路基路面工程课件：路基路面工程概述

《路基路面工程》

SubgradeandPavementEngineering1概

论2

概论(Introduction)3第一节道路工程的发展(Development)第二节路基路面工程的特点及功能要求(Characteristics)第三节路基路面结构与层位功能(Pavementlayers)第四节路基路面结构的影响因素(Factors)第五节

公路自然区划(NatureCategories)第一节

道路工程发展概况核心内容：道路的历史进程道路工程的科技发展路基路面工程与各学科的关联性4道路的发展可粗分为四个阶段：第一阶段：供行人和牛马及其他兽类行走、驮运货物的阶段。此时期的道路通常称为小路或小径(Trail)。第二阶段：供蓄力车辆和行人通行的大道(CartWay)阶段。在中国，有“康衢”、“路”、“驰道”、“驿道”等名称；在欧洲，罗马道路非常发达，有“条条大道通罗马”之说。1、道路的历史进程5古罗马道路和结构

1、道路的衍变6第三阶段：行驶汽车的公路（Highway）阶段。内燃机汽车是德国在1886年由高特列希

戴姆勒发明，我国在1902年从国外引进汽车，1906年苏元春驻守广西时首建了龙州到镇南关的公路。1、道路的衍变通向柏林的A9公路(东德)，使用时间超过50年，图中为第一阶段的水泥路面7第四阶段：以高速度分车道行驶为特征的高速公路阶段。也称为Freeway或Expressway。1、道路的衍变8

道路是供各种车辆、行人等通行的工程设施，按其使用范围分为公路、城市道路、机场跑道、厂矿道路、林区道路等。

机场Airport

Highway公路

2、道路工程的科技发展厂矿道路林区道路9主干道快速路次干道支路及街道公路高速公路、一级公路二级、三级、四级公路支线公路分类分级干线公路国家干线省干线县公路乡公路城市道路其他道路7条北京放射线9条纵向路线18条横向路线截至2021年年底，全国公路通车总里程达519.81万公里,其中高速公路通车里程16.10万公里,稳居世界第一;高速公路对20万以上人口城市覆盖率超过98%

2、道路工程的科技发展——高速公路“7918”网102、道路工程的科技发展规划中的“71118”高速公路网112、道路工程的科技发展普通国道网（2013年-2030年）

122、道路工程的科技发展7条：北京－哈尔滨（G1）、北京－上海（G2）、北京－台北（G3）、北京－港澳（G4）、北京－昆明（G5）、北京－拉萨（G6）、北京－乌鲁木齐（G7）9条：鹤岗－大连（G11)、沈阳－海口(G15)、长春－深圳(G25)、济南－广州(G35)、大庆－广州（G45）、二连浩特－广州(G55)、包头－茂名(G65)、兰州－海口(G75)、重庆－昆明(G85)18条：绥芬河－满洲里（G10）、珲春－乌兰浩特(G12)、丹东－锡林浩特(G16)、荣成－乌海(G18)、青岛－银川(G20)、青岛－兰州(G22)、连云港－霍尔果斯(G30)、南京－洛阳(G36)、上海－西安(G40)、上海－成都(G42)、上海－重庆(G50)、杭州－瑞丽(G56)、上海－昆明(G60)、福州－银川(G70)、泉州－南宁(G72)、厦门－成都(G76)、汕头－昆明(G78)、广州－昆明(G80)此外，国家高速公路网还包括辽中环线、成渝环线、海南环线、珠三角环线、杭州湾环线等共5条地区环线，2段并行线和37段联络线。——高速公路“7918”网132、道路工程的科技发展14484.65501.25519.8154.15469.52477.3548.9149.7250.4852.212、道路工程的科技发展159.6210.4411.1912.3513.113.6414.2614.9616.114.57%13.31%8.52%7.18%10.37%6.07%4.12%4.55%4.91%7.62%7.418.492、道路工程的科技发展162020年全国公路里程分技术等级构成2020年末国道里程37.07万公里省道里程38.27万公里。农村公路里程438.23万公里，其中县道里程66.14万公里、乡道里程123.85万公里、村道里程248.24万公里。一级2.4%高速3.1%二级8.0%三级8.8%四级72.8%等外4.9%2、道路工程的科技发展172021年全国高速公路通车里程情况2、道路工程的科技发展数字及数字与字母编号①首都放射线编号为1位数，由正北开始按顺时针方向升序编排，编号区间为1~9。②纵向路线编号为2位奇数，由东向西升序编排，编号区间为11~89。③横向路线编号为2位偶数，由北向南升序编排，编号区间为10~90。④并行路线的编号采用主线编号后加英文字母“E”、“W”、“S”、“N”组合表示；“E”、“W”、“S”、“N”分别表示并行路线在主线的东、西、南、北方位。⑤地区环线的编号按照由北向南的顺序排列，编号区间为91~99。182、道路工程的科技发展道路勘测设计技术公路自然区域、温度区划与降雨区划土的工程分类软土地基稳定技术岩石路基爆破技术路基结构设计沥青路面结构沥青路面设计理论与方法无机结合料稳定类材料设计与施工沥青路面材料组成设计水泥混凝土路面结构水泥混凝土路面设计理论与方法路面使用性能与表面特性路面养护管理193、路基路面工程与各学科的关联性材料科学岩土工程学结构分析理论机电工程自动控制与量测技术现代管理科学节尾20第二节

路基路面的工程特点及功能要求核心内容路基路面工程的特点路基路面工程的功能要求路线长、工程量大；

沿线地形起伏变化大，地质、地貌、气象特征多变；

沿线经济程度和交通特点不一样。

……1、路基路面工程的特点22全天候畅通高速安全舒适经济即：结构与功能两个方面要求2、路基路面工程的功能要求23

公路路基是路面的基础，是公路工程的重要组成部分，它是按照路线位置和一定的技术要求修筑的带状构造物，与路面共同承受交通荷载的作用。作为路面的支承结构物，路基必须具有足够的强度、稳定性和耐久性(Strength,Stability,Durability)。（1）路基工程一般路基冻土区通风管路基242、路基路面工程的功能要求（1）路基工程-冻土冻土区路基冻土区冻土区25（1）路基工程-防护与加固冻土区铁路路基路基防护26（1）路基工程-防护与加固27

公路路面是直接承受交通荷载、大气温度及雨水作用的结构，应具有良好的稳定性和足够的强度、刚度，其表面还应满足平整、抗滑和排水的要求。因此，公路路面应根据交通量及其组成情况和公路等级、使用任务、功能、当地材料及自然条件，结合路基进行综合设计。

各级公路的行车道、路缘带、匝道、变速车道、爬坡车道、硬路肩和应急停车带等均应铺筑路面。28（2）路面工程2、路基路面工程的功能要求2.稳定性(Stability)是路基路面结构的稳定性是在降水、气温、环境变化等条件下仍能保持其原有特性的能力。包括路面高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和路基稳定性。5.耐久性(Durability)路基路面的耐久性是在车辆荷载的反复作用与大气水温周期性的重复作用下的性能变化特性。道路工程有较长的使用年限，因此，路基路面工程要求有很好的耐久性能。3.表面平整度(SurfaceSmoothnessorRoughness)路面表面平整度是路面表面纵向凹凸量的偏差值“。他是影响行车安全、行车舒适性以及运输效益的重要指标。4.表面抗滑性能(SkidResistance)路面抗滑性是指路面表面抗滑能力的大小。他与宏观纹理及微观纹理有关，是保证车轮与路面之间有足够的附着力和摩擦力的条件，可以增加行车安全。节尾1.承载能力(BearingCapacity)是结构承受荷载的能力，应满足相应的指标和标准要求。路面各个部位的各种应力在容许的范围内“保证路面结构不发生压碎、拉断、剪切等各种破坏。2、路基路面工程的功能要求30第三节

路基路面结构与层位功能核心内容路基横断面路面横断面路拱横坡度路面结构分层及层位功能路面面层类型及适用范围路面分类1、路基横断面311、路基横断面32图1－4d城市道路典型路基横断面331、路基横断面1、路基横断面路基横断面示意图（顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成34路基横断面示意图（路面顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成351、路基横断面1、路基横断面路基横断面示意图（路面顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成361、路基横断面路基横断面示意图（顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成371、路基横断面路基横断面示意图（顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成381、路基横断面路基横断面示意图挡土墙（顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成391、路基横断面路基横断面示意图-挡土墙（路面顶面包含路肩等）路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成402、路面横断面槽式横断面全铺式横断面413、路拱横坡度形式：一次式：直线形、折线形二次式：2次抛物线形，三次式：3次线形方程目的：为了保证路面上雨水及时排出，减少雨水对路面的浸润和渗透而减弱路面结构强度，路面表面应做成直线形或抛物线形的路拱。

42路面类型路拱平均横坡度沥青混凝土、水泥混凝土1~2厂拌沥青碎石、路面沥青碎（砾）石、沥青贯入碎（砾）石、沥青表面处治、整齐石块1.5~2.5半整齐石块、不整齐石块2~3碎、砾石等粒料路面2.5~3.5炉渣土、砾石土、沙砾土等3~4要求：4、路基路面结构与层位功能面层基层功能层或垫层沥青混凝土路面沥青混凝土路面水泥混凝土路面43（1）路基路面分层面层：面层是直接同行车及大气接触的表面层次，它承受较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降雨的浸蚀和气温变化的影响，因此，同其他层次相比，它应具有较高的结构强度、抗变形能力和较好的水稳定性与温度稳定性，且应耐磨、不透水，表面还应有良好的抗滑性与平整度。基层：主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的路基（含垫层及土基），因此，它也应具有足够的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能力；基层受大气影响较面层小，但仍可能受地下水及面层渗入雨水的浸湿，故也应具有足够的水稳定性；同时，为保证面层平整，它还应具有较好的平整度。444、路基路面结构与层位功能（1）路基路面各层的要求垫层：垫层介于基层和土基之间，它可改善土基的湿度和温度状况、使面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态；同时，也可扩散基层传递的荷载应力、减小土基的应力与变形。按其作用可分为排水层、隔离层、防冻胀层等。路基处于下列状况的路段应设置垫层：地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿状态的路段；排水不良的土质路堑；有裂隙水，泉眼水等水文不良情况的岩石挖方路段；季节性冰冻地区可能产生冻胀的中湿、潮湿路段；基层可能受污染的路段。454、路基路面结构与层位功能（2）路基路面各层的要求46（2）路基路面各层的要求4、路基路面结构与层位功能面

层基

层路

基上路床下路床上路堤下路堤上基层下基层（底基层）上面层（表面层）中面层下面层30cm50cm70cm20～40cm4～5cm5～6cm6～8cm70～80cm47（3）沥青路面分层4、路基路面结构与层位功能面

层基

层路

基上路床下路床上路堤下路堤上基层下基层（底基层）砂石材料水泥混凝土级配碎石CTB、LFTB…改良土或改善土48（4）水泥路面分层4、路基路面结构与层位功能沪宁高速拓宽铣刨断面494、路基路面结构与层位功能5、路面面层类型及适用范围面层类型适用范围沥青混凝土路面高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路水泥混凝土路面高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路沥青贯入路面沥青碎石路面沥青表面处治路面三级公路、四级公路砂（碎）石路面四级公路506、路面分类柔性基层沥青路面半刚性基层沥青路面刚性基层沥青路面（复合式路面）水泥混凝土路面组合式基层沥青路面节尾51第四节

路基路面结构的影响因素核心内容路基路面稳定性影响因素路基路面工程的环境因素影响52地理条件地质条件气候条件水文和水文地质条件土的类别路基路面上的作用1、路基路面稳定性影响因素53地形地貌海拔高度路线与地势地貌的结合程度（1）地理条件54岩石或土的种类与成因地质走向与层理有无软弱层或软弱夹层有无地震、泥石流或岩溶等不良地质情况（2）地质条件55气温（季节性与地形性）

降水

日照

风力风向（3）气候条件56地表水的水文条件1）地表积水水位与存水时间2）地表水的排泄3）河流的常水位与洪水水位4）河流的河岸及河床的淤积地下水的水文条件1）地下水的移动规律2）地质内的层间水、裂隙水、泉水的存在情况（4）水文条件571）土的不同颗粒组成形成不同的材料强度机理2）不同类别的土受水温影响的程度不同3）不同的土类有不同的工程特征与性质（5）土的类别582、路基路面工程的环境因素影响路基路面结构的温度和湿度状况变化592、路基路面工程的环境因素影响大气温度的年周期变化和日周期变化602、路基路面工程的环境因素影响大气温度的年周期变化和日周期变化612、路基路面工程的环境因素影响路面结构内温度随深度的分布状况622、路基路面工程的环境因素影响路面结构内温度随深度的分布状况6