路基施工技术1：公路工程和路基工程概述.ppt

路基施工技术，21世纪高职院校道路与桥梁工程系列规划教材，示范高职院校建设工程成果的教材，模块1公路工程与路基工程总结，1.1公路工程总结，模块1公路工程与路基工程总结，1.2路基工程总结，模块1公路工程与路基工程总结，模块1公路工程与路基工程总结，学习指南， 知识目标通过本模块的学习，学生应该能够定义公路的基本组成和等级，以及路基的基本要求、结构形式、几何特征和干湿类型。 能够掌握路基工程常见的破坏模式及其预防措施。技能目标学生能够辨别路基的结构形式；熟悉路基的几何特征；能区分路基的干湿类型。主内容模块1的主内容结构如图1-1所示。模块1公路工程和路基工程概述模块1公路工程和路基工程概述1.1公路工程概述公路是指连接城市、村庄和工矿基地的道路，主要用于汽车，具有一定的技术标准和设施，如图所示。高速公路作为公路运输的一种特殊形式，是交通现代化的重要标志。截至2014年底，我国高速公路里程达到3.9106公里，其中高速公路里程1.119105公里，居世界第一，是世界上最大的高速公路系统。我国高速公路建设起步晚，但起点高，发展快。第一个开工的项目是沈大高速公路，于1984年6月27日开工，1990年8月20日通车。第一条建成并投入使用的是沪嘉高速公路，它于1984年12月21日建成，并于1988年10月通车。我国高速公路的发展历程我国高速公路的发展催生了一个安全高效的高速公路网络管理系统的建设，主要体现在车辆荷载管理、路面桥梁设施管理和高效交通管理方面。首先，防止超载车辆威胁路网设施的安全和运营安全。对于超过20t的卡车，卡车的法定最大总重不应超过55t。其次，通过先进的路网监控技术进行实时监控，确保路面和桥梁设施始终处于良好的技术状态。最后，确保高速公路上安全、便捷的交通服务，尤其是在极端天气条件下。我国高速公路的发展趋势1)建设安全高效的高速公路网络管理系统1.1.1我国高速公路的发展，移动互联和物联网，进一步加快了高速公路信息化和智能化的步伐。大量的路侧和龙门传感设施(见图)为车辆提供更加全面和周到的信息服务，高速公路将成为车辆交通服务的信息平台。随着科学技术的发展，越来越多的新技术将更广泛地应用于公路。2.我国高速公路的发展趋势2)建设更多的信息化和智能化高速公路1.1.1。我国高速公路的发展1)智能高速公路的铺设。智能公路路面是指在路面上喷涂荧光材料，白天储存光能，晚上为车辆指示车道、交通标志甚至天气情况，如图所示。智能高速公路路面可以大大改善夜间行车条件，大大提高公路交通的安全性能。2.我国高速公路的发展趋势，2)更多的信息化和智能化高速公路的建设，1.1.1我国高速公路的发展，以及2)无人驾驶汽车。无人驾驶汽车将是未来智能交通的一个重要因素。随着汽车领域智能的发展，谷歌无人驾驶汽车已经获准在美国上路(见图)。根据美国电气和电子工程师协会的报告，世界上75%的1.1.1在我国日益严格的环境保护法律和政策的约束下，我国高速公路的发展必将走上低碳、环保、节能和资源集约利用的可持续发展道路。生态脆弱地区的高速公路应采取更加严格的环保措施，高速公路与环境应和谐共存，如图所示。清洁环保的电动汽车是未来新能源技术的重要发展方向。为了解决制约电动汽车普及的充电问题，国家电网已开始建设高速公路快速充电系统，如图所示。2.我国高速公路的发展趋势3)建设更加低碳、环保、可持续的绿色高速公路1.1.1。随着我国高速公路的发展，未来高速公路的发展理念将更加以人为本、以服务为本，围绕用户需求积极创新，提供更快捷、便捷、高效、安全、温馨、舒适的交通服务。例如，服务区提供更加多样化的服务，交通安全持续改善。大数据、物联网、云计算和移动支付等先进信息技术的发展必将给高速公路的收费方式带来新的变化。除了电子收费系统，更方便的收费方式将会出现。我国高速公路的发展趋势4)建设更多以人为本、以服务为导向的人性化高速公路1.1.1我国高速公路的发展，作为一种安全快捷的公路交通设施，未来将与铁路、民航、水运等交通方式更好地衔接、整合和协调。同时，高速公路将与区域经济发展和城市空间利用紧密结合，更好地解决城市与城市群之间的快速交通问题。我国高速公路的发展趋势5)建设与综合交通系统高度整合的高速公路1.1.2高速公路的基本构成1 .高速公路的线形构成是一种空间带状结构，其线形主要是导向中线的形状。平面线形由直线和平曲线组成，而纵向线形包括纵向坡线和竖曲线。公路的三维空间曲线由平面图(空间位置、行车轨迹)、垂直剖面图(代表沿路线中心线的地面起伏状态和设计纵坡的线形图，反映每个剖面的纵坡大小以及中心线处的填方和挖方大小)和横截面图(中心线上任何点的正常剖面，反映车道、中央线、路肩和坡度)表示。1.1.2公路的基本组成2 .结构组成1)路基和路基是由土或石建造的线性结构。它们是公路的基本结构，是支撑路面结构的基础。它们与路面一起承受行驶荷载，以及气候变化和各种自然灾害的侵蚀和影响。因此，路基必须具有足够的机械强度和稳定性，并且经济合理。为了保证路基的强度和稳定性，避免外界因素对路基的危害，在修建路基时，除了基本的道路施工外，还要有路基排水和防护设施，如边沟、挡土墙等。应如图所示进行建造。路面是指在路基顶面铺筑一层或多层道路结构，用筑路材料使车辆在路面上直接行驶。路面具有承载车辆重量、抗车轮磨损和保持路面平整的功能。根据其力学特性，路面可分为刚性路面(在行驶荷载作用下会产生板效应，具有较高的抗弯强度，如混凝土路面)和柔性路面(弯曲强度较低，主要依靠抗压强度和抗剪强度来抵抗行驶荷载，在反复荷载作用下会产生残余变形，如沥青路面和碎石路面)。路基底部以下80厘米内1.1.2，公路的基本组成，2 .结构组成，1.1.2，公路的基本组成，2 .结构组成，3)，桥梁和涵洞，统称为桥梁(见图1-11)和涵洞(见图1-12)，是工程术语和通用术语。桥梁和涵洞是穿过河流、山谷和其他障碍物如线路的道路。它们不仅能排洪，还能保持线路的连续性。单跨小于5m或多跨小于8m的涵洞统称为涵洞。圆形涵洞和箱涵被称为涵洞，无论其孔径大小和数量。1.1.2公路的基本组成2 .结构组成4)隧道和隧道是指在既有建筑物或土石结构中挖掘的用于立体交通、山体穿越、地下通道、河流穿越、海洋穿越、管道运输、地下电缆、水利工程等的通道。隧道由两部分组成：主楼和附属设备。主楼由隧道主体和隧道入口组成。辅助设备包括避车隧道、消防设施、应急通信和排水设施。又长又大的隧道也有特殊的通风和照明设备。隧道入口的实际场景如图所示，隧道内安全设施的布置如图1-14所示。1.1.2，公路的基本组成，2 .结构组成，1.1.2，公路的基本组成，2 .结构组成，5)，交通附属设施，交通附属设施一般是指交通安全、养护管理、服务、环境保护以及公路沿线设置的其他设施，包括交通标志、交通标线、护栏、护栏、柱子、中央隔墙、声屏障、隔离墙、照明设备、停车场、加油站、汽车修理站、养护管理用房、园林绿化设施等。隔声墙如图所示，服务区平面图如图所示。国道是指具有国家政治、经济和国防意义的主要干线公路，包括重要的国际公路和国防公路，连接首都和各省、自治区、直辖市首府的公路，以及连接主要经济中心、港口枢纽、商品生产基地和战略要地并被确定为国家干线公路的公路。国道主干线辐射数为一位数(如G1为京哈高速，G4为京港澳高速)，纵贯线数为两位数(如G11为何达高速，G35为鸡光高速)，横贯线数为两位数(如G22为青兰高速，G60为沪昆高速)。国家路标如图所示。(1)国道主干线(国道)，(1.1.3)公路等级，(1)行政等级划分方法，(2)省道是指具有全省(自治区、直辖市)政治、经济和国防意义，连接各城市和重要地区，非国道，确定为省道的公路。飞镖用字母“S”加三位数来编号。省道标记如图所示。(2)省级主干道(省道)，(1.1.3)道路等级，(1)行政等级分类方法，(2)县道是指具有全县政治经济意义并确定为县级的道路。县道用字母“x”和三位数编号。(3)县道(县道)。乡道主要是为乡镇居民的生产和生活服务的道路。乡道用字母“Y”和三个数字编号。(4)乡道(乡道)，(1.1.3)道路等级，(1)行政等级分类方法，(2)专用道路，是指专门或主要用于工厂、矿山、林区、农场、油田、旅游区、军事基地和其他对外联系的道路。专用公路的行政代码为“Z”。(5)特殊道路。其他道路是指除国道、省道、县道、乡道和专用道路以外的道路。其他道路的行政代码是“q”。(6)其他公路，(1.2)路基工程概述，(1.2.1)路基的基本要求，(1)整体稳定性路基的整体稳定性是指路基在车辆和自然因素作用下不会造成不允许的变形和损坏的性能。苏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0.81.5m的填筑部分，下路堤指上路堤以下的填筑部分。根据填筑高度的不同，路堤可分为低路堤、一般路堤和高路堤。填筑高度小于1.5m的路堤称为低路堤，填筑高度为1.5 18m的路堤称为一般路堤，填筑高度大于18m(土)或20m(石)的路堤称为高路堤。1.2.2、路基结构，1.2.2、路基结构，2 .路堑，路堑是指在原地面上开挖的路基，如图所示。常见的切割截面形式如图1-22所示。路堑开挖后，原地层的自然平衡状态被破坏，其稳定性主要取决于地质水文条件、边坡深度和边坡坡度。1.2.2路基结构3 .半填半挖路基半填半挖路基是指在原地面横向坡度较大的横断面上，一侧填另一侧挖的路基。半填半挖路基一般适用于丘陵地区或山区的公路。半填半挖路基开挖填筑，施工方便。如果处理得当，路基稳定可靠，是一种经济的横断面形式。当地面平坦，线路设计标高与地面相等时，路基基础几乎没有填挖，形成一个没有填挖的路基，称为零填挖路基，如图所示。零填零挖路基虽然节省了土石方，但非常不利于排水，原状土的密实度往往达不到要求，容易出现翻浆、浸水、沉陷、埋雪等病害。因此，这种路基应尽量少用或不用，干旱平原地区、丘陵地区和山区的山脊线也可考虑。为确保路基的稳定性，有必要检查道路沟槽底面以下30m以内的压实度。如有必要，应疏松原土并重新分层和碾压，或更换填充层。同时，路基两侧应设置边沟，便于排水。1.2.3，路基的几何特征，1。路基宽度，1。路基宽度是指横断面上两个路肩外缘之间的距离。路基宽度通常是车道宽度和路肩宽度的总和。当有中央分隔带、变速车道、爬坡车道和交叉车道时，也应包括该部分的宽度。公路等级越高，路基越宽。公路路基的宽度如图所示。1.2.3，路基的几何特征，1。路基宽度，1。路基的几何特征。路基高度，1。路基高度是路堤填筑高度或路堑开挖深度，即路基设计标高与地面标高之差。一般公路路基设计标高是指新建公路路基边缘的标高，超高和加宽前的路基边缘标高设置在设置超高和加宽的路段；改建公路的路基设计标高可与新建公路相同，也可采用道路中线标高。有中央分隔带的公路和一级公路，是指中央分隔带外缘的路面标高。路基设计时应明确标出路基设计标高的位置。由于原地面往往沿横断面倾斜不平，路基宽度范围内的路基高度不同，因此路基高度分为中心高度和边坡高度。路基中心高度是指路基中心线设计标高与原地面标高之差。坡高是指填方坡脚或开挖坡顶标高与路基边缘标高之差，如图1-26所示。如果原地面平坦，路基两侧边坡高度相等