路基路面工程課件

《路基路面工程》

SubgradeandPavementEngineering張銳（副教授）長沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院主要內(nèi)容(Contents)本課程的設(shè)置及其重要性第一章

概述(Introduction)

本課程的設(shè)置及其重要性1、本課程在教學(xué)體系中的位置

公共課程—數(shù)學(xué)、英語、人文

等

基礎(chǔ)課程—工程力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)

等

專業(yè)基礎(chǔ)課程—土木工程材料、測(cè)量學(xué)、土力學(xué)與土質(zhì)學(xué)、水力學(xué)、交通工程基礎(chǔ)等；

專業(yè)課程—道路勘測(cè)設(shè)計(jì)、路基路面工程、橋梁工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、基礎(chǔ)工程

等

專業(yè)提高課程—眾多選修課程

本課程的設(shè)置及其重要性2、本課程在工程實(shí)踐中的重要性實(shí)踐環(huán)節(jié)—室內(nèi)試驗(yàn)

確定路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)

等；—野外試驗(yàn)

確定交通參數(shù)、路面結(jié)構(gòu)參數(shù)

等；—結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計(jì)

進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工組織設(shè)計(jì)

本課程的設(shè)置及其重要性3、本課程的內(nèi)容路基路面工程路基工程路面工程機(jī)場(chǎng)道基公路路基機(jī)場(chǎng)道面公路路面

課程的具體內(nèi)容路基土的特性及設(shè)計(jì)參數(shù)(CharacteristicsandDesignparameters)路基設(shè)計(jì)

(EmbankmentDesign)路基防護(hù)與支擋設(shè)計(jì)

(designofretainingwall)路基施工

(construction)

路基工程部分概論交通荷載及路面設(shè)計(jì)參數(shù)(ESALandParameters)路面基層(Base)瀝青路面設(shè)計(jì)(AsphaltPavementDesign)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)(CementConcretePavementDesign)路面施工(Construction)路基路面養(yǎng)護(hù)與管理

(Maintenanceand

rehabilitations)

路面工程部分

課程的具體內(nèi)容第一章概論第一章

概論(Introduction)第一節(jié)路基路面工程發(fā)展概況(Development)第二節(jié)路基路面工程的特點(diǎn)與性能要求(Characteristics)第三節(jié)路基路面結(jié)構(gòu)及層位功能(Pavementlayers)第四節(jié)路基路面結(jié)構(gòu)的影響因素(Factors)第五節(jié)

公路自然區(qū)劃(NatureCategories)第一節(jié)

路基路面工程發(fā)展概況核心內(nèi)容：道路的衍變道路的分類我國公路建設(shè)成果國家高速公路網(wǎng)命名路基路面建設(shè)的技術(shù)成果交叉學(xué)科的發(fā)展道路的發(fā)展可粗分為四個(gè)階段：第一階段：供行人和牛馬及其他獸類行走、馱運(yùn)貨物的階段。此時(shí)期的道路通常稱為小路或小徑(Trail)。第二階段：供蓄力車輛和行人通行的大道(CartWay)階段。在中國，有“康衢”、“路”、“馳道”、“驛道”等名稱；在歐洲，羅馬道路非常發(fā)達(dá)，有“條條大道通羅馬”之說。1、道路的衍變古羅馬道路和結(jié)構(gòu)

1、道路的衍變第三階段：行駛汽車的公路（Highway）階段。內(nèi)燃機(jī)汽車是德國在1886年由高特列希戴姆勒發(fā)明，我國在1902年從國外引進(jìn)汽車，1906年蘇元春駐守廣西時(shí)首建了龍州到鎮(zhèn)南關(guān)的公路。1、道路的衍變通向柏林的A9公路(東德)，使用時(shí)間超過50年，

圖中為第一階段的水泥路面第四階段：以高速度分車道行駛為特征的高速公路階段。也稱為Freeway或Expressway。1、道路的衍變道路三是供三各種三車輛三、行三人等三通行三的工三程設(shè)三施，三按其三使用三范圍三分為三公路三、城三市道三路、三機(jī)場(chǎng)三跑道三、廠三礦道三路、三林區(qū)三道路三等。機(jī)場(chǎng)Ai三rp三or三t分類干線三公路三：國家三干線省干三線公路縣公三路鄉(xiāng)公三路支線三公路分級(jí)高速三公路三、一三級(jí)公三路二級(jí)三、三三級(jí)、三四級(jí)三公路Hi三gh三wa三y公路城市三道路快速三路主干三道次干三道支路三及街三道其他三道路2、道三路分三類廠礦三道路林區(qū)三道路7條北三京放三射線9條縱三向路三線18條橫三向路三線到20三20年，三高速三公路三總規(guī)三模約8.三5萬公三里，三其中三主線6.三8萬公三里，三地區(qū)三環(huán)線三、聯(lián)三絡(luò)線三等其三它路三線約1.三7萬公三里。3、我三國公三路建三設(shè)成三果——高速三公路三“79三18”網(wǎng)3、我三國公三路建三設(shè)成三果普通三國道三網(wǎng)（20三13年-2三03三0年）3、我三國公三路建三設(shè)成三果7條：北京三－哈三爾濱三（G1）、北京－上三海（G2）、三北京三－臺(tái)三北（G3）、三北京三－港三澳（G4）、三北京三－昆明（G5）、三北京三－拉薩（G6）、三北京三－烏魯三木齊（G7）9條：鶴崗－大連（G1三1)、沈三陽－三海口(G三15三)、長三春－三深圳(G三25三)、濟(jì)三南－三廣州(G三35三)、大慶－廣三州（G4三5）、二連三浩特－廣三州(G三55三)、包頭－茂名(G三65三)、蘭三州－三?？?G三75三)、重慶－昆明(G三85三)18條：綏芬三河－滿洲三里（G1三0）、琿春－烏蘭三浩特(G三12三)、丹東－錫林三浩特(G三16三)、榮成－烏海(G三18三)、青三島－銀川(G三20三)、青三島－三蘭州(G三22三)、連三云港三－霍爾三果斯(G三30三)、南三京－三洛陽(G三36三)、上三海－三西安(G三40三)、上三海－三成都(G三42三)、上三海－重慶(G三50三)、杭三州－瑞麗(G三56三)、上三海－昆明(G三60三)、福三州－三銀川(G三70三)、泉三州－三南寧(G三72三)、廈三門－三成都(G三76三)、汕三頭－昆明(G三78三)、廣三州－昆明(G三80三)此外三，國家高速三公路網(wǎng)還三包括三遼中三環(huán)線三、成三渝環(huán)三線、三海南三環(huán)線三、珠三三角三環(huán)線三、杭三州灣三環(huán)線三等共5條地三區(qū)環(huán)三線，2段并三行線三和37段聯(lián)三絡(luò)線三。——高速三公路三“79三18”網(wǎng)3、我三國公三路建三設(shè)成三果3、我三國公三路建三設(shè)成三果3、我三國公三路建三設(shè)成三果22三9.三51萬km中有64三.1三9萬km瀝青22三9.三51萬km中有16三5.三32萬km水泥簡50三.3三5萬km14三3.三89萬km有鋪三裝+簡易三鋪裝27三9.三86萬km+未鋪三裝14三9.三07萬Km=總里三程42三3.三75萬Km20三12年底三資料4、國三家高三速公三路網(wǎng)三命名數(shù)字三及數(shù)三字與三字母三編號(hào)①首都三放射三線編號(hào)三為1位數(shù)，由三正北三開始三按順三時(shí)針三方向三升序三編排三，編三號(hào)區(qū)三間為1~三9。②縱向三路線編號(hào)三為2位奇三數(shù)，由三東向三西升三序編三排，三編號(hào)三區(qū)間三為11三~8三9。③橫向三路線編號(hào)三為2位偶三數(shù)，由三北向三南升三序編三排，三編號(hào)三區(qū)間三為10三~9三0。④并行三路線的編三號(hào)采三用主三線編三號(hào)后三加英三文字三母“E”、三“W”、三“S”、三“N”組三合表三示；三“E”、三“W”、三“S”、三“N”分三別表三示并三行路三線在三主線三的東三、西三、南三、北三方位三。⑤地區(qū)三環(huán)線的編三號(hào)按三照由三北向三南的三順序三排列三，編三號(hào)區(qū)三間為91三~9三9。5、路三基路三面建三設(shè)的三技術(shù)三成果公路三自然三區(qū)劃土的三工程三分類路基三強(qiáng)度三與穩(wěn)三定性高路三堤修三筑技三術(shù)與三支擋三結(jié)構(gòu)軟土三地基三穩(wěn)定三技術(shù)巖石三路基三爆破三技術(shù)瀝青三路面三結(jié)構(gòu)水泥三混凝三土路三面結(jié)三構(gòu)瀝青三路面三設(shè)計(jì)三理論三與方三法水泥三混凝三土路三面設(shè)三計(jì)理三論與三方法半剛?cè)曰龑訛r三青路三面結(jié)三構(gòu)瀝青三路面三材料三組成三設(shè)計(jì)路面三使用三性能三與表三面特三性綠色三道路三路面三建設(shè)三技術(shù)路面三養(yǎng)護(hù)三管理6、交三叉學(xué)三科的三發(fā)展材料三科學(xué)巖土三工程三學(xué)結(jié)構(gòu)三分析三理論機(jī)電三工程自動(dòng)三控制三與量三測(cè)技三術(shù)現(xiàn)代三管理三科學(xué)節(jié)尾第二三節(jié)路基三路面三的工三程特三點(diǎn)核心三內(nèi)容路基三路面三的工三程特三點(diǎn)路基三路面三的使三用要三求路基三路面三的性三能要三求路線三長、三工程三量大三；沿線三地形三起伏三變化三大，三地質(zhì)三、地三貌、三氣象三特征三多變?nèi)谎鼐€三經(jīng)濟(jì)三程度三和交三通特三點(diǎn)不三一樣三?！?、路三基路三面的三工程三特點(diǎn)全天三候暢三通高速安全舒適經(jīng)濟(jì)即：結(jié)構(gòu)三與功三能兩個(gè)三方面三要求2、路三基路三面的三使用三要求公路三路基是路三面的三基礎(chǔ)三，是三公路三工程三的重三要組三成部三分，三它是三按照三路線三位置三和一三定的三技術(shù)三要求三修筑三的帶三狀構(gòu)三造物三，與三路面三共同三承受三交通三荷載三的作三用。三作為三路面三的支三承結(jié)三構(gòu)物三，路三基必三須具三有足三夠的強(qiáng)度三、穩(wěn)三定性三和耐三久性(S三tr三en三gt三h,三S三ta三bi三li三ty三,三Du三ra三bi三li三ty三)。（1）路基工程3、路三基路三面的三性能三要求一般路基凍土區(qū)通風(fēng)管路基（1）路基工程-凍土凍土區(qū)路基凍土三區(qū)凍土三區(qū)凍土三區(qū)（1）路基工程-防護(hù)與加固凍土三區(qū)鐵路三路基路基三防護(hù)（1）路基工程-防護(hù)與加固公路三路面是直三接承三受交三通荷三載、三大氣三溫度三及雨三水作三用的三結(jié)構(gòu)三，應(yīng)三具有三良好三的穩(wěn)三定性三和足三夠的三強(qiáng)度三、剛?cè)龋浔砣孢€三應(yīng)滿三足平三整、三抗滑三和排三水的三要求三。因三此，三公路三路面三應(yīng)根三據(jù)交三通量三及其三組成三情況三和公三路等三級(jí)、三使用三任務(wù)三、功三能、三當(dāng)?shù)厝牧先白匀粭l三件，三結(jié)合三路基三進(jìn)行三綜合三設(shè)計(jì)三。各級(jí)三公路三的行車三道、三路緣三帶、三匝道三、變?nèi)佘嚾?、三爬坡三車道三、硬三路肩三和?yīng)三急停三車帶等均三應(yīng)鋪三筑路三面。（2）路三面工三程3、路三基路三面的三性能三要求1.承載三能力(B三ea三ri三ng三C三ap三ac三it三y)包括三強(qiáng)度三和剛?cè)葍扇齻€(gè)方三面。2.穩(wěn)定三性(S三ta三bi三li三ty三)在地三表上三開挖三或填三筑路三基，三會(huì)改三變?cè)孛嫒貙尤Y(jié)構(gòu)三的受三力狀三態(tài)，三從而三造成三路基三失穩(wěn)三；大三氣降三水、三大氣三周期三性變?nèi)瘜?duì)三穩(wěn)定三性的三影響三。3.耐久三性(三Du三ra三bi三li三ty三)道路三工程三有較三長的三使用三年限三，因三此路三基路三面工三程要三求有三很好三的耐三久性三能。4.表面三平整三度(S三ur三fa三ce三S三mo三ot三hn三es三s)是影三響行三車安三全、三行車三舒適三性以三及運(yùn)三輸效三益的三重要三使用三性能三。5.表面三抗滑三性能(Sk三id三R三es三is三ta三nc三e)保證三車輪三與路三面之三間有三足夠三的附三著力三和摩三擦力三，以三增加三行車三安全三。3、路三基路三面的三性能三要求節(jié)尾第三三節(jié)路基三路面三結(jié)構(gòu)三及層三位功三能核心三內(nèi)容路基三橫斷三面路面三橫斷三面路拱三橫坡三度路面三結(jié)構(gòu)三分層三及層三位功三能路面三面層三類型三及適三用范三圍路面三分類1、路三基橫三斷面1、路三基橫三斷面1、路三基橫三斷面1、路三基橫三斷面圖1－4d城市三道路三典型三路基三橫斷三面2、路三面橫三斷面槽式三橫斷三面全鋪三式橫三斷面3、路三拱橫三坡度形式三：一次三式：三直線三形、三折線三形二次三式：2次拋三物線三形，三次三式：3次線三形方三程目的三：為了三保證三路面三上雨三水及三時(shí)排三出，三減少三雨水三對(duì)路三面的三浸潤三和滲三透而三減弱三路面三結(jié)構(gòu)三強(qiáng)度三，路三面表三面應(yīng)三做成三直線三形或三拋物三線形三的路三拱。要求三：4、路三面結(jié)三構(gòu)分三層及三層位三功能面層基層墊層（必三要時(shí)三）路基瀝青三混凝三土路三面瀝青混凝土路面水泥混凝土路面（1）路面分層面層三：面層三是直三接同三行車三及大三氣接三觸的三表面三層次三，它三承受三較大三行車三荷載三的垂三直力三、水三平力三和沖三擊力三的作三用，三同時(shí)三還受三到降三雨的三浸蝕三和氣三溫變?nèi)娜绊懭蛉?，三同其三他層三次相三比，三它?yīng)三具有三較高三的結(jié)三構(gòu)強(qiáng)三度、三抗變?nèi)文苋腿^好三的水三穩(wěn)定三性與三溫度三穩(wěn)定三性，三且應(yīng)三耐磨三、不三透水三，表三面還三應(yīng)有三良好三的抗三滑性三與平三整度三?；鶎尤ê谆龑樱┤褐饕惺苋擅嫒龑觽魅齺淼娜囕v三荷載三垂直三力并三將其三擴(kuò)散三到下三面的三路基三（含三墊層三及土三基）三，因三此，三它也三應(yīng)具三有足三夠的三強(qiáng)度三與剛?cè)?，三并?yīng)三具有三良好三的擴(kuò)三散應(yīng)三力的三能力三；基三層受三大氣三影響三較面三層小三，但三仍可三能受三地下三水及三面層三滲入三雨水三的浸三濕，三故也三應(yīng)具三有足三夠的三水穩(wěn)三定性三；同三時(shí)，三為保三證面三層平三整，三它還三應(yīng)具三有較三好的三平整三度。4、路三面結(jié)三構(gòu)分三層及三層位三功能（2）路面各層的要求4、路三面結(jié)三構(gòu)分三層及三層位三功能墊層三：墊層三介于三基層三和土三基之三間，三它可三改善三土基三的濕三度和三溫度三狀況三、使三面層三與基三層免三受土三基水三溫狀三況變?nèi)娜涣既绊懭虮Ｈo(hù)土三基處三于穩(wěn)三定狀三態(tài)；三同時(shí)三，也三可擴(kuò)三散基三層傳三遞的三荷載三應(yīng)力三、減三小土三基的三應(yīng)力三與變?nèi)巍０雌渥饔每煞秩秊榕湃畬尤?、隔三離層三、防三凍脹三層等三。路基三處于三下列三狀況三的路三段應(yīng)設(shè)三置墊三層：地三下水三位高三，排三水不三良，三路基三經(jīng)常三處于三潮濕三狀態(tài)三的路三段；三排水三不良三的土三質(zhì)路三塹；三有裂三隙水三，泉三眼水三等水三文不三良情三況的三巖石三挖方三路段三；季三節(jié)性三冰凍三地區(qū)三可能三產(chǎn)生三凍脹三的中三濕、三潮濕三路段三；基層三可能三受污三染的三路段三。（2）路面各層的要求4、路三面結(jié)三構(gòu)分三層及三層位三功能（2）路面各層的要求面

層基

層路

基上路床下路床上路堤下路堤上基層下基層（底基層）上面層（表面層）中面層下面層30cm50cm70cm20～40cm4～5cm5～6cm6～8cm70～80三cm（3）瀝青路面分層4、路三面結(jié)三構(gòu)分三層及三層位三功能面層基層路基上路三床下路三床上路三堤下路三堤上基三層下基三層（三底基三層）砂石三材料改良三土或三改善三土水泥三混凝三土級(jí)配三碎石CT三B、LF三TB三…改良三土或三改善三土（4）水泥路面分層4、路三面結(jié)三構(gòu)分三層及三層位三功能滬寧三高速三拓寬三銑刨三斷面4、路三面結(jié)三構(gòu)分三層及三層位三功能5、路三面面三層類三型及三適用三范圍面層類型適用范圍瀝青混凝土路面高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路水泥混凝土路面高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路瀝青貫入路面瀝青碎石路面瀝青表面處治路面三級(jí)公路、四級(jí)公路砂石路面四級(jí)公路6、路三面分三類柔性三基層三瀝青三路面半剛?cè)曰龑訛r三青路三面組合三式基三層瀝三青路三面復(fù)合三式路三面（三或剛?cè)曰龑訛r三青路三面）水泥三混凝三土路三面節(jié)尾第四三節(jié)路基三路面三結(jié)構(gòu)三的影三響因三素核心三內(nèi)容路基三路面三穩(wěn)定三性影三響因三素路基三路面三工程三的環(huán)三境因三素影三響1、路三基路三面穩(wěn)三定性三影響三因素地理三條件地質(zhì)三條件氣候三條件水文三和水三文地三質(zhì)條三件土的三類別地形三地貌海拔三高度路線三與地三勢(shì)地三貌的三結(jié)合三程度（1）地三理?xiàng)l三件巖石三或土三的種三類與三成因地質(zhì)三走向三與層三理有無三軟弱三層或三軟弱三夾層有無三地震三、泥三石流三或巖三溶等三不良三地質(zhì)三情況（2）地三質(zhì)條三件氣溫三（季三節(jié)性三與地三形性三）降水日照風(fēng)力三風(fēng)向（3）氣三候條三件地表三水的三水文三條件1）地三表積三水水三位與三存水三時(shí)間2）地三表水三的排三泄3）河三流的三常水三位與三洪水三水位4）河三流的三河岸三及河三床的三淤積地下三水的三水文三條件1）地三下水三的移三動(dòng)規(guī)三律2）地三質(zhì)內(nèi)三的層三間水三、裂三隙水三、泉三水的三存在三情況（4）水三文條三件1）土三的不三同顆三粒組三成形三成不三同的三材料三強(qiáng)度三機(jī)理2）不三同類三別的三土受三水溫三影響三的程三度不三同2）不三同的三土類三有不三同的三工程三特征三與性三質(zhì)（5）土三的類三別2、路三基路三面工三程的三環(huán)境三因素三影響路基三路面三結(jié)構(gòu)三的溫三度和三濕度三狀況三變化2、路三基路三面工三程的三環(huán)境三因素三影響大氣三溫度三的年三周期三變化三和日三周期三變化2、路三基路三面工三程的三環(huán)境三因素三影響大氣三溫度三的年三周期三變化三和日三周期三變化2、路三基路三面工三程的三環(huán)境三因素三影響路面三結(jié)構(gòu)三內(nèi)溫三度隨三深度三的分三布狀三況2、路三基路三面工三程的三環(huán)境三因素三影響路面三結(jié)構(gòu)三內(nèi)溫三度隨三深度三的分三布狀三況2、路三基路三面工三程的三環(huán)境三因素三影響路面三結(jié)構(gòu)三內(nèi)溫三度隨三深度三的分三布狀三況2、路三基路三面工三程的三環(huán)境三因素三影響分析三方法三：路面三結(jié)構(gòu)三內(nèi)的三溫度三和濕三度狀三況，三可通三過在三外部三和內(nèi)三部影三響因三素之三間建三立聯(lián)三系的三方法三來預(yù)三估。三這種三方法三有兩三類，三即統(tǒng)三計(jì)方三法和三理論三方法三。統(tǒng)計(jì)三方法三（公三式）Tma三x=a三+b三Ta·三ma三x+c三Q理論三方法采用三有限三元技三術(shù)進(jìn)三行分三析與三計(jì)算熱傳三導(dǎo)理三論分三析法節(jié)尾第五三節(jié)公路三自然三區(qū)劃道路三工程三特征三相似三的原三則地表三氣候三區(qū)劃三差異三性原三則自然三氣候三因素三既有三綜合三又有三主導(dǎo)三作用三的原三則1、公三路區(qū)三劃依三據(jù)的三意義2、公三路區(qū)三劃依三據(jù)的三原則3、一三級(jí)區(qū)三劃指三標(biāo)1、全三年均三溫-2三℃等值三線。三在三一般三情況三下，三地面三大氣三溫度三達(dá)到-2三℃時(shí)，三地面三土開三始凍三結(jié)。三因此三，它三是區(qū)三分多三年凍三土和三季節(jié)三凍土三的界三線。2、一三月份三均溫0℃等值三線。三是三區(qū)分三季節(jié)三凍土三和全三年不三凍的三界線三。3、我三國地三勢(shì)的三三級(jí)三階梯三的兩三條等三高線三。4、二三級(jí)區(qū)三劃指三標(biāo)二級(jí)三區(qū)劃三仍以三氣候三和地三形為三主導(dǎo)三因素三，但三具體三標(biāo)志三與一三級(jí)區(qū)三劃有三顯著三差別三。二三級(jí)區(qū)三劃因三區(qū)而三異，三將一三級(jí)區(qū)三劃指三標(biāo)具三體化三或加三以補(bǔ)三充，三分為三六個(gè)三等級(jí)三，主三要指三標(biāo)是三潮濕三系數(shù)K。結(jié)合三各個(gè)三大區(qū)三的地三理、三氣候三特征(如雨三季、三冰凍三深度)地貌三類型三，自三然病三害等三因素三。我國三的公三路自三然區(qū)三劃分三為三三級(jí)：一級(jí)三區(qū)劃按多三年凍三土、三季節(jié)三凍土三及全三年不三凍土三三大三地帶三考慮三冰凍三、水三熱平三衡和三地理三位置三分為北部三多年三凍土三區(qū)、東部三溫潤三季凍三區(qū)、黃土三高原三干濕三過渡三區(qū)、東南三濕熱三區(qū)、西南三潮暖三區(qū)、西北三干旱三區(qū)和青藏三高寒三區(qū)等七三個(gè)大三區(qū)；二級(jí)三區(qū)劃是在三一級(jí)三區(qū)劃三內(nèi)再三以潮三濕系三數(shù)為三依據(jù)三分為過濕、中濕、潤濕、潤干、中干和過干三等六個(gè)三等級(jí)三，結(jié)三合各三區(qū)地三理、三氣候三特征三等因三素進(jìn)三行二三級(jí)區(qū)三和二三級(jí)副三區(qū)的三劃分三；三級(jí)三區(qū)劃則是三二級(jí)三