二级建造师市政专题—道路结构

1、二级建造师市政专题道路结构路基路面构造路基【subgrade】 指的是按照路线位置和一定技术要求 修筑的作为路面基础的带状构造物。路基 是道路路面的基础。路基一、路基的特点高挖低填足够的整体稳定性、足够的强度和足够的水温稳定性路基工程的特点是：工艺较简单，工程数量大，耗费劳力多，涉及面较广，耗资亦较多。 二、路基土的分类及性质路基土类型所属粒组特点效果巨粒土粗粒土巨粒组粗粒组有很高的强度和稳定性，用以填筑路基是很好的材料好砂性土粗粒组透水性强、毛细作用小，强度和水稳定性好最好粉性土细粒组吸水能力强，浸水后易成流动状态，干时易压碎最差粘性土细粒组透水性差，干时坚硬，浸水后长时间保持水分，承载能力

2、小较差路面【road pavement】 用筑路材料铺在路基上供车辆行驶的 层状构造物。一、路面的基本性能承载能力稳定性表面平整度表面抗滑性耐久性一、路面结构路面面层联结层基层垫层（一）分层 1.面层 （1）作用：直接承受车辆荷载及外界的作用，并且将荷载传递至基层。（2）要求：较高的强度，耐磨性，不透水，温度稳定性，好的平整度和粗糙程度，抗滑性，耐久性，扬尘少，噪音小。（3） 材料：沥青类，水泥类，砂石类，块料类。面层位于整个路面结构的最上层。 与其它层次相比，面层应具有较高的结构强度、刚度和稳定性，并且耐磨、不透水，其表面还应具有良好的抗滑性和平整度。 修筑高等级道路面层所用的材料主要有沥青

3、混凝土和水泥混凝土。 沥青面层往往由2、3层构成。表面层有时称磨耗层，中面层、下面层为主面层。2.基层（1）作用：在面层之下，主要由面层传递下来的车辆荷载垂直力，并且将荷载扩散到垫层和土层中。（2）要求：足够的刚度和强度，足够的水稳定性。（3） 材料：稳定类、粒料类基层位于面层之下，垫层或路基之上。选择强度较高，刚度较大，并有足够水稳性的材料。用来修筑基层的材料主要有：水泥、石灰、沥青等稳定土或稳定粒料(如碎石、砂砾)，工业废渣稳定土或稳定粒料，各种碎石混合料或天然砂砾。基层可分两层铺筑，其上层称基层或上基层，起主要承重作用，下层则称底基层，起次要承重作用。 用于基层的材料主要有 ( 1 ）整

4、体型材料无机结合料稳定粒料 石灰粉煤灰稳定砂砾、石灰稳定砂砾、石灰煤渣、水泥稳定碎砾石等，其强度高，整体性好，适用于交通量大、轴载重的道路工业废渣混合料的强度、稳定性和整体性均较好，适用于各种路面的基层。使用的工业废渣应性能稳定、无风化、无腐蚀。 ( 2 ）嵌锁型和级配型材料级配碎（砾）石应达到密实稳定。为防止冻胀和湿软，应控制小于 0.5mm 颗粒的含量和塑性指数。在中湿和潮湿路段，用作沥青路面的基层时，应掺石灰。符合标准级配要求的天然砂砾可用作基层不符合标准级配要求时，只宜用作底基层或垫层，并应按路基干、湿类型适当控制小于0.5mm 的颗粒含量。为便于碾压，砾石最大粒径宜不大于 60mm.

5、 泥灰结碎（砾）石 适用于中湿和潮湿路段，掺灰量为其含土量的 8 % - 12 。骨料的粒径宜小于或等于 40mm ，并不得大于层厚的 0.7 倍。嵌缝料应与骨料的最小粒径衔接水结碎石 碎石的粒径宜小于或等于70mm ，并不得大于层厚的0.7 倍。掺灰量为小于 0.5mm 颗粒含量的 8 % - 12 % .3.垫层（1）作用：在土基与基层之间，起到排水、隔水、防冻、防基层污染，起到改善土基的温湿状况，保证面层与基层的强度和稳定性，不受冻胀翻浆的作用。（2）要求：水稳定性好，隔热性，吸水性好。（3） 材料：颗粒材料，结合稳定料垫层是介于基层与土基之间的层次。（不一定设）垫层主要起隔水(地下水、

6、毛细水)、排水(渗入水)、隔温(防冻胀、翻浆)作用，并传递和扩散由基层传来的荷载应力，保证路基在容许应力范围内工作。修筑垫层的材料，强度不一定很高，但隔温、隔水性要好。一些发达国家采用聚苯乙烯板作为隔温材料。垫层宽度每侧应比底基层至少宽出25cm，或与路基同宽。 4.联结层（1）作用：在面层与基层之间，起着加强面层与基层的共同作用，减少基层的放射裂缝。（2） 材料：沥青贯入式和沥青碎石及沥青透层、粘层。路面结构图识读路面按照材料分为两大类：刚性路面和柔性路面。刚性：水泥混凝土路面柔性：沥青混凝土路面，沥青碎石路面，沥青表面处置三、路面等级与分类路面等级面层类型适用公路等级高级水泥混凝土、沥青混

7、凝土、厂拌沥青碎石、整齐石块或条石高速、一级、二级次高级沥青灌入碎（砾）石、路拌沥青碎（砾）石、沥青表明处治、半整齐石块二级、三级中级泥结或级配碎（砾）石、水结碎石、不整齐石块、其他粒料三级、四级低级各种粒料或当地材料改善土，如炉渣土、砾石土或砂砾土四级路面分类面层类型柔性路面各种未经处理的粒料基层和各类沥青面层、碎（砾）石面层或块石面层组成的路面结构刚性路面水泥混凝土作面层或基层的路面结构半刚性路面水泥、石灰等无机结合料处治的土或碎（砾）石及含有水硬性结合料的工业废渣修筑的基层，包括铺筑在上面的沥青面层四、沥青混凝土路面属于柔性路面。现在广泛使用。将大小不同粒径的矿质骨料、填料，根据工程需要

8、，按最佳级配原则组配，与适当的沥青材料搅拌均匀而成的混合物叫做沥青混合料。沥青混合料经浇注或铺筑成形，硬化后成为具有一定强度的固体，称为沥青混凝土。分类1按骨料的最大粒径分类 粗粒式、中粒式、细粒式和砂粒式 2按骨料级配类型及混合料的密实程度分类 密级配、开级配和沥青碎石 3按施工方式分类 碾压沥青混凝土、浇注沥青混凝土和沥青预制板4按施工温度分类 热铺施工和冷铺施工（一）沥青混凝土路面结构图1.路面横断面行车道：双幅双车道2750cm中央分隔带：200cm路肩：硬路肩175cm，土路肩50cm边坡率：1：路基宽：2150cm路面横坡：2%2.路面结构图5级配碎石20cm沥青混凝土5cm沥青碎

9、石7cm石灰处置泥置岩h25cm1:15720h2015行车道结构层10501：1：11520沥青混凝土5cm石灰稳定碎石土15cm石灰稳定碎石土20cm路肩部分结构图培路肩GO51520行车道结构层路肩部分结构图1：25cm1:15720h201510501：11520培路肩51520？GOGO中央分隔带结构图1.0% 572025155751045填土go幻灯片 15goA1A2A3A4A57.518571060以一幅每延米为单位计算：（1）沥青混凝土上面层： 长（750+175-10）cm，厚5 cm.3 （2）沥青碎石下面层：长750 cm，厚7cm 3 3.路面工程量计算（3）级配碎

10、石基层：分成两部分行车道部分：3中央分隔带部分： V2=（0.45+0.55）/233（4）路肩工程量石灰稳定碎石土基层：V= (1.75+1.75+0.15)/2 0.1513石灰稳定碎石土底基层：分成两部分上部分上底175+15=190cm,高（5+15+20）-（5+7+20）=8cm下底190cm+ 8cm=198cmV1= (1.9+1.98)/2 0.0813下部分为平行四边形：长198-25=173cm高20-8=12cm。3333培路肩土方，分两部分上部分厚5cm：上底60cm, 下底V1= (0.6+0.675) /2 0.05 13上部分厚5cm：上底67.5cm, 下底5

11、0+40*1.5-15-20=75cmV2= (0.675+0.75) /2 0.35 133+ 3 3（5）中央分隔带平缘石 3侧缘石 V= （0.12+0.15）/2 0.07 3填土V=(A1+A2+A3+A4+A5) 13五、水泥混凝土路面指的是用水泥混凝土板作面层的路面。它是指以水泥混凝土板作为面层，下设基层、垫层所组成的路面结构，又称刚性路面。 优点 强度高，稳定性好，使用寿命长，适用于繁重交通道路,养护 费用少，有利于夜间行车。 缺点 需设置许多伸缩缝，以防止变形而影响板的开裂、拱胀，甚至断裂；水泥和水的需要量大，有接缝，开放交通迟，修复困难，施工准备工作较多；汽车在上面行驶噪音

12、比较大。 概述1）水泥混凝土路面：由各种水泥混凝土面板与基层、垫层所构成的路面类型：普通砼、钢筋砼、连续配筋砼、预应力砼、装配式砼、钢纤维砼、砼小块铺砌、碾压砼路面等。普通砼路面：除接缝区和局部范围(边缘和角隅)外不配置钢筋的混凝土路面。水泥混凝土路面的构造一、路基二、基层 三、面层路面结构图一 、土基 (一)土基: 干燥或中湿,作为支承结构应均匀、平整。 1、 不均匀支承产生原因: a、 不均匀沉陷 b、不均匀冻胀 c、 膨胀土 2、 处理措施: a、 选择低膨胀性土或冰冻不敏感土作路基填料 b、 控制压实度与含水量 c、 保证填土最小高度和干湿程度 d、 路基上层土采用低剂量石灰或水泥等结

13、合料 作稳定处理 e、 设置垫层,加强路基排水设施二、基层与垫层 1 、设置基层目的: 1)防唧泥和错台 2)防冰冻 3)减小路基顶面的压应力,缓和路基的变形对面层 的影响 4)防水 5)为面层施工提供方便 6)提高路面结构的承载能力,延长路面的使用寿命2 基层材料: 1） 无机结合料稳定类:强度高,整体性好,支承均匀, 变形小,宜采用 2） 粒料类:强度与整体性均差,形变累积大,不宜采用 若采用必须严格控制细料含量,粒径,保证压实度3 厚度与宽度：基层厚度20cm为宜，不满足防冻最小厚度时用垫层补足（最小15cm）一般仅设基层即可 基层宽度面层宽度附录附录一：水泥稳定碎石基层附录二：国外常见

14、沥青混凝土路面结构 附录一： 水泥稳定碎石基层水泥稳定碎石基层作为半刚性基层的一种重要形式，具有良好的整体性和稳定性，且水泥稳定碎石还具有早期强度高、抗疲劳性能好等特点，被高速公路路面基层广泛采用。本文将介绍广州至广河高速公路广州段工程路面基层施工质量控制，以抛砖引玉。 水泥稳定碎石基层二、原材料控制2.1 集料水泥稳定碎石拌合场建设时要求堆料区场地采用水泥混凝土硬化，各区间采用高3m、厚30cm的钢筋混凝土隔离墙，对设计要求的4档料(S15：05mm，S12：510mm，S9：1020mm，S8：1025mm)分区堆放，以防串料。粗集料：采用质地坚硬的花岗岩碎石，对每一批进场的碎石随机取样试

15、验(见表1)，碎石表面应洁净、干燥和均匀性好，符合设计和规范要求的最大粒径不超过，压碎值不大于30%。表1细集料：采用石屑，对每一批进场的石屑随机取样试验以控制其含泥量，且小于的颗粒含量不应大于5%。2.2 水泥作为基层的稳定剂，采用终凝时间较长的普通硅酸盐散装水泥，在水泥进场前，要了解其出炉天数和安定性：刚出炉的水泥，至少停放7天，且安定性合格后方能进场；夏季高温时，散装水泥入罐温度不能高于40，高于这个温度，应采用降温措施。同时为确保有足够的时间满足拌和、运输、摊铺及碾压等施工工序的要求，水泥初凝时间应不小于3小时，终凝时间不小于6小时。三、级配控制骨架密实型结构是指水泥碎石混合料中粗集料

16、之间相互嵌挤、内摩擦力大，水泥与细集料的混合物填充在粗集料骨架的空隙之中的结构形式。骨架密实结构的基层具有整体性、稳定性、耐久性和抗裂性等。3.1 施工配合比为实现水泥稳定碎石基层采用骨架密实型结构的目标，经反复试验确定基层施工配合比S8：S9：S12：S1510：35：23：32，水泥掺量3.5%，最佳含水量5.3%。由此配合比经拌和后的混合料筛分结果满足设计级配要求，并靠近设计级配中值，见表2和图1。基层碎石（1）基层用碎石备料方式是按26.519mm，199.5mm，9.54.75mm碎石及4.75mm以下石屑四档。在施工中也是按此四种集料拌合配制，最大粒径应不超过31.5mm，其级配应

17、满足表1中3号级配的要求。（2）基层用级配碎石针片状含量应小于15%，压碎值不大于30%，塑性指数不大于9，集料中0.5mm以下细料有塑指数时，小于0.075mm的颗粒含量不应超过5%；0.5mm以下细料无塑指数时，小于0.075mm的颗粒含量不应超过7%，以无塑指数最佳。（3）基层用碎石最好无土，其级配在满足下表1中3号级配要求的基础上，为了防止反射裂纹的发生，粗集料的通过率以偏上限为佳，细集料的通过率以偏下限为佳，同时严格控制石屑的含泥量和粗集料表面的含泥量。表1 水泥稳定土的颗粒组成范围表1 水泥稳定土的颗粒组成范围编号通过百分率 123筛孔尺寸（mm）37.510010031.5901

18、0010026.59010019679072899.5456847674.7550100295029493.36183817350.6171008228220.0750300707液限（%）28塑性指数9 附录二： 国外常见沥青混凝土路面结构1）法国的薄层沥青混凝土法国的沥青混凝土表面层大致经历了以下四个阶段3：60年代的5080mm厚的沥青混凝土(BBSG)，对路面结构起增强作用；70年代的3040mm厚的薄层沥青混凝土(BBM)；1986年的2030mm的非常薄沥青混凝土面层(BBTM)；1520mm厚的超薄层沥青混凝土面层(BBUM)。法国将薄层沥青混凝土BBM（Befon Bitumi

19、neux Mince），应用于新路的表面层和老路面的养护，特别适合于重交通道路面层的养护4。BBM所选用的材料非常类似于SMA沥青混合料，两种混合料均为断级配，但在一些主要技术观点上则有所不同：与SMA比较，BBM是明显的断级配，BBM中的胶砂含量较少：以下粉料的含量少，一般为3%5%，沥青结合料含量少，一般为0.5%1.3%。因此BBM不需要沥青流出抑制剂，如纤维。结合料常用纯沥青，也可用改性沥青；道路中的BBM的空隙率约为6%12%，因此BBM可能透水。为防止该层透水，常用改性沥青在其下面作一粘层5。由于空隙率高，BBM非常粗糙，无须采取特殊措施即可保证高的抗滑能力。BBM具有良好的平整度

20、、高粗糙度、高耐久性和低噪音的高性能品质。BBM有两种类型：BBM 0/6和BBM 0/10, BBM 0/6即最大粒径为6mm的沥青混凝土，BBM 0/10是最大粒径为10mm的沥青混凝土，其矿料级配组成见表。表1.1 BBM的矿料组成BBM的一个重要特点是，表中的级配组成不是处方，仅仅是指导性的。一旦矿料级配组成确定后，要按照要求的力学指标作混合料试验。规定的各个指标到达要求后，才能使用该混合料。BBM采用了以使用性能为依据的混合料设计方法。在法国，非常薄面层(BBTM)和超薄面层(BBUM)不仅用于旧路养护上，还用于新建路面的表面层，它适用于各种类型的路面：低速路和高速路，小交通量和大交

21、通量，同时也可用于重载车辆多的路段。非常薄面层(BBTM)和超薄面层(BBUM)主要用于满足路面的功能性要求而对路面结构强度无多大增强作用，因此，其下面层的结构必需具有足够的结构承载能力，以及不存在结构性能方面的问题。表列出了非常薄面层(BBTM)和超薄面层(BBUM)主要材料的组成。表1.2 主要材料的组成表2）英国的超薄沥青混凝土英国应用超薄沥青混凝土铺筑的试验路最早始于20世纪90年代初，大多数试验路段性能令人满意，最初的低噪水平为34dB。超薄沥青混凝土的最大粒径为14mm，面层空隙率为2%，沥青含量5%左右。其级配见表。3）欧州的薄层沥青混凝土(薄SMA)SMA是20世纪60年代中期

22、前联邦德国开发的新型沥青混合料，为断级配骨架型密实混合料，由大比例碎石（粗集料）构成坚固的骨架结构，并由丰富的沥青玛蹄脂填充骨架空隙进行稳定。骨架结构具有优异的 抗变形能力，沥青玛蹄脂使SMA混合料具有高度的耐久性，粗糙的表面构造使路面具有优良的抗滑性和较低的交通噪声6。 薄SMA是由SMA发展而来的，其厚度较薄，铺筑在用乳化沥青喷洒而成的tack层上7。其特点是级配是间断的，沥青用量较密实型混合料的多。粗集料是100%破碎的，并具有抵抗车轮磨耗的强度和耐久性。在欧洲和美国，其沥青用量在6.5%8%之间。在德国和美国，SMA中一般只使用纤维，同时使用改性沥青的情况较少。欧洲SMA标准草案中SMA-10级配见表1.45。 混合料中结合料含量在6%7%，厚度为2550mm。空隙率初步建议在2%6%。表1.4 欧州SMA规定级配范围4）美国的超薄沥青混凝土(OGFC和Novachip)OGFC是由20世纪60年代美国西部几个州的混合料封层发展而来的。通常封层由最大公称尺寸和粒料，在沥青混合料厂与较高用量的沥青拌和而成，铺设厚度1520mm。这种厂拌封层具有碎石密封层同样的优点，美国西部几个州就开始在一般基层上铺筑厂拌封