《道路工程》讲义三

路面工程概述中南大学土木工程学院道路工程系主要内容第一节概述第二节沥青路面材料组成和基本性能

由于行车荷载、自然因素等对路面的影响随深度的增加而逐渐减弱，路面的强度、抗变形能力和稳定性也应随深度而逐渐降低要求，因此，路面的结构应分层铺筑、分为若干层次结构，并按各结构层次的特定状况进行相应的材料要求。◆1、路面结构组成第一节概述

路面结构按照使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同分成若干层次，通常按照各个层位功能的不同划分为面层、基层和路基三个层次，基层中包括底基层在内。

面层：

直接同行车荷载、大气接触，承受较大的行车荷载作用（包括冲击），同时受到降水、气温等的影响。与其它层次相比，它应具有较高的结构强度、抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，而且应耐磨、不透水、抗滑、平整（另外还应能适应基层开裂对其影响或旧路面病害的反映）。材料的使用应能适应此功能要求。第一节概述◆2、路面的结构层次与材料要求

基层：主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的垫层及土基，是路面结构的主要承重层（对于沥青路面）或重要功能层（对于水泥砼路面），因此，它也应具有足够的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能力；基层受大气影响较面层小，但仍可能被面层渗入雨水浸湿或地下水影响，也可受温度影响变形，因此仍应具有足够的水温稳定性；同时，为保证面层平整，它还应具有较好的平整度。

垫层：垫层介于基层和土基之间，它可改善土基的湿度和温度状况、使面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态；同时，也可扩散基层传递的荷载应力、减小土基的应力与变形，并可阻止路基土挤入基层。一般垫层修于特定状况道路工程结构中，如防砂土基础挤入基层、软土地基扩散应力、冻土保温隔温等。◆2、路面的结构层次与材料要求第一节概述

面层：

用水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石、泥灰结石、块料等材料。

基层（包括底基层）：

材料主要有各种结合料稳定土或稳定碎石、贫水泥砼、天然砂砾、碎石/块石/片石/砾石、工业废渣结合混合料等。当用不同材料修筑基层时，最下层的统一材料层称为底基层，它可就近使用当地的材料或土。

路基及垫层：

材料主要有松散粒料类透水层或稳定土等稳定隔离层。第一节概述◆2、路面的结构层次与材料要求路面等级面层材料类型适用的技术等级高级沥青混凝土，水泥混凝土高速、一级、二级、三级、四级次高级沥青贯入式，沥青碎石，沥青表面处治，整齐石块或条石二级、三级、四级中级碎、砾石（泥结或级配），半整齐块石，其它粒料

三级、四级低级粒料加固土，其它当地材料加固或改善土，不整齐石块四级第一节概述◆3、路面等级与分类

路面类型可从不同角度来进行划分，一般常按照面层所用的材料来进行区分，如水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面等等。但在工程设计中，则主要从路面结构的力学特性和设计方法的相似性出发，将路面划分为柔性路面、刚性路面和半刚性路面三类。◆3、路面的分类第一节概述

柔性路面总体结构刚度较小，荷载作用下的弯沉变形较大，抗弯拉强度较低，传递给土基的单位压力也较大，它主要包括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。

刚性路面主要指用水泥混凝土作面层或基层的路面结构，其强度高、弹性模量高、处于板体工作状态，传递给基础的单位压力小。

半刚性路面通过改善沥青混凝土性能使其呈半刚性特性，其刚度介于沥青混凝土和水泥混凝土之间。第一节概述◆3、路面的分类4、沥青路面(AsphaltPavement)柔性基层沥青路面(Asphaltpavementwithflexiblebase)半刚性基层沥青路面(Asphaltpavementwithsemi-rigidbase)刚性基层沥青路面(Asphaltpavementwithrigidbase)全厚式沥青路面(FullDepthasphaltpavement)第一节概述5、水泥混凝土路面（水泥路面）普通混凝土（JPCP）钢筋混凝土（JRCP）连续配筋混凝土（CRCP）钢纤维混凝土(SFCP)预应力混凝土、装配式混凝土、碾压混凝土第一节概述第一节概述6、行车荷载及其对路面的影响汽车荷载既是路基路面的服务对象，又是造成路基路面结构损伤的主要原因；它是不断移动着的、具有振动和冲击影响的动荷载；汽车荷载的特性包括汽车轮重与轴重的大小与特性、车轴的布置、汽车轴载的时间分布特性、以及汽车静态与动态荷载的特性比较等不同方面。第一节概述轮压供与压卵圆：轮胎皇对路商面的商静态杜压力稻大小熊与胎单内压川相接启近，害压面侍近似智为圆妥形。轮压惰的影宇响因姑素（1）汽晌车轮瓶胎的阴压力（2）轮肚载大供小（3）轮前胎的父刚度段、轮豆胎与每路面奶的接至触形示态接触士压力头受接催触面矿的形鸭态和覆轮胎减花纹南的影助响，打一般振情况算下接醒触面膊上的嚼压力醉分布克是不巷均匀挡的。6、行锄车荷饮载及缩慧其对述路面捉的影丙响运动舌车辆胜对路齿面的举作用凭力道路筋上行茂驶的独汽车念除给倾路面饥施加垂直传静压纠力外，苹还施站加水平坛力和振动风力，对樱路面带固定隆点而滤言，缘瑞这种诵影响提又具天有瞬时蔽性和胜重复监性。车轮死作用厚于路乒面的案垂直巡寿压力达与水掉平压搭力a)停驻忍；b)启动猫、一掘般行叙驶、培加速浪；c)减速捞、制贪动；d)转向PPPPVQQa)b)c)d)第一节概述1）水控平力聚：行车茂安全掩要求qma妈x≤著p⋅，其络中脚为甲路表锤与车孔轮的暮附着仿系数匪，它孟同路驰面类侦型与甜湿度小（路耗面状距态）互以及椒行车炎速度荒有关株。路瓶表层抢水平唐力过局大易筛导致破推挤菊、拥因包、泪波浪苦及车乏辙等什病害。2）振典动力限：振动敏轮载替最大披峰值娘与静烟载之削比称句为冲主击系划数，迹设计描路面欧时，房诚应以氏静轮繁载乘鲜以冲钥击系组数作妖为设睛计荷榴载。3）瞬匆时作问用及苹重复秘：路面秧点的借车轮酷作用株时间续约为0.笔01~0.咬10兼s，结南构变苗形来杯不及委呈现脆，瞬浴时作孙用利浊于结沈构，填但多纯次重妹复作拿用又税易使楼其疲滚劳。第一节概述什么粒是沥庆青混赚合料些？沥青傅混合涝料是荡由矿质陪混合前料(包括慨粗集热料、乏细集榆料和雄矿物剩填料验等）辈与沥青涝结合门料拌和售而成田的混晃合物虫，也阿可以鸽称为沥青态混凝存土。将这饰种混党合料狱加以诊摊铺刚、碾星压成咸型，摆即成熊为各窃种类莲型的艰沥青怪混凝侨土路纱面。并在这猛种结埋构中心，粗骨撞料起骨架作用培，沥青与填料起胶结和填充的作浊用。第二就节镜沥青漆路面溉材料姐组成粮及性估质沥青折混合或料的捏主要好组成胳材料暮：1.沥青有机剑结合镰料（胶骑结作童用）2.粗集械料砾石往、卵从石等（骨龄架支皱撑作移用）3.细集辉料天然辈砂、学人造独砂、种石屑棍等（填演充，庄增加摄粗集烫料接兔触点告）4.填料矿物冈填料持，水眠泥，录细粉翠等（填捡充密傍实、死增强范沥青配的粘奋结作衡用）主要振组成父材料沥青后混合礼料与水泥雨混凝没土的工诸程性骂质和临制备长工艺缓截然冻不同阵，但止是在争组成沉材料则上却委有相崭似之扮处。炭所以表在学巡寿习沥抽青混悟合料绩的过鼠程中嚷可以滤与水储泥混临凝土惕进行妹对比礼。第二来节搜沥青腾路面屿材料问组成脸及性廊质沥青详材料炒是由假高分熔子碳源氢化晚合物努及其阁衍生喉物组驶成的乌、黑改色或这深褐竟色的固体糖、半哑固体渔或粘树稠状殖物、不绍溶于速水而方几乎躬全溶称于二角硫化夺碳的非晶尿态有彻机材庆料（累有机冰胶凝誓材料箭）。沥青无机胶凝材料是？第二垂节归沥青慌路面扣材料每组成跟及性跨质沥青故有什捡么特泼点?热塑粱性材升料，加热改就软肿化；憎水盟性材洽料，纤耐水陡、不唯溶于颤水；不导南电；良好黄的粘性结性构和粘料弹性避；60C25C1hour1hour10hours第二琴节痕沥青鞠路面薪材料隶组成跌及性翼质沥青而有哪予些种茶类?地沥青沥青分类：*石油沥青：地壳中的原油，经开采加工得到的沥青。可以从生产工艺中考虑。天然沥青：当地下原油通过岩石裂缝渗透到地表后并长期暴露在大气中时，其中所含轻质部分蒸发，而残留物经氧化后成为天然沥青，一般存在于岩石裂缝中（岩沥青）、地面上或形成湖泊（湖沥青、海底沥青）。焦油沥青：是煤、木材、页岩等有机物经干馏加工而得到的焦油再加工所得的产物。第二盯节半沥青岸路面针材料率组成岁及性滚质石油沫沥青Pe晒tr浙ol婆eu遭m迈as比ph爽al奸t认识界石油箱沥青第二撤节铜沥青脖路面族材料别组成漫及性半质石油把沥青摄生产悟工艺劈燕：原油属在提剪取了弱汽油廊、煤阳油、机柴油蓬和润喘滑油南等石竖油产采品后泳，其残渣再经火氧化摧装置视、溶匹剂脱历沥青鸽装置遇或深企拔装挨置等处理，即似可制毛成石影油沥未青。石油沥青是怎么生产出来的？汽油煤油轻质柴油柴油机油沥青第二继节纳沥青累路面雀材料停组成宗及性惠质化学凳成分排：83平%碳；10橡%氢；7%氧,氮途和硫令；微量圆的钒酱、镍吐、铝匀和硅非。石油异沥青读含哪悔些化目学成筑分？第二柱节模沥青辛路面识材料兴组成朝及性孟质沥青是沥惭青混托合料币中最拐重要平的材凳料，裕其性仍能直摔接影季响沥盼青混君合料兔的各希项技贱术性质瞒（今后吃专门贫学习）；沥青扫路面争在选趴择沥胞青标蚂号时皱，必缘瑞须考扒虑环问境对洁沥青恩混合瞎料的饰作用：公路想等级荷载锋等级&重要旺性气候秘条件温度交通爸条件交通倍量路面呢类型路面买结构突和设览计的牲需求沥青拳的选做择第二泰节师沥青怖路面盆材料恰组成谣及性衬质粒径者大于2.专36错mm的集受料为动粗集熔料，起骨架享作用。高网速公夸路和万一级移公路疼宜选蚊用坚贡硬、庸耐磨丙性好怜的碎之石和惧破碎挣砾石系。粗集园料应女该洁慎净、可干燥异、表毒面粗才糙，镰符合该一定序的级汁配要胸求，隐具有猫足够描的力斯学性灯能，俊与沥球青有垫较好辫的粘丈附性潜等。粗集旱料第二夹节市沥青秧路面皮材料眉组成扑及性眼质粗集路料对姿强度愤的影生响第二房诚节耐沥青左路面馆材料总组成竖及性嫂质粒径化小于2.俱36率mm的集凤料为赢细集料：匠增加歉密实葬度和绳耐久耀性沥青氧路面界的细拣集料蛾包括嫁天然肿砂、突机制船砂、贯石屑暖。细目集料毅应洁悉净、吩干燥贵、无午风化吓、无听杂质摇，并清有适巨当的侧颗粒及级配；细集殃料也玩要富学有棱轮角，输应尽等可能喊采用佣机制个砂。葵天然抗砂的四棱角径已被品磨去沉，如住果用犬量过积多，戚会引鬼起混放合料率稳定矮性明袍显下喜降。细集锯料天然励砂机制货砂第二近节合沥青及路面融材料签组成旬及性匪质在沥交青混少合料宗中起填充作用亦的粒径些小于0.嫩07舒5m便m的矿热质粉披末称为固填料虚；通助常采捐用矿监粉。沥青苹混合米料的动矿粉绳必须幼采用经石灰午岩或弃岩浆醉岩中染的强怀基性谷岩石锐等憎水希性石料耳经磨此细得络到的宏矿粉古（碱性)，原阿石料涌中的元泥土鞋杂质牲应除稻净。填骨料第二锡节寸沥青替路面鉴材料滔组成贞及性首质按结合点料分类石油沥鼻青混合料煤沥咽青混合突料按生触产工捐艺分裕类：热拌沥青瓣混合然料温拌沥青射混合支料冷拌沥青牛混合你料再生沥青欺混合鬼料按矿悲料级追配组会成及蛋空隙冲率大躺小分给类密级白配沥青觉混合层料（航设计违空隙池率为3-腥5%）半开置级配沥青赠混合委料（肺设计侨空隙蓬率为6-竭12膨%）开级劈燕配沥青慎混合田料（效设计肝空隙接率大相于18棍%）沥青绝混合车料的重种类按照扯公称浅最大燃粒径造分类特粗唉式＞31龟.5浓mm粗粒聚式≥26井.5撞mm中粗僵式16胁mm或19件mm细粒贿式9.温5m钻m或13警.2降mm砂粒淋式＜9.拨5m舍m第二侮节搏沥青爱路面鉴材料带组成狭及性患质沥青蹈混合毁料的彩抗剪岁强度炎的决脏定因鸦素：内因暖：内畅摩擦徒角和辫粘聚档力，披其值镰越大爽，抗含剪强紧度越胳大；外因爽：决阀定于窜温度魂等环辉境因葡素。(1即)影响早沥青龄混合捞料内总摩擦倒角的个因素矿质铲集料贺：矿料赞尺寸容较大逐、颗昆料均阔匀、功有棱键角、编表面爹粗糙驾时，齿所组形成的曾混合缝料具赌有较沾大嵌村挤力坑与内锄摩阻少力。沥青番含量悦：含量惧越少委，则记矿料颠表面沃形成启的沥呜青膜卫越薄叉，内遥摩擦奋角越宅大。沥青津混合知料的抗雷剪强控度沥青讯混合跌料的抗欲剪强奇度(2小)影响出沥青何混合届料粘臭聚力读的因榨素沥青所材料雅的粘牛结性沥青刊的粘政度越适大，混合程料的阁粘滞央阻力猛也越鸦大，肿抵抗趟剪切遵变形剖的能害力越榆强。矿料酒颗粒羽间的蒙联结预形式结构展沥青波，自滤由沥裕青。浅沥青抢薄膜气形成肉结构基沥青妥比例定越大歌则粘先聚力傍越大供。当赌沥青愚含量废不变萌时，忧增加矿料祖的比耍表面可以增减薄绸沥青朽膜的概厚度翁，使厕结构汉沥青衫所占时比例虾增大怨，粘妻聚力娇提高崖。沥青殿混合艺料中的燥结构寄沥青鹿？第二埋节豆沥青肆路面挎材料忍组成剪及性冷质观察与讨论沥青源用量禾对沥锁青混遍合料消剪切或强度费的影说响讨论沥青艳用量剖与沥锦青混