路面等级

面层主要类型使用年限（年）适应的道路等级高级路面沥青混凝土，厂拌沥青碎石15高速、一级公路、城市快速路、主干路水泥混凝土30～40次高级路面沥青贯入碎、砾石，路拌沥青碎石12汽车专用二级公路城市主干路、次干路沥青表面处治8中级路面级配砾石、泥结碎石及其它粒料5一般二、三级公路，城市支路低级路面加固土或改善土5四级公路第32页/共100页表1-1路面等级及面层类型使用年132（3）中级路面：一般适应于中等交通的道路，其强度低，平整度差，易扬尘，行车速度低，需经常养护、维修，运输成本较高，但可使用当地材料，造价较低。（4）低级路面：仅适应于交通量很少的道路，与中级路面相比，其强度更低、稳定性和平整度也差，易扬尘，只能保证低速行车，雨季通车困难，但可大量使用当地材料，造价低。第33页/共100页（3）中级路面：一般适应于中等交通的道路，其强度低，平整度差133三、路面分类

在进行路面结构设计时，主要依据路面结构在行车荷载作用下的力学特征，将路面分为柔性路面，刚性路面和半刚性路面三类。第34页/共100页三、路面分类在进行路面结构设计时，主要依据路面结构在134三、路面分类

（1）柔性路面：主要包括由各种未经处治的粒料基层和各类沥青面层及碎（砾）石或块石面层组成的路面结构。其结构的总体刚度较小，在车辆荷载作用下，产生较大的弯沉变形，由于其结构本身的抗弯拉强度较低，它通过各结构层将车辆荷载传递给土基，使土基承受较大的应力作用。因此，土基的强度和稳定性对整个路面结构有较大影响。第35页/共100页三、路面分类（1）柔性路面：主要包括由各种未经处治的粒135

（2）刚性路面：主要指用水泥混凝土作面层或基层的路面结构，由于其板体有较高的刚度和抗压强度，因而具有较大的扩散荷载的能力。在车辆荷载作用下，土基所承受的应力较小，且水泥混凝土结构层处于弹性工作状态，结构产生的竖向变形也较小。三、路面分类第36页/共100页（2）刚性路面：主要指用水泥混凝土作面层或基层的136

（3）半刚性路面：指用石灰、水泥或其他工业废渣作结合料的稳定土或稳定粒料作基层的路面结构。这类基层完工初期具有柔软的工作特性，但随着时间的延长，其强度逐步提高，板体性增加，刚度增大，故称之为半刚性基层。三、路面分类第37页/共100页（3）半刚性路面：指用石灰、水泥或其他工业废渣作结合137

由于半刚性基层具有一系列良好的性能，且能使用当地材料，成型工艺也较简单，目前已成为我国高级道路的主要类型。三、路面分类第38页/共100页由于半刚性基层具有一系列良好的性能，且能使用当138

柔性路面，刚性路面和半刚性路面，这种以力学特征为标准的分类方法主要是为了便于从功能原理和设计方法出发进行区分，并没有绝对的定量分界界限。三、路面分类第39页/共100页柔性路面，刚性路面和半刚性路面，这种以力学特征为139

近年来材料科学的发展正在逐步改变这种属性，如水泥混凝土的增塑研究正在使它的刚性降低而保留它的高强性质。沥青的改性研究使得沥青混凝土随气候而变化的力学性质趋向稳定，大幅度提高其刚度。三、路面分类第40页/共100页近年来材料科学的发展正在逐步改变这种属性，如水泥混140工作任务二：认知对路面的基本要求一、影响路面的主要因素二、对路面的基本要求第41页/共100页工作任务二：认知对路面的基本要求一、影响路面的主要因素第41141一、影响路面结构稳定的因素分析

温度和湿度是影响路基路面结构稳定性的最重要的自然因素。路基路面结构直接承受自然因素的影响，其结构内部的温度和湿度状况随自然环境的变化而变化，这些变化使路基路面体系的性质与状态也发生相应变化。第42页/共100页一、影响路面结构稳定的因素分析温度和湿度是影响路基路面结构142路基土和路面材料的强度和刚度随路基路面结构内温度和湿度的变化而而膨胀或收缩。沥青混凝土的动弹性模量随温度升高而急剧降低。路基回弹模量随湿度的增加而急剧下降。第43页/共100页路基土和路面材料的强度和刚度随路基路面结构内温度和湿度的变化143路基路面结构内温度和湿度随环境而变化，并沿着结构深度不均匀分布，在不同的时间和不同深度处，这种胀缩变化也不相同。温度应力和湿度应力：路基路面结构内的不均匀胀缩变形受到各种因素的影响而不能实现时，路基路面结构内由此而产生的附加应力。第44页/共100页路基路面结构内温度和湿度随环境而变化，并沿着结构深度不均匀分144路基土和路面材料的力学性质随温度和湿度而产生变化，使路基路面结构分析和计算复杂化，如不能充分估计自然因素变化对路基路面结构产生的影响并在设计计算时加以考虑，路基路面结构则有可能在车辆荷载和自然因素的共同作用下，提前出现损坏，从而缩短路面的使用寿命。因此，进行路基路面结构分析计算时，除充分考虑车辆荷载的影响外，还应考虑自然因素的影响。第45页/共100页路基土和路面材料的力学性质随温度和湿度而产生变化，使路基路面1451、路面结构内的温度状况

大气温度在一年四季和每昼夜内均发生周期性的变化，受大气直接影响的路面温度也相应地产生周期性变化。

路表温度变化规律与大气温度变化大致相同。面层结构内不同深度处的温度同样随气温的变化而呈周期性变化，但其变化幅度随深度的增加而减小，峰值也随深度的增加而越来越滞后。第46页/共100页1、路面结构内的温度状况大气温度在一年四季和每昼夜内均发146温度随深度的变化一般呈曲线分布，面层顶面与底面之间的温度坡差，在一昼夜间经历了由顶面温度低于底面温度到顶面温度高于底面温度，再到顶面温度低于底面温度，即由负到正再由正到负的循环变化。由这种温度梯度的变化，具有与气温变化几乎同步的周期性特点。1、路面结构内的温度状况

第47页/共100页温度随深度的变化一般呈曲线分布，面层顶面与底面之间的温度坡差147

面层结构内不同深度处的温度除了昼夜间的变化外，还经历着随一年四季气温变化而变化的过程。1、路面结构内的温度状况

第48页/共100页面层结构内不同深度处的温度除了昼夜间的变化外，还1482、路面结构内温度状况分析影响路面结构内温度状况的因素：外部因素：气候条件（太阳辐射、气温、风速、水和蒸发量）。内部因素：路面结构层的热传导性能、热容量及对辐射热吸收能力。第49页/共100页2、路面结构内温度状况分析影响路面结构内温度状况的因素：第4149

热传导率：单位温度梯度情况下，单位时间内垂直通过单位面积的热量。热传导率的大小与材料的结构、孔隙率及湿度有关。热容量：单位质量的物质产生单位温度变化时所需要的热量。第50页/共100页热传导率：单位温度梯度情况下，单位时间内垂直通过单位面积的150

在影响路面结构内温度状况的内部因素和外部因素间建立起某种联系，可预测路面结构内的温度状况。常用的方法有统计分析与理论分析两类。

第51页/共100页在影响路面结构内温度状况的内部因素和外部因素间建立起某种151统计分析方法：收集当地的气温和辐射热等气候资料的同时，通过埋设在路面结构层内不同深度处的测温元件，连续观测一年四季路面结构内不同深度处在不同时刻的温度变化，并将路面观测到的路面结构内温度与各气象因素进行逐步回归分析，可建立不同深度处路面结构指标的回归方程。利用这些统计关系，由此即可根据以往的气象资料推算路面结构层内的温度状况。第52页/共100页统计分析方法：收集当地的气温和辐射热等气候资料的同时，通过埋152

理论分析方法：即根据气象资料用理论方法估算路面结构内的温度状况。

假设路面结构内温度在平面方向上均匀分布，则其温度场可用一维热传导方程表示。应用不同的边界条件和方法，求解该偏微分方程，可得到温度场的解析式，或直接求得不同时刻，在不同深度处的温度值。第53页/共100页理论分析方法：即根据气象资料用理论方法估算路面结构内的温度153二、对路面的基本要求强度和刚度水温稳定性耐久性表面平整度表面抗滑性不透水性……第54页/共100页二、对路面的基本要求强度和刚度第54页/共100页154

（1）足够的强度和刚度

行驶在路面上的车辆，一方面通过车轮将竖向压力传递给路基路面，另一方面又使路面受到水平力的作用。在这些外力的作用下，路基路面结构内将产生不同性质和大小的应力、应变及位移，如果路基路面结构整体或某一部分强度或刚度不足以抵抗这些应力、应变及位移的作用，则路基路面结构将出现断裂、碎裂或沉陷、波浪、磨损等损坏和变形现象，使路况恶化，服务质量下降。二、对路面的基本要求第55页/共100页（1）足够的强度和刚度

行驶在路面上的车辆155二、对路面的基本要求

（1）足够的强度和刚度

因此，路基路面结构必须具有足够的强度以抵抗荷载作用下产生的各种应力，并且有足够的刚度以抵抗荷载长期作用下所产生的变形。第56页/共100页二、对路面的基本要求（1）足够的强度和刚度

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（2）足够的稳定性

路基路面结构袒露在大气中，经常受到大气温度、湿度变化的影响，而路基路面材料对于气候和水分变化因素的影响又较为敏感，从而使其性能也随之发生变化，这些变化使路基路面结构的强度和刚度也同时发生变化，这种变化幅度的大小，称为路基路面结构的稳定性。二、对路面的基本要求第57页/共100页（2）足够的稳定性

路基路面结构袒露在大气中，经

（2）足够的稳定性

路基直接在天然地基上开挖或填筑而成，路基修建后改变了原地面的自然平衡状态，也改变了原地层结构的受力状况，有可能使原来处于稳定状态的地层结构由于路基的开挖或填筑而引起不平衡，导致路基失稳，如路基沉陷、边坡的滑塌，溜方和滑坡以及边坡的剥落和碎落等破坏现象。二、对路面的基本要求第58页/共100页（2）足够的稳定性

路基直接在天然地基上开挖或

（2）足够的稳定性

路基路面结构在地面水和地下水的作用下，其强度也将发生显著降低现象，如大气降水使路基路面结构内部湿度状态发