公路养护工程图和测量培训讲义

公路养护工培训（中级、高级）2016年第一部分基础知识一、养护工职业道德1.1、职业道德职业道德是人们职业活动中应遵循的特定职业规范和行为准则，即正确处理职业内部、职业之间、职业与社会之间、人与人之间关系应当遵循的思想和行为规范。1.2、公路养护工职业定义使用工具、机械设备对公路及其设施进行养护和维修的人员。第一部分基础知识1.3、公路养护的具体任务P5（1）经常保持公路及其设施的完好状态，及时修复损坏部分，保障行车安全、舒适与畅通。（2）采取正确的技术措施，提高养护工作质量，延长公路的使用年限。（3）防治结合，治理公路存在的病害和隐患，以提高公路的抗灾能力。（4）对原有技术标准过低的路段和构造物及沿线设施进行分期改善和增建设，以提高公路的通行能力和服务水平。第一部分基础知识1.4、职业守则（1）遵守法律、爱岗敬业。（2）忠于职守，吃苦耐劳。（3）谦虚谨慎，团结协作。（4）规范操作，保证质量。（5）专研业务，提高技能。（6）安全生产，文明施工。二、公路工程技术标准的基本知识公路一般由路基、路面、桥梁、隧道工程和交通工程设施等几大部分组成。第一部分基础知识2.1、路基公路路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，它是公路与自然地面接触的最基本的部分，是路面的基础，承受路结构自重及由路面传递下来的行车荷载和自然因素的作用。公路路基主要包括路基体、边坡、边沟及其他附属设施等几个部分。第一部分基础知识2.1.1、路基的类型（1）路堤：高于原地面的填方路基。第一部分基础知识（2）路堑：低于原地面的挖方路基。第一部分基础知识（3）半填半挖路基：在一个断面内，一部分为路堤，另一部分为路堑的路基。第一部分基础知识（4）零填零挖路基：原地面与路基高程基本相同，构成零填零挖路基断面形式。第一部分基础知识2.2、路面路面是用各种筑路材料或混合料分层铺筑在公路路基上供汽车行驶的层状构造物。其作用是保证汽车在道路中能全天候、稳定、高速、舒适、安全和经济地运行。路面横断面由行车道、硬路肩、或土路肩（高速公路还有中央分隔带）组成。通常将路面横断面分为槽式和全铺式两种。2.2.1、路拱横坡度P12表1-1-3第一部分基础知识为了保证路面上雨水及时排出，减少雨水对路面的浸湿和渗透，路面表面应做成两边低、中间高的路拱形式。高级路面平整度和水稳定性好，透水性小，一般采用较小路拱横坡度和直线形路拱；低级路面为利于迅速排除路表积水，通常采用较大的路拱横坡度和抛物线形路拱。2.2.2、路面结构层及其功能路面体按结构层次自上而下可分为面层、基层、垫层。第一部分基础知识（1）面层P12面层是路面结构最上面的一个层次，它直接承受行车荷载的垂直力、水平力、和振动冲击力的作用，并受到降雨、气温和湿度变化等自然因素的直接影响。因此，与其它层次相比，面层应具有较高的强度、抗变形能力，较好的温度稳定性、水稳定性，并具有良好的耐磨性和抗渗水性。铺筑面层的材料主要有水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎（砾）石混合料、碎（砾）石掺土或不掺土混合料及块石等。第一部分基础知识（2）基层P12基层是面层的下卧层（位于面层之下，垫层或路基之上）。基层主要承受由面层传递的车荷载垂直力，并把它扩散和分布到垫层和土基上。是路面结构中的主要承重层，因此，应具有足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力的能力。基层还可能受到面层渗水以及地下水的侵蚀，还应具有足够的水稳定性。铺筑基层的材料主要有：各种结合料稳定土或碎（砾）石或各种工业废渣组成的混合料、贫水泥混凝土、各种碎（砾）石混合料、天然砂砾及片石、块石或圆石等。第一部分基础知识（3）垫层P12垫层是介于基层与土基之间，直接与土基接触，它的功能是改善土基的湿度和温度状况，保证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基的影响。同时还将基层传下的车辆荷载应力进一步加以扩散，从而减小土基顶面压应力和竖向变形的作用。修筑垫层的材料，强度不一定很高，但要求稳定性和隔温性能好，一般以就地取材为原则，选用粗砂、砂砾、碎石、煤渣、矿渣等松散颗粒材料，或采用水泥、石灰煤渣稳定的密实垫层。第一部分基础知识2.2.3、路面的分类P13路面是用各种材料按不同配制方法和施工方法修筑而成，在力学性质上也互有异同。根据不同的实用目的，可将路面做不同的分类，按路面在行车荷载作用下的力学性质分，一般分为刚性路面和柔性路面。按面层材料和施工方法可分为五大类：碎(砾)石类、结合料稳定类、沥青类、块料类、水泥混凝土类。（1）刚性路面主要是指用水泥混凝土路面。它的强度高、刚性大、板体性好，有较大的扩散应力的能力，在车轮作用下路面的弯沉变形很小。第一部分基础知识（2）柔性路面主要有各类沥青路面和碎(砾)石路面。它的刚度较小，抗拉强度较低，荷载作用下变形较大，土基和基层强度对路面结构整体强度有较大影响。（3）半刚性路面主要为无机结合料（水泥、石灰）、水硬性材料、稳定土、砂、砾石和工业废料（粉煤灰、矿渣等）。此类材料前期具有柔性路面的力学特性，后期强度增长较大，最终强度比柔性路面强度要高，但比刚性路面强度低。它不耐磨耗，只可作为柔性或刚性路面的基层使用。第一部分基础知识2.3、小桥2.3.1、桥梁的基本组成P13桥梁一般由上部结构、下部结构、基础和附属构造四部分组成，见下图。第一部分基础知识（1）上部结构P14在线路中断时跨越障碍的主要承载结构，也叫桥跨结构。又可分承重结构和桥面系两部分，承重结构包括主梁、桁[héng]架或拱圈等；桥面系包括桥面铺装、栏杆、人行道等。（2）下部结构P14支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的建筑物，指桥墩和桥台。（3）基础P14把桥梁上的全部荷载传至地基的桥墩和桥台底部奠基部分。第一部分基础知识（4）附属构造P14附属构造包括支座、锥形护坡等。2.3.2、桥梁的分类（1）按受力体系不同可分为：梁桥、拱桥、刚架桥、吊桥（悬索桥）、组合体系桥。第一部分基础知识①梁桥：是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，主要承重构件是梁或板。见下图。第一部分基础知识②拱桥：主要承重结构是拱肋(或拱圈)，以受压为主，拱是有水平推力的结构，对地基要求较高，一般常建于地基良好的地区。见下图。第一部分基础知识③刚架桥：主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构。见下图。第一部分基础知识（2）按桥梁长度和跨径的不同分为特大桥、大桥、中桥、小桥和涵洞。P16表1-1-4（3）按主要承重结构所用的材料来分，有圬工桥（砖、石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥、钢筋混凝土结合梁桥和木桥。（4）按跨越障碍的性质来分，有跨河桥、跨线桥（立体交叉桥）、高架桥和栈[zhàn]桥。（5）按行车道部分位置的不同分，有上承式（桥面结构布置在主要承重结构之上）桥、下承式桥、中承式桥。第一部分基础知识（6）其他分类：按使用年限分，有永久性桥、半永久性桥、临时性桥；按施工方法分，有整体式桥、装配式桥；按使用条件分，有固定式桥、浮桥、开启式桥、漫水桥。2.4、涵洞P16涵洞是公路路基通过洼地或跨越水沟（渠）时设置的，或为把汇集在路基上方的水流宣泄到下方而设置的横穿路基的小型地面排水结构物。第一部分基础知识2.4.1、涵洞的基本组成涵洞由洞身、洞口建筑、基础和附属工程组成。①洞身：它的截面形式有圆形、拱形、矩形（箱形）三大类。②洞口：常用的洞口建筑形式有一字（墙）式、八字式。③基础：整体式和非整体式。④附属工程：包括锥体护坡（路基边坡）、河床铺砌及人工水道等。第一部分基础知识2.4.2、涵洞的分类P17（1）根据涵洞中线与路线中线的关系，可分正交涵和斜交涵。（2）按涵洞断面形式可分为圆管涵、盖板涵、箱涵、拱涵。P17（3）按涵顶填土情况可分为明涵（涵顶无填土）和暗涵（涵顶填土大于50cm）。（4）涵洞按建筑材料可分为砖涵、石涵、混凝土涵和钢筋混凝土涵等。（5）涵洞按水力性能分为无压力涵、半压力涵和压力涵。第一部分基础知识2.5、公路建筑材料P182.5.1、砂石材料是用于砌筑各种工程结构的石料和用于水泥混凝土、沥青混合料等的集料（骨料）的总称。在土本工程中，砂石材料是用量最大的材料。①砂石材料的按形状分有石料、集料两种。石料：石料指天然岩石经机械加工制成的具有一定形状和尺寸的石料制品；集料：由不同粒径矿质颗粒组成的混合料；是岩石的集合体，在混合料中起骨架和填充作用。第一部分基础知识②按不同来源分类P18天然砂石材料：卵石、砾石、漂石、砂（海砂、河沙、山沙等）；人工轧[zhá]制的砂石料：块料、碎石集料；工业冶金矿渣集料：钢渣、高炉渣、煤渣、粉煤灰等。2.5.2、石料石料泛指所有的能作为工程材料的石头。（1）岩石的分类，按形成条件分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。P18见表1-1-5第一部分基础知识（2）石料的技术要求，按物理力学性质为4个等级。P191类—最坚强的岩石2类—坚强的岩石3类—中等坚强的岩石4类—较软的岩石（3）道路和桥涵用石料制品①道路路面建筑用石料制品，包括直接用于铺砌路面面层的整齐块石、半整齐块石和不整齐块石；用作路面基层的锥形块石、片石等。P19②桥梁建筑用主要石料制品：片石、块石、方块石、粗料石、镶面石等。P19～20第一部分基础知识2.5.3、集料的技术性质P20集料分为粗集料和细集料（1）粗集料的技术性质粗集料的技术性质包括物理性质和力学性质。物理性质：物理常数（表观密度、毛体积密度、堆积密度、空隙率等）、级配和坚固性。力学性质：集料压碎值、集料磨光值、集料冲击值、集料磨耗率。主要是压碎值、磨耗度，其次是抗滑表层集料的三项试验指标：磨光值、道瑞磨耗值、冲击值。P20～21第一部分基础知识（2）细集料的技术性质P21在沥青混合料中，细集料是指粒径小于2.36mm的天然砂、人工砂（含机制砂）及石屑；在水泥混凝土中，细集料是指粒径小于4.75mm的天然砂、人工砂。在工程中应用较多的细集料是砂。细集料技术性质主要包括物理性质、颗粒级配和粗度。2.5.4、工业废渣（1）粉煤灰P22粉煤灰是火力发电排放的一种工业废渣，呈灰色或浅灰色粉末，属于火山灰质活性材料。粉煤灰的品质为分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个等级。见P22表1-1-6第一部分基础知识粉煤灰在道路工程中的应用。见P22①可以在硅酸盐水泥中加入量的粉煤灰制成粉煤灰质硅酸盐水泥。②用作水泥混凝土路面掺和料，节省水泥用量。③用作沥青混凝土路面的掺和料。④用粉煤灰加水泥或石灰稳定砂砾做路面基层、底基层或垫层。⑤拌制建筑砂浆，代替部分石膏效果较好。⑥粉煤灰与黏土烧结粉煤灰砖用于建筑工程中。⑦适用于受化学侵蚀水泥混凝土及灌浆、泵送水泥混凝土中。第一部分基础知识（2）冶金矿渣P22表1-1-7。矿渣化学成分随冶炼的矿物成分、燃料、助熔剂及熔化金属的化学成分的不同而异。两种典型的碱性矿渣和酸性矿渣如（3）矿渣的稳定性P23矿渣在道路中使用，稳定性是一个决定其适用性的重要因素。影响矿渣稳定性的因素有：硅酸盐分解、石灰质分解、铁，锰分解。（4）矿渣的物理力学性质矿渣的相对密度与其矿物成分有关，矿渣的相对密度一般较岩石为大，约在2.97～3.32kg/m3之间，矿渣堆积密度约为1900kg/m3以上。矿渣的耐冻怀（或坚固性）通常均能符合路用要求。第一部分基础知识2.5.5、石灰和水泥P24工程上把能将松散粒料（如砂、碎石、卵石等）黏聚为一个具有一定强度的整体的材料称为胶凝材料。按化学成分可分为：无机胶凝材料（石灰、水泥、石膏等）、有机胶凝材料（沥青、天然树脂、合成树脂等）（1）石灰P24石灰是以碳酸盐类岩石经过高温煅烧得到的一种气硬性胶凝材料。主要成分是氧化钙CaO和氯化镁MgO。按化学成分的不同分为生石灰、熟石灰。第一部分基础知识石灰在道路建筑工程中的应用P24～25①石灰砂浆主要用于地面以上部分的砌筑工程、抹面等装饰工程。②加固软土地基，从而提高地基承载力。③石灰和黏土按一定比例拌和制成石灰土或与黏土、砂石、炉渣制成三合土，用于道路工程的垫层。④石灰稳定土、石灰粉煤灰稳定土及稳定碎石等广泛用于路面基层。在桥梁工程中，石灰砂浆、石灰水泥砂浆、石灰粉煤灰