《公路工程教材课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公路工程教材课件.ppt（97页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第一章 总论,第一节 道路工程发展概况第二节 路基路面工程的特点第三节 影响路基路面稳定的因素第四节 路基土的分类第五节 公路自然区划第六节 路基水温状况及干湿类型第七节 路面结构及层位功能第八节 路面的等级与分类,路基路面工程,学习要点：掌握路基路面工程的特点，路面结构层位功能；熟悉路基的水温状况及干湿类型，路面的等级与分类；了解影响路基路面稳定的因素，公路自然区划，路基土的分类。重点：路面结构层位的基本概念、功能。,路基路面工程,第一节 道路工程发展概况,一、道路发展历史建国以前：早在4000多年前：车和行车的路商代：开始有驿道传送西周：以都市为中心的道路体系秦代：大修弛道，驿道，并强调“
2、车同轨，书同文”。西汉：驿亭3万处，丝绸之路唐代：形成了以长安为中心的驿道网。元明：道路有“大道”之称。,路基路面工程,路基路面工程,清代：道路网系统分为三等，“官马大路”、“大路”、“马路”。清末民初：在1902年进口了第一辆汽车，1906年修建了第一条公路。特点：数量少，质量差，标准低。建国以后：长期滞后阶段：从建国初期到改革开放前的1978年逐步紧张阶段：从1978年至1985年交通瓶颈阶段：为“七五”时期逐步缓解阶段为：“八五”以来,二、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,中国交通发展规划,我国公路、水路交通实现现代化的三个发展阶段目标：
3、第一阶段从“瓶颈”制约、全面紧张走向“两个明显”（即交通运输的紧张状况有明显缓解，对国民经济发展的制约状况有明显改善），这个目标在短期内达到；第二个阶段从“两个明显”到基本适应国民经济和社会发展的需要，这个目标到2020年左右达到；第三个阶段从基本适应国民经济和社会发展需要到基本实现交通运输现代化，达到中等发达国家水平，这个目标将在二十一世纪中叶实现。为实现我国公路、水路交通现代化的目标，关键是到2020年前后要努力完成公路主骨架、水运主通道、港站主枢纽和交通运输支持保障系统即“三主一支持”系统的建设。,路基路面工程,（一）公路主骨架,公路主骨架是根据国家干线公路网规划并考虑其它相关因素确定的
4、。公路主骨架包括总长约35万公里、纵贯东西和横穿国境南北的“五纵七横”12条主要由高等级公路组成的国道主干线，它贯通首都和直辖市及各省(自治区)省会城市，将人口在100万以上的所有特大城市和人口在50万以上大城市的93连接在一起，使贯通和连接的城市总数超过200个，覆盖的人口约6亿，占全国总人口的50左右。国道主干线按照规划的标准要求建成后，随着交通量的增长，安全保障、通讯信息和综合管理服务设施的逐步完善，车辆行驶速度可以比现有国道平均车速提高一倍以上。大中城市间、省际间和区域间将形成现代化的快速公路运输网络。全国公路网的运营效率和效益将有很大的提高。公路运输运距在400500公里的可以当日往
5、返，800-1000公里的可以当日到达。,路基路面工程,（二）水运主通道,按照我国生产力布局和水资源“T”形分布的特点，重点建设贯通东南沿海经济发达地区的海上运输大通道和主要通航河流的内河航道。全国水运主通道总体布局规划是发展“两纵三横”共5条水运主通道。“两纵”是沿海南北主通道，京航运河淮河主通道；“三横”是长江及其主要支流主通道，西江及其主要支流主通道，黑龙江松花江主通道。除沿海南北主通道外，内河主通道由通航千吨级船队的四级航道组成，共20条河流，总长15万公里左右。这些主通道连接了17个省会和中心城市，24个开放城市，5个经济特区。水运主通道的主要功能是，提供通畅、高效、优质的运输条件，
6、现代化的运输管理，舒适的运输环境和综合性的服务设施。水运主通道建设，以提高航道等级、改善通航条件为重点，同时还要使运输船舶及港口、水运工业、安全监督、通信导航等配套设施与之相适应，各环节同步建设，以形成综合运输能力。,路基路面工程,（三）港站主枢纽,重点建设在水运主通道、公路主骨架及与铁路和航空干线交汇处的水运主枢纽港口、公路主枢纽站场。这些港口和站场是多种运输方式相衔接的客货集散中心和综合运输组织服务中心。全国主枢纽港口的布局规划是发展43个主枢纽，其中沿海港口20个，内河港口23个，覆盖了沿海14个开放城市、4个经济特区、海南经济特区的省会以及水运主通道上全部省会城市和大中城市的66。到2
7、010年，基本形成较完善的、以水运为主的集装箱联合运输系统，既有集装箱枢纽港，又有干线港和支线港，并形成我国集装箱国际枢纽港；建成现代化的以水运为中心的金属矿石、煤炭、石油、粮食等大宗能源、原材料联合运输系统；形成便捷的滚装运输和陆岛交通体系。,路基路面工程,全国公路主枢纽站的布局规划是发展45个客货主枢纽站。这45个公路主枢纽站覆盖了全国30个省会城市、人口在l00万以上的特大城市的80.6和工业产值在100亿元以上的城市的73.3。到2010年，全国45个公路主枢纽站基本建成，并完善相应的软硬件配套服务和管理设施。同时建设干线公路场站和支线公路站点，逐步形成以公路主枢纽站为中心、以干线公路
8、站场和支线公路站点为支撑的多层次的公路运输站场体系，基本满足中长途旅客运输及集装箱和零担快件货物运输等的要求。,路基路面工程,（四）交通支持保障系统,交通支持保障系统包括车辆、船舶、安全监督、通信导航、救助打捞、公安消防、信息服务、交通教育、科技进步等部分。随着公路主骨架、水运主通道和港站主枢纽及交通支持保障系统建设任务的完成，我国公路、水路运输将基本达到畅通、安全、高效的目标，并基本适应经济社会发展的需要。,路基路面工程,国家高速公路网规划,高速公路在中国内地的出现和发展仅仅走过了17年的历程，在今天，3万4千多公里的高速公路正在为中国经济和社会的发展提供着便捷的、高效率的运输服务。2004
9、年12月17日，国家高速公路网规划经国务院审议通过，规划的出台将对中国经济社会的发展以及公众的生活方式和质量产生重大而深远的影响，必将成为中国高速公路长远发展和交通运输现代化的战略蓝图，标志着中国高速公路发展进入了新的历史阶段。,路基路面工程,规划确定的国家高速公路网采用放射线与纵横网格相结合的布局形态，构成由中心城市向外放射以及横连东西、纵贯南北的公路交通大通道，包括7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线，可以简称为“7918网”，总规模大约为8万5千公里。7条首都放射线是：北京上海、北京台北、北京港澳、北京昆明、北京拉萨、北京乌鲁木齐、北京哈尔滨。南北纵线包括沈阳海口、长春深圳、
10、重庆昆明等。东西横线包括青岛银川、连云港霍尔果斯、上海成都、广州昆明等。,路基路面工程,国家高速公路网规划建成后，可以形成“首都连接省会、省会彼此相通、连接主要地市、覆盖重要县市”的高速公路网络。这个网络能够覆盖10多亿人口，直接服务区域GDP占全国总量的85以上；实现东部地区平均30分钟、中部地区平均1小时、西部地区平均2小时抵达高速公路，客货运输的机动性将有显著提升。国家高速公路网是中国公路网中最高层次的骨干通道，主要连接大中城市，包括国家和区域性经济中心、交通枢纽、重要对外贸易口岸；主要承担区域间、省际间以及大中城市间的快速客货运输，保障提供高效、便捷、安全、舒适的服务。,路基路面工程,
11、规划的主要目标是：连接所有目前城镇人口在20万以上的城市；连接首都与各省会、自治区首府和直辖市；连接各大经济区和相邻省会级城市；完善省会级城市与地市之间、城市群内部的连接；强化长江三角洲、珠江三角洲和环渤海三大经济区之间及与其他经济区之间的联系；保障西部地区、东北老工业基地内部高速网络的合理布局和对外连接；加强对国家主要港口、铁路枢纽、公路枢纽、重点机场、著名旅游区和主要公路口岸的连接。,路基路面工程,三、我国路基路面工程的成果,1.公路自然区划：7大区 2.土的工程分类3.路基强度与稳定性4.高路堤修筑技术与支挡结构5.软土地基稳定技术 6.岩石路基爆破技术 7.沥青路面结构,路基路面工程,
12、8.水泥混凝土路面结构9.柔性路面设计理论与方法 10.刚性路面设计理论与方法 11.半刚性路面结构12.路面使用性能与表面特性 13.路面养护管理,路基路面工程,四、引起重视的学科,1材料科学2岩土工程学3结构分析理论4机电工程5自动控制与量测技术6.现代管理科学,路基路面工程,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。相互关系：路基是路面的基础 路面的存在又保护了路基,路基路面工程,二、路基路面的基本特点（宏观）
13、,1、造价高2、工程量大3、线形带状，工程复杂多变,路基路面工程,三、路基路面应具有的基本性能,(一)对路基的基本要求 1.具有足够的整体稳定性2.具有足够的强度和刚度 3.具有足够的水温稳定性,路基路面工程,（二）对路面的基本要求 1.具有足够的承载能力：强度与刚度 2.具有足够的稳定性 3.具有足够耐久性（寿命）4.具有足够的表面平整度（舒适性、表面特性）5.具有足够的表面抗滑性能（安全性、表面特性）6.具有足够的不透水性（抗渗透性）7.具有低噪声及低扬尘性并减少对环境的不良影响,路基路面工程,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2.地质条件3.气候
14、条件4.水文和水文地质条件5.土的类别,路基路面工程,4水文和水文地质条件1）地表水的水文条件 地表积水水位与存水时间地表水的排泄河流的常水位与洪水水位河流的河岸及河床的淤积2）地下水的水文地质条件地下水的移动规律地质内的层间水、裂隙水、泉水的存在情况5.土的类别：不同的土类具有不同的工程性质。1）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,路基路面工程,第四节 路基土的分类,一、土的分类标准分类法土的分类标准适用于各类工程用土；不适用于混凝土所用砂、石料和有机土。注：工程用土指工程勘察、建筑物地基、堤坝填料和地基处理等所涉及
15、的土类。有机土指土料中大部分成分为有机物质的土。,路基路面工程,工程用土的分类依据：1、土颗粒组成及其特征；2、土的塑性指标：液限（L）、塑限（Wp）和塑性指数（Ip）；3、土中有机质存在情况。,路基路面工程,工程用土分为一般土和特殊土两大类。1、一般土按其不同粒组的相对含量可划分为巨粒土和含巨粒的土、粗粒土、细粒土，巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒组、级配、所含细粒的塑性高低可划分为16种土类；细粒土按塑性图、所含粗粒类别以及有机质多寡可划分为16种土类。2、本标准所称的特殊土包括黄土、膨胀土和红粘土，可按其塑性指标在塑性图上的位置初步判别。,路基路面工程,粒 组 划 分,路基路面工程,（1）
16、巨粒土和含巨粒土的分类按土中粒径大于60mm的巨粒含量区分。巨粒土和含巨粒的土应按下列规定划分：试样中巨粒组质量多于总质量的50的土称巨粒土；试样中巨粒组质量为总质量的1550的土称巨粒混合土；试样中巨粒组质量少于总质量的15的土，可扣除巨粒，按粗粒土或细粒土的相应规定分类定名。,路基路面工程,路基路面工程,巨粒土和含巨粒的土的分类,（2）粗粒土的分类若试样中粒径大于0.075mm的粗粒组质量多于总质量的50%的土称粗粒土。粗粒土分为砾类土和砂类土两大类。若试样中的粒径大于2mm的砾粒组质量多于总压量的50%的土称砾类土；否则属砂类土。,路基路面工程,路基路面工程,砾类土的分类,路基路面工程,
17、砂类土的分类,（3）细粒土的分类定义：试样中粒径小于0.075mm的细粒组质量多于或等于总质量的50%的土称细粒土。细粒土应根据塑性图分类。土的分类标准规定有两种塑性图，可根据下列所采用的液限标准进行选用：,路基路面工程,当取质量为写76g、锥角为30的液限仪锥尖入土深度为17mm对应的含水量为液限时，应按塑性图1分类。,路基路面工程,当取质量为76g、锥角为30的液限仪锥尖入土深度为10mm对应的含水量为液限时，应按塑性图2分类。,路基路面工程,细粒土应按下列规定划分：试样中粗粒组质量少于总质量的25%的土称细粒土。试样中粗粒组质量为总质量的25%50%的土称含粗粒的细粒土。试样中含部分有机
18、质的土称有机质土。,路基路面工程,当采用图1所示的塑性图确定细粒土的类别时，应按表分类。,路基路面工程,当采用图2所示的塑性图确定细粒土的类别时，应按表分类。,路基路面工程,二、公路用土的工程性质1.巨粒土有很高的强度及稳定性，是填筑路基的很好材料。漂石还可用于砌筑边坡。2.砾类土由于粒径较大，内摩擦力亦大，因而强度和稳定性均能满足要求，是良好的路基填筑材料。级配良好时，或人工处理后，可用于高级路面的基垫层。3.砂土透水、无塑性、粘性小、易松散，压实困难。4.砂性土级配好，粗、细颗粒搭配适宜，是施工效果最优的路基建材。5.粉性土为最差的筑路材料。它含有较多的粉土粒，干时稍有粘性，但易被压碎，扬
19、尘性大，浸水时很快被湿透，易成稀泥。粉质土的毛细作用强烈，上升速度快，毛细上升高度一般可达0.91.5m，在季节性冰冻地区，水分积聚现象严重，造成严重的冬季冻胀，春融期间出现翻浆，故又称翻浆土。,路基路面工程,6.粘性土透水性很差，粘聚力大，因而干时坚硬，不易挖掘。它具有较大的可塑性、粘结性和膨胀性，毛细管现象也很显著，用来填筑路基比粉质土好，但不如细粒土质砂。浸水后粘质土能较长时间保持水分，因而承载能力小。对于粘质土如在适当的含水量时加以充分压实和有良好的排水设施，筑成的路基也能获得稳定。7.有机质土（如泥碳、腐殖土等）不宜作路基填料，如遇有机质土均应在设计和施工上采取适当措施。,路基路面工
20、程,8.膨胀土：自由膨胀率大于40%，吸水膨胀，失水收缩，强度较高，压缩性低，易被误认为是较好的土。9.黄土指的是在干燥气候条件下形成的多孔性具有柱状节理的黄色粉性土，湿陷性黄土受水浸湿后会产生较大的沉陷。10.红粘土：和黄土相比，红粘土没有湿陷性，失水后体积收缩量较大。11.盐渍土潮湿时承载力很低。总之，土作为路基填筑材料，砂性土最优，粘性土次之，粉性土最差，属不良材料，最容易引起路基病害。特殊土类用于填筑路基必须采取相应技术措施。,路基路面工程,第五节 公路自然区划,一、区划的目的 区分不同地理区域自然条件对公路工程影响的差异性，并在路基路面的设计、施工和养护中采取适当的技术措施和采用合适
21、的设计参数，以保证路基、路面的强度和稳定性。,路基路面工程,二、制定自然区划的原则1.道路工程特征相似的原则2.地表气候区域差异性的原则3.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,三、公路自然区划的划分,1.一级区划 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，再进一步根据自然气候，全国轮廓性地理、地貌将全国划分为七个一级区。,路基路面工程,北部多年冻土区东部温润季节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,2.二级区划 在一级区划内，考虑水温状况不同，以潮湿系数K为主导标志，按公路工程的相似性及地表气候的差异，进一步划分二级区以及与
22、二级区划相当的副区，全国共分为33个二级区和19个二级副区。K=R/Z K2.0 一级 过湿 2.0K1.5 二级 中湿 1.5K1.0 三级 润湿 1.0K0.5 四级 润干 0.5K0.25 五级 中干 0.25K 六级 过干,路基路面工程,3.三级区划 二级区划的具体划分,有两种方法:一是以水热、地理、地貌为依据，二是以地表的地貌、水文和土质为依据，由各省、市、自治区自行划定。,路基路面工程,四、一级区对路面结构设计的要求,北部多年冻土区：冻土、冻土退化（全球气温升高）东部温润季冻区：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
23、：缺水、雪害青藏高寒区：高寒、冻土,路基路面工程,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。路基的水温状况是指由于湿度和温度变化对路基产生的共同影响。,路基路面工程,路基路面工程,路基路面工程,冻胀、翻浆机理：冻胀:沿路基深度出现较大的温度梯度时，水分在温差的影响下以液态或气态由热处向冷处移动，并积聚在该处。这种现象特别是在季节性冰冻地区尤为严重。积聚的水冻结后体积增大，使路基隆起而造成面层开裂，即冻胀现象。翻浆:春暖化冻时，路面和路基结构由
24、上而下逐渐解冻，而积聚在路基上层的水分先融解，水分难以迅速排除，造成路基上层的湿度增加，路面结构的承载能力便大大降低。经重车反复作用，路基路面结构会产生较大的变形，路基土以泥浆的形式从胀裂的路面缝隙中冒出，形成了翻浆。,路基路面工程,造成冻胀、翻浆的条件：1土质：若采用粉性土，便构成了冻胀与翻浆的内因。2水文：地面排水困难或地下水位较高路段，为水分积聚提供了充足的水源。3气候：多雨的秋天、暖和的冬天、骤热的早春都是造成翻浆的天气。4行车：通过过大的交通量或过重的汽车，能加速翻浆的发生。5养护：不及时的养护会促成翻浆的出现。,路基路面工程,三、路基干湿类型,1.路基的干湿类型 路基按其干湿状态不
25、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c1,c2 和c3 来划分。稠度c=（L-）/（L-p）1.c=1.0,即=p，为半固体与硬塑状的分界值；2.c=0,即=L，为流塑与流动状的分界值；3.1.0 c 0，即L p，土 处于可塑状态。,路基路面工程,2.公路干湿类型确定:对于原有公路分界稠度法按最不利季节路槽（路槽形象的说就是装路面结构部分的盒子，在路床上面）底面以下80厘米深度范围内路基土的平均稠度确定。于路槽底面以下80厘米内，每10厘米取土样测定其天然含水量、塑限含水量和液限含水量，以下式求算：得到的平均稠度与分界稠度wc1、wc
26、2和wc3作比较，得到路基的干湿类型。,路基路面工程,例题：某公路路基在最不利季节现场测得路床顶以下80cm内各土层的含水量见下表：实测路床顶以下80cm内各土层的含水量已知填土的稠度分界值为wc1=1.1，wc2=0.95，wc3=0.80。现在测得其平均液限为30%，塑限为16%，试按平均稠度法判断路基的干湿类型。,路基路面工程,解：,所以路基处于过湿状态。,路基路面工程,对于新建道路临界高度法路基临界高度是在最不利季节，当路基处于某种干湿状态类型时，路槽底面距地下水位或地表积水水位的最小高度。路基临界高度H1、H2、H3分别与w1、w2、w3 相对应。,路基路面工程,干燥类水位很低，路槽
27、底到水位的距离应保证路基上层有一定厚度的土层Hd免受毛细水上升润湿的影响，即：HH1式中：H1干燥类路基临界高度，H1=HL+Hd，HL为毛细上升润湿区高度。这类路基的湿度主要受气候因素的影响，路槽底面以下80厘米深度范围内土的平均稠度高于wc1。,路基路面工程,中湿类 水位较高，路基上层Hd厚土层的下部受到水的毛细润湿作用，但路槽底到水位的距离H仍大于毛细上升润湿区高度HL，即：H1HH2式中：H2中湿类路基临界高度，H2=HL。这类路基的湿度既受气候因素也受地下水的影响，其平均稠度变动在wc1到wc2范围内。,路基路面工程,潮湿类水位很高，路槽底到水位的距离H小于毛细润湿区高度HL，即：H
28、2HH3式中：H3潮湿类路基临界高度。这类路基的湿度主要受地下水的控制，其平均稠度变动在wc2到wc3范围内。过湿类水位过高，路槽底距水位过近，而使整个路基处于过湿状态，即：HH3这类路基的平均稠度小于wc3，须经过处理后方可铺筑路面。,路基路面工程,例题1：已知某路段预估路面厚度约30cm，路面表面距地下水位的高度为1.65m，查得临界高度H1=1.71.9m，H2=1.21.3m，H3=0.80.9m，则该路段干湿类型是（）。A.干燥 B.中湿 C潮湿 D过湿,路基路面工程,答案：B分析：路槽底面距地下水位的高度为1.35m，介于H1和H2之间，路基处于中湿状态。,路基路面工程,例题2：已
29、知某市属于4区，有一段粘土路基，路面底面高出地面0.6m，地下水位距地面0.8m，请确定该路基的干湿类型。解：路槽底面距地下水位的高度为1.4m。查P20表1-9 路基临界高度参考值介于H1和H2之间，路基处于中湿状态。,路基路面工程,作业：陕西省渭南地区某公路一段粉质黏土路基，经实地测定某路槽底面以下80cm范围内各土层的含水量如下表。已知土的液限为34，土的塑限为17，试判断该路段土的干湿类型。,路基路面工程,第七节 路面结构及层位功能,一、路面横断面1.组成：由行车道、硬路肩和土路肩组成。2.形式：根据公路等级，可选择不同的路面横断面形式。通常将路面横断面分为槽式和全铺式两种。,路基路面
30、工程,槽式横断面形成方式：挖槽或培槽（全挖、全培、半培半挖）几何尺寸：路面宽度=行车道+硬路肩 路基宽度=路面宽度+土路肩 深度=路面厚度,路基路面工程,全铺式横断面形成方式：在路基全部宽度内都铺筑路面。适用情况：在盛产石料的山区或较窄的路基上铺筑的中、低级路面；设有排水基层的高等级公路路面（全宽范围铺筑以便横向排入边沟）；有扩建需要的路面对于交通量增长较快的重要公路，为适应扩建的需要，也往往将硬路肩和土路肩按行车道标准，全宽铺筑面层。,路基路面工程,二、路拱,路面坡度：1.纵坡2.横坡路拱作用：及时排出路面上的雨水，减少雨水对路面的浸湿和渗透。型式,路基路面工程,路拱曲线方程(1)直线型路拱
31、多用于刚性路面，也可用于区间窄路和单向排水的非机动车道。(2)抛物线路拱适用于宽度不超过20m的柔性路面。(3)直线接曲线路拱适用于各种宽度和横坡度的路面，多用于宽度超过20m 的路面。,路基路面工程,路拱横坡度通常所说的路拱横坡度是指各点间坡度的平均值。横坡度的取值需要考虑以下因素：横向排水 道路纵坡 车道宽度 行车速度 经济合理实际设计时应根据具体路宽对更多的横坡取值和方程进行计算，比选出最合适的路拱横坡度。,路基路面工程,另外：硬路肩的横坡度与路面的横坡度相同；土路肩或草皮路肩的横坡应比路面横坡大1-2%，以利于排水。当土路肩横坡过大时，用良好的砂性土填补并压实，横坡过小时应铲削整修至规
32、定坡度。,路基路面工程,路基路面工程,三、路面排水1.设置排水设施的目的：迅速地将路面范围内的水排出路基，以保证行车安全。2.路面排水设施一般公路：路拱横坡+路肩横坡+边沟排水沟高等级公路：路面（路肩）排水+中央分隔带排水（+路面结构排水）,路基路面工程,中央分隔带排水：未设排水设施：做成中间高，两侧路面低的形式，由单侧横坡向路肩方向排水；设置排水设施：两侧路面分别单独做成中间高两侧低的路拱，向中间排水设施和路肩两个方向排水。,路基路面工程,路面结构排水边缘排水系统组成：集水沟、纵向排水管、横向出水管和过滤织物。水的流向：路面结构内的水，先沿路面结构层间孔隙或透水层横向流入集水沟，然后渗入纵向
33、排水管，最后由横向出水管引出路基。使用范围：基层透水性小的水泥混凝土路面。排除面层和基层之间的水。评价：自由水沿层间渗流的速率远小于向下渗流的速率，而且部分自由水仍有可能阻封在路面结构内。,路基路面工程,排水集层排水系统组成：有两种类型（1）在前面边缘排水系统的基础上加透水性排水集层。（2）排水集层贯穿整个路基。水的流向：水先通过竖向渗流进入排水层，然后和前面边缘排水系统相同。或直接由路基边坡面流出。评价：自由水进入排水层的渗流路径短，在透水性材料中渗流的速度快。,路基路面工程,四、路面结构分层及层位功能,路基路面工程,1、面层（区别与路面）层位功能：直接同行车和大气接触，承受较大的行车荷载的
34、垂直力、水平力和冲击力的作用，受到降水的浸蚀和气温变化的影响。要求：具备较高的结构强度，抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，耐磨，不透水；其表面还应有良好的抗滑性和平整度。材料：水泥混凝土、沥青馄凝土、沥青碎(砾)石混合料、砂砾或碎石掺土或不掺土的混合料以及块料等。分层：分两层或三层铺筑。（表面层、中面层和底面层）,路基路面工程,2基层层位功能：承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基中去。要求：是路面结构中的承重层，具有足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力的能力，具有足够的水稳定性和较好的平整度。材料：主要有各种结合料(如石灰、水泥或沥青等)稳定土或稳定碎(砾)石、贫
35、水泥混凝土、天然砂砾、各种碎石或砾石、片石、块石或圆石，各种工业废渣(如煤渣、粉煤灰、矿渣、石灰渣等)和土、砂、石所组成的混合料等。分层：分两层或三层。最下层称作底基层，是次要承重层，起次要承重的作用。,路基路面工程,3垫层层位功能：介于基层和土基之间，1）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；2）扩散基层传递的荷载应力，以减小土基的应力与变形，并可阻止路基土挤入基层，从而影响基层结构的性能。要求：水稳性、隔温性。材料：松散粒料：砂、砾石-组成透水性垫层；水泥或石灰稳定土-组成稳定类垫层。,路基路面工程,说明：垫层主要用于路基状况不良路段，
36、例如：地下水位高；土质不良或冻深较大的路基；可能发生冻胀的路基；基层或底基层可能受污染的路基。分类：从设置目的和功能出发 防水垫层为隔断地下水源 排水垫层排除通过路基顶面渗入的水分 防污垫层防止路基土浸入路面污染结构 防冻垫层保护不受冻胀翻浆危害,路基路面工程,第八节 路面的等级与分类,一、路面的分级 1.高级路面特点：路面强度高，刚度大，稳定性好，使用寿命长，能适应繁重交通量，且路面平整、无尘埃、车速高、运输成本低，养护费用少。但初期建设投资高，需要用质量高的材料来修筑。,路基路面工程,2.次高级路面特点：路面强度、刚度、稳定性、使用寿命、车辆行驶速度、适应交通量、初期建设投资等均低于高级路
37、面，但维修、养护、运输费用也较高。3.中级路面特点：强度、刚度低，稳定性差，平整度差，使用寿命短，易扬尘、车速低，仅能适用于较小交通量，虽然初期造价低，但养护、维修、运输成本均较高。4.低级路面特点：强度、刚度、水稳定性、平整度最差，易扬尘，可大量使用当地材料，只能保证低速行车，初期投入最少，运输成本最高，一般雨季影响通车。,路基路面工程,路基路面工程,二、面层类型,1.沥青面层沥青混合料由沥青和集料拌和、碾压而成通常分为上、下两层。上面层起磨耗层的作用，应具有良好的表面特性，通常采用较细的集料、较多的沥青用量，混合料密实不透水，也可做成多孔隙排水性表面层。下面层称作联结层，起承重作用，可采用
38、较粗的集料，在层厚超过8cm时，需分两层摊铺碾压，这时分别称此两层为中面层和下面层。,路基路面工程,沥青表面处治沥青和集料分层撒铺、碾压沥青表面处治主要起封层和磨耗层的作用，用以改善路面的行驶条件。沥青贯入碎石沥青贯入碎石集料层沥青贯入（稳定）碎石含有较多空隙，用做面层时，应加铺封层，也可作为优质沥青路面的柔性基层使用。,路基路面工程,2.水泥混凝土面层这类面层具有强度高、刚度大、使用寿命长的特点，能承受较繁重的车辆荷载的作用。3.块料面层这类面层可按不同图案和色彩铺筑，能承受较重的荷载，但表面平整度较差。4.复合式面层由水泥混凝土做下面层，沥青混合料做上面层组成。5.粒料面层,路基路面工程,
39、路面面层类型的适用范围,路基路面工程,三、路面分类【按照力学特性分类】,柔性路面刚性路面半刚性路面目前三者之间正在不断转化，无严格区分界限。,路基路面工程,1、柔性路面 包括各种未经处理的粒料基层和各类沥青面层，碎（砾）石面层或块石面层组成的路面结构。总体结构刚度较小，产生较大的弯沉变形，抗弯拉强度较低，土基承受较大的单位压力。主要靠抗压强度和抗剪强度承受车辆荷载的作用。,路基路面工程,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。抗弯拉强度高，较高的弹性模量，较大的刚性。竖向弯沉较小，路面结构主要靠水泥混凝土板的抗弯拉强度承受车辆荷载，通过板体的扩散分布作用，传递给基础上的单位压力较
40、柔性路面小得多。,路基路面工程,3半刚性路面 用水泥、石灰等无机结合料处治的土或碎(砾)石及含有水硬性结合料的工业废渣修筑的基层。前期具有柔性路面的力学性质，后期的强度和刚度均有较大幅度的增长，但是最终的强度和刚度仍远小于水泥混凝土。,路基路面工程,习 题一、名词解释：路基临界高度二、思考题1.简述路面结构层的特点、作用及材料。2.路基和路面在公路中各起什么作用？有哪些基本要求？3.路基干湿类型有那些划分方法，干湿类型对路基有哪些影响？4.试述新建公路土基干湿类型的确定方法。5.为何要进行公路目然区划，制定自然区划的原则又是什么?试述公路自然区划的意义。,路基路面工程,6.影响路基路面的水有哪些？水对路基有哪些影响？7.为什么路面要划分结构层次，如何进行划分？8.试述面层的作用及对其基本要求。9.试述基层和垫层的作用及对各自的基本要求。10.试从材料，物理力学特性，行车性能和设计控制指标各方面讲述柔性路面与刚性路面的区别。11.我国现行路面是怎样分类与分级的？,路基路面工程,
