第九讲 路基路面基础知识.ppt

第九讲路基路面基础知识 城市道路与交通 本章重点介绍城市道路路基路面的基本知识 包括路面的结构 土基与处理 以及常见道路病害和处理方法 9 1概述 城市道路的路面是由各种材料铺筑在路基上供车行 人行的层状构筑物 路面质量的好坏 直接影响到行驶安全 速度和运输成本 为满足城市道路的通畅 安全 舒适 经济 对道路路面就有一定的要求 一 路面的基本要求 1 强度和刚度 路面应具有足够的强度和刚度 以承受行车荷载的作用 车辆行驶中路面结构内会产生不同的压应力 拉应力 剪应力 2 稳定性 路面暴露在自然环境中 在水分 温度的影响下 路面性能会发生变化 影响路面的强度和刚度 3 平整度 路面平整度对使用的安全性和舒适性有很大的影响 行车速度越高 对平整度的要求也越高 4 粗糙度 路表面与行驶车辆轮胎之间应具备足够的摩擦阻力 以满足车辆滚动前进或制动停车的安全需要 二 路面结构组成 城市道路路面结构根据受力状况和使用要求 采用不同强度 规格的材料来铺筑 路面通常分为面层 基层和垫层 二 路面结构组成 1 面层面层是路面结构最上面的一个层次 直接受行车 自然因素的影响 并将荷载传递至基层 面层要求有较好的强度和刚度 良好的水 热稳定性 耐磨和不透水 表面应平整 粗糙 主要修筑材料有水泥砼 沥青砼 沥青碎石混合料 碎砾石掺土 或不掺土 混合料 以及块石等 通常按两到三层铺筑 为改善行车条件并延长使用寿命 面层上加铺2 3cm的磨耗层 AC 13 AC 17 AC 20 二 路面结构组成 1 基层在面层以下 是路面的主要承重层 主要承受垂直压应力 一般应具有足够强度 刚度 并能够较好地扩散应力 能够受地表 下 水侵入 表面具有一定的平整度 主要修筑材料有碎石 砾石 石灰土 二灰土或水泥 沥青处治的碎砾石 煤渣混合料 片石 块石等 通常按一到两层铺筑 成为上基层 下基层 AC 20 AC 25 AC 30 二 路面结构组成 1 垫层在基层与土基之间 是隔水 排水 防冻 扩散应力 改善土基和基层工作条件 防止土基挤入基层 垫层强度要求不高 但水稳定性 隔热性能要好 主要修筑材料有砂 砾石 炉渣 片石 石灰土 二灰土 水稳碎石等 城市道路中目前水稳碎石用的比较多 三 路面分类 通常分为柔性路面和刚性路面 1 柔性路面 各种块料面层 各类有机粘结料面层 如沥青砼 各种基层所组成的路面结构 抗压 不抗弯拉 有一定塑性 连续 行车舒适 铺筑迅速 局部维修方便 耐热性不好 长期荷载作用易出现车辙 隆包 对土基传导应力较大 2 刚性路面 主要指水泥砼面层路面 整体板块结构 抗压 抗弯拉 抗剪强度很高 应力扩散性好 土基传导应力较小 不连续 横缝影响行车舒适 铺筑周期长 维修不便 角部易坏 四 路面结构选择 不同机动车行道 非机动车行道应采用不同结构的路面设计 1 机动车行车道路面 1 沥青砼路面 表面平整 耐磨 行车舒适 施工期短 养护维修简便 易于分期修筑 纵坡大于6 通行履带式车辆 重载的道路不宜采用 2 水泥砼路面 承载能力 扩散应力能力 耐疲劳能力强 适用于重载 交通量特大 土基软弱 纵坡大的道路 动峰稳定性差 行车舒适性不好 养护维修难度大 3 其他类型路面 块石路面 料石路面 碎砾石路面 四 路面结构选择 2 非机动车行车道路面由于荷载小可采用简单路面结构 粗糙度要求低 平整度要求高 面层多用沥青砼 沥青碎石 沥青表面处治 基层多用石灰稳定类 天然沙砾石 荷载计算要考虑少量机动车 公交车临时通行的需要 3 人行道路面铺装应平整 抗滑 耐磨 美观 厚度应保证施工最小厚度 面层采用预制砼方砖 连锁砖 细粒式沥青砼 水泥砼等 注意基层平整度 耐水性能 防止不均匀沉降 砖缝溅水 四 路面结构选择 3 人行道路面 铺装设计 艺术性 经济性 功能性 9 2土路基与基层 一 土路基 1 土路基填料选择不含有杂质 尤其是有机降解物 的土 大多均可用于路基填料 1 不易风化的石块 2 碎砾石土 3 砂石土 4 含低液限细粒土的砂 砂性土 5 低中液限细粒土 粉性土 6 中高液限细粒土 黏性土 7 高液限细粒土 重黏土 8 易风化的软质岩石 泥灰岩 硅藻岩 一 土路基 2 影响土路基刚度的主要因素及改善措施主要是水作用 按水来源分为 1 大气降水 2 地下水和温度 3 地下给排水管道的渗漏 一 土路基 2 影响土路基刚度的主要因素及改善措施城市道路一般采用 1 加强路基路面排水 2 压实土基 95 3 整体或局部换填 4 石灰稳定 5 抛石挤密 6 稳定桩 二 路面基层 1 块石基层一般采用锥形块石 片石 圆石手工摆砌 用石屑嵌缝压实 一般用在砂砾 砂性垫层上 强度 稳定性好 整体性差 不利于机械化施工 2 碎石基层按嵌挤密实原理将碎石摊铺压实而成 包括填隙碎石基层 泥结碎石基层 泥灰结碎石基层 沥青贯入式碎石基层 级配碎 砾 石基层 3 稳定土基层主要分为石灰稳定土类基层 水泥稳定土基层 沥青稳定土基层和综合稳定土基层 二 路面基层 1 稳定土基层 稳定土的主要方法 9 3路 面 层 一 沥青路面 1 概述泛指采用沥青作为结合料的一类路面 俗称黑色路面 1 特点 表面平整 坚实 无接缝 行车平稳 舒适 噪音小 可根据骨料和沥青配比 灵活调整 适用性广 表层透水性小 利于防渗透 施工速度快 机械化程度高 分期建设和修补方便 但抗弯强度低 热稳定性差 不适用重载 履带车辆通行 2 分类 主要分为沥青表面处治 沥青贯入式 沥青碎石 沥青砼四类 沥青碎石 沥青砼 5000pcu d 使用寿命15 20年 沥青表面处治 沥青贯入式300 5000pcu d 使用寿命8 12年 一 沥青路面 3 施工工艺层铺法 分层洒布沥青 分层铺撒矿料 分层碾压 路拌法 在施工现场将冷料热油拌合 或冷料冷油拌合 摊铺和碾压 厂拌法 集中设置拌合基地 采用专门设备 将具有一定级配的矿料和沥青加热拌合 然后将砼运至工地热 冷 铺 碾压成型 一 沥青路面 2 沥青路面的结构组合 1 面层 基层结构类型与厚度应与交通量相适应 2 层间结合必须紧密稳定 3 各结构层的材料回弹模量应自上而下递减 土基与基层比0 08 0 4 面层基层 0 3 4 半刚性路面 应适当加厚 防止裂缝反射 一 沥青路面 2 沥青路面的结构组合常用结构层最小厚度 一 沥青路面 3 沥青砼路面 一 沥青路面 3 沥青砼路面4 沥青碎石路面空隙率大于10 材料中掺少量矿粉 热稳定性好 不易车辙或拥包 成型快 强度 耐磨性不好 实际中加铺表面磨耗层 二 水泥砼路面 1 概述以水泥砼板 基层 垫层组成的路面 分为素砼路面 连续配筋砼路面 预应力砼路面 钢纤维砼路面 装配式砼路面 多用于重载道路 隧道内 1 强度高 抗压 抗弯 耐磨 2 稳定性好 无老化现象 可用于过水路 3 耐久性好 一般寿命20 40年 能通行重载 履带车 4 抗滑性能好 表面粗糙 抗滑 表面拉毛 5 养护费用小 难度大 平均维护费用低 但维修难度大 缺点在于接缝多易折断 养生期长 一般2 3周 二 水泥砼路面 2 对于土基和基层的要求 1 对土基的要求 水稳 土基稳定 强度均匀 密实 2 对基层的要求 支撑稳定 自由伸缩 防止唧泥 冻胀 翻浆 一般采用无机结合料稳定类基层较好 如水稳碎砾石 水稳土 石灰土 级配碎石 厚度宜20cm左右 二 水泥砼路面 3 路面构造 1 断面形式与板厚 表面排水性能优 横坡可小 1 1 5 路拱采用直线型 折线型 交通量较大 宜采用厚边式板型 将板外侧60 100cm内 加厚至板中部的1 25倍左右 2 路面接缝处理 温度变化 热胀冷缩 容易挤碎 缩断 建造接缝 分为 纵缝 横缝 伸缝 缩缝 工作缝 二 水泥砼路面 2 路面接缝处理 纵缝 指平行于道路中线的接缝 包括纵向施工缝 纵向缩缝 二 水泥砼路面 2 路面接缝处理 横缝 垂直于道路中线的接缝 包括缩缝 胀缝 施工缝 A 横向缩缝 间距为板长 一般为4 5m 最大不超过6m 板宽 板长 1 1 3 交通量大可增设传力杆 B 横向施工缝 一般采用加传力杆的平缝形式 施工缝宜设在缩缝位置处 二 水泥砼路面 2 路面接缝处理 横缝 C 胀缝 为砼面层膨胀提供伸长的余地 避免过大的压力 胀缝间距100 200m 在邻近桥梁或其他固定结构物处 与沥青路面相接处 板厚改变断面处及隧道口 小半径曲线和纵坡变换处应设 采用平缝形式 宽2 2 5cm 宜用滑动传力杆 二 水泥砼路面 3 交叉口接缝的布置 相交道路均为水泥砼路面时 交叉口范围内的接缝布置会出现梯形或钝角多角形划块 布置不当 小锐角板块易折断 交叉口接缝布置应与交通流向相适应 利于排水 接缝宜正交 尽量将锐角放在非主要行车部位 且在板角处加设补强钢筋网或角钢 分块不宜过小 接缝边长不得小于1m 接缝应对齐 不得错缝 三 块料铺砌路面 块料铺砌路面是在坚实的基层上铺砂垫层作为整平层 再用筷时和预制水泥砼等块料铺砌 然后用砂嵌缝而成的路面 块石路面坚固耐久 清洁少尘 适应较大交通量 养护维修方便 但需手工铺砌 施工慢 造价高 根据块石的形状 尺寸 分为整齐石块 半整齐石块 不整齐石块 9 4现有路面的维修和利用 一 沥青路面的维修和利用 1 沥青路面的维修 1 沥青路面的常见病害与维修 泛油 高温季节 沥青面层中多余的沥青泛到路表 形成软粘面 粘轮 骨料粘结度低 易破坏 油量过大 骨料用量不足 推移 路面沿行车方向产生推挤 隆起 由于行车荷载的水平力 垂直力和震动力共同作用 使面层材料产生剪切破坏 松散和坑槽 由于面层的材料粘结力不足 或是由于基层湿软 强度不足 路面在行车作用下磨损 碾碎 出现细骨料散失 粗骨料外露 失去粘结力 出现成片散开现象 凹陷和车辙 局部下陷 下凹 但仍处于完整状态 有的则出现裂缝或网裂 由于土基局部湿软 或路面强度不足 或厚度太薄 扩散到土基的压力超过其承载力 一 沥青路面的维修和利用 1 沥青路面的维修 1 沥青路面的常见病害与维修 裂缝 有网裂 龟裂 横向裂缝 纵向裂缝等 原因在于基层软弱 使面层出现网裂 面层材料在行车荷载反复作用下产生疲劳 出现裂缝 发展成龟裂 沥青面层在冬季低温收缩 易产生横向裂缝 石灰土或二灰土等半刚性基层收缩 使面层也产生横向裂缝 荷载过大 沥青材料老化收缩 也会产生裂缝 基层原因应先修补基层 再补面层 凹陷 坑槽 推移等面层变形可用挖补法 銑削法修补 面层裂缝用表面处理封闭 泛油可用撒铺矿料法修补 2 沥青路面的改建与利用 罩面 在现有沥青路面上加铺新的路面的做法 翻新与再生 将现有路面用铣刨机切掉一定厚度 铣下旧沥青材料经软化 添料拌合 重新摊铺 二 水泥砼路面的维修和利用 1 水泥砼路面的病害和维修 1 主要病害 断裂 水泥砼由于板内应力超过了强度而出现的横向或纵向的断裂缝 或板角的折断缝 成因很复杂 材料 工艺 使用 拱起和碎裂 水泥砼板在热胀时受到约束 出现的拱起现象 胀缝处理不当引起 错台和唧泥 横向接缝两侧板端竖向相对位移称为错台 车行板缝处喷溅稀泥浆称为唧泥 接缝处密封等工艺问题 二 水泥砼路面的维修和利用 1 水泥砼路面的病害和维修 2 维修方法 补灌填缝料 接缝内填缝料丧失 脱落 老化 应及时补灌封平 一般应该每隔数年都要更新 修补裂缝 一般应在气温较低时进行 裂缝较宽时应用灌注沥青料方法修补 局部磨损 在清除碎屑之后 用沥青砂填补 当磨损面积较大时 用坚硬石料进行双层表面处治 采用沥青为粘结料 二 水泥砼路面的维修和利用 2 水泥砼路面的改建和利用 1 加强水泥砼面板有