路基路面工程PPT课件.ppt

1、主要内容(Contents),本课程的设置及其重要性第一章 概论(Introduction),本课程的设置及其重要性,1、本课程在教学体系中的位置 公共课程数学、英语、人文 等 基础课程工程力学、结构力学、弹性力学 等 专业基础课程土木工程材料、测量学、土力学与土质学、水力学、交通工程基础等；专业课程道路勘测设计、路基路面工程、桥梁工程 等 专业提高课程众多选修课程,本课程的设置及其重要性,2、本课程在工程实践中的重要性实践环节室内试验 确定路面结构设计的主要参数 等；野外试验 确定交通参数、路面结构参数 等；结构综合设计 进行路面结构设计、施工组织设计,本课程的设置及其重要性,3、本课程的内

2、容,课程的具体内容,一般路基设计(Design)路基稳定性分析计算(Stability Analysis)路基防护与加固(Protection and Consolidation)挡土墙设计(Retaining Wall)路基路面排水设计(Drainage),路基工程部分,概论,路面结构组成、行车荷载、环境因素及材料的力学性质(Structure,Vehicle load,Environment,Materials,Factors)块料路面、碎砾石路面、无机结合料稳定材料路面(Interlocking,Macadam,Stabilized pavement)沥青路面(Asphalt Pavem

3、ent)沥青路面设计(Asphalt Pavement Design)水泥混凝土路面(Rigid Pavement)(Cement Concrete Pavement)水泥混凝土路面设计Portland Concrete Pavement Design),路面工程部分,课程的具体内容,第一章 概论,第一章 概论(Introduction),第一节 道路工程发展概况(History)第二节 路基路面工程的特点(Characteristics)第三节 路基路面稳定的影响因素(Factors)第四节 路基土的分类(Soil Categories)第五节 公路自然区划(Nature Categorie

4、s)第六节 路基的水温状况与干湿类型(Moisture)第七节 土基的受力特征及要求(Mechanical)第八节 路基的变形、破坏及防治(Deformation),第一节 道路工程发展概况(History),核心内容：道路的演变与趋势道路的分类城市道路的分类和等级公路的技术等级公路的行政等级国家干线公路网国家高速公路网命名路基路面工程的组成内涵与构成,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

5、；在欧洲，罗马道路非常发达，有“条条大道通罗马”之说。,1、道路的衍变,古罗马道路和结构,1、道路的衍变,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、道路的衍变,通向柏林的A9公路(东德)，使用时间超过50年，图中为第一阶段的水泥路面,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、道路的衍变,2、道路分类,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

6、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 则建在林区、主要供各种林业运输工具通行的道路。,2、道路分类,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。主干道：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。次干道：连接主干道之间

7、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。,3、城市道路的分类和等级,4、公路的技术等级,5、公路的行政等级,7 条北京放射线,9 条纵向路线,18 条横向路线,到2020年，高速公路总规模约8.5 万公里，其中主线6.8 万公里，地区环线、联络线等其它路线约1.7万公里。,6、国家干线公路网,高速公路“7918”网,7、国家高速公路网命名,数字及数字与字母编号首都放射线编号为1位数，由正北开始按顺时针方向升序编排，编号区间为19。纵向路线编号为2位奇数，由东向西升序编排，编号区间为1189。横向路线编号为2位偶数，由北向南升序编排，编号区间为1090。并行路线

8、的编号采用主线编号后加英文字母“E”、“W”、“S”、“N”组合表示；“E”、“W”、“S”、“N”分别表示并行路线在主线的东、西、南、北方位。地区环线的编号按照由北向南的顺序排列，编号区间为9199。联络线的编号为4位数，由主线编号“1”联络线顺序号组成。联络线的顺序号按照主线前进方向由起点向终点顺序排列。城市绕城环线的编号为4位数，由主线编号“0”城市绕城线顺序号组成。主线编号为该环线所连接的纵线和横线中编号最小者，如该主线所带城市绕城环线编号空间已全部使用，则先用主线编号次小者，依此类推。如该环线仅有放射线连接，则在1位数主线编号前以“0”补位。同一条国家高速公路穿越多个省（区、市），所

9、连接的城市环线的编号在各个省（区、市）单独排列。在不同省（区、市）允许出现相同的城市绕城环线编号。,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(Strength,Stability,Durability)。,8、路基路面工程的组成内涵与构成,公路路面是直接承受交通荷载、大气温度及雨水作用的结构，应具有良好的稳定性和足够的强度、刚度，其表面还应满足平整、抗滑和排水的要求。因此，公路路面应根据交通量及其组成情况和公路等级、使用任务、功能、当地材料及自然条

10、件，结合路基进行综合设计。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。路面结构一般由面层、基层、底基层组成。,8、路基路面工程,8、路基路面工程,面层（Surface Layer）基层(Base)（含底基层(Subbase)路基（含垫层）,面层：面层是直接同行车及大气接触的表面层次，它承受较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降雨的浸蚀和气温变化的影响，因此，同其它层次相比，它应具有较高的结构强度、抗变形能力和

11、较好的水稳定性与温度稳定性，且应耐磨、不透水，表面还应有良好的抗滑性与平整度。基层（含底基层）：主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的路基（含垫层及土基），因此，它也应具有足够的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能力；基层受大气影响较面层小，但仍可能受地下水及面层渗入雨水的浸湿，故也应具有足够的水稳定性；同时，为保证面层平整，它还应具有较好的平整度。,8、路基路面工程,8、路基路面工程,路基（含垫层）：路面结构层以下部分，其中垫层介于基层和土基之间，它可改善土基的湿度和温度状况、使面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态；同时，也可扩散基层传递的荷载应力、

12、减小土基的应力与变形，并可阻止路基土挤入基层。按其作用可分为排水层、隔离层、防冻胀层等。路基处于下列状况的路段应设置垫层：地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿状态的路段；排水不良的土质路堑；有裂隙水，泉眼水等水文不良情况的岩石挖方路段；季节性冰冻地区可能产生冻胀的中湿、潮湿路段；基层可能受污染的路段。,8、路基路面工程,7080cm,道路常用层位及厚度,7080cm,道路常用层位及厚度,面 层,基 层,路 基,上路床,下路床,上路堤,下路堤,上基层,下基层（底基层）,砂石材料,改良土或改善土,水泥混凝土,水泥路面各层位常用材料,级配碎石,CTB、LFTB,改良土或改善土,水泥路面各层位常用材

13、料,8、路基路面工程,本课程将路基、路面结合，综合介绍公路、城市道路及机场跑道等路基路面进行设计原理、设计方法和材料、施工、养护、维护及管理技术等相关知识（其中桥梁与隧道工程涉及桥面铺装和隧道路面中的路面部分可参照一般公路并结合桥梁和隧道结构的特点进行特殊设计）。,8、路基路面工程,沪宁高速拓宽跣刨断面,8、路基路面工程,第二节 路基路面的工程特点,核心内容路基路面的工程特点路基路面的使用要求路基路面的性能要求,路线长、工程量大；沿线地形起伏变化大，地质、地貌、气象特征多变；沿线经济程度和交通特点不一样。,1、路基路面的工程特点,全天候畅通高速安全舒适经济,即结构与功能两个方面要求,2、路基路

14、面的使用要求,1.承载能力(Bearing Capacity)包括强度和刚度两个方面。,2.稳定性(Stability)在地表上开挖或填筑路基，会改变原地面地层结构的受力状态，从而造成路基失稳；大气降水、大气周期性变化对稳定性的影响。,3.耐久性(Durability)道路工程有较长的使用年限，因此路基路面工程要求有很好的耐久性能。,4.表面平整度(Surface Smoothness)是影响行车安全、行车舒适性以及运输效益的重要使用性能。,5.表面抗滑性能(Surface Skid Resistance)保证车轮与路面之间有足够的附着力和摩擦力，以增加行车安全。,3、路基路面的性能要求,第三

15、节 路基路面稳定的影响因素,核心内容地理条件地质条件气候条件水文条件土的类别,地形地貌海拔高度路线与地势地貌的结合程度,1.地理条件,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,2.地质条件,气温（季节性与地形性）降水日照风力风向,3.气候条件,地表水的水文条件1）地表积水水位与存水时间 2）地表水的排泄 3）河流的常水位与洪水水位 4）河流的河岸及河床的淤积地下水的水文条件 1）地下水的移动规律 2）地质内的层间水、裂隙水、泉水的存在情况,4.水文条件,1）土的不同颗粒组成形成不同的材料强度机理2）不同类别的土受水温影响的程度不同2）不同的土类

16、有不同的工程特征与性质,5.土的类别,第四节 路基土的分类,核心内容土的粒组组成土的种类各种土类的区分各种土的工程性质,土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物,搬运、沉积,风化,岩石,地球,形成过程形成条件,物理、力学性质,影响,第四节 路基土的分类,第四节 路基土的分类,1、土的粒组组成,不同粒组的划分界限及范围 其中以60mm作为粗粒组与巨粒组的分界，以0.074mm作为细粒组与粗粒组的分界。而2mm是粗粒组中的砾与砂粒的区分界限；0.002mm是粘粒与粉粒的区分界限。,我国公路用土分类包括巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类，计12种。,2、土的种类,土类区分的依据一般以主成分粒组进行定义，控制主成分粒组的比例在50%以上，而特殊土则分为黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土和冻土，前三者按特殊塑性图上的位置定名，盐渍土按含盐百分率分类。碎石在土类中的位置碎石是人工开采的土类，一般与砾相近。,3、各种土类的区分,3、各种土类的区分,巨粒土,？,3、各种土类的区分,3、各种土类的区分,细粒土,认识清楚路基及路面底基层用土的工程性质，则可根据不同的土类采取不同的工程技术措施：级配良好