路基路面工程 第八版 课件01概述-演讲版-16：9

《路基路面工程》

PavementEngineering国家精品课程东南大学

道路与铁道工程

国家重点学科HighwayandRailwayEngineering,NationalKeyDiscipline21:37本课程的设置及其重要性60多年历史。2007开始，围绕国家教学质量工程建设，先后获得国家精品课程（2008年）资源共享课程（2013年）在线开放课程（2018年）爱课程网址/sCourse/course_2658.html（2018年）（2013年开始）中国大学MOOC网址/course/SEU-1001753401教材建设教材的传承（最早的路基工程路面工程）（1987年12月第一版）（1990年12月第二版）（1979年12月第一版）（1961年12月第一版）教材建设教材的传承（邓学钧教授编写三版）（2000年2月第1版）（2005年8月第2版）（2008年5月第3版）教材建设教材的传承（黄晓明教授负责编写了5版）（2014年8月第4版）（2017年8月第5版）（2019年6月第6版）本课程的设置及其重要性教材的传承（黄晓明教授负责编写了5版）（2023年7月第7版）（2025年5月第8版）教材建设教材的传承（第六版2021年获首届全国优秀教材）课程建设自2007开始，先后获得国家精品课程（2008年）资源共享课程（2012年）在线开放课程（2018年）一流本科课程（2020年）本课程的设置及其重要性本课程在专业教学体系中的位置公共课程—数学、英语、人文

等基础课程—工程力学、结构力学、弹性力学

等专业基础—土木工程材料、测量学、土力学与土质学、水力学、交通工程基础、

结构设计原理、基础工程等；专业核心—道路勘测设计、路基路面工程、桥梁工程、城市道路设计等；提高课程—众多选修课程本课程在专业工程实践中的重要性实践环节—室内试验，确定路面结构设计的主要参数

等；野外试验—确定交通参数、路面结构参数

等；结构设计—进行路面结构设计、施工组织设计本课程的设置及其重要性路基路面工程与其他课程的关系本课程的内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内容林区路基路面矿区路基路面港区路基路面路基土的特性及设计参数(CharacteristicsandDesignParameters)路基设计

(EmbankmentDesign)路基防护与支挡设计

(RetainingWallDesign)路基施工

(Construction)

路基工程部分概论课程具体内容交通荷载及路面设计参数(ESALandStructuralParameters)路面基层(BaseCourse)沥青路面设计(AsphaltPavementDesign)水泥混凝土路面设计(CementConcretePavementDesign)路面排水设计（DrainageDesign）路面施工(Construction)路基路面养护与管理

(MaintenanceandRehabilitations)

路面工程部分课程具体内容课程教学方法教学方法课堂教学（基础教学）线上教学（预习与复习）研讨教学（提问与新技术）翻转教学（现场调查分析）实践教学（周边工程实际）课程目标“路基路面工程”是道路桥梁与渡河工程本科专业学生的必修课程通过本课程的教学，掌握路基路面工程的结构特点与功能要求；路基土的工程特性和承载力评价指标与方法；路基路面工程相关的交通、环境、材料的特性与要求、结构设计参数；掌握路基强度和稳定性的要求和设计方法；掌握路基支挡结构分析与设计；路面结构强度（刚度）的测试方法、结构层材料模量的确定和取值方法、交通量确定方法、路基路面工程质量检测与评定方法；掌握路基层特性及选择方法；沥青混凝土路面和水泥混凝土路面材料与结构设计方法；了解路基和路面施工及养护技术；具有路基路面工程相关的设计、施工、养护和质量检测与评定的基本能力。课程重点：路基路面工程相关的基本概念、原理和方法；路基稳定性设计、路基支挡结构设计、沥青混凝土路面和水泥混凝土路面的结构组合设计与厚度设计。通过课程学习和课程思政建设，了解“工匠精神”、“一带一路”、“两路精神”、“愚公移山”等思想内涵，建立生态意识、服务意识、国家意思，为世界交通建设服务。第一章概论第一章

概论(Introduction)第一节路基路面工程发展概况(Development)第二节路基路面工程的特点与性能要求(Characteristics)第三节路基路面结构及层位功能(Pavementlayers)第四节路基路面结构的影响因素(Factors)第五节

公路自然区划(NatureCategories)第一节

路基路面工程发展概况核心内容：道路的衍变道路的分类我国公路建设成果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。第一节【1、道路的衍变】世上本没有路，走的人多了就成了路鲁迅古罗马道路和结构

第一节【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。第一节【1、道路的衍变】通向柏林的A9公路(东德)，使用时间超过60年，

图中为第一阶段的水泥路面1930年的汽车第四阶段：以高速度分车道行驶为特征的高速公路阶段。也称为Freeway、Motorway或Expressway。第一节【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Airport

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

分级

高速公路、一级公路

二级、三级、四级公路Highway道路

城市道路

快速路

主干道

次干道

支路及街道

其它道路第一节【2、道路分类】厂矿道路林区道路道路机场公路代码港区道路第一节【3、我国公路建设成果】公路总里程和公路密度不断增加第一节【3、我国公路建设成果】高速公路建设迅猛发展第一节【3、我国公路建设成果】不平衡不充分的矛盾依然突出主要问题：东部西部不平衡、公路等级不平衡主要对策：充分展二、三级公路，充分发展西部公路不充分不平衡四级及等外公路占76.5%左右=420.02万公里国道里程38.67万公里

省道里程40.01万公里。

农村公路464.67万公里

其中县道里程69.88万公里

乡道里程124.34万公里

村道里程270.14万公里第二节

路基路面的工程特点核心内容路基路面的工程特点路基路面的使用要求路基路面的性能要求1）路线长、工程量大；

2）沿线地形起伏变化大，地质、地貌、气象特征多变；

3）沿线经济发展水平和交通特点不一样。

……第二节【1、路基路面的工程特点】全天候畅通高速（不同等级）安全舒适经济耐久即：结构与功能两个方面要求第二节【2、路基路面的使用要求】

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(Strength,Stability,Durability)。（1）路基工程

第二节【3、路基路面的性能要求】一般路基冻土区通风管路基讨论3个的内涵EmbankmentFoundation

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耐久性，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。（2）路面工程

第二节【3、路基路面的性能要求】1.承载能力(BearingCapacity)是结构承受荷载的能力，应满足相应的指标和标准要求。路面各个部位的各种应力在容许的范围内“保证路面结构不发生压碎、拉断、剪切等各种破坏。2.稳定性(Stability)是路基路面结构的稳定性是在降水、气温、环境变化等条件下仍能保持其原有特性的能力。包括：路面的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和路基稳定性（强度、变形和边坡稳定性）。3.耐久性(Durability)

路基路面的耐久性是在车辆荷载的反复作用与大气水温周期性的重复作用下的性能变化特性。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（包括路基顶面重复荷载的塑性变形抗疲劳耐老化等）。4.表面平整度(SurfaceSmoothnessorRoughness)路面表面平整度是路面表面纵向凹凸量的偏差值“。他是影响行车安全、行车舒适性以及运输效益的重要指标。5.表面抗滑性能(SkidResistance)路面抗滑性是指路面表面抗滑能力的大小。他与路面表面的宏观纹理及微观纹理有关，是保证车轮与路面之间有足够的附着力和摩擦力的条件，可以增加行车安全。

第二节【3、路基路面的性能要求】节尾第三节

路基路面结构及层位功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及层位功能路面面层类型及适用范围路面分类第三节【1、路基横断面】路基横断面图-横断面由路肩、行车道、中间带等组成第三节【1、路基横断面】高速公路的典型横断面第三节【1、路基横断面】城市道路典型横断面组成图1－5城市道路典型路基横断面路基宽度第三节【1、路基横断面】路基横断面示意图（顶面包含路肩等）路面结构面层基层底基层上路床30cm下路床50cm或90cm上路堤70cm下路堤路肩路肩路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成第三节【1、路基横断面】路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成路基横断面示意图（顶面包含路肩等）填方路基第三节【1、路基横断面】路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成路基横断面示意图（路面顶面包含路肩等）挖方路基第三节【1、路基横断面】路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成路基横断面示意图（路面顶面包含路肩等）填挖结合路基第三节【1、路基横断面】路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成路基横断面示意图（顶面包含路肩等）沿河路基第三节【1、路基横断面】路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成路基横断面示意图（顶面包含路肩等）台口路基和路桥组合路基第三节【1、路基横断面】路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成路基横断面示意图挡土墙（顶面包含路肩等）山区挖方路基第三节【1、路基横断面】路基横断面构造-路面和路基土填筑部分组成路基横断面示意图-挡土墙（路面顶面包含路肩等）山区填挖结合路基第三节【2、路面横断面形式】槽式横断面（a）全铺式横断面（b）第三节【3、路拱横坡度】形式：一次式：直线形、折线形二次式：2次抛物线形，三次式：3次线形方程目的：为了保证路面上雨水及时排出，减少雨水对路面的浸润和渗透而减弱路面结构强度，路面表面应做成直线形或抛物线形的路拱。

要求：第三节【4、路面结构分层及层位功能】面层基层功能层(必要时)路基水泥混凝土路面（1）路面分层沥青混凝土路面面

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30cm50或90cmcm70cm20～40cm4～5cm5～6cm6～8cm70～80cm（2）沥青路面分层第三节【4、路面结构分层及层位功能】20～40cm沪宁高速拓宽跣刨断面第三节【4、路面结构分层及层位功能】（2）沥青路面分层面

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）砂石材料水泥混凝土级配碎石CTB、LFTB…土或改善土（3）水泥路面分层第三节【4、路面结构分层及层位功能】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（冲击力形成的垂直力、水平力）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。总体要求是抗车辙、抗水损害。基层（含底基层）：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路基（含垫层及土基），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。总体要求是抗疲劳、抗开裂。第三节【4、路面结构分层及层位功能】（4）路面各层的要求第三节【4、路面结构分层及层位功能】功能层：为保证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必要时设置功能层。他的主要功能是加强路面结构层之间的联接、改善路基的湿度和温度状况。功能层类型：按其作用可分为路基改善层、透水层、结合层等。路基改善层：路基处于下列状况的路段应设置改善层：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。透水层：在降雨大的路段区域设置的透水性排水层。结合层：为提高路面结构层之间粘结性能的功能层。功能层材料：松散粒料、稳定类材料层、沥青处治层。路基（强度、稳定性和耐久性）（4）路面各层的要求第三节【4、路面结构分层及层位功能】（4）路面各层的要求各层要求与结构层的功能需求有关第三节【5、路面面层类型及适用范围】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第三节【6、路面分类】柔性基层（级配碎石基层、沥青稳定基层）沥青路面（全厚式）无机结合料稳定类基层沥青路面组合式基层沥青路面复合式路面（或刚性基层）沥青路面水泥混凝土路面节尾第四节

路基路面结构的影响因素核心内容路基路面稳定性影响因素路基路面工程的环境因素影响第四节【1、路基路面稳定性影响因素】地理条件地质条件气候条件水文和水文地质条件土的类别路基路面上的作用影响因素（6个）地形地貌

海拔高度

路线与地势地貌的结合程度第四节【（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第四节【（2）地质条件】气温（季节性与地形性）

降水

日照

风力风向第四节【（3）气候条件】地表水的水文条件

1）地表积水水位与存水时间2）地表水的排泄

3）河流的常水位与洪水水位

4）河流的河岸及河床的淤积地下水的水文条件

1）地下水的移动规律

2）地质内的层间水、裂隙水、泉水的存在情况第四节【（4）水文条件】1）土的不同颗粒组成形成不同的材料强度机理2）不同类别的土受水温影响的程度不同2）不同的土类有不同的工程特征与性质第四节【（5）土的类别】交通荷载的各种作用力外界因素产生的作用力路基的自重作用（沉降、稳定）第四节【（6）交通荷载和路基自重作用】第四节【2、路基路面工程的环境因素影响】路基路面结构的温度和湿度状况变化沥青路面温度变化导致沥青混凝土模量降低路基湿度变化导致路基模量也变化、冬季温度变化也将导致刚度变化第四节【2、路基路面工程的环境因素影响】大气温度的年周期变化和日周期变化第四节【2、路基路面工程的环境因素影响】大气温度的年周期变化和日周期变化第四节【2、路基路面工程的环境因素影响】沥青路面温度场的季节变化第四节【2、路基路面工程的环境因素影响】水泥混凝土路面结构内温度随深度的分布状况第四节【2、路基路面工程的环境因素影响】路面结构分析方法：路面结构内的温度和湿度状况，可通过在外部和内部影响因素之间建立联系的方法来预估。这种方法有两类，即统计方法和理论方法。统计方法（公式）Tmax=a+bTa·max+cQ理论方法采用有限元技术进行分析与计算热传导理论分析法第四节【2、路基路面工程的环境因素影响】节尾表面温度一定深度温度最高温度最低温度最低温度第五节

公路自然区划道路工程特征相似的原则

地表气候区划差异性原则

自然气候因素既有综合又有主导作用的原则1、中国自然区划的意义-目的和意义2、公路区划依据的原则合理指导公路桥梁、隧道结构设计、施工与养护。合理指导公路路面材料选择、设计、施工。发展地理科学和农业生产（1958年编写了中国综合自然区划，按照大自然区、热量等、自然地区、自然地带、自然省、自然州、自然县等7级单位系统）。第五节【3、一级区划指标】（1）全年均温-2℃等值线。

在一般情况下，地面大气温度达到-2℃时，地面土开始冻结。因此，它是区分多年冻土和季节冻土的界线。（2）一月份均温0℃等值线。

是区分季节冻土和全年不冻的界线。（3）我国地势的三级阶梯的两条等高线。3、公路自然区划方法:一级区划指标第五节【4、二级区划指标】二级区划仍以气候和地形为主导因素，但具