工学路基路面工程概论

工学路基路面工程概论

第一讲 概 论 1 2 3 4 5 6 7 道路工程发展概况 路基路面结构的功能要求 影响路基路面稳定的因素 路基土的分类 公路自然区划 路基水温状况及干湿类型 路基路面结构及层位功能 目 录 1.1 道路工程发展历史 第一节 道路工程发展概况 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 (Trail) 。 第二阶段：供蓄力车辆和行人通行的大道 (Cart Way) 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。 1.1 道路工程发展历史 第一节 道路工程发展概况 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。 1.1 道路工程发展历史 第一节 道路工程发展概况 第四阶段：以高速度分层行驶为特征的高速公路阶段。也称为 Freeway 或 Expressway 。 1.2 道路分类 第一节 道路工程发展概况 道路 1.2 道路分类 第一节 道路工程发展概况 公路 是指按现行部颁的 《 公路工程技术标准 》 修建、经交通主管部门验收认定的城市间、城乡间、乡间主要供汽车行驶的公共道路。城市道路，农牧场、厂矿、林区、港区、油田等内部的生产作业道路，军事基地内道路以及游览点内部道路等均不属于公路。 城市道路 是指城市范围内，供车辆及行人通行的具备一定技术条件和设施的道路，其中，城市系指直辖市、市、镇及未设镇的县城。 厂矿道路 是指主要供工厂、矿山运输车辆通行的道路。 林区道路 则是建在林区、主要供各种林业运输工具通行的道路。 1.2 道路分类 第一节 道路工程发展概况 城市道路按其在城市道路系统中的地位及交通功能的不同分为四类： 快速路 ：分向高速行驶、立体交叉、需控制出入，一般具有四车道以上、设中央分隔带。 主干路 ：在城市道路网中起骨架作用、以解决区间交通联系及对外交通为主的道路。 次干路 ：连接主干道之间的辅助性干道。 支路 ：是次干道与街道的连接线，以服务功能为主，解决地区交通 1.2 道路分类 第一节 道路工程发展概况 按照我国交通部 《 公路工程技术标准 》 的规定，我国的公路根据其任务、功能和适应的交通量不同分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路五个技术等级，各等级公路的具体功能及适应的交通量大小如下表所示。公路等级的选用应根据公路网的规划，从全局出发，按公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。一条公路，可根据交通量等情况分段采用不同的车道数或不同的公路等级。 1.2 道路分类 第一节 道路工程发展概况 1.2 道路分类 第一节 道路工程发展概况 我国的公路，按照其在国家政治、经济、国防和区域行政管理中的重要性和使用性质的不同，可划分为国道、省道、县道、乡道和专用公路等五个行政等级。 第一节 道路工程发展概况 2.1 路基、路面的基本概念 路基： 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。 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。 第二节 路基路面工程的特点 2.1 路基、路面的基本概念 路面： 在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。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；高速公路和一级公路应采用高级路面，二级公路应采用高级或次高级路面，三级公路宜采用次高级或中级路面，四级公路宜采用中级或低级路面。 第二节 路基路面结构的功能要求 2.1 路基、路面的基本概念 两者关系： 路基是路面结构的基础，坚强而又稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要的保证，而路面结构层的存在又保护了路基，使之避免了直接经受车辆和大气的破坏作用，长期处于稳定状态。 地基 路基 路面 第二节 路基路面结构的功能要求 2.2 路基 路面应具有的基本性能 承载能力：强度（抵抗应力）、刚度（抗变形） 稳定性：结构稳定性、水稳定性、温度稳定性 耐久性：抗疲劳破坏能力，抗水损、抗老化等能力 表面平整性：舒适 表面抗滑性能：安全 第二节 路基路面结构的功能要求 3.1 路面横断面 路面横断面由行车道、硬路肩和土路肩组成。随道路等级不同而不同。 1 、槽式横断面 形成方式：开挖，培槽 2 、全铺式横断面 排水性路面 考虑远期路面的改扩建 低等级公路 第三节 路基路面结构及层位功能 3.2 路拱横坡度 1. 路拱的作用：横向排水 2. 路拱横坡的取值（ P13 表 1-2 ）： 有利于横向排水，有利于行车平稳； 1-4 ％； 路肩横披度较路面横坡大 1 ％。 第三节 路基路面结构及层位功能 3.3 路基路面结构分层 面层 基层（含底基层） 路基（含垫层） 第三节 路基路面结构及层位功能 3.4 各层的层位功能 1. 面层 【 区别于路面 】 基本特点：与外界直接接触。 功能要求：结构性及功能性 材料类型：水泥混合料、沥 青混合料及其他混合料 结构组成：两层或三层 第三节 路基路面结构及层位功能 2. 基层 基本特点：行车荷载扩散， 功能要求： 结构性 材料类型：有机、无机结合料稳定类 结构组成：两层或三层 第三节 路基路面结构及层位功能 3. 垫层 基本特点：承上启下（土基与基层） 功能要求：改善土基的温度和湿度状况，进一步扩散应力。 材料类型：水稳定性和隔温性好的松散材料或稳定土。 结构组成：一般为一层。 第三节 路基路面结构及层位功能 厚度 53.5cm 改性沥青砼面层 4cm 水泥砼面层 28cm 二灰碎石基层 18cm 石灰土或固化剂处理路床 20cm 冲击压实处理路床（影响深度 80cm ） 应力吸收层 2cm 防水联接层 1.5cm 第三节 路基路面结构及层位功能 3.5 路面的等级划分 一、路面类型 【 按照材料组成分类 】 土路面 砂石路面 块体路面 沥青路面 水泥路面 复合式路面 其他 第三节 路基路面结构及层位功能 二、路面等级划分 根据面层的使用品质、材料组成类型以及结构强度和稳定性， 可以分为四个等级。 路面等级 面层类型 所适用的公路等级 高级 水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青碎石、整齐石块或条石 高速、一级、二级 次高级 沥青贯入式、路拌沥青碎石、沥青表面处治、半整齐石块 二级、三级 中级 泥结或级配碎砾石、水结碎石、不整齐石块、其它粒料 三级、四级 低级 各种粒料或当地材料改善土，如炉渣土、砾石土和砂砾土等 四级 第三节 路基路面结构及层位功能 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。 第三节 路基路面结构及层位功能 4.1 地理条件 地形地貌 海拔高度 路线与地势地貌的结合程度 第四节 影响路基路面稳定的因素 4.2 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 第四节 影响路基路面稳定的因素 4.3 气候条件 气温（季节性与地形性） 降水 日照 风力风向 第四节 影响路基路面稳定的因素 4.4 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 第四节 影响路基路面稳定的因素 4.5 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 不同的土类有不同的工程特征与性质 第四节 影响路基路面稳定的因素 第五节 路基土的分类及其工程性质 第五节 路基土的分类及其工程性质 第五节 路基土的分类及其工程性质 第五节 路基土的分类及其工程性质 第五节 路基土的分类及其工程性质 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 第六节 路基水温状况及干湿类型