河北工业大学路基路面工程课件

《路基路面工程》

课程的具体内容一般路基设计路基稳定性分析计算路基防护与加固挡土墙设计路基路面排水设计

路基工程部分概论路面结构组成、行车荷载、环境因素及材料的力学性质碎砾石路面、块料路面、

无机结合料稳定材料路面沥青路面沥青路面设计水泥混凝土路面水泥混凝土路面设计

路面工程部分

课程的具体内容第一章总论主要内容第一节道路工程发展概况第二节路基路面工程的特点第三节影响路基路面稳定的因素第四节路基土的分类第五节公路自然区划第六节路基水温状况及干湿类型第七节路面结构及层位功能第八节路面的等级与分类第一节道路工程发展概况道路的发展可粗分为四个阶段：第一阶段：供行人和牛马及其它兽类行走、驮运货物的阶段。此时期的道路通常称为小路或小径(Trail)

。第二阶段：供畜力车辆和行人通行的大道阶段(CartWay)

。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、道路的衍变古罗马道路和结构

1、道路的衍变第三阶段：行驶汽车的公路（Highway）阶段。内燃机汽车是德国在1886年由高特列希戴姆勒发明，我国在1902年从国外引进汽车，1906年苏元春驻守广西时首建了龙州到镇南关的公路。1、道路的衍变通向柏林的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、道路的衍变

道路是供各种车辆、行人等通行的工程设施，按其使用范围分为公路、城市道路、机场跑道、厂矿道路、林区道路等。

机场道面

分类干线公路：国家干线省干线公路县公路乡公路支线公路

道路分级

高速公路、一级公路（高等级公路）二级、三级、四级公路(其它公路)

快速路城市道路主干道次干道支路及街道其它道路

2、道路分类公路是指按现行部颁的《公路工程技术标准》修建、经交通主管部门验收认定的城市间、城乡间、乡间主要供汽车行驶的公共道路。城市道路，农牧场、厂矿、林区、港区、油田等内部的生产作业道路，军事基地内道路以及游览点内部道路等均不属于公路。城市道路是指城市范围内，供车辆及行人通行的具备一定技术条件和设施的道路，其中，城市系指直辖市、市、镇及未设镇的县城。厂矿道路是指主要供工厂、矿山运输车辆通行的道路；林区道路则是建在林区、主要供各种林业运输工具通行的道路。

2、道路分类

城市道路按其在城市道路系统中的地位及交通功能的不同分为四类：快速路：分向高速行驶、立体交叉、需控制出入，一般具有四车道以上、设中央分隔带。主干道：在城市道路网中起骨架作用、以解决区间交通联系及对外交通为主的道路。次干道：连接主干道之间的辅助性干道。支路：是次干道与街道的连接线，以服务功能为主，解决地区交通。3、城市道路的分类和等级各级城市道路的主要技术指标按照我国交通部《公路工程技术标准》的规定，我国的公路根据其任务、功能和适应的交通量不同分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路五个技术等级，各等级公路的具体功能及适应的交通量大小如下表所示。公路等级的选用应根据公路网的规划，从全局出发，按公路的使用任务、功能和远景交通量综合确定。一条公路，可根据交通量等情况分段采用不同的车道数或不同的公路等级。4、公路的技术等级技术等级含义适应的交通量(年平均辆/天)高速公路为具有特别重要的政治、经济意义，专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的干线公路。（折合为小客车）四车道：25000~55000六车道：45000~80000八车道：60000~10万一级公路为联结重要政治、经济中心，通往重点工矿区、港口、机场，供汽车分向、分车道行驶的公路。（折合为小客车）四车道：15000~30000六车道：25000~55000二级公路为联结政治、经济中心或工矿区、港口、机场等地的公路（折合为小客车）双车道：5000~15000三级公路为沟通县以上城市的公路（折合为小客车）双车道：2000~6000四级公路为沟通县、乡（镇）、村等的公路（折合为小客车）双车道：<2000单车道：<400

4、公路的技术等级各级公路的主要技术指标

我国的公路，按照其在国家政治、经济、国防和区域行政管理中的重要性和使用性质的不同，可划分为国道、省道、县道、乡道和专用公路等五个行政等级，其各自的含义列示于下表5、公路的行政等级行政等级含义国道指具有全国性政治、经济、国防意义的国家干线公路，它包括重要的国际公路、国防公路、联结首都与各省和自治区的首府及直辖市的公路，以及联结各大经济中心、港站枢纽、商品生产基地和战略要地的公路。省道指具有全省（自治区、直辖市）政治、经济意义的省级干线公路，包括联结省会与其卫星城市、中心城市、经济区的公路，以及不属于国道的国际公路和省际间的重要公路。县道指具有全县（旗、县级市）政治、经济意义，联结县城和县内主要乡（镇）、主要生产与集散地的公路，以及不属于国道、省道的县际间的公路。乡道指主要为乡（镇）村经济、文化、生活服务的公路，以及不属于县道以上公路的乡与乡之间及乡村与外部联络的公路。专用公路指专线或主要供厂矿、林区、油田、农（牧）场、旅游区、军事要地等与外部联络的公路。5、公路的行政等级从全国范围考虑的公路网被称为国家干线公路网，简称国道网；国道网中，经济意义特别重大、交通运输特别繁忙、技术标准较高并在国家公路运输网中起主骨架、主通道作用的公路，称为国家主干线公路，简称国道主干线。

九十年代，交通部在参考国外公路交通发展经验及研究分析我国的经济发展布局后提出了国道主干线系统规划。该国道主干线系统的总规模为3.5万公里左右，以专供汽车行驶的高速公路和一级公路为主组成，总体布局上可分为五纵七横共十二条路线，连接全国43%的城市，连接全国所有人口在一百万以上的特大城市和93%的人口在五十万以上的大城市，使全国七大经济区域基本上有高等级公路连通。

2005年将其调整为国家高速公路网，采用放射线与纵横网格相结合的布局，由7条首都放射线、9条南北纵线和18条东西横线组成，简称为“7918”网，总规模约8.5万公里，其中主线6.8万公里，地区环线、联络线等约1.7万公里。

6、国家干线公路网九五-公路建设规划2008公路网状况7条北京放射线9条纵向路线18条横向路线公路建设规划——高速公路“7918”网7条北京放射线9条纵向路线18条横向路线到2020年，高速公路总规模约8.5万公里，其中主线6.8万公里，地区环线、联络线等其它路线约1.7万公里。公路建设规划——高速公路“7918”网7、国家高速公路网命名数字及数字与字母编号①首都放射线编号为1位数，由正北开始按顺时针方向升序编排，编号区间为1~9。②纵向路线编号为2位奇数，由东向西升序编排，编号区间为11~89。③横向路线编号为2位偶数，由北向南升序编排，编号区间为10~90。④并行路线的编号采用主线编号后加英文字母“E”、“W”、“S”、“N”组合表示；“E”、“W”、“S”、“N”分别表示并行路线在主线的东、西、南、北方位。⑤地区环线的编号按照由北向南的顺序排列，编号区间为91~99。⑥联络线的编号为4位数，由主线编号＋“1”＋联络线顺序号组成。联络线的顺序号按照主线前进方向由起点向终点顺序排列。⑦城市绕城环线的编号为4位数，由主线编号＋“0”＋城市绕城线顺序号组成。主线编号为该环线所连接的纵线和横线中编号最小者，如该主线所带城市绕城环线编号空间已全部使用，则先用主线编号次小者，依此类推。如该环线仅有放射线连接，则在1位数主线编号前以“0”补位。同一条国家高速公路穿越多个省（区、市），所连接的城市环线的编号在各个省（区、市）单独排列。在不同省（区、市）允许出现相同的城市绕城环线编号。国家高速公路网（7918）首都放射线（7条）1G1京哈高速北京—哈尔滨1280公里2G2京沪高速北京—上海淮安-江阴-无锡-苏州

1245公里3G3京台高速北京—台北曲阜-徐州-蚌埠-合肥2030公里4G4京港澳高速北京—港澳2285公里并行线G4W广澳高速广州-澳门5G5京昆高速北京—昆明2865公里6G6京藏高速北京—拉萨3710公里7G7京新高速北京—乌鲁木齐2540公里国家高速公路网（7918）南北纵向线（9条）1G11鹤大高速鹤岗—大连1390公里联络线G1111鹤哈高速鹤岗－哈尔滨G1112集双高速集安－双辽G1113丹阜高速丹东－阜新2G15沈海高速沈阳—海口(连云港-盐城-南通-上海)3710公里并行线G15W常台高速常熟－台州(常熟－苏州－嘉兴)联络线G1511日兰高速日照－兰考G1512宁金高速宁波－金华G1513温丽高速温州－丽水G1514宁上高速宁德－上饶3G25长深高速长春—深圳3585公里联络线G2511新鲁高速新民－鲁北G2512阜锦高速阜新－锦州G2513淮徐高速淮安－徐州4G35济广高速济南—广州2110公里5G45大广高速大庆—广州3550公里联络线G4511龙河高速龙南－河源6G55二广高速二连浩特—广州2685公里联络线G5511集阿高速集宁－阿荣旗G5512晋新高速晋城－新乡G5513长张高速长沙－张家界7G65包茂高速包头—茂名3130公里8G75兰海高速兰州—海口2570公里联络线G7511钦东高速钦州－东兴9G85渝昆高速重庆—昆明838公里联络线G8511昆磨高速昆明－磨憨国家高速公路网（7918）东西横向线（18条）1G10绥满高速绥芬河—满洲里1520公里联络线G1011哈同高速哈尔滨－同江2G12珲乌高速珲春—乌兰浩特885公里联络线G1211吉黑高速吉林－黑河3G16丹锡高速丹东—锡林浩特960公里4G18荣乌高速荣城—乌海1820公里联络线G1811黄石高速黄骅－石家庄5G20青银高速青岛—银川1600公里联络线G2011青新高速青岛－新河G2012定武高速定边－武威6G22青兰高速青岛—兰州1795公里7G30连霍高速连云港—霍尔果斯（连云港-徐州-商丘）4280公里联络线G3011柳格高速柳园－格尔木G3012、G3013吐和伊高速G3014奎阿高速奎屯－阿勒泰G3015奎塔高速奎屯－塔城G3016清伊高速清水河－伊宁8G36南洛高速南京—洛阳(南京-滁州)712公里9G40沪陕高速上海—西安（上海-南通-扬州-南京-合肥）1490公里联络线G4011扬溧高速扬州－溧阳国家高速公路网（7918）东西横向线（18条）10G52沪蓉高速上海—成都(上海-苏州-无锡-常州-南京-合肥)1960公里联络线G4211南芜高速南京－芜湖G4212合安高速合肥－安庆11G50沪渝高速上海—重庆(上海-宜兴-芜湖)1900公里联络线G5011芜合高速芜湖－合肥12G56杭瑞高速杭州—瑞丽3405公里联络线G5611大丽高速大理－丽江13G60沪昆高速上海—昆明2730公里14G70福银高速福州-银川2485公里联络线G7011十天高速十堰-安康-汉中-天水15G72泉南高速泉州—南宁1635公里联络线G7211南友高速16G76厦蓉高速厦门—成都2295公里17G78汕昆高速汕头—昆明1710公里18G80广昆高速广州—昆明1610公里联络线G8011开河高速国家高速公路网地区环线1G91辽中环线辽中-新民-铁岭-抚顺-本溪-鞍山-辽中2G92杭州湾环线上海-杭州-宁波

G9211联络线宁波--舟山3G93成渝环线成都-绵阳-遂宁-重庆-泸州-宜宾-乐山-雅安-成都4G94珠三角环线香港-澳门-珠海-顺德-佛山-花都-增城-东莞-深圳-香港和东莞-顺德-佛山-花都-增城-东莞

G9411联络线东莞--虎门-佛山5G98海南环线海口-琼海-万宁-三亚-东方-海口6G99台湾环线台北-新竹-台中-台南-高雄-台东-花莲-宜兰-基隆-台北国家高速公路网城市环线北京G4501天津G2501

济南G2001上海G1501合肥G4001福州G1501石家庄G2001郑州G3001武汉G4201长沙G4001太原G2001西安G3001成都G4201昆明G5601银川G2001兰州G3001西宁G6001拉萨G6001呼和浩特G6001乌鲁木齐G3001沈阳G1501长春G2501哈尔滨G1001大连G1101青岛G1501宁波G1501厦门G1501广州G3501南京G2501杭州G2501深圳G2501重庆G5001贵阳G6001南宁G7601海口G1501南昌G6001

公路路基是路面的基础，是公路工程的重要组成部分，它是按照路线位置和一定的技术要求修筑的带状构造物，与路面共同承受交通荷载的作用。作为路面的支承结构物，路基必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。（1）路基工程

8、路基路面工程（1）路基工程-冻土（1）路基工程（1）路基工程

公路路面是直接承受交通荷载、大气温度及雨水作用的结构，应具有良好的稳定性和足够的强度、刚度，其表面还应满足平整、抗滑和排水的要求。因此，公路路面应根据交通量及其组成情况和公路等级、使用任务、功能、当地材料及自然条件，结合路基进行综合设计。各级公路的行车道、路缘带、匝道、变速车道、爬坡车道、硬路肩和应急停车带等均应铺筑路面；高速公路和一级公路应采用高级路面，二级公路应采用高级或次高级路面，三级公路宜采用次高级或中级路面，四级公路宜采用中级或低级路面。路面结构一般由面层、基层、底基层组成。（2）路面工程

8、路基路面工程面层

基层底基层路基（含垫层）

8、路基路面工程（3）路面分层面层：面层是直接同行车及大气接触的表面层次，它承受较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降雨的浸蚀和气温变化的影响，因此，同其它层次相比，它应具有较高的结构强度、抗变形能力和较好的水稳定性与温度稳定性，且应耐磨、不透水，表面还应有良好的抗滑性与平整度。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，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，但仍可能受地下水及面层渗入雨水的浸湿，故也应具有足够的水稳定性；同时，为保证面层平整，它还应具有较好的平整度。8、路基路面工程（4）路面各层的特点

8、路基路面工程路基垫层：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。按其作用可分为排水层、隔离层、防冻胀层等。路基处于下列状况的路段应设置垫层：地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿状态的路段；排水不良的土质路堑；有裂隙水，泉眼水等水文不良情况的岩石挖方路段；季节性冰冻地区可能产生冻胀的中湿、潮湿路段；基层可能受污染的路段。（4）路面各层的特点8、路基路面工程（5）路面工程分类面层基层土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道路常用层位及厚度（6）路面工程70～80cm道路常用层位及厚度（6）路面工程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）砂石材料改良土或改善土水泥混凝土水泥路面各层位常用材料级配碎石CTB、LFTB…改良土或改善土（6）路面工程水泥路面各层位常用材料（6）路面工程8、路基路面工程本课程将路基、路面结合，综合介绍公路、城市道路及机场跑道等路基路面设计原理、设计方法和材料、施工、养护、维护及管理技术等相关知识（其中桥梁与隧道工程涉及桥面铺装和隧道路面中的路面部分可参照一般公路并结合桥梁和隧道结构的特点进行特殊设计）。8、路基路面工程（7）路基路面工程沪宁高速拓宽跣刨断面

8、路基路面工程第二节路基路面工程的特点路线长、工程量大；

沿线地形起伏变化大，地质、地貌、气象特征多变；

沿线经济程度和交通特点不一样。

……1、路基路面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

2、路基路面的使用要求特点1.承载能力(SupportLoadAbility)

包括强度和刚度两个方面2.稳定性(Stability)

在地表上开挖或填筑路基，会改变原地面地层结构的受力状态，从而造成路基失稳；大气降水、大气周期性变化对稳定性的影响3.耐久性(Durability)

道路工程有较长的使用年限，因此路基路面工程要求有很好的耐久性能4.表面平整度(SurfaceSmoothness)

是影响行车安全、行车舒适性以及运输效益的重要使用性能5.表面抗滑性能

(SurfaceSkidResistance)

保证车轮与路面之间有足够的附着力和摩擦力，以增加行车安全3、路基路面的性能要求特点第三节路基路面稳定的影响因素地形地貌

海拔高度

路线与地势地貌的结合程度1.地理条件岩石或土的种类与成因地质走向与层理有无软弱层或软弱夹层有无地震、泥石流或岩溶等不良地质情况2.地质条件气温（