中南大学道路工程课件(1).ppt

路面工程 v路面是直接为汽车行驶服务的，路面状况对公路运 输关系极大，因此路面工程是公路工程的主要内容 。从经济上说，路面的造价在整个高造价中占很大 比重，在有些高等级公路预算中，路面造价可占整 个公路造价的80%以上。 v路面是一个层状结构物，按照层位功能不同，常常 将路面分成面层、基层和垫层。 面 层 路面结构最上面的一层，直接承受行车荷载与自然因 素的作用。因此面层应具备较高的力学强度和稳定性 ，同时还应具备耐磨性和不透水性、抗滑性和平整度 。 v1.具有足够的强度 v2.具有足够的稳定性 v3.具有足够的平整度 v4.具有足够的抗滑性 v5.具有足够的耐久性 路面类型 1.按面层使用材料分： 沥青类 水泥砼 块料 粒 料 沥青路面的优缺点 1 足够的强度 2 一定的弹性和塑性变形能力 3 与汽车轮胎附着力好 4 有高度的减振性 5 不扬尘、容易清洗 6 维修较简单，可再生利用 沥青路面损害现象 沥青路面损害现象 沥青路面损害现象 水泥混凝土路面分类 v普通混凝土路面 v钢筋混凝土路面 v连续配筋混凝土路面 v预应力混凝土路面 v装配式混凝土路面 v钢纤维混凝土路面 v碾压混凝土路面 v裸石露石混凝土路面 一、水泥混凝土路面结构特征 v力学分析上，水泥混凝土路面结构属于弹性层状体系。 v特点： 混凝土路面板的弹性模量及力学强度大大高于基层和土基 的相应模量和强度； 混凝土的抗弯拉强度远小于抗压强度，约为其1/71/6， 取水泥混凝土板的抗弯拉强度指标作为设计指标； 混凝土板与基层或土基之间的摩阻力一般不大，从力学模 型考虑，可把水泥混凝土路面结构看作是弹性地基板，用 弹性地基板理论进行分析计算。 v要求：为使路面能够经受车轮荷载的多次重复作用、抵抗温 度翘曲应力、并对地基变形有较强的适应能力，混凝土板必 须具有足够的抗弯拉强度和厚度。 v破坏类型与影响因素 断裂；唧泥；错台；拱起；接缝挤碎等。 影响因素：轮载、温度、水分、基层、接缝构造、材料以 及施工和养护情况等。 从保证路面结构承载能力的角度，混凝土路面结构设计应 以防止面层板断裂为主要设计标准；从保证汽车行驶性能 的角度，应严格控制接缝两侧的错台量。断裂、错台等的 成因是多方面的，因此，混凝土路面设计必须从多方向采 取措施来保证它的使用寿命。 v混凝土路面板的疲劳破坏不仅与荷载重复次数有关，而且与 温度周期性变化产生的温度翘曲应力重复作用有关。路面板 为防止两种因素综合作用产生的疲劳开裂，必须使荷载疲劳 应力与温度疲劳翘曲应力之和不超过混凝土的抗弯拉强度。 路面类型 2.按构成原理分： 嵌锁法 级配法 稳定法 铺砌法 3 按荷载作用下的力学性质分： 柔性路面 : 各种基层（除水泥砼外) 各类沥青面层，碎石面 层，块料面层. 刚性路面 ：水泥砼作面层或基层。 半刚性路面：以石灰水泥稳定土，石灰水泥处治碎石，含 工业废渣基层。 路面类型 柔性路面 : 总体刚度小，在车辆荷载作用下产生较大的竖向 弯沉，路面结构本省的抗弯拉强度低，荷载通过各个结构 层传给土基，使土基承受较大压力。 刚性路面 ：抗压、抗拉强度高，呈现较大刚度，水泥混凝土 结构层处于板体工作状态，竖向弯沉小 半刚性路面：前期具有柔性路面的特征，后期强度和刚度有 较大幅度增长。 基 层 位于面层下面，它主要承受由面层传来的车轮的垂直 压力，并扩散到下面的层次中去。对基层材料的要求 是，具有足够的抗压强度和扩散能力、足够的水稳定 性。 基 层 材 料 a.有足够强度，水稳定性，抗冻性； b.收缩变形小，抗冲刷能力强； c.就地取材； d.确定合理级配； 粒类料：天然砂砾、嵌锁型碎石、级配碎石 结合料稳定类：在松散的颗粒中加入无机结合料：如 水泥、石灰、石灰-粉煤灰等 级配碎石拌合站 级配碎石生产级配碎石生产 级配碎石生产 垫 层 在排水不良路段或可能发生冻胀的土基，基层之下有 时加设垫层，作用是调节和改善水温状况，保证路面 的强度和稳定和抗冻胀能力。 材料宜选用粗砂、砂砾、碎石、煤渣、矿渣等 路面等级与路面类型的选择 公路等级路面等级面层类 型 设计 年限 (年) 设计 年限内累计 标准轴次(万次/一 车道) 高速公路 一级公路 高级路而沥青混凝土l 54 二级公路 高级路面沥青混凝土12200 次高级路面 热拌沥青碎石混合料 沥青贯入式 10100200 三级公路次高级路面 乳化沥青碎石混合料 沥青表面处治 10100 四级公路 中级路面 水结碎石、泥结碎石、级配 碎(砾)石、半整齐石块路面 1 0 低级路面粒料改善土 半刚性基层上沥青层推荐厚度 公路等级沥青层推荐厚度()公路等级沥青层推荐厚度() 高速1218三24 一1015四12,5 二510 沥青层厚度确