第一章路面工程概述

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路基是公路的基本结构,是支撑路面结构的基础, 与路面共同承受行车荷载的作用,同时承受气候 变化和各种自然灾害的侵蚀和影响,是开挖或堆 填 而成的岩土结构物。
路基结构形式可以分为:填方路基、挖方路基和半 填半挖路基三种形。
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路面是铺筑在公路路基上与车轮直接接触 的结构层,承受和传递车轮荷载,承受磨 耗,经受自然气候和侵蚀和影响,是各种 混合料铺筑而成的层状结构物。 路面结构一般由面层、基层、底基层与垫 层组成。
任务一 路面工程概述
编制: 何向红
1
目录
1
路面工程发展与组成
2
路基路面工程的特点
3
影响路基路面稳定的因素
4
路基土的分类
5
公路自然区划
6
路面结构及层位功能
7
路面的等级与分类
路面排水结构
8
2
教学目标及重难点
• 目标:了解公路发展状况,公路基本组成 和分级,掌握公路路面结构基本形式
• 重点:路面基本组成、公路路面结构基本 形式
名称
过湿区
中湿区
润湿区
润干区
中干区
过干区
K
>2.00
2.00~1.50 1.50~1.00 1.00~0.50 0.50~0.25 <0.25
• (3)三级区划 • 三级区划是二级区划的进一步划分。
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0.3.1公路自然区划
任务 0.3 公路自然区划与路基干湿类型
图0.7 全国公路自然区划
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二、各自然区划的筑路特点
8
1总论
2020年:东部 95%的人口 30分钟以内上高速 中部 85%的人口 60分钟以内上高速 西部 75%的人口 120分钟内上高速
9
1总论
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)
防透水性 ;砂石路面经常出现松散,搓板和波浪现象 。 ➢ (7)Ⅶ区——青藏高寒区:须按保温原则设计 。
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二、 路基湿度状况分析
• 一)、路基湿度的来 源
✓ (1)大气降水 ✓ (2)地面水
1
2
4
2
3
✓ (3)地下水 、毛细水
✓ (4)水蒸汽凝结水
✓ (5)薄膜移动水
图0.8 路基湿度来源示意图 1-大气降水;2-地面水;3-地下水上升的毛细水;4-水蒸气凝结的水
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1总论
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
4.施工工艺wenku.baidu.com简单,但季节性强,讲究工序
(水文地质情况复杂,气候多变)
5.受自然因素和人为因素影响, 变异性和不确定性大
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1总论
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) 6.具有足够的抗渗透性 7.具有低噪声、低扬尘性并减少对环境
V
西南潮湿区
1月>0
全年14~22
VI
西北干旱区
1月<0
山区垂直分布
VII
青藏高寒区
1月<0
平均最大冻深(cm) >200 10~200
20~140
<10 >20
东部100~250, 西部40~100
除南端外 40~250
潮湿系数K 0.5~1.00 0.5~1.00
0.25~1.00
1.00~2.25 1.00~2.00~
西南3000m等 高线以北
土质带 棕粘性土
棕粘性土,黑粘 性土,冲击土,软
土 黄土
黄棕粘土,红粘 性土,软土
紫粘土,红色石 灰土,砖红粘性

栗粘性土,砂砾 土,碎石土
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砂砾土,软土
• (2)二级区划
• 二级区划以潮湿系数为主要区分标志 。
• 在7个一级区划内进一步分为33个二级区和19个副区(亚 区),具体见《公路自然区划标准》。潮湿系数K为年降 水量(mm)与年蒸发量(mm)的比值,按区内的K值大小 分为六个等级,见表3—2表示。
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四)、路基干湿类型
➢ 1、路基按其干湿状态不同,分为四类:干燥、 中湿、潮湿和过湿。为了保证路基路面结构的 稳定性,一般要求路基处于干燥或中湿状态。
➢ 2、路基临界高度H:与分界稠度相对应的路基 离地下水位或地表积水水位的高度。
➢ 3、稠度wc定义:土的含水量w与土的液限wL之 差与土的塑限wp与液限wL之差的比值。
➢ (1)I区——北部多年冻土区:防止翻浆,应采取换土、 稳定土、砂垫层等处理方法。
➢ (2)Ⅱ区——东部温润季冻区:防止翻浆和冻胀 。 ➢ (3)Ⅲ区——黄土高原干湿过渡区:黄土对水分的敏感
性,干燥土基强度高、稳定性好 。 ➢ (4)Ⅳ区——东南湿热区:防止水毁、冲刷、滑坡 。 ➢ (5)V区——西南潮暖区:充分利用当地材料筑路 。 ➢ (6)Ⅵ区——西北干旱区:沥青面层材料应具有良好的

wc
(wL w) (wL wp )
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下表所列区划界限确定道路所属的路基干湿类型:
路基干湿类型 干燥 中湿
路基平均稠度 w c 与分界相 一 般 特 性
对稠度的关系
w c >Wc1
路基干燥稳定,路面强度和稳定性不受地下 水和地表水的影响。路基高度H>H1
Wc1≥ w>c Wc2
路基上部土层处于地下水或地表水影 响的过渡带区内,路基高度H2<H≤H1
的负面影响
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1总论
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
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1总论
二、我国公路路基土的分类
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
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三、道路工程发展趋势
13
14
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)
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图1—2 路面结构组成横断面图 1-路面结构;2-沥青面层;3-基层;4-垫层;5-水泥混凝土面层;6-排水基层;7-不透 水垫层;8-沥青路肩面层;9-路肩基层;10-水泥混凝土路肩面层;11-纵向集水 沟;12-纵向集水管;13-横向排水管;14-反滤织物;15-坡面冲刷防护;16-行车道横 坡;17-路肩横坡;18-拦水带;19-路基边坡;20-路床;21-行车道宽度;22-路肩宽 度;23-块料面层;24-砂垫层;25-沥青上面层;26-连续配筋混凝土下面层;27-平 石;28-侧石
• 难点:公路路面结构基本形式
3
是什么!
路面
1总论
马路
道路
路面工程施工
路基
公路
4
1总论
运用阶段 学习研究阶段 了解阶段 接触阶段
运用所学知识解决实际问题 如何学习并掌握这些问题 课程研究解决的问题
路面工程施工是研究什么内容
5
一、路面概述 马路的起源原是18世纪末,英国正处于工业革命的热潮之
中,工业的发展对交通运输的要求愈来愈高,昔日那 种“人走出来的路”,再也不能适应人们的需要了。 就在这种情况下,英格兰人约翰·马卡丹设计了新的筑 路方法,用碎石铺路,路中偏高,便于排水,路面平 坦宽阔。后来,这种路便取其设计人的姓,取名为 “马卡丹路”,简称“马路”。 道路是供各种车辆(无轨)和行人通行的工程设施。 按其使用特点分为城市道路、公路、厂矿道路、林区 道路及乡村道路等。
6
1总论
1.1 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 古代: 唐代2.2万km驿道网 近代:1921年中国修建了第一条公路“长沙-湘潭”51km,1949年8万km 特点:数量少,质量差,标准低。
潮湿
Wc2≥ w>c Wc3
路基上部土层处于地下水或地表水毛 细影响区内,路基高度H3<H≤H2
过湿
w c≤Wc3
路基不稳定、冰冻区春融翻浆,非冰
冻区雨季软弹,路基经处理后方可铺 筑路面,路基高度H<H3
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➢ 对于新建道路可以用路基临界高度作为判别标准,
15
1总论
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
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1总论
第二节 路基路面工程的特点
公路是指联接城市、乡村和工矿基地之间,主要供汽车 行驶并具备一定技术标准和设施的道路称公路。 公路的主要组成部分有路基、路面、桥梁、涵洞、渡 口码头、隧道、绿化、通讯、照明等设备及其它沿线 设施组成。
• 以两条均温等值线:全年均温-2℃等值线和一月份均 温0℃等值线;两条等高线:1000m和3000m作为一级区划 的标志,将全国分成七个一级区,见表3-1
代号 I
II
一级区名
北部多年冻土 区
东部湿润季冻 区
平均温度(℃) 全年<-2
1月<0
III
黄土高原干湿
过渡区
1月<0
IV
东南湿热区
1月>0 全年14~26
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。
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• 重粘土:不透水、粘聚力大,塑性大,干燥坚硬,难
第五节 公路自然区划
• 一、 公路自然区划 • 二、 路基湿度状况分析
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一、 公路自然区划
• 为了区分各地自然区域的筑路特性,经过长期研 究,制定了公路自然区划标准,见图3—1(见教 材)。
• 一)、区划的原则与分级 1、区划原则
➢(1)道路工程特征相似的原则 ➢(2)地表气候区划差异性的原则 ➢(3)自然气候因素既有综合又有主导作用
的原则
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• 2、区划分级
• (1)一级区划
7
1总论
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。截止 2003年底 全国公路总里程180.98万km,其中 等级公路里程 143.87万km,占79.5% ,占高速公路29745km.一级 29903km, 二级211929km,三级324788km,四级842373km, 等外路371090km。 由有路面公路里程194.74km占91.0%。 高级路面344271km, 次高级443846km,中级425986km, 低级433312km,无路面 162416km.目前,通公路的行政村 占全国总数的91.9%,尚有 173个乡镇56693个行政村不通。 2003年底,全国桥梁31.08万 座,1246.61万延米;隧道2175处,100.10万延米。国道交通观 测站4638个,连续式观测 站 247个,间隙式3293个。
10
1总论
存在问题: 1.公路网标准低,数量少,布局不合理。 2.道路交通管理落后,城市交通拥挤阻塞。 3.规划不合理,路网总体服务水平低,抵御自然灾害能力差。 4.公路建设质量差,20%高速公路出现早期大修。
课程特点: 1.交叉性 2.实践性 3.融合性 4.更新性
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1总论
存在问题:早期破坏、重载
东部0.25~0.5, 西部<005
0.25~1.50
地形阶梯
东部1000m等 高线两侧
东部1000m等 高线以东
东部1000m等 高线以西,西南 3000m等高线
以东
东部1000m等 高线以东
东部1000m等 高线以西,西南 3000等高线以

东部1000m等 高线以西,西南 3000m等高线
以北
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二)、路基湿度状况的预估
• 1、按所属自然区划和路基潮湿类型估计
➢ (1)干燥类 ➢ (2)中湿类 ➢ (3)潮湿类 ➢ (4)过湿类 ➢ 通过对各自然区划内不同潮湿类型路基的湿度状况进行广
泛调查后,可编制出区分各类路基潮湿类型的临界高度, 以及分界相对稠度值,表3—5和表3—6(见教材)列出其 中一部分数值可供参考。
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
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1总论
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
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