市政工程公路路面施工技術(shù)培訓講義53

公路路面施工技術(shù)——概論路面工程發(fā)展概況路面工程是道路工程科學派生出來的一個總要分支，它主要研究公路與城市道路以及機場跑道的路面設計原理與方法、路面結(jié)構(gòu)組合、材料性能要求，以及路面機構(gòu)層的施工、養(yǎng)護、維修和管理的技術(shù)。單位：萬公里路面材料和結(jié)構(gòu)發(fā)展階段第一階段，以恢復原有公路和加快建設干線公路為主，以解決通車問題為主第二階段，以改善路面行駛質(zhì)量，提高車輛行駛速度，減少養(yǎng)護工作量為主第三階段，以提高路線和路面等級，改建和新建高等級公路，開始建設高速公路路面等級低，路面施工水平較低，主要采用就地取材方式施工，路面鋪筑以當?shù)禺a(chǎn)粒料、人工砸制碎石、軟質(zhì)石料、碎磚、碎石土為主，路面結(jié)構(gòu)主要是泥結(jié)碎石和級配碎石開始推行渣油表面處治路面，以適應交通量的增長但由于施工工藝和方法影響，路面易變形和破壞開始采用瀝青貫入式面層、瀝青碎石面層和瀝青混凝土面層等高級路面以提高路面使用性能和耐久性應對交通量和車輛軸載的不斷增加20世紀60年代20世紀80年代1988年以后隨著我國石油資源的大規(guī)模開發(fā)，揭開了使用國產(chǎn)瀝青筑路的序幕。早期的瀝青路面主要是鋪筑在中級路面上的薄層表面處治層，以改善行車條件。至70年代末，逐步形成了以貫入式路面為主的瀝青路面承重結(jié)構(gòu)。隨著石油提煉技術(shù)的不斷提高，我國已經(jīng)能自行生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)粘稠瀝青自1988年滬嘉高速及沈大高速建成通車以來，我國公路建設進入了以建設高速公路、一級公路等高等級公路為主的新時代，其中，瀝青路面因其良好的行車舒適性和優(yōu)異的使用性能得到廣泛應用。多蠟滿凝液體瀝青（渣油）瀝青路面現(xiàn)狀通過長期的科學研究，我國形成了適合自己實際的瀝青路面整套技術(shù)，包括瀝青原材料的生產(chǎn)工藝、裝備；瀝青材料的技術(shù)指標和標準、試驗設備與方法；瀝青混合料的技術(shù)指標和標準、混合料設計技術(shù)、混合料性能檢測設備及方法；瀝青路面現(xiàn)代化施工整套設備、施工技術(shù)和施工管理優(yōu)質(zhì)粘稠瀝青改性瀝青瀝青路面的發(fā)展概況水泥路面的發(fā)展概況1990年以來水泥混凝土路面快速發(fā)展，水泥混凝土路面的公路總里程由數(shù)千公里上升到數(shù)萬公里，年建成水泥混凝土路面1~2萬公里。截至2007年底，全國水泥混凝土路面總里程已達84.88萬公里?！豆匪嗷炷谅访嬖O計規(guī)范》（JTGD40-2002）《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF30-2003）里程工藝水泥混凝土路面研究的重點從設計理論逐漸轉(zhuǎn)向施工實踐，從人工、小型機具和真空吸水施工向大型專用快速機械化施工方面轉(zhuǎn)變。施工質(zhì)量大幅提高。路面類型：全縮縫插傳力桿水泥混凝土路面、鋼筋混凝土路面、連續(xù)配筋混凝土路面、鋼纖維混凝土路面……施工方式：滑模攤鋪、軌道攤鋪、三輥軸機組、碾壓混凝土、小型機具五大方式規(guī)范路面的定義路面是鋪筑在公路路基上與車輪直接接觸的結(jié)構(gòu)層。它承擔和傳遞車輪荷載，承受磨耗，受到各種自然因素的影響。路面結(jié)構(gòu)一般由面層、基層、底基層與墊層組成。不同等級、不同地區(qū)的公路，其路面結(jié)構(gòu)形式和選用的材料存在一定的差異。公路與路面等級劃分公路等級路面等級按技術(shù)等級分按行政等級分高速公路國道高級一級公路省道次高級二級公路縣道中級三級公路鄉(xiāng)道低級四級公路專用公路公路等級高速公路一級公路二級公路三級公路四級公路瀝青混凝土√√√√√水泥混凝土√√√√√瀝青貫入式碎石、瀝青碎石、瀝青表面處置XXX√√砂石路面XXXX√路面結(jié)構(gòu)形式及其適用情況路面的基本功能路面的基本功能是為車輛提供快速、安全、舒適和經(jīng)濟的行駛表面，為了滿足這些基本功能，路面應具有足夠的強度、穩(wěn)定性、平整度和抗滑性等。路面應具有足夠的強度以滿足車輛安全運行的需要，同時承載能力方面還應有足夠的儲備以適應交通量增長的客觀需求。強度路面的平整度體現(xiàn)了行車舒適性和安全性兩個方面的要求，其中，舒適性是衡量路面服務性能的重要指標平整度路面抗滑性主要從安全的角度上評價路面的適用性能.抗滑性路面穩(wěn)定性既包括了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的方面，有涵蓋了路面耐久性的含義，即路面在各種外部環(huán)境下均應有良好的服務能力。穩(wěn)定性對路面的要求——強度所謂路面強度是指路面抵抗破壞的能力。行駛在路面上的車輛，產(chǎn)生豎向壓力、縱向水平力、振動力和沖擊力，以及真空吸力。在這些力的綜合作用下，路面會出現(xiàn)斷裂、沉陷、波浪和磨損等破壞。因此，要求路面結(jié)構(gòu)及其各組成部分必須具有足夠的強度，以抵抗行車作用下所產(chǎn)生的各種應力，避免路面破壞。對路面的要求——剛度所謂路面剛度是指路面抵抗變形的能力。路面結(jié)構(gòu)整體或某一部分剛度不足，即使強度足夠，在車輛荷載作用下也會產(chǎn)生過量變形而產(chǎn)生車轍、沉陷和波浪等破壞。因此，路面必須具備足夠的剛度，使整個路面結(jié)構(gòu)及其各組成部分的變形量控制在容許范圍內(nèi)對路面的要要求——穩(wěn)定性路面的穩(wěn)定定性是指路路面保持其其本身結(jié)構(gòu)構(gòu)強度的性性能，也就就是指在外外界各種影影響因素作作用下路面面強度的變變化幅度，，路面強度度的變化越越小，則穩(wěn)穩(wěn)定性越好好；反之則則穩(wěn)定性越越差。對路面的要要求——平整度路面的平整整度是指碾碾壓成型的的路面表面面對理想平平面的偏移移程度，是是反映路面面使用質(zhì)量量的一項重重要指標。。不平整度度路面會增增大行車阻阻力，并使使車輛產(chǎn)生生附加的振振動作用，，這種作用用會造成行行車顛簸，，影響行車車的速度與與安全、駕駕駛的平穩(wěn)穩(wěn)和乘客的的舒適；同同時，振動動作用還會會對路面施施加沖擊力力，從而加加劇路面和和車輛機件件的損壞和和輪胎的磨磨損，并增增大油料的的消耗。不不平整的路路面還會積積滯雨水，，加速路面面的破壞。。因此，為為了減少車車輛荷載的的沖擊力，，提高行車車速度和行行車舒適性性、安全性性，路面應應保持一定定的平整度度。道路等等級越高，，對路面平平整度的要要求也越高高。對路面的要要求——耐久性路面應具有有足夠的耐耐久性，使使路面在荷荷載、氣候候因素的長長期綜合多多次作用下下耐疲勞、、耐老化和和沒有不容容許的塑性性變形和積積累。對路面的要要求——抗滑能力車輛在光滑滑路面上行行駛時，車車輪和路面面之間缺乏乏足夠的附附著力和摩摩擦力，在在雨天高速速行駛或是是緊急制動動及突然啟啟動時，或或者爬坡、、轉(zhuǎn)彎時，，車輪容易易產(chǎn)生空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)或打滑，，致使行車車速度減低低，油耗增增加，甚至至引起嚴重重交通事故故。所以路路面應具有有足夠的粗粗糙度，即即要有足夠夠的抗滑性性。對路面的要要求——環(huán)境協(xié)調(diào)路面應與周周圍環(huán)境協(xié)協(xié)調(diào)，一般般應潔凈少少塵，有時時根據(jù)道路路所在地區(qū)區(qū)的特殊要要求，還應應有低振動動、低噪聲聲要求，以以及質(zhì)地、、亮度和色色彩的要求求。路面的結(jié)構(gòu)構(gòu)及組成由于行荷載載和自然因因素對路面面的影響，，是隨路面面深度的增增加而逐漸漸減弱的。。因此，對對路面材料料的強度、、抗變形能能力和穩(wěn)定定性的要求求也隨著路路面深度的的增加而逐逐漸降低。。為了適應應這一要求求，路面結(jié)結(jié)構(gòu)通常是是分層鋪筑筑的。路面的結(jié)構(gòu)構(gòu)及組成為了保證路路面上的雨雨水即時排排出，減少少雨水對路路面的浸潤潤和滲透而而減弱路面面結(jié)構(gòu)強度度，路面表表面應做成成直線或拋拋物線型的的路拱。等級高的路路面，平整整度和水穩(wěn)穩(wěn)定性較好好，透水性性也小，通通常采用直直線型路拱拱和較小的的路拱橫坡坡。等級低低的路面，，為了利于于迅速排除除積水，一一般采用拋拋物線形路路拱和較大大的路拱橫橫坡。面層類型路拱平均橫坡（%）瀝青混凝土、水泥混凝土1~2瀝青碎石、瀝青貫入式、瀝青表面處治1.5~2.5砂石路面3~4路面的結(jié)構(gòu)構(gòu)及組成路面結(jié)構(gòu)按按照使用要要求、受力力狀況、土土基支承條條件和自然然因素影響響程度的不不同，分成成若干層次次。通常按按照各個層層位功能的的不同，劃劃分為三個個層次，即即面層、基基層和墊層層。路面的結(jié)構(gòu)構(gòu)及組成——面層面層是直接接同行車和和大氣接觸觸的表面層層次，它承承受較大的的行車荷載載的垂直力力，水平力力和沖擊力力的作用。。同時還受受到降水的的浸蝕和氣氣溫變化的的影響。同其它層次次相比，面面層應具備備較高的結(jié)結(jié)構(gòu)強度，，抗變形能能力，較好好的水穩(wěn)定定性和溫度度穩(wěn)定性，，而且應當當耐磨，不不透水；其其表面還應應有良好的的抗滑性和和平整度。。修筑面層所所用的材料料主要有：：水泥混凝凝土、瀝青青混凝土、、瀝青碎(礫)石混合料、、砂礫或碎碎石摻土或或不摻土的的混合料以以及塊料等等。路面的結(jié)構(gòu)構(gòu)及組成——基層基層主要承承受由面層層傳來的車車輛荷載的的垂直力，，并擴散到到下面的墊墊層和土基基中去，實實際上基層層是路面結(jié)結(jié)構(gòu)中的承承重層，它它應具有足足夠的強度度和剛度，，并具有良良好的擴散散應力的能能力。基層層遭受大氣氣因素的影影響雖然比比面層小，，但是仍然然有可能經(jīng)經(jīng)受地下水水和通過面面層滲入雨雨水的浸濕濕，所以基基層結(jié)構(gòu)應應具有足夠夠的水穩(wěn)定定性。基層層表面雖不不直接供車車輛行駛，，但仍然要要求有較好好的平整度度，這是保保證面層平平整性的基基本條件。。修筑基層的的材料主要要有各種結(jié)結(jié)合料(如石灰、水水泥或瀝青青等)穩(wěn)定土或穩(wěn)穩(wěn)定碎(礫)石、貧水泥泥混凝土、、天然砂礫礫、各種碎碎石或礫石石、片石、、塊石或圓圓石，各種種工業(yè)廢渣渣(如煤渣、粉粉煤灰、礦礦渣、石灰灰渣等)和土、砂、、石所組成成的混合料料等。路面的結(jié)構(gòu)構(gòu)及組成——墊層墊層介于土土基與基層層之間，它它的功能是是改善土基基的濕度和和溫度狀況況，以保證證面層和基基層的強度度、剛度和和穩(wěn)定性不不受土基水水溫狀況變變化所造成成的不良影影響。另一一方面的功功能是將基基層傳下的的車輛荷載載應力加以以擴散，以以減小土基基產(chǎn)生的應應力和變形形。同時也也能阻止路路基土擠入入基層中，，影響基層層結(jié)構(gòu)的性性能。修筑墊層的的材料，強強度要求不不一定高，，但水穩(wěn)定定性和隔溫溫性能要好好。常用的的墊層材料料分為兩類類，一類是是由松散粒粒料，如砂砂、礫石、、爐渣等組組成的透水水性墊層；；另一類是是用水泥或或石灰穩(wěn)定定土等修筑筑的穩(wěn)定類類墊層。路面的分類類與分級路面等級面層類型所適用的公路等級高級路面瀝青混凝土、水泥混凝土、廠拌瀝青碎石、整齊石塊或條石高速公路、一級、二級公路次高級路面瀝青貫入式、路拌瀝青碎（礫）石、瀝青表面處治、半整齊石塊二級、三級公路中級路面泥結(jié)或級配碎（礫）石、水結(jié)碎石、不整齊石塊、其他粒料三級、四級公路低級路面粒料加固土、其他當?shù)夭牧霞庸袒蚋纳仆了募壒钒疵鎸拥氖故褂闷焚|(zhì)分分路面的分級級——高級路面高級路面的的特點是強強度高，剛剛度大，穩(wěn)穩(wěn)定性好，，使用壽命命長，能適適應較繁重重的交通量量，路面平平整，無塵塵埃，能保保證高速行行車。高級級路面養(yǎng)護護費用少，，運輸成本本低，但初初期建設投投資高，需需要用質(zhì)量量高的材料料來修筑。。路面的分級級——次高級路面面次高級路面面與高級路路面相比，，強度和剛剛度較差，，使用壽命命較短，所所適應的交交通量較小小，行車速速度也較低低，次高級級路面的初初期建設投投資雖較高高級路面低低些，但要要求定期修修理。養(yǎng)護護費用和運運輸成本也也較高。路面的分級級——中級路面中級路面的的強度和剛剛度低，穩(wěn)穩(wěn)定性差，，使用期限限短，平整整度差，易易揚塵，僅僅能適應較較小的交通通量，行車車速度低。。中級路面面的初期建建設投資雖雖然很低，，但是養(yǎng)護護工作量大大，需要經(jīng)經(jīng)常維修和和補充材料料，才能延延長使用年年限。運輸輸成本也高高。路面的分分級——低級路面面低級路面面的強度度和剛度度最低，，水穩(wěn)定定性差，，路面平平整性差差，易揚揚塵，故故只能保保證低速速行車，，所適應應的交通通量最小小，在雨雨季有時時不能通通車。低低級路面面的初期期建設投投資最低低，但要要求經(jīng)常常養(yǎng)護修修理，而而且運輸輸成本最最高。路面的分分級——柔性路面面柔性路面面的總體體結(jié)構(gòu)剛剛度較小小，在車車輛荷載載作用之之下產(chǎn)生生較大的的彎沉變變形，路路面結(jié)構(gòu)構(gòu)本身的的抗彎拉拉強度較較低，它它通過各各結(jié)構(gòu)層層將車輛輛荷載傳傳遞給土土基，使使土基承承受較大大的單位位壓力。。路基路路面結(jié)構(gòu)構(gòu)主要靠靠抗壓強強度和抗抗剪強度度承受車車輛荷載載的作用用。柔性路面面主要包包括各種種未經(jīng)處處理的粒粒料基層層和各類類瀝青面面層、碎碎(礫)石面層或或塊石面面層組成成的路面面結(jié)構(gòu)。。路面的分分級——剛性路面面剛性路面面主要指指用水泥泥混凝土土作面層層或基層層的路面面結(jié)構(gòu)。。水泥混混凝土的的強度高高，與其其它筑路路材料比比較，它它的抗彎彎拉強度度高，并并且有較較高的彈彈性模量量，故呈呈現(xiàn)出較較大的剛剛性，在在車輛荷荷載作用用下，水水泥混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)層處于于板體工工作狀態(tài)態(tài)，豎向向彎沉較較小，路路面結(jié)構(gòu)構(gòu)主要靠靠水泥混混凝土板板的抗彎彎拉強度度承受車車輛荷載載。通過過板體的的擴散分分布作用用，傳遞遞給基礎(chǔ)礎(chǔ)上的單單位壓力力較柔性性路面小小得多。。路面的分分級——半剛性路路面用水泥、、石灰等等無機結(jié)結(jié)合料處處治的土土或碎(礫)石及含有有水硬性性結(jié)合料料的工業(yè)業(yè)廢渣修修筑的基基層，在在前期具具有柔性性路面的的力學性性質(zhì)，后后期的強強度和剛剛度均有有較大幅幅度的增增長，但但是最終終的強度度和剛度度仍遠小小于水泥泥混凝土土。由于于這種材材料的剛剛性處于于柔性路路面與剛剛性路面面之間，，因此把把這種基基層和鋪鋪筑在它它上面的的瀝青面面層統(tǒng)稱稱為半剛剛性路面面。這種種基層稱稱為半剛剛性基層層。半剛性基基層的顯顯著特點點是：整整體性強強、承載載力高、、剛度大大、水穩(wěn)穩(wěn)性好，，而且較較為經(jīng)濟濟。高等等級公路路越來越越多地采采用半剛剛性基層層。路面的分分級——半剛性路路面課后作業(yè)業(yè)1、借閱《公路水泥泥混凝土土路面設設計規(guī)范范》（JT