路面材料分类及结构类型
城市道路的级别、类别和构成
城市道路的级别、类别和构成2k311010城市道路的级别、类别和构成2k311011 掌握城市道路构成城市道路主要分为刚性路面和柔性路面两大类。
刚性路面以水泥砼路面为代表，柔性路面以沥青路面为代表。
一、城市沥青路面道路的结构组成（一）路基路基的断面形式分为：路堤、路堑和半填半挖三种。
从材料上分为：土路基、石路基、土石路基三种。
（二）路面路面分为垫层、基层和面层结构层。
1.面层面层应具有较高的结构强度、刚度、耐磨、不透水和高温稳定性，并且其表面层还应具有良好的平整度和粗糙度。
面层分为磨耗层、上面层、下面层或称为表面层、中面层、下面层。
2.基层基层是路面结构的主要承重层，应具有足够的、均匀一致的强度和刚度。
沥青类面层下的基层应有足够的水稳定性。
用作基层的主要材料有：（1）整体型材料。
又称无机结合料基层。
特点：强度高、整体性好、适宜交通量大、轴载重的道路。
（2）嵌锁型和级配型材料。
包括级配碎（砾）石、泥灰结碎（砾）石和水结碎石三种。
3.垫层。
介于基层与土基之间。
作用：改善土基的湿度和温度状况，扩散荷载应力。
要求：其水稳定性必须要好。
（1）路基经常处于潮湿或过湿路段，以及在季节性冰冻地区应设垫层。
（2）垫层材料有粒料和无机结合料稳定土两类。
（3）垫层厚度一般≥150mm（二）沥青路面结构组合的基本原则1.面层、基层的结构类型及厚度应与交通量相适应。
2.层间必须紧密稳定，保证结构整体性和应力传递的连续性。
3.各结构层的回弹模量自上而下递减。
4.层数不宜过多。
5.在半刚性基层上铺筑面层时，城市主干路、快速路应适当加厚或采取其他措施减轻反射裂缝。
二、路基与路面的性能要求(一)路基的性能要求1.整体稳定性2.变形量（二）路面的使用指标1.平整度。
为减缓路面平整度的衰变速率，应重视路面结构及面层材料的强度和抗变形能力。
2.承载能力。
路面必须具有足够抗疲劳破坏和塑性变形的能力，即具备相当高的强度和刚度。
3.温度稳定性。
道路建筑材料
1．水化热较高， 1．一般地上工程和不受侵蚀性作用的
2．抗水性差， 地下工程以及不受水压作用的工程，
3．耐酸碱和硫 2．无腐蚀性水中的受冻工程，
酸盐
3．早期强度要求较高的工程，
类的化学浸蚀 4．在低温条件下需要强度发展较快的
差
工程。但每日平均气温在4℃ 以下或最
2、人工砂：颗粒级配、细度模数、松散堆积密度、 石粉含量（亚甲蓝试验）、泥块含量、坚固性。
3、卵石和碎石：颗粒级配、含泥量、泥块含量、 针片状含量
水泥材料的技术标准和强度指标
一、水泥品种
1、定义
2、品种 P230
3、生产 两磨一烧
C3S
4、化学成分和矿物组成
A：化学成分 主要是由石灰质原料来的氧化钙（CaO） 反应
低气温在-3℃ 以下时，应按冬季施工
规定办理
1．水利工程的 水中部分，
2．大体积混凝 土工程，
3．受化学浸蚀 的工程
矿渣水泥特性和适用范围（二）
矿渣水泥的特性及应用范围
泥种 水品
优点
特性 缺点
使用范围
适应于
不适应于
1．对硫酸盐类浸 1．早期强度低，凝结较慢，在 1．地下、水中及海水中的工程 1．对早期强
3） 国外有关标准：如ISO679 ISO6274
4）地方标准：如DB50/5030-2004 （重庆机制砂） DB23/T510-2000（黑龙江的引气混凝土路面施工规程）
水泥和水泥混凝土
第一节 砂石材料的技术性质和技术要求
天然石料的技术性质和技术要求
1、 物理性质 （1）物理常数 ①真实密度（定义、测定步骤、要
技术标准：
道路建筑材料 定义
1砂石材料：块石，集料，工业废渣。
无机结合物：石灰，水泥，稳定土。
有机结合料：沥青。
高聚物材料：塑料，橡胶，纤维。
复合材料：水泥砼，沥青砼。
2四个标准：国标GB，行标JT，地方，企业。
技术性质：在一定条件下才能成立的性质。
3研究目标：①保证结构稳定②保证工程质量，技术指标施工性能③降低造价。
4石料：天然岩石通过机械加工制成或直接开采得到的，一定形状和尺寸的石料制品。
造岩矿物：具有一定化学成分和机构特征的天然化合物或单质。
岩石分类：按岩石的形成条件分：岩浆岩，沉积岩，变质岩。
5石料分类：片石，块石，碎石，石屑。
物理性质：物理系数①密度②孔隙率。
吸水性①吸水率②饱水率。
抗冻性①直接冻融②硫酸钠法。
真实密度：石料在规定条件下，单位真实体积质量pt=ms/vs(g/cm³)不包括孔隙，测量方法：李氏比重法，比重瓶法。
体积测定：石料磨粉过0.315mm筛孔。
表观密度：在规定条件下烘干石料矿质实体包括闭口孔隙在内的单位表观提及质量ρa=ms/（vs+vn）（g/cm³）不包括开口孔隙。
测量方法：在水中称质量。
毛体积密度：在规定条件下烘干岩石单位体积质量（包括开口闭口孔隙）ρh=ms/(vn+vi+vs) （g/cm³）毛体积:Vh= vn+vi+vs,测量方法：静水天平法：吸水饱和24小时称其质量或体积。
孔隙率：石料孔隙体积占总体积的百分率n=Vn+Vi/Vn)*100 n=(1-ρn/ρt)*100.6吸水性：石料在规定条件下吸水的能力。
含水率w：石料在天然状态下的含水率潮湿空气常温常压20±2℃。
饱水率Wsa：常温真空抽气残压2.67Kpa，恢复常压水几乎充满开口孔隙的全部体积7抗冻性：石料在饱和水状态下能经受反复冻结和融化而不破坏并不严重降低强度。
试件：直径和高为50mm的固体或50*50*50正方体。
8冻融法：饱水（-15℃，4h）（20+5℃水中4h）一个循环。
路基路面材料
路基路面材料一、基层的基本类型及其适用范围路面基层按结构组合设计可分为四种类型：第一类是柔性基层材料，包括级配型集料、嵌锁型碎石以及沥青碎石混合料等；第二类是半刚性基层材料，包括水泥稳定类、石灰稳定类和石灰工业废渣稳定类等综合稳定类；第三类是刚性基层材料，包括水泥混凝土、贫混凝土和碾压混凝土等；第四类是复（混）合式基层，即上部使用柔性基层，下部使用半刚性基层。
1．柔性基层：用热拌或冷拌沥青混合料（大粒径沥青碎石）、沥青贯入碎石、以及不加任何结合料的粒料类等材料铺筑的基层。
柔性基层可用于各级公路。
2．半刚性基层半刚性基层用无机结合料稳定土类的材料铺筑一定厚度的基层。
半刚性材料基层、底基层按其组成结构状态分为均匀密实结构、悬浮密实结构、骨架密实结构和骨架空隙结构。
均匀密实型是指无机结合料稳定细粒土，如石灰土、水泥土、二灰土等。
悬浮密实、骨架密实和骨架空隙结构均是指无机结合料稳定中、粗粒土。
三种类型的区分主要是根据混合料压实后，集料中粗颗粒间空隙体积与压实后起填充作用的细料体积之间的关系来确定。
半刚性材料基层适用于以下范围：（1）水泥稳定类适用于各级公路的基层、底基层。
石灰粉煤灰稳定类材料，对冰冻地区、多雨潮湿地区宜用于下基层或底基层。
石灰稳定类材料适用于各级公路的底基层以及三、四级公路的基层。
（2）高速公路、一级公路的基层和上基层骨架密实型的稳定集料。
（3）二级及二级以下公路的基层和各级公路的底基层均可采用悬浮密实型混合料。
（4）骨架空隙结构型混合料具有较高的空隙率，适用于考虑路面内部排水要求的基层。
3．刚性基层用普通混凝土、低强度等级混凝土、贫混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土等材料做的基层。
贫混凝土基层与其它基层相比具有较高的强度、刚度，较好的整体性和稳定性，良好的抗冲刷性和抗裂性，多孔透水贫混凝土还兼有内部排水功能。
二、基层组成材料及要求1、路面基层用土的分类土作为半刚性基层材料的骨架，按照土中单个颗粒（指碎石、砾石和砂等颗粒）的粒径大小和组成，将土分为下列三种，即：细粒土、中粒土和粗粒土。
半刚性路基材料
半刚性路基材料郜宇晨 21813109在道路工程这门课上我们初步了解了半刚性路基是刚性路面在下,柔性路面在上的一种路基，现在通过查阅资料对它进行更进一步的认识。
一、路面基层的分类路面基层大的分为三类：刚性基层、半刚性基层、柔性基层，底基层材料和基层差不多，主要是水泥、石灰含量低一些或者选用的是粒径小一些的土、砂砾之类。
刚性基层是指采用普通混凝土、碾压式混凝土、贫混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土等材料铺筑的路面基层。
半刚性基层又分为三类：水泥稳定类；石灰稳定类；工业废渣稳定类，具体对应有水泥稳定碎石、水泥稳定砂砾、水泥稳定细粒土；石灰稳定碎石、石灰稳定砂砾、石灰稳定细粒土；石灰粉煤灰、石灰粉煤灰土、石灰粉煤灰砂、石灰粉煤灰砂砾、石灰粉煤灰碎石、石灰粉煤灰矿渣、石灰粉煤灰煤矸石。
柔性基层有沥青稳定类和粒料类。
沥青稳定类包括密级配沥青稳定碎石（ATB）、开级配排水式沥青碎石基层(ATPB)、半开级配沥青碎石(AM)。
粒料类一般即碎砾石基层，又可以分为两类嵌挤型和密实型，嵌挤型包括泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石，密实型包括级配碎石、级配砾石。
二、半刚性基层的概述半刚性基层是采用水硬性材料(又称无机结合料)稳定的各种集料和土类,并具有一定强度和厚度的路面基层结构;在半刚性基层上铺筑一定厚度沥青混合料面层的结构称为半刚性基层沥青路面。
半刚性基层沥青路面具有强度和刚度较高、路面平整度好、噪音低、行车舒适、易于就地取材、施工工艺简单、使用周期长、工程投资较低、养护维修方便等优点,因此在国内外公路建设中被广泛应用。
半刚性基层，包括水泥稳定粒料类及二灰稳定粒料类等，均具有较高的抗压强度和抗压回弹模量值（介于500～4000MPa），并具有一定的抗弯拉强度，因此半刚性基层沥青路面具有较小的弯沉和较强的荷载分布能力。
另外，由于半刚性基层刚度大，使得其上的沥青面层弯拉应力相对减少，从而提高了沥青面层抵抗行车的疲劳破坏能力。
路面结构及其层次划分
§2路面结构及其层次划分一.路面断面路拱平均坡度:沥青或水泥混凝土路面:%厂拌沥青碎石等:石砌路面:2-3%碎石,砾石路面:土路:3-4%二.层次划分和作用1．面层:面层是直接同行车和大气接触的表面层次，它承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降水的浸蚀和气温变化的影响。
因此，同其它层次相比，面层应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，而且应当耐磨，不透水；其表面还应有良好的抗滑性和平整度。
修筑面层所用的材料主要有：水泥混凝土、沥青很凝土、沥青碎(砾)石混合料、砂砾或碎石掺上或不掺土的混合料以及块料等。
2．基层:基层主要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,上基层是路画结构中的承重层，它应具有足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力的能力.基层遭受大气因素的影响虽然比面层小，但是仍然有可能经受地下水和通过面层渗入雨水，所以基层结构应具有足够的水稳定性。
基层表面虽不直接供车辆行驶，但仍然要求有较好的平整度，这是保证面层平整性的基本条件。
修筑基层的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。
3．垫层:垫层介于路基与基层之间，它的功能是改善土基的湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基水温状况变化所造成的不良影响。
另一方面的功能是将车辆荷载应力加以扩散，以减小土基产生的应力和变形.同时也能阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能。
修筑垫层的材料，强度要求不一定高，但水稳定性利隔温性能要好。
常用的垫层材料分为两类，一类是由松散粒料，如砂、砾石、炉渣等组成的透水性垫层；另一类是用水泥或石灰稳定土等修筑的稳定类垫层。
第二节环境因素对道路的影响1、温度湿度对道路的影响概述图2-1 温度对沥青混凝土动弹性模量的影响图2-2 湿度对路基刚度的影响2、温度对道路的影响温度造成路基体的膨胀与收缩，甚至引起路基的冻胀；温度造成水泥砼路面的温度应力及条块分割；温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及低温开裂。
各种路面
碎砾石路面强度构成：由黏结力和内摩阻角表征的内摩擦力决定的联结强度，构成路面材料的结构强度1、纯碎石材料：按嵌挤原则产生强度，他的抗剪强度主要决定于剪切面上的法向应力和材料的内摩阻角。
2、土—碎砾石混合料：土含量小时，按嵌挤原则形成强度；土含量多时，按密实原则形成强度。
土—碎砾石混合料的强度和稳定性取决于内摩阻角和粘结力的大小。
密实型：不含或含很少细料，强度和稳定性依靠颗粒之间的摩阻力。
密实度较低，但透水性好，不易冰冻，没有粘结性，施工压实困难。
密实悬浮：含有大量细料，而粗颗粒之间的接触很少，集料浮在细料之中，易压实，但密实度较低，易冰冻，难溶于水，强度和稳定性受含水率影响和大嵌挤密实：含有足够的细料来填充颗粒间空隙的混合料，仍然能够通过颗粒接触获得强度，抗剪强度、密实度有所提高，透水性低，较易压实。
特点：1、结构强度和稳定性不仅与碎石集料的形状及表面特性有关，而且受细料含量与性质影响很大。
2、优点排水好，不开裂，不受温度影响，投资不高，随交通量的增加分期改善3、缺点平整度差，易扬尘，泥结碎石路面雨天还易泥泞。
强度指标：CBR块料路面强度构成：主要借基础的承载力和石块之间的摩擦力，粒料基层的破坏主要表现为变形累积过大及回弹弯沉超过结构承载能力，半刚性基层则表现为层底的弯拉应力超过材料的疲劳强度。
目前的问题是水损害。
特点：优点：施工简单、清洁少尘、易于翻修、抗滑性能好缺点：手工铺筑难以机械化、块料之间易移动、建筑费用高、表面平整性一般较差，水损害。
无机结合料稳定路面（总述）特点：板体性好，具有一定的抗拉强度；稳定性好，抗冻性强；强度和刚度随着龄期而增长；经济性好；干缩温缩大，耐磨性差，抗疲劳性也稍差。
种类：细粒土：二灰土、水泥土、石灰土、水泥石灰土、三灰土粗粒土：二灰碎石土、二灰稳定碎石（二灰碎石）、水泥碎石土、水泥稳定碎石、二灰砂、水泥砂无土：二灰、二渣、水泥矿渣等应力应变特性：1）强度和模量随龄期增长而变化，不同种类材料的强度变化规律也不同；2）有较好的板体性，具有一定的抗拉性能；3）用抗压强度与抗压回弹模量、劈裂强度与劈裂回弹模量、抗弯拉强度与抗弯拉弹性模量、干缩与温缩等来衡量材料的性能；疲劳特性：1）通过不同应力比(应变水平)疲劳试验可测绘出疲劳曲线；2）在一定的应力（应变水平）水平条件下，材料的疲劳寿命取决于材料的强度和刚度，强度愈大刚度愈小，疲劳寿命就愈长；跟试验温度的变化关系不大。
常用的铺装材料归纳
常用的铺装材料归纳铺装材料是指用于道路、广场、远足径和其他人行和车行区域表面覆盖的材料。
常见的铺装材料种类繁多，主要根据材料的性质和特点来归纳。
在本文中，将介绍常用的铺装材料，并根据其所属类别进行分类。
1.沥青铺装材料沥青铺装材料主要是指沥青混凝土和沥青胶结层。
沥青混凝土是一种由沥青、石料和填充料混合而成的铺装材料，具有良好的耐久性和抗水性能。
沥青胶结层是一种由沥青和胶结料混合而成的表层材料，用于保护沥青混凝土层。
沥青铺装材料广泛应用于公路和机场跑道等大型铺装工程中。
2.水泥铺装材料水泥铺装材料主要是指水泥混凝土和水泥砂浆。
水泥混凝土是一种由水泥、骨料、粉煤灰和外加剂等混合而成的铺装材料，具有高强度和抗腐蚀性能。
水泥砂浆是由水泥、砂子和水混合而成的粘结材料，用于砌筑砖砌和瓷砖等铺装工程。
3.石材铺装材料石材铺装材料主要包括天然石材和人造石材。
天然石材如花岗石、大理石、石英岩等，具有高硬度和耐磨性能，常用于广场、步道和墓地等区域的铺装。
人造石材如仿古砖、仿石砖等，外观与天然石材相似，但价格较低，常用于商业地板和家庭装修。
4.土工合成材料土工合成材料主要是指聚合物材料和纤维材料等，用于土壤强度改善和防渗透。
聚合物材料如土工布、土工膜等，具有抗渗透、抗拉强度和机械性能等特点。
纤维材料如钢纤维和聚丙烯纤维等，能够增加土壤的抗折强度和隔离效果。
5.橡胶铺装材料橡胶铺装材料主要是指再生橡胶和合成橡胶等，用于人行和车行区域的铺装。
再生橡胶由废旧轮胎经过再加工制成，具有弹性好、防滑性和吸音性能等优点。
合成橡胶如塑胶草坪等，外观与天然草坪相似，但维护成本低。
6.聚合物铺装材料聚合物铺装材料主要是指树脂混凝土和聚合物砂浆等，用于地下车库、车道和人行道等区域的铺装。
树脂混凝土是由树脂、填料和颜料等混合而成的材料，具有高耐久性和抗化学腐蚀性能。
聚合物砂浆是由聚合物树脂和砂子等混合而成的材料，用于地面修补和平整。
总而言之，铺装材料种类繁多，每种材料都具有不同的特点和适用范围。
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路面材料分类及结构类型
（一）路面材料的分类
路面材料分为矿料和结合料两大类。
矿料分为骨料和填充料两类。
骨料是指碎石、卵砾石，有时为片石、料石；填充料是指土、砂、石粉和矿渣等；结合料分为有机结合料———沥青和无机结合料——粘土、石灰、煤粉灰和水泥。
（二）路面结构类型
按矿料在路面结构层中所占位置的不同，路面结构可分为嵌锁结构、混凝结构和细粒结构三种结构形成。
1．嵌锁结构
主要由矿料组成的结构，以中小规格碎石为主体，借碾压外力将骨料拧紧并相互嵌锁牢固，这样形成的结构层，常见的有：
（1）沥青碎石，贯入式或拌合式的沥青碎石路面结构，主要靠骨料相互嵌锁，固结成板，沥青材料只起粘
结、密封防水的作用；
（2）泥结碎石，骨料结构方式相同，粘结材料为粘土；
（3）水结碎石，骨料在重型压路机及洒水碾压下，相互嵌锁形成结构层，再接着在结构层上撒嵌缝料，再
用重碾洒水碾压，使之结成密实的上壳，成为完整
的路面结构。
其他用强度高耐风化的料石嵌成的路面面层，称为条石或石块路面，用手摆片经碾压嵌锁形成的路面基层，都属于这一结构类型。
2混凝结构
采用混凝结构铺筑的路面，都以骨料为主要成分，按比例掺入填充料，并以凝聚性材料使之结合成板状。
比如水泥混凝土路面，沥青混凝土路面，砂石级配路面等。
（1）水泥混凝土路面，以碎石为骨料。
砂为填充料，水泥为凝聚料胶结而成的路面结构层，具有强度高、水温稳定性好的特点
（2）沥青混凝土路面，以碎石为骨料，砂和石粉为填充料，以石油沥青或煤沥青为凝聚料结合成的路面结构层，具有弹性和放水性能好的特点。
（3）砂石级配路面，以级配碎石为骨料，以级配砂为填充料，按一定比例掺入粘土，结合成的路面结构层，具有一定的整体性。
但级配砂砾作基层，抗剪度不足，切均匀度极差，易引起沥青混凝土路面面层的开裂。
北京市近20年来的经验证明，级配砂砾层做沥青混凝土路面的基层，往往由于碾压密实度不一，强度不一而过早损坏。
3．细粒结构
以细粒与粘结料相结合，构成具有较高耐磨性但强度不高的结构层，只能用于低级路面的面层或高级里面结构层中的磨耗
层。
如沥青砂用于沥青碎石或沥青混凝土路面的磨耗层。