总论-路基路面工程

总论——路基路面工程第1页/共30页第一节道路工程发展概况一、道路工程发展历史1、建国以前：最早在夏禹时代，有道路里程的概念；以后各朝代道路修筑均有所发展，但缓慢；到建国前：维持通车8万km，全国1/3的县不同公路，西藏无公路特点：数量少，质量差，标准低。2、建国后（尤其1978年后）公路总里程骤增；等级不断提高；高速公路从无到有《路基路面工程》精品课程第2页/共30页二、道路工程发展现状1、现代交通运输系统：铁路、公路、水运、航运、管道五种运输方式各有特点（载体、覆盖范围、特色、局限性）2、高速公路现状：总里程4.5万KM，全国分布密度不均匀3、路基路面技术现状（设计方法、使用性能、存在问题）《路基路面工程》精品课程第3页/共30页存在问题：早期破坏、重载《路基路面工程》精品课程第4页/共30页三、道路工程发展趋势《中国交通发展规划》《国家高速公路网规划》《农村公路发展规划》《路基路面工程》精品课程第5页/共30页技术发展趋势：（1）服务功能方面：安全化（复杂路况、特殊灾害性天气条件、不良地质状况）、智能化（以人为本、彩色、荧光、融雪）、环保化（排水、降噪、低吸热、吸收汽车尾气）（2）技术性能方面：资源节约、环境友好、寿命延长、性能提升（高温、低温、水稳定性、疲劳）《路基路面工程》精品课程第6页/共30页四、国内外道路工程发展对比1、国外道路发展2、70年底进入大发展时期，目前公路网已经基本建成3、进入全面运营管理阶段4、国内外道路现状横比2002年统计数据《路基路面工程》精品课程第7页/共30页第二节路基路面工程的特点

一、路基、路面的基本概念路基：是在天然地表面按照道路的设计线形（位置）和设计横断面（几何尺寸）的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。路面：是在路基顶面的行车部分由各种混合料铺筑而成的层状结构物。《路基路面工程》精品课程第8页/共30页二、路基路面的基本特点（宏观）1、建筑材料广、地方性、废物利用2、工程量大3、线形带状《路基路面工程》精品课程第9页/共30页三、路基路面应具有的基本性能1.承载能力：强度与刚度2.稳定性3.耐久性（寿命）4.表面平整度（舒适性、表面特性）5.表面抗滑性能（安全性、表面特性）

《路基路面工程》精品课程第10页/共30页第三节影响路基路面稳定的因素一、主要影响因素（主要影响路基）1.地理条件（几何）2.地质条件3.气候条件4.水文和水文地质条件5.土的类别《路基路面工程》精品课程第11页/共30页第四节路基土的分类一、土的划分原则不同的使用目的和场合，划分原则不同，如农业、公路等公路用路基土，世界各国大致相近，均依据土颗粒的粒径组成、土颗粒的矿物成分或其余物质的含量、土的塑性指标《路基路面工程》精品课程第12页/共30页二、我国公路路基土的分类划分依据：土的颗粒组成特征、土的塑性指标和土中有机质存在情况分类：巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土，并进一步细分为11类《路基路面工程》精品课程第13页/共30页三、不同路基土的公路工程性质巨粒土：强度和稳定性好，良好；也可用于砌筑边坡级配良好的砾石混合料：良好；还可用于中级路面和高级路面的基层；砂土：无塑性，强度和水稳性好，但易松散，压实困难砂性土：良好粉性土：干时易结块，湿时易流动；毛细作用强烈，须经处理才可使用粘性土：具有较大的可塑性，持水能力强。压实方法得当，排水设施合理也可使用。重粘土：不透水、粘聚力大，塑性大，干燥坚硬，难以施工《路基路面工程》精品课程第14页/共30页第五节公路自然区划一、制定自然区划的原则道路工程特征相似的原则地表气候区域差异性的原则自然气候因素既有综合又有主导作用的原则《路基路面工程》精品课程第15页/共30页二、一级自然区划1、划分方法：

在全国以均温等值线及海拔高度来划分，以均温等值线和三阶梯的海拔高度线为主要标志，二条等高线：1000m、3000m等高线：1000m等高线沿东北大兴安岭、太行、伏牛、武当、雪峰、大朋、友谊关一线，走向北偏东；3000m等高线沿帕米尔高原、昆仑山、阿尔金山、祁连山、岷山、云岭、雪山、大怡岭一线；《路基路面工程》精品课程第16页/共30页2、具体划分：全国首先划分为三大地带：多年冻土、季节冻土和全年不冻土，再进一步根据水热平衡和地理位置划分为冻土、温润、干湿过渡、湿热、潮暖、和高寒七个大区：北部多年冻土区东部温润集结区黄土高原干湿过渡区东南湿热区西南潮暖区西北干旱区青藏高寒区《路基路面工程》精品课程第17页/共30页三、二级自然区划在每一个一级区内，再以潮湿系数为依据，分为六个等级，并结合各大区的地理、气候特征、地貌类型、自然病害等因素，将全国划分为33个二级区和19个副二级区。潮湿系数K为年降雨量与年蒸发量之比。三级区划是二级区划的具体划分，一是以水热、地理、地貌为依据，或是以地表的地貌、水文和土质依据，有各省、市、自治区自行划定。《路基路面工程》精品课程第18页/共30页四、各个自然区划内路基路面设计的注意事项北部多年冻土区：冻土、冻土退化（全球气温升高）东部温润集结区：冻胀翻浆黄土高原干湿过渡区：黄土东南湿热区：排水、湿软地基西南潮暖区：不良地质（喀斯特、滑坡）西北干旱区：缺水、雪害青藏高寒区：高寒、冻土、《路基路面工程》精品课程第19页/共30页第六节路基水温状况及干湿类型一、路基湿度的来源大气降水地面水地下水毛细水水蒸气凝结水薄膜移动水二、大气温度及其对路基水温状况的影响路基湿度除受水的来源影响之外，大气温度也是主要影响因素之一。冻胀翻浆的机理。《路基路面工程》精品课程第20页/共30页三、路基干湿类型

路基按其干湿状态不同分为四类：干燥、中湿、潮湿和过湿。一般要求路基处于干燥或中湿状态。

上述四种干湿类型以分界稠度ωc1,ωc2

和ωc3

来划分。稠度ωc

定义为土的含水量ω

与土的液限ωL

之差与土的塑限ωp

与液限ωL

之差的比值。

即ωc=（ωL-ω

）/（ωL-ωp

）

1.ωc=1.0,即ω=ωp

，为半固体与硬塑状的分界值；

2.ωc=0,即ω=ωL

，为流塑与流动状的分界值；

3.1.0﹥ωc﹥0，即ωL﹥ω

﹥ωp

，土处于可塑状态。《路基路面工程》精品课程第21页/共30页第七节路面结构及层位功能一、路面横断面路面横断面由行车道、硬路肩和土路肩组成。随道路等级不同而不同。1、槽式横断面形成方式：开挖，培槽2、全铺式横断面排水性路面考虑远期路面的改扩建低等级公路《路基路面工程》精品课程第22页/共30页二、路拱横坡度1.路拱的作用：横向排水2.路拱横坡的取值（P23表1-10）：有利于横向排水，有利于行车平稳；1-4％；路肩横披度较路面横坡大1％。《路基路面工程》精品课程第23页/共30页三、路面结构分层及层位功能1.面层【区别于路面】基本特点：与外界直接接触。功能要求：结构性及功能性材料类型：水泥混合料、沥青混合料及其他混合料结构组成：两层或三层《路基路面工程》精品课程第24页/共30页2.基层基本特点：行车荷载扩散，功能要求：结构性材料类型：有机、无机结合料稳定类结构组成：两层或三层《路基路面工程》精品课程第25页/共30页3.垫层基本特点：承上启下（土基与基层）功能要求：改善土基的温度和湿度状况，进一步扩散应力。材料类型：水稳定性和隔温性好的松散材料或稳定土。结构组成：一般为一层。《路基路面工程》精品课程第26页/共30页第八节

路面的等级划分一、路面类型【按照材料组成分类】土路面砂石路面块体路面沥青路面水泥路面复合式路面其他《路基路面工程》精品课程第27页/共30页二、路面等级划分根据面层的使用品质、材料组成类型以及结构强度和稳定性，可以分为四个等级。路面等级面层类型所适用的公路等级高级水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青碎石、整齐石块或条石高速、一级、二级次高级沥青贯入式、路拌沥青碎石、沥青表面处治、半整齐石块二级、