路基路面工程課件：第一章緒論

1、路基路面工程1、本課程的基本情況總學(xué)時：60學(xué)時 課程分類：專業(yè)必修課主要內(nèi)容：路基工程、路面工程先修課：道路建筑材料，道路勘測設(shè)計掌握路基路面工程方面的基本知識；掌握路基路面設(shè)計的基本的理論與方法；通過課堂講授，使學(xué)生了解公路交通基礎(chǔ)設(shè)施工程結(jié)構(gòu)物的特點；了解路基路面工程施工的基本程序和一般的質(zhì)量控制方法。通過材料、結(jié)構(gòu)、施工等環(huán)節(jié)的較系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，提高對學(xué)科的認識，并能運用所學(xué)知識解決工程實際的一般問題。 2、教學(xué)定位3、教材及參考書的選擇本課程主要的參考教材和相關(guān)書目有：路基路面工程陸鼎中 同濟大學(xué)出版社路基路面工程鄧學(xué)均 人民交通出版社道路工程楊春風(fēng)中國建材工業(yè)出版社2000道路工程梁富

2、權(quán) 人民交通出版社2002國家及行業(yè)相關(guān)的設(shè)計、施工手冊和規(guī)范等路基工程 主要內(nèi)容： 概述、路基土的分類和工程性質(zhì)、路基的水溫狀況、路基的強度特性和壓實理論、一般路基的設(shè)計、路基的穩(wěn)定性設(shè)計、路基的排水設(shè)計、路基的防護和加固、擋土墻設(shè)計等。路面工程 主要內(nèi)容： 概述、行車荷載分析、路基路面水溫狀況、路面材料及其力學(xué)特性、柔性路面結(jié)構(gòu)設(shè)計、水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計、路面狀況調(diào)查與評定等。第一章 總論1-1 路基路面的功能和一般要求1-2 路基路面的結(jié)構(gòu)1-3 路基路面工程的特點和內(nèi)容 （1）路基整體穩(wěn)定牢固 為運輸?shù)臅惩ㄅc安全，正確選定路基斷面形式和尺寸，采取必要的排水、防護與加固措施，保證路基整

3、體穩(wěn)定性。 （2）路基上層密實均勻 路基工作區(qū)、路床、土基 為保證路面使用性能，減輕路面負擔(dān)，降低工程造價，土基應(yīng)具有足夠承載能力和水溫穩(wěn)定性。 路基上層部分最好選用良好的土填筑，注意充分壓實，必要時，設(shè)置隔離層或采取其他處置措施。1-1 路基路面的功能和基本要求 （3）路面結(jié)構(gòu)堅強耐久 路面受行車荷載的作用，因此路面結(jié)構(gòu)必須具備同行車荷載相適應(yīng)的強度和剛度。 路面結(jié)構(gòu)處于自然環(huán)境中，水分和溫度對路面影響較大，因此，設(shè)計時，應(yīng)使路面結(jié)構(gòu)在不利季節(jié)仍足夠堅強和穩(wěn)定，并應(yīng)經(jīng)久耐用，具有較高的抗疲勞能力。1-1 路基路面的基本要求 （4）路面表面平整抗滑 路面表面應(yīng)保持一定的平整度，以減小沖擊力，提

4、高行車速度和舒適性，道路等級越高，對平整度要求越高。 應(yīng)合理選用路面結(jié)構(gòu)、嚴格控制施工質(zhì)量、經(jīng)常及時的養(yǎng)護，以獲得平整的路面。 為保證高速行車的安全性，要求路面具有足夠的抗滑能力。 選用堅硬、耐磨、粗糙的表層材料或者采取表面拉毛或刻槽等工藝措施，以獲得路面表面抗滑能力。1-1 路基路面的基本要求1、路基工程路基是路面的基礎(chǔ)，是用土、石材料在原地面上修筑而成的基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)工程。包括：路基主體工程、排水工程、防護工程及其附屬工程等 。 2、路面工程在路基頂面上用各種材料，按照一定的寬度和厚度分層鋪筑而成的結(jié)構(gòu)實體，為行人和車輛提供很好的行駛條件。1.2 路基路面的構(gòu)造路基主體工程支擋防護工程支擋防護

5、工程支擋防護工程排水工程排水工程路基聯(lián)系著全線的橋梁和涵洞路基是路面的基礎(chǔ)損壞的路基對路面造成的影響水泥路面瀝青路面砂石路面塊石路面塊石路面一、路基的斷面型式 歸結(jié)起來由四種基本的斷面形式： 一、路堤（全填） 二、路塹（全挖） 三、填挖結(jié)合（半填半挖） 四、不填不挖四種形式 路線的平、縱、橫設(shè)計時即確定了路基的斷面形式！1、 路堤-在原地面上用巖材料填筑而成的路基形式 路堤優(yōu)點 高出地面，通風(fēng)條件好；路基的排水條件較好；填筑部分的材料和填筑方法可人為選擇；施工壓實可根據(jù)強度和穩(wěn)定性的要求進行控制；駕乘車通視條件好等。填方路堤的基本形式 填方路堤的基本形式 （1）矮路堤 - 填方高度小于1.01

6、.5m 平坦地區(qū)路基設(shè)計的特點：1、地勢低、水文條件差-路基易受地下水和地表水的影響。 設(shè)計的關(guān)鍵：控制最小填土高度 ，加強排水。2、矮路堤的高度往往接近或小于土基作用區(qū)的深度，地基 的不均勻性和不穩(wěn)定性等對路基的承載能力和穩(wěn)定性會 有影響。 設(shè)計的關(guān)鍵：常常需要進行地基的處理和加固。使用條件：平坦地區(qū)；取土困難地區(qū)；占地受限制或地基承載力不足等情況。矮路堤矮路堤沙漠地區(qū)路基。沙漠地區(qū)路基 （2）一般路堤- 填方高度在1.520.0m 特點*填高在23m的路堤 可考慮在路旁設(shè)置取土坑； 與排水溝渠相結(jié)合； *高于8m的路堤 填石路基好于細粒土路基； 路床填土CBR和粒徑要求； 邊坡設(shè)為折線型或

7、臺階型。水稻田地區(qū)路基池塘和淤泥地區(qū)路基積雪嚴重地區(qū)路堤-邊坡很緩，風(fēng)雪流容易穿過 (3)高路堤 -填方總高度大于18.0m（土質(zhì)路堤）或20.0m（石質(zhì)路堤） 特點： 高路堤填方數(shù)量大、占地寬、行車安全性差，邊坡的穩(wěn)定性差，對周圍的自然環(huán)境和人文環(huán)境影響大。 設(shè)計中要綜合考慮： 填土的來源、邊坡的類型和坡率、坡面的支擋和防護（雨水沖蝕嚴重）、收縮坡腳、路基的沉降變形等。 通道臺階型邊坡設(shè)置的護坡道拱形的坡面防護高路堤且彎道上的護欄坡面集中排水以免漫流沖刷邊坡收縮坡腳減少占地和避免干擾錐坡通道路堤高度6m的直線路段可不設(shè)防護欄(4)斜坡地面上的路堤 傾斜度陡于1：5時-基底作臺階（土質(zhì)地面）和

8、鑿毛（石質(zhì)地面）處理；圖a)傾斜度陡于1：2時-下方宜設(shè)置石砌護腳（收縮坡腳、穩(wěn)定路基、減少填方等），上方宜防止地面水滲入；地面橫坡過陡時，可考慮下方設(shè)置擋土墻，以收縮坡腳提高路基填方部分的穩(wěn)定性。 圖b)(5)軟土地基上的路堤 設(shè)計重點是防止基身和地基的整體失穩(wěn) 1）要控制路堤的填筑高度； 2）要加強地基的承載能力或抑制地基的失穩(wěn)變形。 反壓護道全寬式砂墊層反壓護道式路堤-護坡道寬度和高度關(guān)系到路基的穩(wěn)定、占地寬度和取土量大小等問題，由暫時性的和永久性的兩種。 全寬式砂墊層式路堤-以加快基底的排水和疏干作用（水稻田地區(qū)、季節(jié)性冰凍地區(qū)、鹽漬土地區(qū)、多年凍土地區(qū)常用的較有效的措施）。砂墊層和砂

9、樁、砂井的綜合性排水設(shè)計等。還有其它的地基加固措施(見防護與加固部分）濕地上的矮路堤-占地少對地基的荷重?。?）浸水路堤 主要問題是防止路堤浸濕和掏刷。 注意：邊坡的形式和坡率、路基的防洪水的最小高度、破面的沖刷防護、不同填料的路堤穩(wěn)定性和防土流失等問題。一般填料穩(wěn)定性好的填料反濾層有條件用穩(wěn)定性好的填料設(shè)浸水擋墻-增加穩(wěn)定性，收縮坡腳防止擠壓河道2、路塹-全部在原地面開挖而成的路基特點：開挖后破壞了原地層的天然平衡狀態(tài)，邊坡的穩(wěn)定性差；工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況的變異性大，不均勻性差；路基排水通風(fēng)條件差；彎道處通車條件差；是山嶺區(qū)保證路線技術(shù)標準必不可少的形式。常用的路塹形式影響路塹整體穩(wěn)定性的

10、因素較多！設(shè)計的關(guān)鍵問題-排水和邊坡穩(wěn)定！1）2）3）（1）全挖路塹邊坡形式：直線型、折線型或臺階型，較深的路塹坡率可以自下而 上逐漸放緩。地質(zhì)條件-巖層傾向、巖性好壞、破碎成都、土石膠結(jié)情況等水文及水文地質(zhì)條件-坡體內(nèi)有否地下水、暴雨集中程度、排水 條件通常深路塹的病害隱患多，邊坡的穩(wěn)定性差，施工難度大，盡量少用！不良水文和水文地質(zhì)條件下的路塹 -1 不良水文和水文地質(zhì)條件下的路塹 -2 不良水文和水文地質(zhì)條件下的路塹 -3 巖石路塹 深路塹設(shè)置的臺階型邊坡（2）臺口式路塹 陡峻山坡上的半路塹，路中線宜向內(nèi)移動而采用臺口式路基，以避免路基外側(cè)填方量過少且不易壓實，使半填方的一側(cè)橫向穩(wěn)定性較差

11、。 蜿蜒曲折的山路-山坡線典型的雞爪沖溝地形沿河線（3）半山洞路塹 定線條件差，遇有堅硬的整體性巖石，路線技術(shù)標準低，為降低石方工程量，節(jié)省造價，可采用半山洞式路基形式。 安全性差，不可濫用！ 3、挖填結(jié)合路基 陡坡上的路基-當設(shè)計標高為原地面標高時，形成 的挖填結(jié)合式路基。 常用的形式有：挖填b) 避免有一側(cè)會出現(xiàn)過高或過深的邊坡而不穩(wěn)定。這類路基的優(yōu)點是：a) 在山嶺地區(qū)建筑公路，可盡量保持土石方數(shù)量的橫向挖填平衡，減少土石方數(shù)量，不過多破壞周圍的環(huán)境，減少施工中的運輸不便利；BB 選擇這幾種斷面形式的原則如下：a)考慮路基的穩(wěn)定性，較陡山坡上的路基寧挖勿填或多挖少填；b)沿溪路線，避免大

12、量的廢方阻塞溪流或棄方不易安置，要盡量少挖多填；c)若挖填結(jié)合式路基填方部分太少，則穩(wěn)定性較差，且施工不便，應(yīng)調(diào)整路線設(shè)計，選用臺口形式。4、不填不挖路基 常用于：干旱平原區(qū)、丘陵和山嶺區(qū)的山脊線。 特點：節(jié)省土方量，但不利于排水，容易產(chǎn)生水淹、 雪埋等病害。面層、基層、墊層二、路面的結(jié)構(gòu)組成面層基層墊層路基層狀路面結(jié)構(gòu)面層功能 承受行車荷載（垂直荷載和水平荷載）反復(fù)作用； 承受自然力的作用面層要求 結(jié)構(gòu)層數(shù)-不超過三層，各層功能，材料要求不同； 應(yīng)具有足夠的強度和抗變形，抗水害、抗疲勞的性能； 還要求平整、抗滑、耐磨、不透水等。 材料 瀝青類、水泥混凝土和石料類等其他材料 水泥混凝土路面瀝青

13、路面塊石路面社區(qū)道路砂石路面路面等級面層類型使用年限適用的公路等級高 級水泥混凝土路面瀝青混凝土路面、廠拌瀝青碎石、整齊塊石或條石3015高速、一級、二級次高級瀝青貫入碎（礫）石、路拌瀝青碎（礫）石瀝青表面處治、半整齊石塊128二級、三級中 級泥結(jié)或級配碎（礫）石、水結(jié)碎石、不整齊石塊、其它粒料5三級、四級低 級各種粒料或當?shù)夭牧细纳仆粒ㄈ鐮t渣土、礫石土、砂礫土等）5四級基層功能 是路面結(jié)構(gòu)的主要承重層； 進一步擴散行車荷載到底部結(jié)構(gòu)層。要求 基層可分為上、下基層； 有足夠的強度、一定的剛度和良好水穩(wěn)定性； 基層表面應(yīng)平整，與面層很好的結(jié)合?；鶎硬牧?各種碎礫石混合料及天然砂礫、片石、塊石等；

14、 瀝青作結(jié)合料穩(wěn)定松散的砂石料和土料等； 結(jié)合料（石灰、水泥、粉煤灰、瀝青等）穩(wěn)定土或 碎石類混合料、各種工業(yè)廢渣混合料等； 低標號混凝土、貧水泥混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù) 配筋混凝土等剛性基層。墊層 功能 調(diào)節(jié)和改善路基的濕度和溫度狀況，保證路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性或抗凍性。 要求 有良好的水穩(wěn)定性、隔溫性和透水性。 材料構(gòu)成 透水性材料：各種碎礫石混合料、天然砂礫、爐渣等。 不透水材料：石灰土、水泥土、爐渣石灰土等。 一、工程特點 空間的帶狀的土石工程，結(jié)構(gòu)形式簡單、設(shè)置于地表面（填筑或開挖）、暴露于大自然中，影響因素多，變化復(fù)雜，涉及范圍很廣、工程量大，耗費勞動力多，設(shè)計和施工不可控制的因素多、工

15、期長等。 還有，理論不完善，帶有很大經(jīng)驗性； 功能要求具有多樣性； 損壞類型的多樣性決定了設(shè)計控制的多指標性；要求材料、結(jié)構(gòu)和施工的一體化；設(shè)計方法和設(shè)計參數(shù)的理論和實踐的綜合性等。1.3 路基路面工程的特點與內(nèi)容施工工藝簡單山區(qū)公路-工程數(shù)量大、耗資多影響因素多情況復(fù)雜二、設(shè)計與建筑的內(nèi)容 以最低的代價提供符合一定使用要求的路基路面結(jié)構(gòu)物。1.3 路基路面工程的特點與內(nèi)容 （一）路基路面設(shè)計內(nèi)容 1、勘察調(diào)查 設(shè)計前，收集沿線的地質(zhì)、水文、氣象以及材料和交通等方面的資料，了解現(xiàn)有道路的使用狀況，進行必要的測試工作。 2、路基設(shè)計 （1）根據(jù)路線設(shè)計確定的路基填挖高度和頂面寬度結(jié)合沿線地形和巖

16、土情況，確定路基基身的橫斷面形狀和邊坡坡度； （2）根據(jù)沿線地表徑流和地下水埋藏情況，進行道路排水系統(tǒng)的布置以及地面和地下排水結(jié)構(gòu)物的設(shè)計； （3）根據(jù)當?shù)厮?、地質(zhì)、地形及筑路材料等情況，采取邊坡坡面防護、堤岸沖刷防護、路基支擋及軟弱地層加固等措施，并進行相應(yīng)的設(shè)計。 3、 路面設(shè)計 （1）根據(jù)道路等級、使用任務(wù)、當?shù)刈匀画h(huán)境、路基支承條件和材料供應(yīng)等情況，選擇面層類型，提出結(jié)構(gòu)層組合方案； （2）根據(jù)對所選材料的性狀要求和當?shù)刈匀粭l件，進行各結(jié)構(gòu)層材料的組成設(shè)計； （3）根據(jù)路面結(jié)構(gòu)的破壞標準、力學(xué)模型和相應(yīng)的計算理論，或按照經(jīng)驗方法，確定滿足交通和環(huán)境條件及使用年限要求的各結(jié)構(gòu)層尺寸。水

17、泥混凝土路面還要做接縫和配筋等方面的設(shè)計。 4、設(shè)計方案比選 對可能提供的若干設(shè)計方案，應(yīng)綜合考慮投資、施工、養(yǎng)護和使用性能等幾方面因素，進行技術(shù)經(jīng)濟分析和比較，最后確定采用的方案。 （二）路基路面施工的內(nèi)容 1、準備工作 施工前的準備工作：落實和培訓(xùn)施工隊伍，現(xiàn)場核對設(shè)計文件和圖紙，必要時對原設(shè)計做出某些修改；確定施工方案和施工組織計劃；恢復(fù)并固定路線，施工放樣；清理場地，修建臨時設(shè)施；配備機具，采購材料，落實水電供應(yīng)等。 2、路基施工 （1）路基土方作業(yè)，包括開挖路塹或取土坑、運土填筑路基或棄土、壓實和整修路基表面； （2）路基石方爆破，包括鑿眼、裝藥、引爆、清碴和整修等； （3）排水、防護和加固工程。 3、路面施工 路面結(jié)構(gòu)層的鋪筑，可分別采用層鋪、拌和或鋪砌三種方式。各種類型結(jié)構(gòu)層的施工工序，主要有清底、攤鋪、拌和、整型、壓實、養(yǎng)生等。 4、質(zhì)量控制和檢驗 在路基路面施工過程中及完工后，應(yīng)對工程質(zhì)量進行控制、檢查和驗收。1.4 路基工程與相關(guān)工程項目的相關(guān) 1、路基工程和路線設(shè)計的關(guān)系 路線的確定不能僅考慮