《路面工程概述》PPT课件.ppt

第五章 路面工程 p120 第一节 路面结构层次 一、路面的作用 供车辆行驶，保护路基 二、路面横断面 路缘石 面层 硬路肩 土路肩 拦水带 基层 垫层 纵向排水渗沟 路缘带 槽式 全铺式 三、路拱横坡度 路 面 类类 型路拱平均坡度（） 沥沥青混凝土、水泥混凝土12 厂拌沥沥青碎石、路拌沥沥青碎（砾砾）石、沥沥青贯贯入碎（ 砾砾）石、沥沥青表面处处治、整齐齐石块块 1.52.5 半整齐齐石块块、不整齐齐石块块23 碎石、砾砾石等粒料类类2.53.5 炉渣土、砾砾石土、砂砾砾土等34 路拱形式：圆弧、抛物线、直线 第二节、路面结构层 l1. 面层的作用：l2. 面层的种类： l3. 面层的构成： l4.面层的结构 承受行车荷载 保证行车通畅 保证行车平稳舒适 按面层材料分: 沥青类 水泥类 砂石类 块料类 多层沥青混合料 双层水泥混凝土 复合式结构 带有磨耗层或保护层的砂石结构 横坡 超高 路肩 （一）面层 按力学特性分: 柔性路面 刚性路面 半刚性路面 （二） 基层 1.基层的作用: 承受面层传下的行车垂直荷载，向垫层和土基扩散荷载 2. 对基层的要求 足够的刚度和强度，足够的抗水性，与面层相同的横坡， 比 面层宽 3. 基层种类 稳定类、粒料类 （三） 垫层 1. 垫层的作用 排水、隔水、防冻、防基层污染、扩散应力 2. 垫层材料 颗粒材料、结合料稳定土 面层所用材料主要有： 它要承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲 击力的作用，同时还要承受到降水、浸蚀及气温等外 界因素的影响。所以其材料必须能够承受抗压、抗拉 、抗剪，以及抗冲击等多种力的组合。故选用如下材 料： 水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎（砾）混合料、沙 砾或碎石掺土的混合料以及块石等。 （四）修筑材料： 基层所用材料主要有： 各种结合料（如石灰、水泥、沥青等）稳定土或稳定碎（砾） 石、贫水混凝土、天然沙砾、各种碎石或砾石、片石、块石或 圆石，各种工业废渣（如煤渣、粉煤灰、矿渣、石灰石等）和 土、砂、石所组成的混合料。基层主要承受由面层传来的车辆 荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基中去。 垫层材料分为两类： 一类是松散粒料，如砂、砾石、炉渣等组成的透水性垫层，另 一类是用水泥或石灰稳定土等修筑的稳定类垫层。垫层介于土 基和基层之间，它的功能是改善土基的湿度和温度状况，以保 证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基水温状况变化所 造成的不良影响。 1、面层(surface): 直接同车轮相接触的结构层。所受的力有：竖直力、水平力 和冲击力，及大气湿度和温度的直接影响。 要求具有： 1）足够的强度和刚度； 2）足够的稳定性和耐久性； 3）足够的平整度; 4）足够的粗糙度（即抗滑性）； 5）足够的抗水损坏能力（即防渗性）； 6）低噪声及低扬尘性 。 （五）对各层的要求： 2、基层(roadbase): 承受的主要荷载是面层传下来的竖直力。 1）要求:为了基层将竖直力扩散到垫层和土基，应有足 够的强度和刚度;基层顶面要平整;足够的水稳性； 2）各种基层所用材料及类型：P5 3）基层建筑特点：P6 3、垫层subbase:设在路基与基层(底基层)之间。 1）作用：排水、隔水、防冻和扩散应力。 2）垫层材料及建筑特点：P6 4、路肩shoulder of road: 横坡一般应比路拱的大1%，以利排水。 第三节 路面分类和分级 一 、分类 路面等 级级 面层类层类 型适用的公路等级级 高级级水泥混凝土、沥沥青混凝土、厂拌沥沥青碎石、整齐齐石块块或条石高速、一级级、二 级级 次高级级沥沥青贯贯入碎(砾砾)石、路拌沥沥青碎(砾砾)石、沥沥青表面处处治、半整 齐齐石块块 二级级、三级级 中级级泥结结或级级配碎(砾砾)石、水结结碎石、不整齐齐石块块、其他粒料三级级、四级级 低级级各种改善土，如炉渣土、砾砾石土和砂砾砾土四级级 二、分级 按照力学特性分类刚性路面、柔性路面、半刚性路面 按照面层材料分类沥青路面、水泥路面、块料路面、砂石路面 第四节 行车荷载分析 p123 一、 车辆的种类 type 小客车 客车 passenger car 货车truck 中客车 大客车 整车 牵引式挂车 牵引式半挂车 *路面结构设计和路基稳定性验算时:以载货汽车和大型客车为研究对象(reason：重)。 *评定路面的表面特性（如平整度、抗滑性等）：以小汽车研究对象(reason:速度快)。 二、汽车的轴型 路面结构 设计以轴 重作为荷 载标准 1 固定车身类：这是最大量最普通的一类。其车 轴可区分为前轴和后抽。 2牵引类：通过铰接装置，在牵引车后附加拖 车。牵引车可为单后轴或双后轴；拖车-可由 单轴或多轴组成，各轴则由一对单轮、一对双 轮或两对双轮组成，视载重量大小需要而定。 3挂车类：在载重车车身后附加挂车c挂车配有 前历两根单轴，各轴由一对单轮或双轮组成。 l目前，道路上行驶汽车的轮轴组合型式 可分为三大类，见图2-1。 例如example: l1.1 固定车身 l1.1-22 牵引类 l1.1+1.2 挂车类 三、车辆的重力作用(即静态压力)P124 由轮胎传给路面的垂直压力p 汽车轮胎的内压力pi（p约为0.80.9 pi） 轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状 轮载的大小 汽车对道路的作用分为： A、停驻状态静态作用（本节讲） B、行驶状态动态作用（下节讲） 1、 接触压力p press of contaction 实际情况：一般汽车轮胎气压力pi为0.40.7Mpa。 汽车重力包括：自重+载重，它对道路的静态压力是由轮胎传给 路面的这垂直压力p， p的影响因素： 实际利用时处理方法：路面设计时，通常将接触压力认为均匀 分布，并直接采用轮胎气压作为它与路面的接触压力。 2、 接触面积Area of contact 3 、行车的动态影响 dynamic effect of track 1. 动态力水平力、振动力 路面附着系数f与路面结构类型、干湿状态及车 速有关，如表2-2。 （1-5-14 ） 综上所述，车辆在紧急制动时对路面产生的水平力最大， 可达竖立力的80，在路面设计时，不容忽视其影响。 水平力分布在与竖直力相同的接触面内。通常假设水平 力也是均匀分布的。 4、荷载瞬时性 动荷载作用下路面变形减小，间接意味着 路面结构的抗变形能力和强度相对提高了。 4.重复轮载作用疲劳破坏或变形积累 l汽车荷载对路面的多次重复作用也是一项重要 的动态影响，它与一次轮载作用的效果并不一 样，故在路面设计时，不仅要重视轴重静力与 动力的量值大小，道路的通行累计数量也是一 个重要因素。重复荷载对路面产生如下效果： 1）对于弹性材料，在重复荷载作用下，呈现出 材料的疲劳特性，即材料的强度随荷载重复 次数的增加而降低。reas