路面工程PPT课件

1、.,1,第8章 路面工程,一般概念 沥青路面 水泥混凝土路面,.,2,1 一般概念 一、路面分类 1、按面层使用材料： （1）沥青类 （2）水泥砼 （3）粒料 （4）块料,.,3,2、按路面结构的力学性质： （1）柔性路面： 柔性路面是指刚度较小，在轮载作用下产生的弯沉较大，路面结构本身的抗弯拉强度较低，它通过各结构层将荷载传递给路基，使路基承受较大的单位面积荷载。 包括了各类沥青面层，碎石面层，块料面层。 （2）刚性路面： 指面层板的刚度较大，且抗弯拉强度较高，路面弯沉小、路基承受较小的单位面积荷载。 包括水泥砼作面层，以及水泥混凝土、贫混凝土、碾压混凝土作为基层的路面结构。 （3）半刚性路

2、面： 在沥青面层下面的基层、垫层中，含有用水泥、石灰或石灰工业废渣为无机结合料稳定集料或土类的半刚性结构层。,.,4,二、对路面的基本要求 （1）强度和刚度； （2）稳定性：温度稳定、水稳定； （3）耐久性； （4）表面平整度； （5）表面挖滑性能； （6）少扬尘； （7）低噪声。,.,5,三、路面的分级,注：实际道路的路面不受上表对应路面等级范围的限制。,.,6,四、 路面的结构层次 1、路面结构层次,面层,基层,垫层,路基,可细分为,特殊层次： 粘层：为了沥青层之间粘结良好而浇洒的沥青层。 透层：为了使沥青层与非沥青材料的基层结合良好，在基层上浇洒的液体沥青层。 封层：为了封闭表面空隙，防

3、止水分侵入面层或基层，在面层或基层上铺筑的沥青封面层，如稀浆封层、沥青砂。,.,7,2、路面结构为何要分层 ？ 路面结构在汽车荷载作用下，其在路面内部产生的压应力随着路面以下深度的增加而降低，因此选用不同强度的路面材料铺筑路面，适应应力的变化，以节约造价；同时，从施工方便的角度考虑，层次及材料的种类变化不能太多太繁。 路面结构一般分为面层（又可分为上面层、中面层、下面层）、基层（又可分为上基层、下基层）及垫层等层次。,.,8,3、 对路面各层的要求 （1）面层 1） 特点：直接承受行车荷载作用大气降水和温度变化。 要求：足够的结构强度、温度稳定性、耐磨、抗滑、平整和不透水。 2）结构：面层由一

4、层或数层组成，顶面可加铺磨耗层，底面可增设联结层。 3）材料：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石、沥青表面处治、泥结碎石、块石等。,.,9,（2）基层 1）特点：起主要承重作用（承受由面层传递来的车辆荷载垂直力，并把它扩散到垫层和土基中）。 2）要求：足够的强度、刚度、水稳定性。 3）结构：有时需要设两层：上基层，底基层。 4）材料：分为柔性基层（级配碎（砾）石、符合级配的天然砂砾、泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石、沥青稳定碎石、沥青贯入碎石）；半刚性基层（水泥稳定类、沥青稳定类、石灰工业废渣稳定类，水泥石灰综合稳定类）；刚性基层（水泥混凝土、贫混凝土、碾压混凝土）。 目前最常用：水泥稳定碎（砾）

5、石、石灰稳定土、石灰粉煤灰稳定碎石、级配碎石、级配砂砾、填隙碎石。 5）为保护面层，基层宽度每侧应较面层超出25cm。,改为：5）为保护面层，基层宽度应每侧超出面层25cm。,分段,.,10,（3）垫层 1） 作用：设于基层下的结构层，其主要作用是隔水、排水、防冻、 防污或扩散荷载应力（软基）等作用，保证路面的强度和稳定性，改善基层和土基工作条件。 2）材料：水稳性和隔热性要好。 松散材料：粗砂、砂砾、碎石、煤渣、矿渣、片石（透水性垫层）。 整体性材料：石灰土、石灰煤渣类、 石灰粉煤灰类 。 最常用垫层：级配碎石、级配砂砾、填隙碎石、天然砂砾、块（片）石、石灰土等。 路基顶面可铺设土工合成材料

6、隔离层。 3）垫层宽度每侧应较基层超出25cm，或至少与基层同宽度。,.,11,2 沥青路面,一、沥青路面的设计 1、设计内容 路面材料的选择，混合料配合比设计、设计参数的测试与确定； 路面结构层组合与厚度计算； 路面结构方案比选； 路面排水系统设计。,.,12,二、路面使用年限 沥青混凝土、热拌沥青碎石：15年 冷拌沥青碎（砾）石、沥青贯入式、沥青上拌夏贯式：12年 沥青表面处治：8年 泥结碎石、级配碎石（砾）、粒料改善土：5年,.,13,三、沥青路面的设计指标 1、标准轴载、当量轴次、设计年限内一个车道的累计当量轴次 2、路面设计弯沉值Ld 3、容许弯拉应力R、容许剪应力R 4、路基土和路

7、面材料抗压回弹模量值 （1）路基土回弹模量E0：快速路、主干路： E030 MPa 次干道、支路：E020 MPa （2）路面材料抗压回弹模量E1的确定：可查表,.,14,四、路面结构层设计时的注意事项 应结合道路交通荷载、环境因素、地方情况等方面综合考虑。 （1）面层类型和等级的选择 等级：道路的等级越高、交通量越大面层等级越高。 类型：考虑材料供应、地方要求、服务对象、地质水文等。 （2）按路面受力特征选择各结构层次 行车荷载产生的应力和应变，随路面深度增加而递减对路面材料的强度和刚度要求，随路面深度增加而降低。因此，结构层组合时要求： 材料强度和刚度：自上而下递减，以充分发挥各层材料的效

8、能，越到上面，强度越高，材料价格越贵； 各层厚度：上层薄下层厚，以达到经济节省的目的。,.,15,（3）考虑结构层自身结构特征 路面结构是由具有各自结构特性的不同层次组成。在组合时要注意相邻层次的相互影响，尽量避免和消除相邻层次间的不利影响。 模量大小：E基层/E面层0.3；E0/E基层=0.080.4 因此，层数越多越符合实际受力状态，可使相邻结构层模量逐渐过渡。但层次多施工不方便，无法保证施工质量。 （4）各层厚度的确定： a）满足规范建议的最小厚度要求； b）各结构层厚度也不宜过厚； c）符合路面计算的结果。,.,16,以下资料引自公路沥青路面设计规范（JTG D50-2006）,.,1

9、7,.,18,沥青路面材料的符号：,.,19,五、路面典型结构组合示例,几种路面典型结构示例,.,20,3 水泥混凝土路面 一、混凝土路面的特点 由于混凝土强度很大，特别是抗弯拉强度高，弹性模量大，水泥混凝土面板在车轮作用下弯沉小，表现出较大刚性，传递到基础上的应力也比柔性路面小，对路基的要求也比柔性路面低。 同类型的路面有：普通混凝土路面、碾压混凝土路面、钢筋混凝土路面、连续配筋混凝土路面、钢纤维混凝土路面、装配式混凝土路面、双层式混凝土路面、混凝土预制小块铺砌路面。 其中，最广泛使用的是就地浇筑的素混凝土路面，它除了接缝区、局部区域（板边缘、角隅、沿路构筑物）布置加强钢筋外，板内不再配置其

10、它钢筋。,.,21,.,22,1、优点： （1）强度高（抗压、抗弯拉） （2）稳定性好：水稳定性、温度稳定性好，后期强度高，不老化 （3）使用寿命长：可达30年以上 （4）养护量少 （5）有利于夜间行车 2、缺点： （1）有接缝：行车产生跳动，板边、板角易损坏 （2）开放交通迟：需养生15d以上 （3）一旦损坏，修复困难 （4）行车噪声大 （5）阳光下反光强，产生视觉疲劳,.,23,二、混凝土路面构造 1、结构层次组合 （1）砼面板 （2）基层 （3）垫层 （4）土基,.,24,三、混凝土路面设计依据,1、混凝土路面设计年限,2、混凝土设计强度 以28d龄期的弯拉强度控制,.,25,3、混凝土

11、面板最小厚度,4、轴载标准 以100kN的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。,.,26,2、面板横断面形式,水泥混凝土路面横断面形式 a)等厚式；b)厚边式 （尺寸单位：cm）,.,27,3、板的平面尺寸划分 路面由一系列横缝及纵缝分为混凝土板块。 纵缝间距即板宽，一般以一个车行道的宽度作为一个板宽， 一般34m，最大不大于5m； 横缝间距即板长，通常是前后横向缩缝之间的间距，一般采用46m，不超过6m。,横缝,胀缝,缩缝,施工缝,纵缝,缩缝,施工缝,.,28,4、接缝设置原因,.,29,5、术语,.,30,.,31,6、接缝的特点,（1）,.,32,（2）,.,33,.,34,7、接缝的分类 （

12、1）按接缝是否贯通板 真缝贯通缝，包括胀缝、施工缝两种 假缝非贯通缝，只有缩缝一种 （2）按接缝是否传力 有传力作用的缝企口缝，设传力杆的缝 无传力作用的缝不设传力杆的平口缝 （3）按接缝的方向 横缝包括胀缝、缩缝、施工缝 纵缝包括缩缝、施工缝 （4）按缝的形状 平头缝 企口缝,.,35,四、接缝的构造,.,36,.,37,涂沥青：,.,38,缩缝传力杆,.,39,本例施工缝做在缩缝处,.,40,本例施工缝做在缩缝之间,.,41,.,42,胀缝构造（3种）,胀缝设置在以下位置：在临近桥梁或其他固定构造物处，或与其他道路相交处设置。 板厚大于20cm并且在夏天施工时，可以不设胀缝。,.,43,五

13、、拉杆、传力杆的构造规定 执行规范公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2002） （1）拉杆 拉杆应采用螺纹钢筋，设在板后中央，并应对拉杆中部100mm 范围内进行防锈处理。拉杆的直径、长度和间距，可参照表5.1.3 选用。施工布设时，拉杆间距应按横向接缝的实际位置予以调整，最外侧的拉杆距横向接缝的距离不得小于100mm。,.,44,（2）传力杆,.,45,六、纵横缝的布置 纵缝与横缝一般垂直相交，尽量避免板角出现锐角。如横缝在纵缝两旁错开，板将产生感应裂缝。交叉口范围内，大多采用辐射式的接缝布置形式。,.,46,七、特殊部位混凝土路面的处理 下列部位可配筋加强： （1）板边缘 （2）角隅 （3）与沥青路面相接； （4）与检查井、雨水口等构筑物相接。 （5）路面下方有地下管线、涵洞,.,47,边缘钢筋,.,48,角隅钢筋,.,49,与沥青路面相接（一）,与沥青路面相接（二）,.,50,.,51,箱形构造物横穿道路,.,52,圆形构造物横穿道路,.,53,混凝土路面中的雨