《市政道路施工技术》PPT课件.ppt

冷水江市住房和城乡建设局 员工培训课件 主讲：杨 宇 冷水江市住房和城乡建设局 二0一一年七月,一、培训目的 通过本次培训了解城市道路工程项目施工管理的基本知识，掌握道路工程设计构造知识及道路工程的施工工艺和施工方法，为工作岗位上解决工程实际问题，提供必要的理论基础。 二、时间安排 第一讲：城市道路结构与材料 第二讲：城市道路路基工程及路面基层施工 第三讲：第四讲：常见质量问题及病害防治,市政工程概述,市政工程一般叫市政公用设施，简称市政工程。包括城市道路、城市桥梁、城市轨道交通和隧道工程、城市给水排水工程、城市燃气、供热等管道工程、生活垃圾填埋处理工程。,道路工程概述,道路，就其广义而言，可分为公路、城市道路、专用道路等，它们之间在结构构造方面并无本质区别，只是在道路的功能、所处地域、管辖权限等方面有所不同。公路是指联通全国各行政区划之间的汽车道路交通网络，一般由国家或各省管辖；城市道路是市区内交通运输的通道、同时也是各种管线的走廊和城区区划的界线，具有城市规划骨架的作用；专用道路是为某种特定需要开辟的道路交通，如矿山道路、军用道路、林区道路等。 本次讲课所讲道路工程主要指城市道路，城市道路是市政工程的主要组成部分。,第一讲 城市道路结构与材料,第一节 城市道路的级别与类别,我国现行城市道路设计规范(CJJ 37)中关于城市道路的分类和分级，常规的城市道路路面等级和面层的类型。,一、城市道路分类,城市道路的功能是综合性的，为发挥其不同功能，保证城市中的生产、生活正常进行，交通运输经济合理，应对道路进行科学的分类。 城市道路设计规范(CJJ 37)以道路在城市道路网中的地位和交通功能为基础，同时也考虑对沿线的服务功能，将城市道路分为四类，即快速路、主干路、次干路与支路。 快速路完全为交通功能服务，是解决城市大容量、长距离、快速交通的主要道路。 主干路为连接城市各主要分区的干路，是城市道路网的主要骨架，以交通功能为主。 次干路是城市区域性的交通干道，为区域交通集散服务，兼有服务功能，配合主干路组成道路网。 支路为次干路联系各居住小区的连接线路，解决局部地区交通，直接与两侧建筑物出人口相接，以服务功能为主。,二、城市道路分级,为了使道路既能满足使用要求，又节约投资及土地，有关规范规定：除快速路外的各类道路根据城市规模、设计交通量、地形等又分为I、级。一般情况下大城市应采用各类指标中的I级标准，中等城市应采用级标准，小城市采用级标准。,三、城市道路路面分类,(一)按结构强度分类 1高级路面：路面强度高、刚度大、稳定性好是高级路面的特点。适用于城市快速路、主干路。 2次高级路面：路面强度、刚度、稳定性、使用寿命、车辆行驶速度、适应交通量等均低于高级路面。城市次干路、支路可采用。,(二)按力学特性分类 1柔性路面：荷载作用下产生的弯沉变形较大、抗弯强度小，在反复荷载作用下产生累积变形，它的破坏取决于极限垂直变形和弯拉应变。柔性路面主要代表是各种沥青类路面。 2刚性路面：行车荷载作用下产生板体作用，抗弯拉强度大，弯沉变形很小，呈现出较大的刚性，它的破坏取决于极限弯拉强度。刚性路面主要代表是水泥混凝土路面。,第二节 城市道路结构组成,城市道路主要分为刚性路面和柔性路面两大类，前者以水泥混凝土路面为代表，后者以各种形式的沥青路面为代表。 城市道路主要由路基、路面及附属工程构成。路基是在地表按道路的线型和断面的要求开挖或填筑而成的岩土结构物。路面是在路基顶面的行车部分用不同的粒料或混合料铺筑而成的层状结构物。附属工程一般包括侧石、平石、人行道、雨水井、涵洞、护坡、排水沟及挡土墙等。,一、道路工程结构,(一)道路工程组成 城市道路在空间上是一条带状的实体构筑物。一般主体工程有行车道、非机动车道、分隔带；附属工程有人行道、侧平石、排水系统及各种管线组成。特殊路段可能会修筑挡土墙等。,(二)道路工程结构 道路工程通常都是分层铺筑而成的层状体系结构，按结构组成分为两大部分：路面和路基。路面包括面层、基层、垫层，从上而下依次为面层、基层、垫层、路基。 路面：绝大部分路面的结构是多层次的；按使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同，在路基顶面采用不同规格和要求的材料分别铺设垫层、基层和面层等结构层。 路基：按断面型式分为：路堤、路堑、填挖结合路基、零填零挖路基四种；按材料分为：土路基、石路基、土石路基三种,路面的使用要求：路面的使用要求指标是： 1平整度。为减缓路面平整度的衰变速率，应重视路面结构及面层材料的强度和抗变形能力。 2承载能力。路面必须满足设计年限的使用需要，具有足够抗疲劳破坏和塑性变形的能力，即具备相当高的强度和刚度。 3温度稳定性。路面必须保持较高的稳定性，即具有较低的温度、湿度敏感度。 4抗滑能力。路表面应平整、密实、粗糙、耐磨，具有较大的摩擦系数和较强的抗滑能力。路面抗滑能力强，可缩短汽车的制动距离，降低发生交通安全事故的频率。 5透水性。路面应具有不透水性，以防止水分渗入道路结构层和土基，致使路面的使用功能丧失。 6噪声量。城市区域应尽量使用低噪声路面。,路基的性能要求：路基性能要求的主要指标有： 1整体稳定性。必须保证路基在不利的环境(地质、水文或气候)条件下具有足够的整体稳定性，以发挥路基在道路结构中的强力承载作用。 2变形量。路基及其下承的地基，在自重和车辆荷载作用下会产生变形，促使路面过早破坏并影响汽车行驶舒适性。必须尽量控制路基、地基的变形量，才能给路面以坚实的支承。,第三节 路基土的分类与工程性质,（一）土的分类依据（参照公路土工试验规程） 1土颗粒组成特征； 2土的塑性指标：液限、塑限、塑性指数； 3土中有机质存在情况。,（二）土的物理力学基本指标,1、质量密度： 2、孔隙比e 3、孔隙率n 4、含水量W 5、饱和度S 6、界限含水量：黏性土由一种物理状态向另一种物理状态转变的界限状态所对应的含水量； 7、液限：土由流动状态转入可塑性状态的界限含水量，是土的塑性上限，称为液性界限，简称液限； 8、塑限：土由可塑状态转为半固体状态时的界限含水量为塑性下限，称为塑性界限，简称塑限； 9、塑性指数：土的液限与塑限之差值，即土处于塑性状态的含水量变化范围，表征土的塑性大小；,10液性指数：土的天然含水量与塑限之差值对塑性指数之比值，可用以判别土的软硬程度； IL0 坚硬、半坚硬状态 0IL0.5 硬塑状态 0.5IL 1.0 软塑状态 IL1.0 流塑状态 11、渗透系数： 12内摩擦角与黏(内)聚力：内摩擦角反映了土的摩阻性质。因而内摩擦角与黏聚力是土抗剪强度的两个力学指标。 13冻结深度。工程中常用标准冻结深度z。，即在地表无积雪和草皮覆盖条件下，多年实测最大冻结深度的平均值。,（三）粒组划分,1巨粒组：60mm 2粗粒组：602mm砾组，20.074mm砂组 3细粒组0.0740.002mm粉粒组，0.002mm粘粒组,（四）土分类总体系,（五）土的工程性质,1）巨粒土：很高的强度和稳定性填筑路基良好的材料，可砌筑边坡。 2）粗粒土： （1）砾类土：级配良好的密实程度好，级配不良的会造成空隙大，易积水。 （2）砂类土 砂：无塑性，透水性强，毛细上升高度小，强度和稳定性好，但粘性小，易于松散，压实困难； 砂土：同砂 砂性土：易压实，是填筑路基理想材料,3）细粒土 1粉质土：最差的筑路材料，毛细上升高度大，易扬尘 2粘质土：透水性差，粘聚力大，可塑性强，承载力小 3有机质土：不宜作路基填料 4）特殊土：不宜作路基填料 1黄土：湿陷性 2膨胀土：易膨胀 3红粘土：收缩性大 4盐渍土：承载力低,第四节 城市道路施工准备工作,（一）组织准备 1、建立施工组织机构 组建项目经理部，实行项目经理负责制，即项目经理全面负责的目标责任 2、建立生产劳动组织 根据总进度计划，计算技术工人，机械操作手，普通工人的人数及比例，选择作业队伍，并与劳动作业队伍签订劳务合同，组织施工队伍进场。,（二）技术准备,1、熟悉设计文件 2、编制施工方案，进行施工组织设计 3、技术交底 1 ）熟悉和核对设计文件 2 ）补充调查资料 3 ）组织先遣人员进场 4 ）编制实施性施工组织设计和施工预算 4、施工测量 1 ）导线的复测与加密 2 ）中线的复测 3 ）水准点的复测与增设 4 ）横断面的检查与补测 5 ）路基中线、边线的施工放样,（三）物质准备,1、机械及工具准备 根据工程需要、工程量大小及施工进度，配备足够数量且有效的施工机械、设备及工具，机械设备要配套，充分发挥机械设备的性能，保证机械设备正常操作使用。 2、材料准备 1 ）编好材料预算，提出材料的需用量计划及加工计划。 2 ）根据施工平面图安排和落实材料的堆放和临时仓库设施。 3）组织材料的分批进场。当场地狭小时，要考虑场地的多次周转使用，按时间、地点使用场地。 4）组织材料的加工准备，尽可能的集中加工。 3、安全防护准备（贯彻“安全第一、预防为主”安全方针） 1）劳保用品准备 2）安全教育,（四）现场准备,1、拆迁工作 2、临时设施 按施工组织设计中的总平面布置图建设，要有利于施工和管理且不扰民。 3、施工交通 4、环境保护、文明施工,（五）铺筑试验路 高等级公路、特殊公路，采用新技术、新工艺、新材料的路基，在正式施工前，都应铺筑试验路段，并进行相关试验检测分析，选出最佳施工方案以指导大面积施工。通过铺筑试验路段，对前期施工准备工作做总的检验，为大面积施工创造条件。,第二讲 城市道路路基工程施工 城市道路路面基层施工,道路施工过程是设计图样转化为产品的过程，可分为施工 准备、施工、竣工验收三个阶段。施工准备是工程顺利实施的 基础和保证；施工是关键，技术和质量是施工的核心；竣工验 收是保障，环环相扣，每一阶段都关系质量和效益，因此都必 须认真对待。 路基施工的基本方法：人工及简易机械化、综合机械化、 水力机械化、爆破,一、路基类型,路基：按断面型式分为：路堤、路堑、填挖结合路基、零填零挖路基四种；按材料分为：土路基、石路基、土石路基三种 1、路堤 1）概念 路床：路面底面以下0.8m范围内的路基部分。在结构 上分为上路床（00.30m）及下路床（0.300.80m）两层。 路堤：高于原地面的填方路基。路堤在结构上分为上路 堤和下路堤，上路堤指路面底面以下0.801.50m 范围内的填 方部分；下路堤指上路堤以下的填方部分。 2）按填土高度分 矮路堤：H1820m,3）常用横断面形式 a)矮路堤 b)一般路堤 c)浸水路堤 d)护脚路堤 e)挖沟填筑路堤,2、路堑,常见断面形式 a)全挖路基（图a) b)台口式路基（图b) c)半山洞路基（图c),3、填挖结合,常用断面形式： a)一般填挖路基 b)矮挡土墙路基 c)护肩路基 d)砌石护坡路基 e)砌石护墙路基 f)挡土墙支撑路基 g)半山桥路基,二、路基施工程序,(一)准备工作 (二)修建小型构造物与埋设地下管线：小型构造物和地下管线是城市道路路基工程中必不可少的组成部分。小型构造物可与路基(土方)同时进行，但地下管线必须遵循“先地下，后地上”、“先深后浅”的原则来完成。修筑地表水和地下水排除设施，为后续土石方工程施工创造条件。 (三)路基(土、石方)工程 (四)质量检查与验收,(一)路基施工测量 1恢复中线测量：恢复道路设计中线，对道路中线的各点进行复测，确认无误后进入施工测量。 2钉线外边桩：由道路中心线测出道路宽度，在道路两侧边线外0.51.0m处，以5m、10m或15m为间距钉木(边)桩。 3测标高：测出道路中心高程，标于边桩上（即“红印”），以供施工,三、路基施工要点,(二)填土路基 1路基填土不得使用腐殖土、生活垃圾土、淤泥、冻土块或盐渍土。填土内不得含有草、树根等杂物，粒径超过100mm的土块应打碎。 2排除原地面积水，清除树根、杂草、淤泥等。应妥善处理坟坑、井穴，并分层填实至原基面高。 3填方段内应事先找平，当地面坡度陡于1：5时，需修成台阶形式，每层台阶高度不宜大于300mm，宽度不应小于1.0m。 4根据测量中心线桩和下坡脚桩，分层填土，压实。 5碾压前检查铺筑土层的宽度与厚度，合格后即可碾压，碾压“先轻后重”，最后碾压应采用不小于12t级的压路机。 6填方高度内的管涵顶面填土500mm以上才能用压路机碾压。 7填土至最后一层时，应按设计断面、高程控制填土厚度，并及时碾压修整。,(三)挖土路基 1路基施工前，应将现况地面上积水排除、疏干，将树根坑、粪坑等部位进行技术处理。 2根据测量中线和边桩开挖。 3挖方段不得超挖，应留有碾压而到设计标高的压实量。 4压路机不小于12t级，碾压应自路两边向路中心进行，直至表面无明显轮迹为止。 5碾压时，应视土的干湿程度而采取洒水或换土、晾晒等措施。 6过街雨水支管沟槽及检查井周围应用石灰土或石灰粉煤灰砂砾填实。,(四)质量检验 1、路基碾压完成时，按质量验收项目(压实度、宽度、中线偏位、纵、横断面高程、平整度，路床还包括回弹弯沉等)检查。,四、城市道路路基压实作业要求,（一）合理选用压实机具 （二）压实方法与压实厚度：土质路基压实的原则：“先轻后重、先静后振、先低后高、先慢后快，轮迹重叠。”压实方法(式)：重力压实(静压)和振动压实两种。 （三）掌握土层含水量：使其处于最佳含水量2范围内时开始碾压。 （四）土质路基压实质量检查 (五)有条件时应做试验段，以便取得路基或基层施工相关的技术参数。,五、影响城市道路路基稳定的因素,（一）地理、地质条件 （二）气候条件 （三）水文和水文地质条件 （四）土的种类及其工程性质。 （五）其他因素,六、不良土质路基的处理方法,1、软土。这些土都具有天然含水量较高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、强度低等特点。软土路基的主要破坏形式是沉降过大引起路基开裂损坏。在较大的荷载作用下，地基易发生整体剪切、局部剪切或刺入破坏，造成路面沉陷和路基失稳。常用的处理方法有换填法、挤密法、排水固结法等。 2湿陷性黄土土。质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿，土结构会迅速破坏，产生较大附加下沉，强度迅速降低。由于大量节理和裂隙的存在，黄土的抗剪强度表现出明显的各向异性。为保证路基的稳定，在湿陷性黄土地区施工应注意采取特殊的加固措施，可采取灰土垫层法、强夯法、灰土挤密桩等成本低、施工简便、效果好的方法进行处理，并采取措施做好路基的防冲、截排、防渗。加筋土挡土墙是湿陷性黄土地区得到迅速推广的有效防护措施。,3、膨胀土主要由具有吸水膨胀性或失水收缩性黏土矿物组成。 采取的措施包括用灰土桩、水泥桩或用其他无机结合料进行加固和改良；也可用开挖换填、堆载预压对路基进行加固。同时应采取措施做好路基的防水和保湿，如设置排水沟，采用不透水的面层结构，在路基中设不透水层，在路基裸露的边坡等部位植草、植树等措施；可调节路基内干湿循环，减少坡面径流，并增强坡面的防冲刷、防变形、防溜塌能力。 4、冻土分为季节性冻土和多年性冻土两大类。对于季节性冻土，为了防止路面因路基冻胀发生变形而破坏，在工程设计和施工中应注意以下几点： (1)应尽量减少和防止道路两侧地表水或地下水在冻结前或冻结过程中渗入到路基顶部，可增加路基总高度，使其满足最小填土高度要求。(2)选用不发生冻胀的路面结构层材料。了解不同路面材料、土基及路面下的冰冻深度与温度之间的关系，使土基冻层厚度不超过一定限度1控制土基的冻脓量不超过允许值。(3)对于不满足防冻胀要求的结构，可采用调整结构层的厚度或采用隔温性能好的材料等措施来满足防冻胀要求。多孔矿渣是较好的隔温材料。(4)为防止不均匀冻胀，防冻层厚度(包括路面结构层)应不低于标准的规定。,一、路面基（垫）层分类及特点 （一）路面垫层分类及特点,1）设置路段 1地下水位高，排水不良，路基处于潮湿、过湿路段； 2排水不良的土质路堑，有泉眼的岩石路堑； 3需设防冻层路段； 4基层受污染或路基软弱路段。 2）垫层分类 1按材料分：透水性垫层、稳定性垫层 2按作用分：稳定层、隔离层、防冻层、防污层、整平层、辅助层 3）垫层特点及有关要求,（二）路面基层分类及特点,1）基层分类 1按材料力学分：半刚性类、柔性类、刚性类 2按材料组成分：有结合料稳定类、无结合料稳定类、 3按组成状态分：骨架密实类、骨架空隙类、悬浮密实类、均匀密实类 2）基层特点,三、 碎（砾）石基（垫）层,（一）泥结碎石基（垫）层 1定义：以碎石作为骨料，粘土作为填充料和结合料，经压实修筑成的一种结构层。 2强度形成：嵌锁原则，但在使用过程中由于行车荷载的反复作用，会向密级配转化。 3结构层厚度：820cm 4特点：水稳定较差、抗磨耗能力差,（二）填隙碎石基（垫）层 1定义：用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑，洒水或不洒水碾压形成的一种结构层。 2强度形成：嵌锁原则，用单一尺寸的粗碎石作主骨料，形成嵌锁结构，起承受和传递车轮荷载的作用，用石屑作填隙料，填满碎石间的孔隙，增加密实度和稳定性。 3结构层厚度：1012cm 4要求：填隙碎石层上不能直接通车，它上面必须有面层。填隙碎石基层质量好坏的两个关键是，从上到下粗碎石间的空隙一定要填满，过到规定的密实度很重要；表面粗碎石间的空隙既要填满，填隙料又不能覆盖粗碎石而自成一层，表面应看得见粗碎石，可保证薄沥青面层与基层粘接良好，避免薄沥青面层在基层顶面发生推移破坏。 5缺点：潮湿的填隙料实际上不可能靠振动压路机将空隙填满。如企图用过多遍数的振动碾压使潮湿填料下移，往往可能使主骨料浮到填隙料层上并严重失稳。,（三）级配碎石基（垫）层 1定义：粗、中、小碎石集料和石屑各占一定比例的混合料，当其颗粒组成符合规定的密实级配要求时。 2强度形成：密实级配原则 3适用范围：可用作各级公路路面的基层和底基层。 （四）级配砾石基（垫）层 1定义：粗、中、小砾石集料和砂各占一定比例的混合料，当其颗粒组成符合规定的密实级配要求且塑性指数和承载比均符合规定要求时。 2强度形成：密实级配原则 3适用范围：可用作二级和二级以下公路路面的基层，也可作各级公路路面的底基层。,四、无机结合料稳定类基层,（一）石灰稳定土基层 石灰稳定土有良好的板体性，但其水稳性、抗冻性以及早期强度不如水泥稳定土。石灰土的强