路基路面工程培训课件

路基路面工程目录绪论道路风景欣赏第一章路基路面第二章行车荷载环境因素材料的力学性质第三章路基基本概念第四章路基边坡稳定性设计第五章挡土墙设计第六章路面基本概念第七章石料稳定土与工业废渣路面及基层第八章沥青类路面第九章沥青路面设计第十章水泥砼路面绪论一我国公路发展情况1991年八五计划用30年左右的时间建成12条长度约35万千米的五纵七横国道主干线2000年12月31日全国总里程达到16798万千米全国共有公路桥梁2788万座103120万延米公路隧道1678处6243万延米全国公路密度为175km百平方公里十五计划公路方面重点建设一个系统三个网络即国道主干线系统区域干线公路网络县乡公路网络公路运输服务网络到2005年全国公路总里程达到160万公里其中高速公路超过25万公里二级以上公路里程达到28万公里公路密度达到每百平方公里167公里全国995的乡镇和93的行政村通公路到2000年底中国高速公路里程达到16万公里位居世界第三位中国用10年的时间走过了其他国家一般需要40年的发展里程各国公路总里程排行表单位公里我国路面发展的三个阶段第一阶段恢复原有公路和加快建设一些干线公路解决通车问题代表性的正规路面泥结碎石和级配砾石路面第二阶段公路里程迅速增长的同时改善路面的行车质量增加车速减轻养护出现渣油表处路面低级能阻止路面材料和土基中水分的蒸发援外工程中广泛采用水泥稳定沙砾土基层赞比亚苏丹级配碎石基层索马里马达加斯加填隙碎石基层索马里尼泊尔第三阶段提高路线和路面等级改建和新建高速公路代表路面半刚性基层路面最新由于交通量轴载的明显增大沥青路面早损对沥青路面上行车的安全和降低噪音提出了更高要求一些新的表面层结构和新的沥青混合料面层在欧洲出现并推广如多空隙沥青混凝土开级配磨耗层碎石沥青砂胶混凝土SMA半刚性路面将用水硬性结合料处治层的沥青路面正式命名为半刚性路面第一章总论第一节对路基路面的要求第二节路基路面的构造第一章总论第一节对路基路面的要求一对路基和路面的使用要求路基路面是道路的主要工程结构物路基在地表按照道路的线型位置和断面几何尺寸的要求开挖或者堆填而成的岩土结构物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现代化的汽车运输不仅要求道路能全天侯通行而且要求车辆能以一定的速度安全舒适而经济地在道路上行驶要求道路提供良好的行驶条件和服务水平一对路基的要求1整体稳定填挖引起路基失稳软土上高路基岩质土质山坡上开挖严重性交通阻断易引起交通事故措施正确设计采取排水防护和加固支撑工程2变形小自重车辆荷载作用下变形地基软弱填土疏松过分潮湿时产生沉陷和变形危害导致路面出现过量的变形和应力增大促使路面过早损坏并影响舒适性措施争取合适填料充分压实改善水温状况加固软弱地基二路面的功能及对路面的要求1功能提供汽车在道路上全天候地行驶安全舒适快速经济路面的好坏直接影响车速成本行车安全和舒适性路面在通车造价中占很大比例约为20702要求1强度和刚度路面受力阻力车轮水平力垂直力震动力冲击力真空吸引力强度抵抗行车作用下产生的各种应力避免破坏刚度防止产生过量的变形而形成车辙沉陷波浪等破坏2稳定性温度水分变化情况下相对稳定沥青路面高温稳定性和低温抗裂性需要提高水泥混凝土高温拱胀低温缩裂需要避免3耐久性重复荷载作用下产生疲劳破坏和变形累积需要足够的抗疲劳强度抗老化抗变形累积4表面平整度不平整路面会增大行车阻力行车颠簸影响速度和安全性5表面抗滑性能安全性能指标制动雨天危险沥青路面耐磨石料水泥混凝土路面刷毛刻槽第二节路基路面的构造一路基的断面形式常用横断面图案表示路堤路堑半填半挖三种1路堤路基顶面高于原地面的填高路基称为路堤低矮路堤的两测设置边沟三半填半挖横断面上部分为挖方部分为填方的路基称为半填半挖路基通常出现在地面横坡较陡时候它兼有上述路堤和路堑的构造特点和要求二路面的构造一路面结构层划分1面层1特点直接承受行车荷载作用大气降水和温度变化要求足够的结构强度温度稳定性耐磨抗滑平整和不透水2结构面层由一层或数层组成顶面可加铺磨耗层底面可增设联结层3材料水泥混凝土沥青混凝土沥青碎石混合料2基层1特点主要起承重作用承受由面层传递来的车辆荷载垂直力并把它扩散到垫层和土基中2要求足够的强度刚度3结构有时需要设两层上基层底基层4材料各种结合料石灰水泥沥青3垫层1路基土质较差水温状况不良时候宜设置垫层2作用起排水砂垫层隔水防冻防污或扩散荷载应力软基等作用3材料水稳性和隔热性要好松散材料砂砾石炉渣片石透水性垫层整体性材料石灰土炉渣石灰土二路拱和排水路拱作用迅速排除降落在路面上的水形式直线型或抛物线形其横坡随路面透水性增大而增大三路肩排除表面水1作用1承受车辆的偶然停留作用2对路面基层和垫层起到支撑作用2路肩的横坡应略大于路面横坡以利于迅速一路基和路面的内容包括规划设计施工养护监测和管理等方面一规划方面包括财政和项目两个方面其内容为1依据路网内路基和路面结构的现状分析达到规划期预定的目标所需要的资源资金材料劳力及其在时间和空间上的分配2计划在给定的预算水平下使路网的服务水平最佳所需安排的新建和改建项目及其对策方案※二设计方面1路基设计1根据路线设计确定的路基填挖高度和顶宽结合沿线岩质或土质情况设计路基横断面形状和边坡坡度2根据沿线地形地表径流和地下水情况进行道路排水系统的布置以及地面和地下排水系统构造物的设计3分析路基稳定性需要时采取坡面防护支撑结构或地基加固措施设计2路面设计主要内容1提出路面结构层的选择和组合方案2进行各结构层材料的组成设计3设计各结构层尺寸4若干个方案进行经济分析比较选定实施方案三施工方面1准备工作图纸测量2修筑路基路面3施工管理对施工质量进行控制检查和验收二路基和路面施工特点1变异性和不确定性大2它们的设计施工养护监测是一个相互关联和相互依存的系统3路基路面是一种复合结构材料性状非线形是应力水平和温度的函数分析设计复杂有时不得不依赖经验的补充第二章行车荷载环境因素材料的力学性质第一节行车荷载第二节土基的荷载变形特性第三节环境因素的影响第四节路面材料的力学强度特性和变形第一节行车荷vehicleload路面设计中以轴重作为荷载标准重型货车与大客车起决定作用评定路面表面特征时如路面的平整度防滑性应考虑小客车的安全性和可靠性一车辆的种类vehicletypes二汽车的轴型轴载轴重是路面设计的关键整车客货车1前轴两个单轮组成的单轴占约13极少数为双轴单轮约占122后轴有单轴双轴三轴类型大部分为双轴双轮三汽车对道路的静力作用1定义静止状态的汽车对道路的作用称为静力作用其大小主要取决于车轮总重2影响因素1汽车轮胎的内压力2轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状3轮载的大小3半径轮胎与路面的接触形状近似于椭圆且ab差别不大路面设计中以圆形表示四运动车辆对道路的动力作用因为路面不平整车身震动车轮实际上是以一定的频率和振幅在路面上跳动轮载成动态波动行车荷载的重复作用弹性材料疲劳性质弹塑性材料变形累积五水平荷载易使路面产生波浪拥包推挤等损坏要求面层材料有足够的抗裂强度六交通分析1交通量一定时间间隔内各类车辆通过某一道路横断面的数量对于路面结构设计不仅要求收集交通总量还必须区分不同的车型①N1初始年平均日交通量Ni每日实际交通量②r交通量年均增长率③Ne设计年限内累积交通量2轴载的组成与等效换算标准双轮组单轴载100KN作为标准轴载等效原则换算某一种路面结构在不同荷载作用下达到相同的损坏程度为根据的新规范修订1近年交通量增长很快重车增长多货车超载现象严重应考虑重车对路面的影响2由于广泛采用半刚性基层结构承载力提高轻型车对路面的疲劳损伤减小本次修订取消了60KN的标准统一采用100KN的标准标准轴载设计参考标准轴载BZZ-100双轮组单轴载标准轴载PKN100轮胎接地压强pMPa070单轮传压面当量圆直径d2130两轮中心区15d1当一设计弯沉作为指标及沥青层层底拉应力验算时凡轴载大于25KN的各级轴载包括车辆的前后车辆p1的作用次数n1用下面的公式换算成标准荷载p的轴载当量作用次数式中N标准轴载的当量轴次次日ni被换算车辆的各级轴载作用次数次日P标准轴载KNPi被换算车辆的各级轴载KNk被换算车辆的类型数C1轴载系数C1112m-1m是轴数当轴间距大于3米时按单独的一个轴载计算当间距小于3米时应考虑轴载系数C2轮组系数单轮组为64双轮组为1四轮组为0382当进行半刚性基层层底拉应力验算时凡轴载大于50KN的各级轴载换算4累计当量轴次Ne在设计年限内考虑车道系数后一个车道上的累计当量轴次之和1沥青路面r设计年限内交通量年均增长率N1路面竣工后第一年双向日交通量的当量轴次次日Nt设计年限内末年的双向日交通量的轴载作用次数次日t设计年限车道系数2刚性二土基的强度和刚度指标回弹模量地基反映模量加州荷载比1回弹模量反映地基瞬时荷载作用下的可恢复变形性质测定方法1查表法无实测条件是时采用2现场实测法①大型承载板法测定土基在005mm的变形压力曲线②用弯沉仪测定2地基反应模量根据文克勒地基假定土基顶面的沉降仅同该点的压力大小成正比而同相临点处的压力无关此时压力与沉降的比成为地基反映模量3加州荷载比土基或基层底基层材料的加利福尼亚州荷载比其值以一标准面的贯入棒在一定速度下压入试样内达到某一规定深度所许的压力与压入标准碎石试样同一深度所需要的压力的百分比室内实验浸泡四天饱水状态野外实验施工时湿度状态第二节土基的荷载变形特性第三节环境因素的影响第四节路面材料的力学强度特性和变形第三章路基基本概念2土的工程性质1砂性土良好的修筑路基材料含一定数量粗颗粒使路基具有足够的内摩擦力不过分松散雨天不混污晴天不扬尘且易压实△巨粒土包括漂石和卵石有很高的强度是良好的填筑路基材料亦可用于砌筑边坡△砾石级配良好的密实度好强度稳定性好可填筑路基基层底基层处理后2粉性土最差的筑路材料毛细水上升高度大冬时冻胀春时翻浆又称翻浆土3粘性土透水性差粘聚力大干时坚硬不宜挖掘有较大的可塑性粘聚性和膨胀性毛细现象显著比粉性土好但不如沙性土三边坡三种形式影响堤身的稳定和工程量的大小路堤边坡坡度第二节路堑设计路堑从天然地层中开挖出来的路基结构物路堑设计的中心问题结构物的整体稳定性主要内容1路堑边坡2路堑排水3坡面防护设计2根据地层性质的不同把边坡分为岩质土质和碎砾石土三类路堑边坡二岩质路线边坡一影响稳定性的因素1结构面的产状2岩体破碎程度3岩石风化程度4岩石性质5施工方法二边坡坡度参考值使用时1应先对设计路堑的工程地质条件进行调查和分级2设计人员也可根据当地具体条件和设计经验通过调查分析得出适合该地区的经验设计坡度表三边坡形状选择直线折线台阶形1单一岩层风化和破碎程度相差不大的坡体直线边坡2坡高范围内上下的破碎程度有显著差别台阶形或折线形在不同层的分界面处设置边坡平台三土质路堑边坡随土层的生成原因土质密实程度和水文条件等因素而异1对比分析综合考虑1成因有无构造裂隙和水文具体情况2参照当地已成边坡或自然山坡坡度2路基宽度1行车道宽度2两侧路肩宽度具体取决于公路技术等级等级高的公路当设中间带路缘带边速车道爬坡车道紧急停车带路上设施等3路基高度路堤的填筑厚度或路堑的开挖深度路中心线处的设计标高与原地面标高之差4路基设计标高路基边缘的标高改建的路基设计标高可与新建公路相同取路基边缘标高也可为路面中心标高边坡高度H5路基边坡坡度边坡宽度ｂ第三节防护工程设计1路基防护与加固意义保证公路使用品质提高投资效益保证路基强度和稳定性的重要措施之一2防护重点路基边坡有时包括路肩表面以及同路基有直接关系的道旁沙流山坡包括1坡面防护2沿河路堤河岸冲刷防护与加固3湿软地基加固处治一坡面防护作用保护路基边坡表面免受雨水冲刷减缓温差及湿度变化影响延缓软弱岩土表面风化碎裂剥蚀过程二间接防护改变水流方向设置导流结构物或改变河道彻底接触水流对局部堤岸的损坏作用慎重选择丁坝顺坝布置适当较少共曾收到预期效果布置不当水流情况恶化水毁时间二冲刷防护一直接措施1植物防护同路面防护基本一致2石砌防护同路面防护基本一致3抛石类似坡脚设置护脚抛石跺不受aname=baidusna