第1章 路基路面概论3

上路床：0~30cm
路床 下路床：30~120cm
上路堤：80~150cm
上路堤：120~190cm
下路堤：＞150cm
路堤 下路堤：＞190cm
注意：上述数据为轻、中及重交通荷载等级道路。
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.2 路基结构 (2)挖方路基：
特重、超重交通荷 载等级道路
路面 上路床：0~30cm 下路床：30~80cm
由于道路工程的材料供源、筑路的自然气候条件、工程地质条件、水文 地质条件的差异，导致了该区域道路结构、道路病害、道路设计参数取 值、道路施工条件的差异。
特定的地貌与自然气候对应特定的环境条件，对应着道路的特定施工条 件与运营期的变化 。为了使道路工程与自然条件相适应，将道路工程 特征相似的划为一区，称为区划。
1.5 公路自然区划
公路自然区划作用
将各自然区划区的自然条件与道路设计、施工各项 技术指标取值相对应，遏止与限制道路病害的发生。
公路自然区划意义
设计与施工工艺与自然环境和条件相适应，最大限 度地使道路修建技术与设计更科学、合理、经济。
1.5 公路自然区划
公路自然区划三个原则
① 道路工程特征相似原则：
四级公路
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.5 常用面层类型及适用范围
沥青混凝土：人工选配具有一定级配组成的矿料，碎石或轧碎 砾石、石屑或砂、矿粉等，与一定比例的路用沥青材料，在严 格控制条件下拌制而成的混合料。
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.5 常用面层类型及适用范围
沥青贯入式路面指的是用沥青贯入碎（砾）石作基层、联结层、 面层的路面。即在初步压实的碎石（或破碎砾石）上，分层浇 洒沥青、撒布细石料嵌缝，或再在上部铺筑热拌沥青混合料封 层，经压实而成的沥青面层。
路面结构层
面层
基层
功能层
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.4 路面结构分层及层位功能 沥青混凝土路面分层
面层
上面层（表面层） 中面层 下面层
基层
基层 底基层
路基
上路床 下路床
上路堤 下路堤
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.4 路面结构分层及层位功能
沪宁高速拓宽跣刨断面
1.3 路基路面结构及层位功能
第四阶段：以高速度分层行驶为特征的高速公路阶段。
1.1 路基路面工程发展概况
1.1.1 道路的衍变 “起步晚，大跃进”
1984年12月21日 中国大陆首条高速公路——上海至嘉定高速公路开工。 1988年10月31日 沪嘉高速正式通车，全长20.4公里，设四车道。
1989年 中国高速公路通车里程达271公里。 1994年 中国高速公路通车里程达1603公里。 1999年 全年新增高速公路2872公里，总通车里程达11650公里，
气温（季节性与地形性）
1.4 路基路面稳定性影响因素
气候条件
气温（季节性与地形性） 降水
图1-10 湿度对路基刚度的影响
1.4 路基路面稳定性影响因素
水文条件
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
土的工程分类
法
路基强度与稳定性
半刚性基层沥青路面结构
高路堤修筑技术与支挡结构 沥青路面材料组成设计
软土地基稳定技术 岩石路基爆破技术
路面使用性能与表面特性
沥青路面结构
绿色道路路面建设技术
水泥混凝土路面结构
路面养护管理
沥青路面设计理论与方法
1.1 路基路面工程发展概况
砂石路面
……
按路 面结 构的 力学 特性
柔性路面 复合式路面
刚性路面
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.6 路面分类
柔性基层 沥青路面
按基 层材 料类 型及 组合 方式
半刚性基层 沥青路面
组合式沥 青路面
有铺装路面：
沥青混凝土路面和水泥混凝土路面。
简易铺装路面： 沥青表面处置路面、沥青碎石路 面、沥青贯入式路面。
第1章 概论
内容： 1.1 路基路面工程发展概况 1.2 路基路面工程的特点与性能要求 1.3 路基路面结构及层位功能 1.4 路基路面稳定性影响因素 1.5 公路自然区划
1.1 路基路面工程发展概况
1.1.1 道路的衍变
道路的发展可粗分为四个阶段： 第一阶段：供行人和牛马及其它兽类行走、驮运货物的阶段。此时 期的道路通常称为小路或小径。
路面是在路基顶面用各种混合料铺筑而成的层状结构物。
1.2 路基路面工程的特点与性能要求
1.2.1 路基路面工程的特点 路基工程的特点
1) 路基和路面相辅相成，不可分割；
2）路基结构简单，但土石方量大；
3) 路面结构较为复杂，且造价贵；
4) 道路里程长，路基路面工程复杂多变； 平原5）微提丘供三全级天公候路的：快80速00、~1安60全00、m³舒/km适；、经济的服务； 山岭6)重对丘自三然级环公境路也：会20造00成0~一60定00的0m影³/k响m；； 高速公路：……？？？
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
1.4 路基路面稳定性影响因素
土的类别
土的不同颗粒组成形成不 同的材料强度机理
不同类别的土受水温影响 的程度不同
1.5 公路自然区划
公路自然区划原因
以1000、3000米两个等高线将我国从东向西分成3个阶梯。从北向南分 别处于寒带、温带和热带。由于地形、地貌与气候条件（降雨、温度、 冰冻深度）差异很大，在每一个地貌单元里，都对应着特定的气候与环 境条件。
1.4 路基路面稳定性影响因素
地理条件
地形地貌 海拔高度 路线与地势地貌的结合程度
1.4 路基路面稳定性影响因素
地质条件
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
1.4 路基路面稳定性影响因素
气候条件
名列世界第三位。 2007年 总通车里程达5.36万公里。 2011年 总通车里程达8.5万公里，跃居世界第一。 2013年 总通车里程突破10万公里。 2018年 总通车里程突破14万公里。
1.1 路基路面工程发展概况
1.1.2 路基路面建设的技术成果
公路自然区划
水泥混凝土路面设计理论与方
同一区划内、同样的自然因素，具有同样的筑路条件与问题。 例：青藏高寒的永久冻土问题；黄土高原区黄土湿陷问题；华南红 土区的路面高温与路基施工问题；东部季冻区的春融翻浆问题。
② 地表气候区划差异性原则：
地带性与高程差异引起的地表气候差异。 例：山东鲁西与鲁东的差异（泰沂山脉与滨海区的差异；）同 是II区 辽河以北与辽河以南冻深线分别>0.8m与<0.8m。
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.5 常用面层类型及适用范围
路面面层类型及其适用范围
面层类型
沥青混凝土路面
水泥混凝土路面
沥青贯入路面 沥青碎石路面 沥青表面处治路面
适用范围 高速公路、一级公路、二级公路、三级
公路、四级公路 高速公路、一级公路、二级公路、三级
公路、四级公路
三级公路、四级公路
砂石路面
一般公路，路面造价占总
投资的30%~50%。
1.2 路基路面工程的特点与性能要求
1.2.2 路基路面工程的性能要求 1）承载能力 ——路基路面结构承受荷载的能力。
① 要有足够的强度； ② 要有足够的刚度；
1.2 路基路面工程的特点与性能要求
2）稳定性 路基路面结构稳定性：在降水、高温、低温等
恶劣环境作用下仍能保持其原有特性的能力。
1.3.4 路面结构分层及层位功能 水泥混凝土路面分层
面 层 水泥混凝土
基层 路基
基层
底基层
上路床 下路床 上路堤 下路堤
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.4 路面结构分层及层位功能
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。
路床
上路床：0~30cm 下路床：30~120cm
注意：上述数据为轻、中及重交通荷载等级道路。
(3)半填半挖路基
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.3 路面横断面
Baidu Nhomakorabea
槽式横断面
全铺式横断面
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.4 路面结构分层及层位功能
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.4 路面结构分层及层位功能
无铺装路面： 指路面基层完成，但面层结构层未摊铺。 砂石路面（级配碎石、泥结碎石、水结碎 石、填隙碎石……）
复合式沥青 路面（刚性 基层沥青路 面）
无路面：
无路面公路是指未 铺筑任何路面材料 的公路。
1.4 路基路面稳定性影响因素
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
1.3.1 路基分类 (2) 路堑
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.1 路基分类 (3) 半填半挖路基
1.3 路基路面结构及层位功能
思考：
一条公路是否只有一种断面形式？
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.2 路基结构 (1)填方路基
特重、超重交通荷 载等级道路
路面 上路床：0~30cm 下路床：30~80cm
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。
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.4 路面结构分层及层位功能
基层（含底基层）： 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；
1.1.3 交叉学科的发展
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
1.2 路基路面工程的特点与性能要求
1.2.1 路基路面工程的特点 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）要求开挖或堆填而成的岩土结构物， 是铁路和公路的主体，贯穿于公路全线，连接沿线桥梁、涵 洞和隧道等构筑物。
高速行车，抗滑性取决于集料表面的宏观纹理；
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.1 路基分类
土路基
按 材 石路基 料
土石路基
填挖 断面 型式
填方路基 （路堤）
挖方路基 （路堑）
半填半挖 路基
路堤
路堑
半填半挖 路基
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.1 路基分类 (1) 路堤
1.3 路基路面结构及层位功能
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。
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.4 路面结构分层及层位功能
功能层： 加强路面结构层之间的联结、改善路基的湿度和温度状
况。 按其作用可分为： 排水层 隔离层 防冻胀层 透层 粘层 应力吸收层
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.5 常用面层类型及适用范围 沥青碎石路面
包括厂拌沥青碎石、路拌沥青碎石，沥青用量较少，骨料粒径 单一，孔隙率大，耐久性差。
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.5 常用面层类型及适用范围
沥青表面处治路面是用沥青和细粒料按层铺或拌和法施工，其厚度 不大于3cm的一种薄层面层。表面处治按浇洒沥青和撒布集料的遍数 不同，分为单层式、双层式、三层式。
表面处治路面的使用寿命不及贯入式路面，设计时一般不考虑 其承重强度，其作用主要是对非沥青承重层起保护和防磨耗作用， 而对旧沥青路面，则是一种日常维护的常用措施。
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.5 常用面层类型及适用范围
1.3 路基路面结构及层位功能
1.3.6 路面分类
水泥混凝土路面
按 沥青路面 材 料
高温稳定性
路基路 面结构 稳定性
低温抗裂性 水稳定性
路基稳定性
1.2 路基路面工程的特点与性能要求
3）耐久性 路基路面耐久性：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。 4）表面平整度
路面表面平整度：路面表面纵向凹凸量的偏差值。 5）路面抗滑性
低速行车，抗滑性取决于集料表面的微观纹理；
1.1 路基路面工程发展概况
1.1.1 道路的衍变
第二阶段：供蓄力车辆和行人通行的大道阶段。在中国，有“康 衢”、“路”、“驰道”、“驿道”等名称。
白马关古驿道 铁岭山古驿道
1.1 路基路面工程发展概况
1.1.1 道路的衍变
第三阶段：行驶汽车的公路阶段。内燃机汽车是德国在1886年由 发明，我国在1901年袁世凯从国外引进汽车，1906年苏元春驻守 广西时首建了龙州到镇南关的公路。