路面工程路面工程總論

1、路面工程路面工程總論2目 錄p第第7 7章章 路面工程總論路面工程總論p第第8 8章章 行車荷載、環(huán)境因素行車荷載、環(huán)境因素 p第第9 9章章 路面基（墊）層路面基（墊）層p第第1010章章 瀝青類路面瀝青類路面p第第1111章章 路面材料的力學(xué)性質(zhì)路面材料的力學(xué)性質(zhì)p第第1212章章 瀝青路面設(shè)計瀝青路面設(shè)計p第第1313章章 水泥混凝土路面水泥混凝土路面p第第1414章章 水泥混凝土路面設(shè)計水泥混凝土路面設(shè)計p第第1515章章 路面的評定與養(yǎng)護管理路面的評定與養(yǎng)護管理7.1 路面的功能及對路面的要求路面的功能及對路面的要求3基本概念 路面是在路基頂面的行車部分用各種混合料鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)

2、物。4隔離路基，使之避免直接承受車輛和環(huán)境因素的破壞作用，確保路基長期處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而為路面結(jié)構(gòu)長期承受汽車荷載提供了重要保證。路路 面面提高平整度改善道路條件保證汽車能以一定的速度，安全、舒適而經(jīng)濟地在道路上全天候通行5路路 面面7.1.1 強度和剛度強度和剛度6車輛震動力沖擊力動態(tài)水平力（縱向）垂直力靜態(tài)水平力（橫向）7 路面強度與剛度路面強度與剛度 路面強度：路面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強度以抵抗路面強度：路面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強度以抵抗車輪荷載車輪荷載引起的各個部位的各種應(yīng)力，如壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力引起的各個部位的各種應(yīng)力，如壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力等，以保證路面結(jié)構(gòu)不發(fā)生壓碎、斷裂、剪切等各

3、種破壞等，以保證路面結(jié)構(gòu)不發(fā)生壓碎、斷裂、剪切等各種破壞。 路面剛度：路面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度，使得在路面剛度：路面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度，使得在車輪荷車輪荷載載作用下不發(fā)生過大的變形和位移，保證路面不發(fā)生沉陷作用下不發(fā)生過大的變形和位移，保證路面不發(fā)生沉陷、車轍或波浪等病害。、車轍或波浪等病害。 這兩個力學(xué)特性是相互聯(lián)系，又相互區(qū)別的，都是與這兩個力學(xué)特性是相互聯(lián)系，又相互區(qū)別的，都是與車輪荷載有關(guān)的。車輪荷載有關(guān)的。7.1.2 穩(wěn)定性穩(wěn)定性8溫度的影響溫度的影響 瀝青路面在高溫季節(jié)，會發(fā)生軟化現(xiàn)象，在車輪荷載作瀝青路面在高溫季節(jié)，會發(fā)生軟化現(xiàn)象，在車輪荷載作用下會發(fā)生永久變形現(xiàn)象。用下會發(fā)生

4、永久變形現(xiàn)象。9車轍車轍波浪波浪 瀝青路面在低溫季節(jié)，會發(fā)生收縮、變脆從而開裂現(xiàn)瀝青路面在低溫季節(jié)，會發(fā)生收縮、變脆從而開裂現(xiàn)象，半剛性基層低溫收縮會產(chǎn)生反射裂縫。象，半剛性基層低溫收縮會產(chǎn)生反射裂縫。10橫向開裂 從上而下發(fā)生開裂；1. 從下而上發(fā)生 開裂。 水泥混凝土路面水泥混凝土路面 高溫：高溫： 拱脹開裂拱脹開裂 低溫：低溫： 翹曲破壞翹曲破壞11濕度的影響濕度的影響 大氣降水使路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的濕度狀態(tài)發(fā)生變化從而影響路大氣降水使路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的濕度狀態(tài)發(fā)生變化從而影響路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。瀝青路面：瀝青路面： 由于水分的侵蝕，可能會導(dǎo)致的病害：由于水分的侵蝕，可能會導(dǎo)致的病害：

5、剝落、松散、唧漿剝落、松散、唧漿12 水泥混凝土路面水泥混凝土路面 因排水不暢，可能導(dǎo)致發(fā)生唧泥、沖刷基層導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞因排水不暢，可能導(dǎo)致發(fā)生唧泥、沖刷基層導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞（主要表現(xiàn)為沉陷、板角斷裂）。（主要表現(xiàn)為沉陷、板角斷裂）。137.1.3 耐久性耐久性 路面在車輛荷載的反復(fù)作用和自然環(huán)境的反復(fù)長期作用路面在車輛荷載的反復(fù)作用和自然環(huán)境的反復(fù)長期作用下，路面使用性能將逐年下降。下，路面使用性能將逐年下降。 1、路面的強度和剛度逐年衰減：如路面會出現(xiàn)疲勞破、路面的強度和剛度逐年衰減：如路面會出現(xiàn)疲勞破壞和塑性變形累積。壞和塑性變形累積。 2、路面材料性能會因老化衰敗而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的損壞。、路面材料

6、性能會因老化衰敗而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的損壞。147.1.4 表面平整度表面平整度 路面表面平整度：行車安全、行車舒適性及運輸效益路面表面平整度：行車安全、行車舒適性及運輸效益不良路面平整度會導(dǎo)致：不良路面平整度會導(dǎo)致： 行車顛簸：影響安全性和舒適性行車顛簸：影響安全性和舒適性 車輛振動：增加車胎磨損、增加耗油量車輛振動：增加車胎磨損、增加耗油量 車輪沖擊：加速路面破壞車輪沖擊：加速路面破壞157.1.5 抗滑性抗滑性 路面表面要求平整度好，但不宜光滑。路面表面要求平整度好，但不宜光滑。 光滑的表面：光滑的表面： 車輪與路面之間的附著力和摩擦力小，當(dāng)雨天制動、車輪與路面之間的附著力和摩擦力小，當(dāng)雨天制動、

7、上下坡、轉(zhuǎn)彎時，易造成車輪打滑或空轉(zhuǎn)，從而引發(fā)交通上下坡、轉(zhuǎn)彎時，易造成車輪打滑或空轉(zhuǎn)，從而引發(fā)交通事故。事故。為保證路面具有足夠的抗滑性能：為保證路面具有足夠的抗滑性能： 瀝青路面：原材料選擇瀝青路面：原材料選擇-集料與瀝青；級配設(shè)計；施工集料與瀝青；級配設(shè)計；施工工藝。工藝。 水泥混凝土路面：刷毛、刻槽等工藝。水泥混凝土路面：刷毛、刻槽等工藝。 日常養(yǎng)護中，將影響路面抗滑性能的積雪、浮冰，污日常養(yǎng)護中，將影響路面抗滑性能的積雪、浮冰，污泥及時清除。泥及時清除。167.1.6 不透水性（抗透性）不透水性（抗透性）17透水的路面：透水的路面： 雨水易滲入路面結(jié)構(gòu)和土基，在內(nèi)部形成滯留的自由水雨

8、水易滲入路面結(jié)構(gòu)和土基，在內(nèi)部形成滯留的自由水 在行車荷載作用下，自由水會形成動水壓力在行車荷載作用下，自由水會形成動水壓力 反復(fù)作用下，動水壓力會沖刷路面或土基反復(fù)作用下，動水壓力會沖刷路面或土基 路面產(chǎn)生剝落、坑洞、唧漿和網(wǎng)裂等病害路面產(chǎn)生剝落、坑洞、唧漿和網(wǎng)裂等病害采用不透水的面層或設(shè)置排水層、防水層。采用不透水的面層或設(shè)置排水層、防水層。7.2 路面的結(jié)構(gòu)及組成路面的結(jié)構(gòu)及組成7.2.1 路面橫斷面路面橫斷面 路面橫斷面有行車道、硬路肩或路肩組成。通常分為路面橫斷面有行車道、硬路肩或路肩組成。通常分為槽式和全鋪式兩種。槽式和全鋪式兩種。 （1）槽式橫斷面）槽式橫斷面 在路基上按路面行車

9、道及硬路肩設(shè)計寬帶范圍內(nèi)，開挖在路基上按路面行車道及硬路肩設(shè)計寬帶范圍內(nèi)，開挖與路面同厚度的淺槽，在槽內(nèi)鋪筑路面。與路面同厚度的淺槽，在槽內(nèi)鋪筑路面。 （2）全鋪式橫斷面）全鋪式橫斷面 在路基全部寬度內(nèi)都鋪筑路面。在路基全部寬度內(nèi)都鋪筑路面。187.2.2 路拱橫坡度路拱橫坡度 為了保證路面上雨水及時排出，減少雨水對路面的浸濕和為了保證路面上雨水及時排出，減少雨水對路面的浸濕和滲透，路面表面應(yīng)做成兩邊低，中間高的路拱。滲透，路面表面應(yīng)做成兩邊低，中間高的路拱。19 路拱橫坡度選擇，應(yīng)考慮有利于行車平穩(wěn)和利于路面排路拱橫坡度選擇，應(yīng)考慮有利于行車平穩(wěn)和利于路面排水的要求。水的要求。p 干旱和有積

10、雪、浮冰地區(qū)，采用低值。干旱和有積雪、浮冰地區(qū)，采用低值。p 多雨地區(qū)，采用高值。多雨地區(qū)，采用高值。p 道路縱坡較大或路面較寬，或行車速度較高，或交道路縱坡較大或路面較寬，或行車速度較高，或交通量大，或重載交通多，或經(jīng)常有拖掛車行駛，采用低值通量大，或重載交通多，或經(jīng)常有拖掛車行駛，采用低值。反之，用高值。反之，用高值。p 高級路面水穩(wěn)定性好，透水性小，采用低值。高級路面水穩(wěn)定性好，透水性小，采用低值。p 低級路面材料要求不高，采用高值。低級路面材料要求不高，采用高值。20 一般來說，路肩橫坡度比路面橫坡度大一般來說，路肩橫坡度比路面橫坡度大1%，有利于加，有利于加快排水流出路面外的速度。對

11、于高速公路和一級公路，為保快排水流出路面外的速度。對于高速公路和一級公路，為保證行車安全和舒適性，硬路肩與路面橫坡度相同，而土路肩證行車安全和舒適性，硬路肩與路面橫坡度相同，而土路肩則相對大則相對大1%。217.2.3 路面排水路面排水 排水設(shè)施設(shè)置目的排水設(shè)施設(shè)置目的 迅速地將路面范圍內(nèi)的水排出路基，以保證行車安全。迅速地將路面范圍內(nèi)的水排出路基，以保證行車安全。 排水設(shè)施組成排水設(shè)施組成 一般公路：路拱坡度、路肩橫坡和邊溝一般公路：路拱坡度、路肩橫坡和邊溝 高速公路和一級公路：路面（路肩）排水，中央分隔高速公路和一級公路：路面（路肩）排水，中央分隔帶排水組成，必要時采用路面結(jié)構(gòu)排水。帶排水

12、組成，必要時采用路面結(jié)構(gòu)排水。22（1）路面（路肩）排水）路面（路肩）排水 路面排水由路面橫坡、路肩橫坡、攔水帶，或路肩矩形邊路面排水由路面橫坡、路肩橫坡、攔水帶，或路肩矩形邊溝、路肩排水溝、泄水口和急流槽等組成。溝、路肩排水溝、泄水口和急流槽等組成。23攔水帶攔水帶急流槽急流槽24梯形溝梯形溝蓋板明溝蓋板明溝矩形溝矩形溝淺碟式邊溝淺碟式邊溝（2）中央分隔帶排水）中央分隔帶排水 中央分隔帶的排水設(shè)施：排水溝（明溝、暗溝）、滲溝、中央分隔帶的排水設(shè)施：排水溝（明溝、暗溝）、滲溝、雨水井、集水井和橫向排水管組成。雨水井、集水井和橫向排水管組成。25（3）路面結(jié)構(gòu)排水）路面結(jié)構(gòu)排水 由于材料組成和施

13、工等原因，路面做到完全不透水是較由于材料組成和施工等原因，路面做到完全不透水是較困難的。在降雨量大的地區(qū)，特殊路段為加強路面的排水性困難的。在降雨量大的地區(qū)，特殊路段為加強路面的排水性能，可采用開級配粒料做為排水基層，匯集滲入路面結(jié)構(gòu)的能，可采用開級配粒料做為排水基層，匯集滲入路面結(jié)構(gòu)的水，并通過橫向坡度排向外側(cè)縱向排水管，再集中橫向排水水，并通過橫向坡度排向外側(cè)縱向排水管，再集中橫向排水路基。路基。 排水基層一般常用的類型有：開級配的瀝青碎石（連通排水基層一般常用的類型有：開級配的瀝青碎石（連通空隙，空隙一般大于空隙，空隙一般大于15%），多孔貧混凝土基層（連通空隙），多孔貧混凝土基層（連通

14、空隙）。）。267.2.4 路面結(jié)構(gòu)層位及其功能路面結(jié)構(gòu)層位及其功能 為什么要區(qū)分結(jié)構(gòu)層位？為什么要區(qū)分結(jié)構(gòu)層位？ 行車荷載和自然環(huán)境因素對路面的作用和影響，隨著深行車荷載和自然環(huán)境因素對路面的作用和影響，隨著深度的增加而逐漸衰減。由此，對路面材料的強度、抗變形度的增加而逐漸衰減。由此，對路面材料的強度、抗變形能力和穩(wěn)定性的要求也隨深度的增加而逐漸降低。能力和穩(wěn)定性的要求也隨深度的增加而逐漸降低。 因此，根據(jù)使用要求、受力狀況、土基支承條件和自然因此，根據(jù)使用要求、受力狀況、土基支承條件和自然因素影響程度的不同，將路面劃分不同的層次，并根據(jù)各因素影響程度的不同，將路面劃分不同的層次，并根據(jù)各自

15、的特點對結(jié)構(gòu)和材料進行設(shè)計和組合。自的特點對結(jié)構(gòu)和材料進行設(shè)計和組合。 結(jié)構(gòu)層位怎么分？結(jié)構(gòu)層位怎么分？ 一般來說，路面結(jié)構(gòu)劃分為面層、基層和墊層。各自的一般來說，路面結(jié)構(gòu)劃分為面層、基層和墊層。各自的功能不同，同時根據(jù)不同道路等級和交通特性，在每層可功能不同，同時根據(jù)不同道路等級和交通特性，在每層可進行進一步細化。進行進一步細化。27（1）面層）面層 面層的外部狀況面層的外部狀況 行車荷載作用：行車荷載作用： 直接接觸，并承受車輪荷載的垂直力、水平力和震動沖直接接觸，并承受車輪荷載的垂直力、水平力和震動沖擊力。擊力。 自然環(huán)境作用：自然環(huán)境作用： 直接影響，承受大氣降水、氣溫和濕度變化的影響

16、。直接影響，承受大氣降水、氣溫和濕度變化的影響。 面層的性能要求面層的性能要求 強度、抗變形能力、溫度穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、平整度、強度、抗變形能力、溫度穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、平整度、抗滑性、耐磨性和抗?jié)B水性?？够?、耐磨性和抗?jié)B水性。28 面層的材料類型面層的材料類型 瀝青混凝土、水泥混凝土、瀝青碎石混合料、碎（礫）石摻土或不瀝青混凝土、水泥混凝土、瀝青碎石混合料、碎（礫）石摻土或不摻土混合料以及塊石等。摻土混合料以及塊石等。 面層的組合面層的組合 瀝青路面：高速公路：瀝青路面：高速公路：34層，一級公路：層，一級公路：23層，其他層，其他12層。層。 水泥混凝土路面：高速公路水泥混凝土路面：高速公

17、路12層，一級公路及以下，層，一級公路及以下，1層。層。 復(fù)合式路面：下部為水泥混凝土路面，上面復(fù)合式路面：下部為水泥混凝土路面，上面12層瀝青混凝土。層瀝青混凝土。29 功能層功能層 一般來說，在養(yǎng)護過程中，為提高路面的抗滑性能，改一般來說，在養(yǎng)護過程中，為提高路面的抗滑性能，改善路面的封水效果或提高路面的磨耗性能，通常會選擇實善路面的封水效果或提高路面的磨耗性能，通常會選擇實施微表處、稀漿封層、霧封層、表面處治、超薄磨耗層等施微表處、稀漿封層、霧封層、表面處治、超薄磨耗層等措施。以上稱之為功能層，不作為獨立的層位，而是面層措施。以上稱之為功能層，不作為獨立的層位，而是面層的一部分。的一部分

18、。30微表處微表處超薄磨耗層超薄磨耗層（2）基層）基層 基層的定位基層的定位 基層是面層的下臥層，主要承受由面層傳遞的行車荷載基層是面層的下臥層，主要承受由面層傳遞的行車荷載垂直力，并將它擴散和分布到墊層和土基上。基層是路面垂直力，并將它擴散和分布到墊層和土基上?；鶎邮锹访娼Y(jié)構(gòu)中的主要承重層結(jié)構(gòu)中的主要承重層 基層的性能要求基層的性能要求 需要有足夠的強度和剛度，并具有良好的擴散應(yīng)力的能需要有足夠的強度和剛度，并具有良好的擴散應(yīng)力的能力。力。 受到面層下滲的水及地下水毛細上升的影響，基層需要受到面層下滲的水及地下水毛細上升的影響，基層需要具有足夠的水穩(wěn)定性。具有足夠的水穩(wěn)定性。 為更面層平整度

19、提供更好的保證，基層也需要具有較好為更面層平整度提供更好的保證，基層也需要具有較好的平整度。的平整度。31 基層的材料類型基層的材料類型 主要材料有：各種結(jié)合料（如石灰、水泥或瀝青等）穩(wěn)定土，碎（礫主要材料有：各種結(jié)合料（如石灰、水泥或瀝青等）穩(wěn)定土，碎（礫）石或各種工業(yè)廢渣組成的混合料，貧水泥混凝土，各種碎（礫）石）石或各種工業(yè)廢渣組成的混合料，貧水泥混凝土，各種碎（礫）石混合料，天然砂礫及片石、塊石或圓石等?；旌狭希烊簧暗[及片石、塊石或圓石等。 高速公路中的主要類型：水泥穩(wěn)定碎石、瀝青碎石、貧混凝土、素混高速公路中的主要類型：水泥穩(wěn)定碎石、瀝青碎石、貧混凝土、素混凝土等凝土等。32 基層

20、的組合基層的組合 基層的組合根據(jù)交通特性來確定的。一般來說，高速公基層的組合根據(jù)交通特性來確定的。一般來說，高速公路的基層有路的基層有23層。如江西高速公路的典型路面結(jié)構(gòu)：兩層。如江西高速公路的典型路面結(jié)構(gòu)：兩層水泥穩(wěn)定碎石，一層瀝青碎石基層。層水泥穩(wěn)定碎石，一層瀝青碎石基層。 基層越往下，其質(zhì)量和強度的要求就越低。原材料盡量基層越往下，其質(zhì)量和強度的要求就越低。原材料盡量使用當(dāng)?shù)夭牧?。使用?dāng)?shù)夭牧稀?3（3）墊層）墊層 墊層的定位墊層的定位 墊層位于基層與土基之間，直接與土基接觸。墊層位于基層與土基之間，直接與土基接觸。 墊層的功能墊層的功能 改善土基的濕度和溫度狀況，保證面層和基層的強度、

21、改善土基的濕度和溫度狀況，保證面層和基層的強度、剛度和穩(wěn)定性不受土基的影響。剛度和穩(wěn)定性不受土基的影響。 將基層傳遞的荷載應(yīng)力進一步加以擴散，從而減小土基將基層傳遞的荷載應(yīng)力進一步加以擴散，從而減小土基頂面壓應(yīng)力和豎向變形的作用。頂面壓應(yīng)力和豎向變形的作用。 阻止路基土擠入基層。阻止路基土擠入基層。 阻止路基地下毛細水上升到路面基層和面層阻止路基地下毛細水上升到路面基層和面層 增加抗凍厚度，避免路基發(fā)生凍脹。增加抗凍厚度，避免路基發(fā)生凍脹。34 墊層的材料類型墊層的材料類型 強度要求不一定高，但是水穩(wěn)定性和隔溫性能好。常用的墊層材料： 透水性墊層：由砂、礫石、爐渣煤渣等松散粒料組成。 穩(wěn)定性墊

22、層：由石灰、水泥和爐渣穩(wěn)定土等組成。江西高速公路通常采用級配碎石作為透水性墊層。357.3 路面的等級與分類路面的等級與分類 7.3.1 路面的分級路面的分級36路路面面高級高級次高級次高級中級中級低級低級水泥混凝土、瀝青路面、廠拌瀝青碎石、整齊石塊或條石高速、一級、二級公路瀝青貫入碎（礫）石、路拌瀝青碎（礫）石、瀝青表面處治、半整齊石塊二級、三級公路泥結(jié)或級配碎（礫）石、不整齊石塊、其他粒料三級、四級公路粒料加固土、其他當(dāng)?shù)夭牧细纳仆了募壒犯呒壜访娓呒壜访?適用：交通量大、行車速度高的道路。適用：交通量大、行車速度高的道路。 性能：強度和剛度高，使用壽命長，路面平整無塵，能保證高速行性能：強度和剛度高，使用壽命長，路面平整無塵，能保