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

足够的强度和刚度足够的稳定性耐久性表面平整表面抗滑路面是道路的重要工程结构物，它铺筑在路基顶面，是用不同材料或混合料分层铺筑而成的供车辆行驶的一种层状结构物。路面结构直接承受车轮荷载，其质量好坏直接影响到道路的使用品质。路面概念路面要求

一、路面工程概述

（一）按结构强度分类：1.路面工程概述路面分类

（二）按力学特性分类：

1.路面工程概述路面分类

路面工程是路床顶面以上的各种结构层的总称，包括路面结构层、中央分隔带、土路肩及路面排水等项目。

路面工程由路面结构、封层、透层、黏层、中央分隔带、路肩和路面排水等部分组成。

1.路面工程概述路面工程结构组成高速公路路基标准横断面（整体式）整体式、分离式的高速公路a）整体式b）分离式5

路面工程组成上路床下路床上路堤下路堤0~0.3m0.3~0.8m0.8~1.5m>1.5m路基部分基层垫层封层、透层与黏层路肩路面边缘排水系统路面工程底基层路缘石人行道主体结构附属结构面层硬路肩土路肩联结层垫层是介于土基与基层之间的路面结构层。功能：1、改善土基的湿度和温度状况；2、将基层传下的车辆荷载应力进一步加以扩散，以减小土基产生的应力和变形；3、同时也能阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能。2.垫层垫层按其结构分为排水垫层、隔离垫层、防冻垫层等。1、排水垫层主要起排除渗入基层和垫层中的水分，防止路基过湿而影响路面的整体强度的作用；2、隔离垫层主要起隔离负温度下的水分向路面结构层内渗透的作用；3、防冻胀垫层主要起隔离保温作用，在季节性冰冻地区路面总厚度小于最小防冻厚度要求时设置。其中防冻垫层和排水垫层宜采用砂、砂砾、碎石等颗粒材料铺筑。半刚性垫层宜采用低剂量无机结合料稳定粒料或土。2.垫层水泥稳定碎碎石垫层砂砾垫层的的铺设基层是路面结构构中的承重重层，主要要承受由面面层传来的的车辆荷载载的竖向力力，并把面面层下传的的应力扩散散到下面的的垫层和路路基去，，且为面层层施工提供供稳定而坚坚实的工作作面，控制制或减少路路基不均匀匀冻胀或沉沉降变形对对面层产生生不利影响响。性能主要指指标：1、应满足足结构强度度、扩散荷荷载的能力力以及水稳稳定和抗冻性的要要求；2、不透水水性。3.基层基层按力学学特性，分分为刚性基层、半刚性基层层和柔性基层。1、柔性基层：采用热拌或或冷拌沥青青混合料、、沥青贯入入式碎石，，以及不加加任何结合合料的粒料料类等材料料铺筑的基基层。特性：不易产生温温缩和干缩缩开裂，可可以有效抑抑制和减少少沥青路面面反射裂缝缝的产生。3.基层沥青碎石基基层摊铺2、半刚性基层层：用无机结合合料稳定土土铺筑的能能结成板体体并具有一一定抗弯强强度的基层层。特性：基层整体好好、承载力力高、刚度度大、水稳稳定性好，，作为路面面的主要承承重层，可可以减薄沥沥青面层厚厚度，节省省工程造价价。主要材料：水泥稳定粒粒料、二灰灰稳定粒料料3.基层水泥稳定碎碎石基层摊摊铺3、刚性基层：采用普通混混凝土、碾碾压式混凝凝土、贫混混凝土、钢钢筋混凝土土、连续配配筋混凝土土等材料铺铺筑的路面面基层。特性：刚度大、强强度高、稳稳定耐久、、板体性好好等特点。3.基层普通混凝土土基层按照不同材料划划分，基层可分分为无机结结合料稳定定类和粒料料类。无机结合料料稳定类有有：水泥稳稳定土、石石灰稳定土土、石灰工工业废渣稳稳定土；粒料类分级级配型和嵌嵌锁型，前前者有级配配碎石（砾砾石），后后者有填隙隙碎石等。。3.基层3.基层在具有一定定级配的碎碎石中，掺掺入足量的的水泥和水水，经拌和和得到的混混合料在压压实和养生生后，当其其强度符合合规定的要要求时，称称为水泥稳稳定碎石。。它的初期强强度高，并并且强度随随龄期而增增加很快结结成板体，，因而具有有较高的强强度，抗渗渗度和抗冻冻性较好。。3.基层1、水泥稳定碎石基层基层施工—拌合基层施工—碾压1基层施工—碾压2水泥稳定碎碎石基层摊摊铺水泥稳定碎碎石基层摊摊铺在粉碎或原原来松散的的土中掺入入足量的石石灰和水，，经拌和、、压实及养养生得到的的混合料，，当其抗压压强度符合合规定要求求时，称为为石灰稳定定土。石灰灰稳定土具具有良好的的力学性能能，并有较较好的水稳稳性和—定的抗冻性性，它的初初期强度和和水稳性较较低，后期期强度较高高；但由于于干缩、冷冷缩，易产产生裂缝。。石灰稳定定土可适用用于各类路路面的基层层和底基层层，但石灰灰土不宜用用作高级路路面的基层层，而宜用用作底基层层。3.基层石灰稳定土基层拌和机拌合合石灰进场人工布灰石灰均匀分分布在下承承层上石灰稳定土土拌和机拌拌合水稳摊铺机机稳定土基层层摊铺水泥稳定土土基层在粉碎的土土或原状松松散的土中中，加入适适量的水泥泥，加水拌拌和经摊铺铺，碾压养养护成型的的基层，称称水泥稳定定土基层。。水泥稳稳定类基层层具有良好好的整体性性和足够的的力学强度度及足够的的抗水性和和抗冻性.可适用于于各种交通通类别的基基层和底基基层，但水水泥土不应应用作高级级沥青路面面的基层，，只能作底底基层。在在高速公路路和一级公公路的水泥泥混凝土面面板下，水水泥土也不不应用作基基层。3.基层上图为水泥泥稳定土施施工流程水泥稳定土基层三、基层摊铺水泥由各种大小小不同粒径径碎（砾））石组成的的混合料，，当其颗粒粒组成符合合技术规范范的密实级级配的要求求时，称其其为级配碎碎（砾）石石。级配碎碎石可用于于各级公路路的基层和和底基层，，可用作较较薄沥青面面层与半刚刚性基层之之间的中间间层。级配配砾石可用用于二级和和二级以下下公路的基基层及各级级公路的底底基层。3.基层级配碎（砾）石基层用单一尺寸寸的粗碎石石作主骨料料，形成嵌嵌锁作用，，用石屑填填满碎石间间的空隙，，增加密实实度和稳定定性，这种种结构称为为填隙碎石石。可用于于各级公路路的底基层层和二级以以下公路的的基层。3.基层填隙碎石基层4.透层透层：使沥青面面层与非沥沥青材料基基层结合良良好，在基基层上浇洒洒乳化沥青青、煤沥青青或液体沥沥青而形成成的透入基基层表面的的薄层。适用条件：：符合下列情情况，应浇浇洒透层沥沥青：①沥青路面面的级配砂砂砾、级配配碎石基层层。②水泥、石石灰、粉煤煤灰等无机机结合料稳稳定土。③粒料的半半刚性基层层上必须浇浇洒透层沥沥青。沥青路面结结构层水泥混凝土土路面结构构层透层5.粘层粘层：为加强路路面的沥青青层与沥青青层之间、、沥青层与与水泥混凝凝土路面之之间的粘结结而洒布的的沥青材料料薄层。适用条件：：符合下列情情况，应浇浇洒粘层沥沥青：①双层式或或三层式热热拌热铺沥沥青混合料料路面在铺铺筑上层前前，其下面面的沥青层层已被污染染。②旧沥青路路面层上加加铺沥青层层。③水泥混凝凝土路面上上铺筑沥青青面层。沥青路面结结构层④与新铺沥沥青混合料料接触的路路缘石、雨雨水进水口口、检查井井等的侧面面。粘层6.封层封层：封闭表面面空隙、防防止水分浸浸入面层或或基层而铺铺筑的沥青青混合料薄薄层。铺铺筑在面层层表面的称称为上封层层，铺筑在在面层下面面的称为下下封层。适用条件：：符合下列情情况，应在在沥青面层层上铺筑下下封层：①位于多雨雨地区且沥沥青面层空空隙较大，，渗水严重重。②在铺筑基基层后，不不能及时铺铺筑沥青面面层，且须须开放交通通。沥青路面结结构层水泥混凝土土路面结构构层封层6.封层适用条件：：符合下列情情况，应在在沥青面层层上铺筑上上封层：①沥青面层层的空隙较较大，透水水严重。②有裂缝或或已修补的的旧沥青路路面。③需加铺磨磨耗层改善善抗滑性能能的旧沥青青路面④需铺筑磨磨耗层或保保护层的新新建沥青路路面。稀浆封层：是用适当当级配的石石屑或砂、、填料(水水泥、石灰灰、粉煤灰灰、石粉等等)与乳化化沥青、外外加剂和水水，按一定定比例拌和和而成的流流动状态的的沥青混合合料，将其其均匀摊铺铺在路面上上形成的沥沥青封层封层宜采用用层铺法表表面处治或或稀浆封层层法施工。。面层施工—稀浆封层7.联结层层联结层为加强面层层与基层共共同作用或或减少基层层裂缝对面面层的影响响，设在基基层上的结结构层，为为面层的组组成部分。。一般采用用沥青碎石石（ATB）或沥青贯贯入式处理理。面层是直接同行行车和大气气接触的表表面层次，，它承受较较大的行车车荷载的垂垂直力、水水平力和冲冲击力的作作用，同时时还受到降降水的浸蚀蚀和气温变变化的影响响。因此此要求面层层应具有良良好平整度度、抗滑性性能和足够够的承载能能力，以及及密水性等等特性。修筑面层所用的材料料主要有：：水泥混凝凝土、沥青青混凝土、、沥青碎（（砾）石混混合料、砂砂砾或碎石石掺土或不不掺土的混混合料以及及块料等面层根据现行的的《公路工程技技术标准》（JTGB01-2003），路面面面层的类型及选选用如表所所示。（按按材料分））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面是指在矿质质材料中掺掺入路用沥沥青材料铺铺筑的各种种类型的路路面。沥青青结合料提提高了铺路路用粒料抵抵抗行车和和自然因素素对路面损损害的能力力，使路面面平整、少少尘、不透透水、经久久耐用。因因此，沥青青路面是道道路建设中中一种被最最广泛采用用的高级路路面。沥青路面业业内人士俗俗称“黑道道”，又称称柔性路面面，其优点点为：（1）沥青青路面由于于车轮与路路面两级减减振，因此此行车舒适适性好、噪噪音小；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型沥青混凝凝土如：沥青碎石混混合料（AN）如：沥青碎石玛玛蹄脂混合合料（SMA）9.沥青路路面根据铺筑和和压实时沥沥青混合料料的温度，，沥青碎石石可分为热热铺、温铺铺和冷铺三三种。特点：①由于于沥青碎石石的强度主主要靠石料料颗粒间的的嵌锁力，，受沥青软软化的影响响较小，因因此其热稳稳性较好沥青碎石的的沥青用量量较沥青混混凝土和沥沥青贯入式式为少，因因此，沥青青碎石的工工程造价较较低。沥青碎石混混合料可以以在厂内或或中心站集集中拌制，，质量容易易得到保证证沥青碎石石面层的的可施工工期比沥沥青贯入入式面层层长沥青碎石石的主要要缺点是是：孔隙隙率较大大，空气气和表面面水易透透入9.沥青青路面沥青稳定碎石层沥青混凝凝土路面面由适当比比例的各各种不同同大小颗颗粒的集集料、矿矿粉和沥沥青，加加热到一一定温度度后拌合合，经摊摊铺压实实而成的的路面面面层。按粒径大大小可分分为：细细粒式沥沥青混泥泥土、中中粒式沥沥青混泥泥土、粗粗粒式沥沥青混泥泥土。特点：透透水性小小、水稳稳定性好好、耐久久性高，，使用年年限达15~20年以以上，适适用各级级公路面面层，但但路面允允许拉应应变值较较小，容容易产生生横向裂裂缝。沥沥青混凝凝土路面面的施工工有层铺铺法和拌拌和法两两类。沥青混凝土沥青混凝土优缺点①质质量符合合要求的的沥青混混凝土路路面强度度高②具具有良好好的平整整度，表表面坚实实、无接接缝，且且经久耐耐用。③透透水性小小④混混合料通通常集中中在拌和和楼用机机械加工工拌制，，石料的的配合比比以及沥沥青用量量都得以以严格控控制，质质量容易易得到保保证。⑤施施工作业业面大，，操作方方便。⑥沥沥青混凝凝土面层层的可施施工期较较沥青表表面处治治和沥青青贯入要要长。9.沥青青路面面层施工工—拌合运输输沥青混凝凝土面层层摊铺沥青混凝凝土面层层碾压沥青混凝凝土路面面施工面层施工工—摊铺面层施工工—碾压（钢钢轮）面层施工工—碾压（胶胶轮）面层施工工—摊铺面层施工工-摊铺测高高程沥青贯入入式路面面指在初初步压实实的碎石石(或破破碎砾石石)上，，分层浇浇洒沥青青、撒布布嵌缝料料，或再再在上部部铺筑热热拌沥青青混合料料封层，，经压实实而成的的沥青面面层。沥青贯入式路面9.沥青青路面施工工艺艺如右图图表面处治治路面施施工程序序为：备备料→清清扫基层层、放样样和安装装路缘石石→浇洒洒透层沥沥青→洒洒布第一一次沥青青→铺撒撒第一次次矿料→→碾压→→洒布第第二层沥沥青→铺铺撒第二二层矿料料→碾压压→洒布布第三层层沥青→→铺撒第第三层沥沥青→碾碾压→初初期养护护。9.沥青青路面沥青表面面处治路路面，是是用沥青青和集料料按层铺铺或拌和和法施工工，其厚厚度不大大于3cm的一一种薄层层面层。。表面处处治按浇浇洒沥青青和撒布布集料的的遍数不不同，分分为单层层式、双双层式、、三层式式。其作作用主要要是对非非沥青承承重层起起保护和和防磨耗耗作用一一般用于于三、四四级公路路，也可可用作沥沥青路面面的磨耗耗层、防防滑层。。沥青表面处治浇洒沥青青铺撒矿料料铺撒矿料料水泥混凝凝土路面面是指以以水泥混混凝土为为主要材材料做面面层的路路面，简简称混凝凝土路面面。它是是一种高高级路面面。水泥泥混凝土土路面有有素混凝凝土、钢钢筋混凝凝土、连连续配筋筋混凝土土、预应应力混凝凝土、钢钢纤维混混凝土和和装配式式混凝土土等各种种路面。。目前我国国采用得得最广泛泛的是现现场浇筑筑的普通通混凝土土路面，，这类混混凝土路路面除接接缝区和和局部范范围(边边缘或角角隅)外外，不配配置钢筋筋，亦称称素混凝凝土路面面。10.水水泥混凝凝土路面面水泥砼路面概念普通水泥泥混凝土土路面连续配筋筋水泥混混凝土路路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：人工设置模板板，利用摊铺机、、拌和机和运运输车辆、振振捣器的组合合水泥滑模式混混凝土摊铺机机路面的附属工工程路缘石硬路肩土路肩人行道路面排水结构构路表排水中央分隔带排排水路面结构排水水路缘石预制成型浇水养护路肩及拦水带带路肩排水中央分隔带排排水渗沟超高路段排水水中央分隔带横横向排水布置置中央分隔带缝缝隙式纵向排排水管集水井路肩边缘排