01路基路面工程概述

《路基路路面工工程》PavementEngineering国家精精品课课程主要内内容(Contents)本课程程的设设置及及其重重要性性第一章章概述(Introduction)

本课程程的设设置及及其重重要性性1、本课课程在在教学学体系系中的的位置置公共课课程—数学、、英语语、人人文等基础课课程—工程力力学、、结构构力学学、弹弹性力力学等专业基基础课课程—土木工工程材材料、、测量量学、、土力力学与与土质质学、、水力力学、、交通通工程程基础础等；；专业课课程—道路勘勘测设设计、、路基基路面面工程程、桥桥梁工工程等专业提提高课课程—众多选选修课课程

本课程程的设设置及及其重重要性性2、本课课程在在工程程实践践中的的重要要性实践环环节—室内试试验确定路路面结结构设设计的的主要要参数数等；—野外试试验确定交交通参参数、、路面面结构构参数数等；—结构综综合设设计进行路路面结结构设设计、、施工工组织织设计计

本课程程的设设置及及其重重要性性3、本课课程的的内容容路基路面工程路基工程路面工程机场道基公路路基机场道面公路路面

课程的的具体内内容路基土土的特特性及及设计计参数数(CharacteristicsandDesignparameters)路基设设计(EmbankmentDesign)路基防防护与与支挡挡设计计(designofretainingwall)路基基施施工工(construction)路基基工工程程部部分分概论论交通通荷荷载载及及路路面面设设计计参参数数(ESALandParameters)路面面基基层层(Base)沥青青路路面面设设计计(AsphaltPavementDesign)水泥泥混混凝凝土土路路面面设设计计(CementConcretePavementDesign)路面面施施工工(Construction)路基基路路面面养养护护与与管管理理(Maintenanceandrehabilitations)路面面工工程程部部分分

课程程的的具体体内内容容第一一章章概概论论东南南大大学学交交通通学学院院路基基路路面面工工程程教教学学小小组组huangxmseu@Tel一一章章概论论(Introduction)第一一节节路路基基路路面面工工程程发发展展概概况况(Development)第二二节节路路基基路路面面工工程程的的特特点点与与性性能能要要求求(Characteristics)第三三节节路路基基路路面面结结构构及及层层位位功功能能(Pavementlayers)第四四节节路路基基路路面面结结构构的的影影响响因因素素(Factors)第五五节节公路路自自然然区区划划(NatureCategories)第一一节节路基基路路面面工工程程发发展展概概况况核心心内内容容：：道路路的的衍衍变变道路路的的分分类类我国国公公路路建建设设成成果果国家家高高速速公公路路网网命命名名路基基路路面面建建设设的的技技术术成成果果交叉叉学学科科的的发发展展道路路的的发发展展可可粗粗分分为为四四个个阶阶段段：：第一一阶阶段段：供行行人人和和牛牛马马及及其其它它兽兽类类行行走走、、驮驮运运货货物物的的阶阶段段。。此此时时期期的的道道路路通通常常称称为为小小路路或或小小径径(Trail)。第二阶段：供蓄力车辆和行人通行的大道(CartWay)阶段。在中国，有“康衢”、“路”、“驰道”、“驿道”等名称；在欧洲，罗马道路非常发达，有“条条大道通罗马”之说。1、道道路路的的衍衍变变古罗马道路和结构

1、道道路路的的衍衍变变第三三阶阶段段：行驶驶汽汽车车的的公公路路（（Highway）阶阶段段。。内内燃燃机机汽汽车车是是德德国国在在1886年由由高高特特列列希希戴姆姆勒勒发发明明，，我我国国在在1902年从从国国外外引引进进汽汽车车，，1906年苏苏元元春春驻驻守守广广西西时时首首建建了了龙龙州州到到镇镇南南关关的的公公路路。。1、道道路路的的衍衍变变通向柏林的A9公路(东德)，使用时间超过50年，

图中为第一阶段的水泥路面第四阶段：以高速度分层行驶为特征的高速公路阶段。也称为Freeway或Expressway。1、道道路路的的衍衍变变道路路是是供供各各种种车车辆辆、、行行人人等等通通行行的的工工程程设设施施，，按按其其使使用用范范围围分分为为公公路路、、城城市市道道路路、、机机场场跑跑道道、、厂厂矿矿道道路路、、林林区区道道路路等等。。机场场Airport分类类干线线公公路路：：国家家干干线线省干干线线公路路县公公路路乡公公路路支线线公公路路分级级高速速公公路路、、一一级级公公路路二级级、、三三级级、、四四级级公公路路Highway公路路城市市道道路路快速速路路主干干道道次干干道道支路路及及街街道道其它它道道路路2、道道路路分分类类厂矿矿道道路路林区区道道路路7条北北京京放放射射线线9条纵纵向向路路线线18条横横向向路路线线到2020年，，高高速速公公路路总总规规模模约约8.5万公公里里，，其其中中主主线线6.8万公公里里，，地地区区环环线线、、联联络络线线等等其其它它路路线线约约1.7万公公里里。。3、我我国国公公路路建建设设成成果果———高速速公公路路““7918”网网3、我我国国公公路路建建设设成成果果普通通国国道道网网（2013年-2030年））3、我我国国公公路路建建设设成成果果7条：：北京京－－哈哈尔尔滨滨（（G1）、、北京京－上上海海（（G2）、、北北京京－－台台北北（（G3）、、北北京京－－港港澳澳（（G4）、、北北京京－－昆明明（G5）、、北北京京－－拉萨萨（G6）、、北北京京－－乌鲁鲁木木齐齐（G7）9条：：鹤岗岗－大连连（G11)、沈沈阳阳－－海海口口(G15)、长长春春－－深深圳圳(G25)、济济南南－－广广州州(G35)、大庆庆－广广州州（（G45）、、二连连浩浩特特－广广州州(G55)、包头头－茂名名(G65)、兰兰州州－－海海口口(G75)、重庆庆－昆明明(G85)18条：：绥芬芬河河－满洲洲里里（G10）、、珲春春－乌兰兰浩浩特特(G12)、丹东东－锡林林浩浩特特(G16)、荣成成－乌海海(G18)、青青岛岛－－银川川(G20)、青青岛岛－－兰兰州州(G22)、连连云云港港－－霍尔尔果果斯斯(G30)、南南京京－－洛洛阳阳(G36)、上上海海－－西西安安(G40)、上上海海－－成成都都(G42)、上上海海－－重庆庆(G50)、杭杭州州－－瑞丽丽(G56)、上上海海－－昆明明(G60)、福福州州－－银银川川(G70)、泉泉州州－－南南宁宁(G72)、厦门－成都都(G76)、汕头－昆明(G78)、广州－昆明(G80)此外，国家高速公路网还包括辽中中环线、成渝渝环线、海南南环线、珠三三角环线、杭杭州湾环线等等共5条地区环线，，2段并行线和37段联络线。——高速公路“7918”网3、我国公路建建设成果3、我国公路建建设成果3、我国公路建建设成果229.51万Km中有64.19万Km沥青229.51万Km中有165.32万Km水泥简50.35万Km143.89万Km有铺装+简易铺装279.86万Km+未铺装149.07万Km=总里程423.75万Km2012年底资料4、国家高速公公路网命名数字及数字与与字母编号①首都放射线编号为1位数，由正北开始始按顺时针方方向升序编排排，编号区间间为1~9。②纵向路线编号为2位奇数，由东向西升升序编排，编编号区间为11~89。③横向路线编号为2位偶数，由北向南升升序编排，编编号区间为10~90。④并行路线的编号采用主主线编号后加加英文字母““E”、“W”、“S”、“N”组合表示；；“E”、“W”、“S”、“N”分别表示并并行路线在主主线的东、西西、南、北方方位。⑤地区环线的编号按照由由北向南的顺顺序排列，编编号区间为91~99。5、路基路面建建设的技术成成果公路自然区划划土的工程分类类路基强度与稳稳定性高路堤修筑技技术与支挡结结构软土地基稳定定技术岩石路基爆破破技术沥青路面结构构水泥混凝土路路面结构沥青路面设计计理论与方法法水泥混凝土路路面设计理论论与方法半刚性基层沥沥青路面结构构沥青路面材料料组成设计路面使用性能能与表面特性性绿色道路路面面建设技术路面养护管理理6、交叉学科的的发展材料科学岩土工程学结构分析理论论机电工程自动控制与量量测技术现代管理科学学第二节路基路面的工工程特点核心内容路基路面的工工程特点路基路面的使使用要求路基路面的性性能要求路线长、工程程量大；沿线地形起伏伏变化大，地地质、地貌、、气象特征多多变；沿线经济程度度和交通特点点不一样。……1、路基路面的的工程特点全天候畅通高速安全舒适经济即：结构与功能两个方面要求求2、路基路面的的使用要求公路路基是路面的基础础，是公路工工程的重要组组成部分，它它是按照路线线位置和一定定的技术要求求修筑的带状状构造物，与与路面共同承承受交通荷载载的作用。作作为路面的支支承结构物，，路基必须具具有足够的强度、稳定性性和耐久性(Strength,Stability,Durability)。（1）路基工程3、路基路面的的性能要求一般路基冻土区通风管路基（1）路基工程-冻土冻土区路基冻土区冻土区冻土区（1）路基工程-防护与加固冻土区铁路路基路基防护（1）路基工程-防护与加固公路路面是直接承受交交通荷载、大大气温度及雨雨水作用的结结构，应具有有良好的稳定定性和足够的的强度、刚度度，其表面还还应满足平整整、抗滑和排排水的要求。。因此，公路路路面应根据据交通量及其其组成情况和和公路等级、、使用任务、、功能、当地地材料及自然然条件，结合合路基进行综综合设计。各级公路的行行车道、路缘缘带、匝道、、变速车道、、爬坡车道、、硬路肩和应应急停车带等等均应铺筑路路面；高速公公路和一级公公路应采用高高级路面，二二级公路应采采用高级或次次高级路面，，三级公路宜宜采用次高级级或中级路面面，四级公路路宜采用中级级或低级路面面。（2）路面工程3、路基路面的的性能要求1.承载能力(BearingCapacity)包括强度和刚刚度两个方面面。2.稳定性(Stability)在地表上开挖挖或填筑路基基，会改变原原地面地层结结构的受力状状态，从而造造成路基失稳稳；大气降水水、大气周期期性变化对稳稳定性的影响响。3.耐久性(Durability)道路工程有较较长的使用年年限，因此路路基路面工程程要求有很好好的耐久性能能。4.表面平整度(SurfaceSmoothness)是影响行车安安全、行车舒舒适性以及运运输效益的重重要使用性能能。5.表面抗滑性能能(SkidResistance)保证车轮与路路面之间有足足够的附着力力和摩擦力，，以增加行车车安全。3、路基路面的的性能要求第三节路基路面结构构及层位功能能核心内容路基横断面路面横断面路拱横坡度路面结构分层层及层位功能能路面面层类型型及适用范围围路面分类1、路基横断面面1、路基横断面面1、路基横断面面1、路基基横断断面图1－4d城市道道路典典型路路基横横断面面2、路面面横断断面槽式横横断面面全铺式式横断断面3、路拱拱横坡坡度形式：：一次式式：直直线形形、折折线形形二次式式：2次抛物物线形形，三次式式：3次线形形方程程目的：：为了保保证路路面上上雨水水及时时排出出，减减少雨雨水对对路面面的浸浸润和和渗透透而减减弱路路面结结构强强度，，路面面表面面应做做成直直线形形或抛抛物线线形的的路拱拱。要求：：4、路面面结构构分层层及层层位功功能面层基层垫层（必要要时））路基沥青混混凝土土路面面沥青混凝土路面水泥混凝土路面（1）路面分层面层：：面层是是直接接同行行车及及大气气接触触的表表面层层次，，它承承受较较大行行车荷荷载的的垂直直力、、水平平力和和冲击击力的的作用用，同同时还还受到到降雨雨的浸浸蚀和和气温温变化化的影影响，，因此此，同同其它它层次次相比比，它它应具具有较较高的的结构构强度度、抗抗变形形能力力和较较好的的水稳稳定性性与温温度稳稳定性性，且且应耐耐磨、、不透透水，，表面面还应应有良良好的的抗滑滑性与与平整整度。。基层（含底底基层）：：主要承受由由面层传来来的车辆荷荷载垂直力力并将其扩扩散到下面面的路基（（含垫层及及土基），，因此，它它也应具有有足够的强强度与刚度度，并应具具有良好的的扩散应力力的能力；；基层受大大气影响较较面层小，，但仍可能能受地下水水及面层渗渗入雨水的的浸湿，故故也应具有有足够的水水稳定性；；同时，为为保证面层层平整，它它还应具有有较好的平平整度。4、路面结构构分层及层层位功能（2）路面各层的要求4、路面结构构分层及层层位功能垫层：垫层介于基基层和土基基之间，它它可改善土土基的湿度度和温度状状况、使面面层与基层层免受土基基水温状况况变化的不不良影响或或保护土基基处于稳定定状态；同同时，也可可扩散基层层传递的荷荷载应力、、减小土基基的应力与与变形。按其作用可分为排水水层、隔离离层、防冻冻胀层等。。路基处于下下列状况的的路段应设置垫层层：地下水位位高，排水水不良，路路基经常处处于潮湿状状态的路段段；排水不不良的土质质路堑；有有裂隙水，，泉眼水等等水文不良良情况的岩岩石挖方路路段；季节节性冰冻地地区可能产产生冻胀的的中湿、潮潮湿路段；；基层可能受受污染的路路段。（2）路面各层的要求4、路面结构构分层及层层位功能（2）路面各层的要求面

层基

层路

基上路床下路床上路堤下路堤上基层下基层（底基层）上面层（表面层）中面层下面层30cm50cm70cm20～40cm4～5cm5～6cm6～8cm70～80cm（3）沥青路面分层4、路面结构构分层及层层位功能面层基层路基上路床下路床上路堤下路堤上基层下基层（底底基层）砂石材料改良土或改改善土水泥混凝土土级配碎石CTB、LFTB……改良土或改改善土（4）水泥路面分层4、路面结构构分层及层层位功能沪宁高速拓拓宽跣刨断断面4、路面结构构分层及层层位功能5、路面面层层类型及适适用范围面层类型适用范围沥青混凝土路面高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路水泥混凝土路面高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路沥青贯入路面沥青碎石路面沥青表面处治路面三级公路、四级公路砂石路面四级公路6、路面分类类柔性基层沥沥青路面半刚性基层层沥青路面面组合式基层层沥青路面面复合式路面面（或刚性性基层沥青青路面）水泥混凝土土路面第四节路基路面结结构的影响响因素核心内容路基路面稳稳定性影响响因素路基路面工工程的环境境因素影响响1、路基路面面稳定性影影响因素地理条件地质条件气候条件水文和水文文地质条件件土的类别地形地貌海拔高度路线与地势势地貌的结结合程度（1）地理条件件岩石或土的的种类与成成因地质走向与与层理有无软弱层层或软弱夹夹层有无地震、、泥石流或或岩溶等不不良地质情情况（2）地质条件件气温（季节节性与地形形性）降水日照风力风向（3）气候条件件地表水的水水文条件1）地表积水水水位与存存水时间2）地表水的的排泄3）河流的常常水位与洪洪水水位4）河流的河河岸及河床床的淤积地下水的水水文条件1）地下水的的移动规律律2）地质内的的层间水、、裂隙水、、泉水的存存在情况（4）水文条件件1）土的不同同颗粒组成成形成不同同的材料强强度机理2）不同类别别的土受水水温影响的的程度不同同2）不同的土土类有不同同的工程特特征与性质质（5）土的类别别2、路基路面面工程的环环境因素影影响路基路面结结构的温度度和湿度状状况变化2、路基路面面工程的环环境因素影影响大气温度的的年周期变变化和日周周期变化2、路基路面面工程的环环境因素影影响大气温度的的年周期变变化和日周周期变化2、路基路面面工程的环环境因素影影响路面结构内内温度随深深度的分布布状况2、路基路面面工程的环环境因素影影响路面结构内内温度随深深度的分布布状况2、路基路面面工程的环环境因素影影响路面结构内内温度随深深度的分布布状况2、路基路面面工程的环环境因素影影响路面结构内内温度随深深度的分布布状况2、路基路面面工程的环环境因素影影响分析方法：：路面结构内内的温度和和湿度状况况，可通过过在外部和和内部影响响因素之间间建立联系系的方法来来预估。这这种方法有有两类，即即统计方法法和理论方方法。统计方法（（公式）Tmax=a+bTa·max+cQ理论方法采用有限元元技术进行行分析与计计算热传导理论论分析法第五节公路自然区区划道路工程特特征相似的的原则地表气候区区划差异性性原则自然气候因因素既有综综合又有主主导作用的的原则1、公路区划划依据的意意义2、公路区划划依据的原原则3、一级区划划指标1、全年均温温-2℃等值线。在在一般情情况下，地地面大气温温度达到-2℃时，地面土土开始冻结结。因此，，它是区分分多年冻土土和季节冻冻土的界线线。2、一月份均均温0℃等值线。是是区分季季节冻土和和全年不冻冻的界线。。3、我国地势势的三级阶阶梯的两条条等高线。。4、二级区划划指标二级区划仍仍以气候和和地形为主主导因素，，但具体标标志与一级级区划有显显著差别。。二级区的的划因区而而异，将一一级区划指指标具体化化或加以补补充，分为为六个等级级，主要指指标是潮湿湿系数K。结合各个大大区的地理理、气候特特征(如雨季、冰冰冻深度)地貌类型，，自然病害害等因素。。我国的公公路自然然区划分分为三级级：一级区划划按多年冻冻土、季季节冻土土及全年年不冻土土三大地地带考虑虑冰冻、、水热平平衡和地地理位置置分为北部多年年冻土区区、东部温润润季冻区区、黄土高原原干湿过过渡区、东南湿热热区、西南潮暖暖区、西北干旱旱区和青藏高寒寒区等七个大大区