工學(xué)路面工程

工學(xué)路面工程第1頁/共213頁

第七章路面工程總論第一節(jié)路面的功能及對(duì)路面的要求

一、路面的功能路面——是在路基頂面用各種筑路材料按一定技術(shù)要求鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)物。路基與路面的關(guān)系：路基是路面的基礎(chǔ).鋪筑路面后使路基免受行車荷載的直接作用，路基頂面受自然因素的影響也大大減小，路面的功能：可保證汽車快速、舒適、安全行駛。第2頁/共213頁二、路面的基本要求

1.路面應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度

路面強(qiáng)度路面剛度2.路面應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性路面的穩(wěn)定性——路面抵抗外界因素作用，保持其強(qiáng)度和剛度不變的性能.主要包括水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性.

第3頁/共213頁路面的水穩(wěn)定性——路面抵抗各中水源的影響，保持其強(qiáng)度和剛度不變的性能.

路面溫度穩(wěn)定性——路面抵抗溫度變化的影響，保持其強(qiáng)度和剛度不變的性能.

例：(1）瀝青路面在高溫下強(qiáng)度和剛度降低，在車輪作用下出現(xiàn)車轍、波浪等變形。（2）瀝青路面低溫狀況下容易出現(xiàn)收縮開裂。第4頁/共213頁3.路面應(yīng)具有良好的耐久性

良好耐久性可使路面維持較長(zhǎng)的服務(wù)年限，保持具有良好的使用品質(zhì)。4.要求路表優(yōu)良好的平整度

平整度好壞直接關(guān)系到行車的舒適性，也是影響行車安全和運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)的重要指標(biāo)。第5頁/共213頁5.路面應(yīng)具有良好的抗滑性能

路表面平整而粗糙，使車輪與路面具有良好的摩擦效果是保證行車安全的重要條件，對(duì)于設(shè)計(jì)車速高的公路尤其如此。6.路面應(yīng)具有良好的封水性能

采用不透水的的面層可使大氣降水不滯留于路表或路面結(jié)構(gòu)內(nèi)，避免在行車荷載作用下產(chǎn)生水損壞。第6頁/共213頁

第二節(jié)路面的結(jié)構(gòu)及組成一、路面橫斷面路面橫斷面由行車道、硬路肩或土路肩組成。通常分為路槽式和全鋪式兩種。

1.槽式橫斷面在路基頂面作成與行車道加硬路肩寬度相同的淺槽，在槽內(nèi)鋪筑路面。挖方路基采用挖路槽方式、填方路基采用培路肩方式形成。

2.全鋪式橫斷面在路基全寬范圍內(nèi)鋪筑路面。第7頁/共213頁二、路拱橫坡

作用：形式：四、路面結(jié)構(gòu)層及其功能1.面層

1）功能

面層是路面最上面的結(jié)構(gòu)層次，直接承受行車荷載和環(huán)境因素的作用。與其他結(jié)構(gòu)層相比，其綜合質(zhì)量要求最高。

第8頁/共213頁2）質(zhì)量要求

第9頁/共213頁3）面層材料2.基層

1）功能

2）質(zhì)量要求

第10頁/共213頁3）基層材料

（1）半剛性材料

a.水泥穩(wěn)定類

b.工業(yè)廢渣穩(wěn)定類第11頁/共213頁

c.石灰穩(wěn)定類

（2）粒料類

級(jí)配碎石、級(jí)配砂礫、泥結(jié)碎石、泥灰結(jié)碎石。

3.墊層

1）功能

第12頁/共213頁

五、路面材料層寬度

為保護(hù)面層邊緣，基層應(yīng)寬出面層邊緣25cm以上，墊層寬出基層邊緣25cm以上。

整個(gè)路面在橫斷面上成梯形。墊層有時(shí)與路基同寬以利排水。第13頁/共213頁

第三節(jié)路面的分級(jí)與分類

一、路面分級(jí)分級(jí)指標(biāo)：高級(jí)路面

1）適用條件交通量大、公路等級(jí)高或有特殊要求的公路。高速、一級(jí)、二級(jí)公路。

2）特點(diǎn)

3）主要材料類型瀝青混凝土、水泥混凝土、廠拌瀝青碎石、整齊塊石（廣場(chǎng)）。第14頁/共213頁2.次高級(jí)路面

1）適用條件

交通量較大、公路等級(jí)較高的公路。二級(jí)、三級(jí)公路。

2）主要材料類型3.中級(jí)路面

1）適用條件

三級(jí)、四級(jí)公路。

2）主要材料類型

粒料類材料。第15頁/共213頁4.低級(jí)路面

1）適用條件

僅能適應(yīng)很小的交通量較小、行車速度低。四級(jí)公路。

2）特點(diǎn)

強(qiáng)度、穩(wěn)定性、使用壽命、路表平整均最差。不能保證全天候通行。

3）主要材料類型

粒料加固土、其他就近取用材料。二、路面分類

分類指標(biāo)：路面結(jié)構(gòu)力學(xué)特性

1.柔性路面

柔性路面結(jié)構(gòu)整體剛度小，路基路面主要靠抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度承受行車荷載作用，在行車荷載作用下路表產(chǎn)生的彎沉變形大，路基頂面承受較大的單位壓力。

主要為：瀝青類面層、粒料類面層或塊石面層組成。第16頁/共213頁2.剛性路面

剛性路面主要為各類水泥混凝土作面層或基層的路面結(jié)構(gòu)。具有較高的強(qiáng)度、剛度和抗彎拉性能，板體具有較好的擴(kuò)散行車荷載應(yīng)力的作用，路基頂面承受的單位豎向應(yīng)力比柔性路面小很多。3.半剛性路面

瀝青類面層鋪筑在半剛性基層上形成的路面結(jié)構(gòu)。

半剛性基層——用無機(jī)結(jié)合料（石灰、水泥、工業(yè)廢渣）穩(wěn)定土或粒料修筑而成的基層。其強(qiáng)度隨時(shí)間增加而不斷增強(qiáng)，初期強(qiáng)度和剛度較低，具有柔性路面的特性，后期強(qiáng)度和剛度大幅度提高但仍遠(yuǎn)小于剛性路面。第17頁/共213頁

第八章行車荷載、環(huán)境因素

第一節(jié)行車荷載

一、汽車軸型與接地壓力1.汽車軸型

2.輪胎接地壓力軸重通過輪胎傳遞到路面，其大小受輪胎充氣壓力、輪胎類型、輪胎大小等因素影響。設(shè)計(jì)時(shí)通常視輪胎內(nèi)壓為接地壓力。

3.接觸面積第18頁/共213頁輪胎與路面的接觸面實(shí)際為不規(guī)則的橢圓形，但為了簡(jiǎn)化理論計(jì)算的邊界條件，通常圓形接觸面積。其半徑為：

δ=（10P／（πp））1/2

（每側(cè)雙輪用一個(gè)單圓表示）

δ=（5P／（πp））1/2

（每側(cè)雙輪用兩個(gè)雙圓表示）

二、運(yùn)動(dòng)車輛對(duì)路面的作用

1.作用力系

2.動(dòng)荷特性

作用于路面上的輪載實(shí)際為動(dòng)荷，主要是因?yàn)檐囕v行駛時(shí)存在自身的振動(dòng)和路面不平整帶來的沖擊作用。動(dòng)輪載和靜輪載的比值稱為沖擊系數(shù)，車速越高、路面平整度越差、路面剛度越大，沖擊系數(shù)越大。第19頁/共213頁3.瞬時(shí)性三、交通分析主要是研究路面在設(shè)計(jì)年限內(nèi)各種軸型和各級(jí)軸載對(duì)路面的重復(fù)作用次數(shù)。交通量的統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)交通量是在一定時(shí)間段內(nèi)通過道路某一斷面的車輛總數(shù)，路面設(shè)計(jì)通常以平均日交通量描述交通量的大小。準(zhǔn)確客觀的交通量應(yīng)通過觀察站作較長(zhǎng)時(shí)間的觀察、統(tǒng)計(jì)。進(jìn)行路面交通量調(diào)查時(shí)，需要分清車輛型號(hào)、裝載情況、軸型等。對(duì)于軸重小于20KN的車輛可不予統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。對(duì)于軸重較大的車輛則應(yīng)統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確，因?yàn)檫@些軸型對(duì)路面的損害最大。第20頁/共213頁2.車輛輪跡橫向分布車輛通過路面時(shí)，輪跡在橫斷面上不是全寬均勻分布，也不是完全集中于某一位置，而是按一定的規(guī)律分布。其分布規(guī)律與交通阻止情況、路面寬度、交通密度和速度、交通組成等因素有關(guān)。瀝青路面設(shè)計(jì)時(shí)以單車道橫向分布系數(shù)為基準(zhǔn)，其他情況下車道的橫向分布系數(shù)與該值的比值稱為車道系數(shù)η，用其確定通過路面的最大累計(jì)軸載作用次數(shù)?；炷谅访嬖O(shè)計(jì)時(shí)則直接以橫向分布系數(shù)來確定累計(jì)軸載作用次數(shù)。第21頁/共213頁3.標(biāo)準(zhǔn)軸載換算

換算原則：

等效破壞的原則換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。

標(biāo)準(zhǔn)軸載：我國規(guī)定瀝青路面和剛性路面設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載為100KN，以BZZ-100表示。當(dāng)量軸次——將交通量中各級(jí)軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載后得到的軸載作用次數(shù)稱為當(dāng)量軸次（次/日）。由此可計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次Ne，第22頁/共213頁

第二節(jié)環(huán)境因素對(duì)路面的影響

1.路基濕度對(duì)路面的影響路基濕度不同則其強(qiáng)度、穩(wěn)定性也不同，對(duì)路面的厚度、結(jié)構(gòu)形式產(chǎn)生影響。2.溫度對(duì)路面的影響

1）路面溫度變化預(yù)測(cè)通過長(zhǎng)時(shí)間大量觀察、測(cè)試確定路面內(nèi)溫度變化情況，為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

2）溫度對(duì)路面的影響

路面類型不同。溫度的影響也不一樣。3.冰凍與凍融對(duì)路面的影響

1）冰凍

條件為：（1）粉性土基（2）氣溫緩慢下降（3）存在地下水第23頁/共213頁

2）凍融冬季后氣溫回升時(shí)，上層冰凍的路基開始融化，此時(shí)更下層的土基因冰凍而不透水，導(dǎo)致與路面接觸的部分土基因含水量陡然增加而喪失強(qiáng)度，使路面在荷載作用下受到破壞。嚴(yán)重時(shí)形成路面翻漿。第24頁/共213頁

第九章塊、碎石路面基層

第一節(jié)路面基層的分類及特點(diǎn)

1.柔性基層

1）瀝青穩(wěn)定類基層（1）定義瀝青穩(wěn)定類基層是以瀝青為結(jié)合料，將其與土或粒料混合后經(jīng)碾壓成型的基層形式。（2）強(qiáng)度特點(diǎn)屬典型的柔性基層，靠瀝青粘結(jié)力提高強(qiáng)度，具有一定強(qiáng)度，水穩(wěn)性較好而溫度穩(wěn)定性差。（3）適用條件主要適用于瀝青豐富地區(qū)。第25頁/共213頁

2）粒料類基層（1）定義由具有一定級(jí)配的離散狀顆粒材料經(jīng)碾壓成形的基層形式。（2）強(qiáng)度特點(diǎn)有兩種強(qiáng)度形成原理：嵌擠原理和密實(shí)原理。嵌擠原理：強(qiáng)度主要靠礦料顆粒之間的嵌鎖、摩阻形成，材料粘聚力處于次要地位。密實(shí)原理：混合料強(qiáng)度依靠具有良好級(jí)配形成理想的填充作用，獲得較大的密度，從而使強(qiáng)度提高。（3）使用條件：石料豐富地區(qū)。第26頁/共213頁2.無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定基層（1）定義用各種無機(jī)結(jié)合料與土混合后經(jīng)過攤鋪、碾壓后，當(dāng)其強(qiáng)度符合要求時(shí)形成的基層類型。結(jié)合料有石灰、水泥、工業(yè)廢渣等。（2）強(qiáng)度特點(diǎn)主要靠結(jié)合料的粘結(jié)力形成強(qiáng)度。主要是石灰或水泥中的活性物質(zhì)與細(xì)粒土發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)或此類活性物質(zhì)激活工業(yè)廢渣的活性而具有膠結(jié)、凝固作用，使原來分散的顆粒材料成為強(qiáng)度較高的整體性材料。半剛性材料基層強(qiáng)度主要受結(jié)合料種類和劑量、性質(zhì)、集料的級(jí)配等因素影響。（3）適用條件

由于半剛性材料整體性好、具有較高強(qiáng)度和剛度，其擴(kuò)散和分布豎向應(yīng)力的性能較好，使路基頂面承受的行車荷載應(yīng)力較小第27頁/共213頁9.3碎（礫）石路面與基層（1）填隙碎石定義——用單一尺寸的粗碎石作主骨料，形成嵌鎖作用，并用石屑填滿碎石間的孔隙。一般按下列工序進(jìn)行：①準(zhǔn)備下承層；②運(yùn)輸和攤鋪粗骨料；③初壓；④撒布石屑；⑤振動(dòng)壓實(shí)；⑥第二次撒布石屑；⑦振動(dòng)壓實(shí)；⑧局部補(bǔ)撒石屑及掃勻；⑨填滿孔隙，振動(dòng)壓實(shí)；⑩灑水飽和并碾壓滾漿（濕法施工）或?yàn)⑸倭克蠼K壓成型第28頁/共213頁填隙碎石的施工成型階段主要在于撒鋪填隙料和碾壓。初壓用8t兩輪壓路機(jī)碾壓3~4遍，使粗碎石穩(wěn)定就位；初壓結(jié)束時(shí)，表面應(yīng)平整，并具有要求的路拱和縱坡。撒鋪填隙料及碾壓：用石屑撒布機(jī)或類似的設(shè)備按松鋪厚度2.5~3.0cm將干填隙料均勻地撤鋪在已壓穩(wěn)的粗碎石上，用人工或機(jī)械掃勻，用振動(dòng)壓路機(jī)慢速輾壓，將全部填料振入粗碎石間的孔隙中。第29頁/共213頁如沒有振動(dòng)壓路機(jī)，可用重型振動(dòng)板代替。反復(fù)該過程2～3次，直到全部孔隙被填滿為止。同時(shí)，應(yīng)將局部多余的填隙料鏟除或掃除，填隙料不應(yīng)在粗碎石表面局部地自成一層，表面必須能見到粗碎石。若設(shè)計(jì)厚度超過一層壓實(shí)厚度，需分層施工時(shí)，應(yīng)將已壓成的隙碎石層表面的填隙料掃除一些，使表面粗碎石外露5～l0mm，然后再攤鋪第二層粗碎石。第30頁/共213頁

2）泥結(jié)碎石基層定義：同一尺寸石料修筑，在使用過程中，石料會(huì)被壓碎而向級(jí)配化轉(zhuǎn)化。強(qiáng)度和穩(wěn)定性取決于碎石嵌擠作用，土的粘結(jié)作用。泥結(jié)碎石基層的礦料粒徑不宜小于40mm，并不大于層厚的0.7倍，石料等級(jí)不低于Ⅳ級(jí)，長(zhǎng)條、扁平狀顆粒含量不宜超過20%。泥結(jié)碎石層所用粘土，應(yīng)具有較高的粘性，塑性指數(shù)以12～15為宜。粘土內(nèi)不得含腐殖質(zhì)或其他雜物。粘土用量一般不超過混合料總重的15%～18％。

第31頁/共213頁泥結(jié)碎石層施工方法有灌漿法、拌和法和層鋪法3種。灌漿法工序：①準(zhǔn)備工作

包括放樣、布置料堆、整理路槽、拌制泥漿等。泥漿一般按水與土的體積比為0．8：1至1：1進(jìn)行拌和配制。如過稠，泥漿將灌不下去而積在碎石層表面；如過稀，則易流淌于碎石層底部，干后體積縮小，粘結(jié)力降低，均會(huì)影響基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。第32頁/共213頁

②攤鋪碎石：

壓實(shí)系數(shù)的1.2~1.3。③初壓

碎石鋪好后，用輕型壓路機(jī)碾壓。碾速易慢，每分鐘25~30m，輪跡重疊25～30cm。一般碾壓6~8遍，至石料無松動(dòng)為止。不要過多、過重碾壓，防止堵塞碎石縫隙，妨礙灌漿。

④灌漿

在預(yù)壓的碎石層上，灌注泥漿，漿要澆得均勻、澆得透，以灌滿孔隙、表面與碎石齊平為度，但碎石棱角仍應(yīng)露出泥漿之上。第33頁/共213頁

⑤撒嵌縫料

灌漿1～2h后，待泥漿下注，空隙中空氣溢出而表面未干前撒鋪5～15mm的嵌縫料（1～1.5m3／100m2）。⑥碾壓

撒過嵌縫料后，即用中型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，并隨時(shí)注意用掃帚將石屑掃勻。最終碾壓階段，需使碎石縫隙內(nèi)泥漿能翻到路面上與所撒石屑粘成一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體。

第34頁/共213頁（3）泥灰結(jié)碎石基層

定義：特點(diǎn)：泥灰結(jié)碎石對(duì)粘土質(zhì)量的規(guī)格要求與泥結(jié)碎石相同，石灰質(zhì)量不低于3級(jí)。石灰與土的用量不應(yīng)大于混合料總重的20%，其中石灰劑量為土重的8％～12%。泥灰結(jié)碎石層的施工工序與泥結(jié)碎石相同，若采用拌和法時(shí)，應(yīng)先將石灰與粘土拌和均勻，再與石料拌和，攤鋪均勻，邊壓邊灑水，使石灰與土在碾壓中成漿并充滿空隙。第35頁/共213頁

第四節(jié)級(jí)配碎石基層定義：碎石中的扁平、長(zhǎng)條顆粒的總含量應(yīng)不超過20%，碎石中也不應(yīng)有粘土塊、植物等有害物質(zhì)。每層的壓實(shí)厚度不超過15～18cm，若用重型振動(dòng)壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)碾壓時(shí)，壓實(shí)厚度可達(dá)20cm；級(jí)配碎石可采用路拌法施工，當(dāng)用于半剛性路面的中間層時(shí)，應(yīng)采用廠拌法，并宜用攤鋪機(jī)攤鋪混合料。第36頁/共213頁路拌法施工工序如下：①準(zhǔn)備下承層②施工放樣③準(zhǔn)備集料和運(yùn)輸將碎石和石屑灑水，使混合料的含水量超過最佳含水量約1%，以減少運(yùn)輸過程中的離析現(xiàn)象。④攤鋪松鋪系數(shù)人工為l.40~1.50，平地機(jī)為1.25~1.35），將料均勻地?cái)備佋陬A(yù)定的寬度上，表面要力求平整，并具有規(guī)定的路拱。第37頁/共213頁

⑥碾壓

整型后，用12t以上三輪壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)或輪胎壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。一般需碾壓6～8遍，使表面無明顯輪跡。壓路機(jī)不得在已完成或正在碾壓的路段上“調(diào)頭”和急剎車。凡含土的級(jí)配碎石層，都應(yīng)進(jìn)行滾漿碾壓，一直壓到碎石層中無多余細(xì)土泛到表面為止。滾到表面的漿（或事后變干的薄層土）應(yīng)予清除干凈。⑦接縫處理

應(yīng)避免縱向接縫，如必須分幅鋪筑時(shí)，縱縫應(yīng)搭接拌和。兩作業(yè)段銜接的橫縫處，應(yīng)搭接拌和。第一段拌和后，留5～8m不碾壓，第二段施工時(shí)，前段留下未壓部分與第二段一起拌和整平后進(jìn)行碾壓。

廠拌法施工宜采用不同粒級(jí)的單一尺寸碎石和石屑，按預(yù)定配合比在拌和機(jī)內(nèi)拌制級(jí)配碎石混合料。碾壓、整型同路拌法施工。

第38頁/共213頁第十章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定基層第一節(jié)概述（1）定義用各種無機(jī)結(jié)合料與土混合后經(jīng)過攤鋪、碾壓后，當(dāng)其強(qiáng)度符合要求時(shí)形成的基層類型。結(jié)合料有石灰、水泥、工業(yè)廢渣等。（2）強(qiáng)度特點(diǎn)主要是石灰或水泥中的活性物質(zhì)與細(xì)粒土發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)或此類活性物質(zhì)激活工業(yè)廢渣的活性而具有膠結(jié)、凝固作用，使原來分散的顆粒材料成為強(qiáng)度較高的整體性材料。材料強(qiáng)度主要受結(jié)合料種類和劑量、性質(zhì)、集料的級(jí)配等因素影響。（3）使用情況第39頁/共213頁

第三節(jié)石灰穩(wěn)定類基層定義在粉碎或原來松散的土中摻入適量的石灰和水，經(jīng)拌和、攤鋪、碾壓、養(yǎng)生后得到的混合料層，當(dāng)其抗壓強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，即得石灰穩(wěn)定土基層。2.材料種類石灰土基層——用石灰穩(wěn)定細(xì)粒土得到的基層。石灰碎石土基層——用石灰穩(wěn)定土和碎石混合料得到的基層。其中以土為主時(shí)稱為石灰土碎石，以碎石為主時(shí)稱為石灰碎石土。石灰砂礫土基層——用石灰穩(wěn)定土和砂礫混合料得到的基層。其中以土為主時(shí)稱為石灰土砂礫，以碎石為主時(shí)稱為石灰砂礫土。第40頁/共213頁3.強(qiáng)度形成原理

石灰與土粒發(fā)生的作用主要為四個(gè)（1）離子交換作用

離子交換作用主要使土的工程性質(zhì)發(fā)生改變，是石灰土基層初期發(fā)生變化的主要原因。其作用機(jī)理是：離解后的熟石灰中的二價(jià)Ca+2離子能當(dāng)量替換土粒表面的一價(jià)金屬離子Na+、k+，此作用使土粒表面吸附的水膜減薄，土粒之間更為接近，分子引力增加，許多單個(gè)土粒聚集成結(jié)構(gòu)更為緊密的土團(tuán)，相當(dāng)于土的顆粒粒徑增大，所以工程性質(zhì)得到改善。第41頁/共213頁

（2）結(jié)晶作用

除進(jìn)行離子交換的熟石灰外，另一部分飽和狀態(tài)的熟石灰與水形成水合氫氧化鈣晶體，在土中形成結(jié)晶網(wǎng)格，此過程把土粒膠結(jié)成整體且水合氫氧化鈣晶體溶解度較小，改善了土的水穩(wěn)定性。反應(yīng)式為：

Ca(OH)2+nH2O→Ca(OH)2.nH2O

3）火山灰作用

此反應(yīng)在不斷吸收水分的過程中進(jìn)行，生成物具有水硬性，同時(shí)該生成物與結(jié)晶作用生成物形成包裹土團(tuán)的穩(wěn)定保護(hù)膜。起填充和隔水作用，同時(shí)密度提高?；鹕交易饔檬且粋€(gè)較為緩慢的過程，是石灰土強(qiáng)度形成需要較長(zhǎng)的養(yǎng)護(hù)期。第42頁/共213頁反應(yīng)式為：

xCa(OH)2+SiO2+nH2O→CaO·SiO2

·(n+)H2O

xCa(OH)2+Al2O3+nH2O→CaO·Al2O3

·(n+)H2O

4）碳酸化作用

土中的Ca(OH)2與土中的CO2反應(yīng)后生成具有較高強(qiáng)度和穩(wěn)定性的碳酸鈣晶體，相應(yīng)提高了土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。該反應(yīng)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，所以石灰土后期強(qiáng)度較高。反應(yīng)式為：

Ca(OH)2+CO2+→H2O+CaCO3

第43頁/共213頁4.影響石灰土強(qiáng)度的因素

1）土質(zhì)通常情況下土的粒徑越小、各種作用發(fā)生越充分、土質(zhì)得到改性的效果越明顯。但工程中很少使用粒徑很小、塑尋性指數(shù)很大的重粘土，因?yàn)殡y以將其充分粉碎；也很少使用粒徑大而無塑性的砂土，因?yàn)榧尤胧液蠊こ绦再|(zhì)提高幅度并不大。塑性指數(shù)為15～20的粘性土最適宜用石灰穩(wěn)定，在工程中最適用。

2）灰質(zhì)石灰質(zhì)量好則有效成分多（CaO、MgO),形成強(qiáng)度的各種作用得到充分進(jìn)行，有利于提高強(qiáng)度和穩(wěn)定性。石灰質(zhì)量應(yīng)達(dá)到相關(guān)技術(shù)要求。第44頁/共213頁

3）石灰劑量

灰劑量對(duì)石灰土基層強(qiáng)度影響明顯。通常情況下，石灰劑量較?。?lt;3％～4％）時(shí)，土的部分工程性質(zhì)得到改善；隨著石灰劑量的增加，石灰土強(qiáng)度和穩(wěn)定性不斷提高，但超過一定限度時(shí)，強(qiáng)度反而降低；因此石灰劑量有最佳值要求，應(yīng)通過混合料配合比設(shè)計(jì)和相關(guān)試驗(yàn)確定。第45頁/共213頁4）拌和及壓實(shí)

土的粉碎程度和拌和均勻性對(duì)石灰土基層強(qiáng)度影響很大，土越粉碎則石灰與土的各種反應(yīng)越充分，穩(wěn)定效越較好。5）養(yǎng)生條件和凝期

高溫和一定濕度對(duì)石灰土強(qiáng)度形成有利。石灰土強(qiáng)度隨時(shí)間而緩慢增長(zhǎng)，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的凝期較長(zhǎng)。第46頁/共213頁5.石灰穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)

1）設(shè)計(jì)任務(wù)選擇合適的土質(zhì)、確定最佳石灰劑量和混合料最佳含水量、通過試驗(yàn)確認(rèn)強(qiáng)度達(dá)到要求且經(jīng)濟(jì)合理的配合比。

2）設(shè)計(jì)步驟

（1）制備試樣

根據(jù)一種土樣、不同石灰劑量的混合料。為減少試驗(yàn)量，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定一個(gè)較窄的劑量范圍。（2）確定混合料最佳含水量和最大干密度（3）制備與施工壓實(shí)度相同的強(qiáng)度試驗(yàn)試件（4）進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定強(qiáng)度達(dá)到要求、可用于實(shí)際工程的混合料配合比。第47頁/共213頁6.石灰穩(wěn)定土基層施工

1）路拌法施工（1）準(zhǔn)備下承層（2）施工放樣（3）攤鋪土、石灰（4）拌和與灑水（5）整形和碾壓

（6）養(yǎng)生

2）廠拌法施工用專用設(shè)備在集中拌和站拌和，要求充分粉碎土塊、配料準(zhǔn)確、控制含水量、拌和均勻。

第48頁/共213頁

第四節(jié)水泥穩(wěn)定土類基層定義由于這種基層取材容易、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好，廣泛用于各級(jí)各類公路路面基層，尤其是交通量大的高等級(jí)公路路面。2.材料種類

水泥穩(wěn)定土——用水泥穩(wěn)定細(xì)粒土得到的基層。水泥穩(wěn)定碎石——用水泥穩(wěn)定粒徑較大的級(jí)配碎石或天然級(jí)配形成的基層。

第49頁/共213頁水泥穩(wěn)定砂?！喾€(wěn)定沙礫土——3.強(qiáng)度形成原理（1）水泥的水化作用與水泥混凝土強(qiáng)度形成一樣，水化反應(yīng)生成具有膠結(jié)作用的水化物，水泥土強(qiáng)度的主要來源。水化產(chǎn)物在土的礦質(zhì)顆粒空隙中相互交織搭接，將土顆粒包裹并連接起來，使土喪失原有塑性，從而改變土的工程特性。由于在土的特定環(huán)境中，水泥在土中發(fā)生的水化反應(yīng)弱于水泥混凝土。第50頁/共213頁2）離子交換作用

機(jī)理與石灰穩(wěn)定土相同。

3）化學(xué)激化作用混合料中鈣離子的增加，使土混合料變?yōu)閴A性環(huán)境，激發(fā)土中SiO2、Al2O3的活性。與鈣離子發(fā)生反應(yīng)生成新的礦物，其作用與水泥水化產(chǎn)物作用相同。有利于提高土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

4）碳酸化作用

與石灰穩(wěn)定土同。

第51頁/共213頁4.影響強(qiáng)度的因素

1）土質(zhì)

凡是能被經(jīng)濟(jì)地粉碎的土均能用水泥來穩(wěn)定，但用于穩(wěn)定具有良好級(jí)配的碎石、或砂礫石的效果最好，其次為砂性土。對(duì)于粒徑很細(xì)的粘質(zhì)土或粉質(zhì)土，由于水泥用量不可能較大，因此穩(wěn)定效果不明顯。

2）水泥類型與劑量

普硅水泥、礦渣水泥、火山灰水泥均可使用。為便于施工，應(yīng)選用終凝時(shí)間較長(zhǎng)的低標(biāo)號(hào)水泥。3）施工及養(yǎng)生

第52頁/共213頁5.混合料組成設(shè)計(jì)

1）設(shè)計(jì)任務(wù)選擇合適的土類、確定水泥劑量、確定最佳含水量、確認(rèn)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)符合要求的配合比。

2）設(shè)計(jì)步驟水泥穩(wěn)定土類混合料組成設(shè)計(jì)與石灰土設(shè)計(jì)基本相同，但水泥劑量通常根據(jù)經(jīng)濟(jì)性要求確定。第53頁/共213頁

6.水泥穩(wěn)定土類基層施工

一般要求采用廠拌法施工，工藝過與石灰土基層廠拌法施工相同。三、工業(yè)廢渣穩(wěn)定土類基層定義用一定量的的石灰與粉煤灰（石灰與煤渣、石灰與礦渣）與其他礦質(zhì)集料混合，加入適量的水，經(jīng)拌和、攤鋪、碾壓和養(yǎng)生后，當(dāng)其強(qiáng)度達(dá)到一定要求后得到的混合料結(jié)構(gòu)層。工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層具有與水泥穩(wěn)定類基層基本相同的力學(xué)特性。第54頁/共213頁2.材料種類

石灰粉煤灰土——以石灰粉煤灰為結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土。石灰粉煤灰碎石——以石灰粉煤灰為結(jié)合料穩(wěn)定碎石。石灰粉煤灰碎石土——在碎石中加入少量土后以石灰粉煤灰為結(jié)合料穩(wěn)定。石灰粉煤灰砂礫——以石灰粉煤灰穩(wěn)定級(jí)配砂礫或天然砂礫。石灰煤渣——石灰煤渣混合料作基層。石灰煤渣碎石——以石灰煤渣碎石穩(wěn)定碎石。石灰煤渣碎石土——在碎石中混入少量土后用石灰煤渣穩(wěn)定。第55頁/共213頁3.強(qiáng)度形成原理

熟石灰在水環(huán)境下激活工業(yè)廢渣活性材料，發(fā)生一系列物理、化學(xué)作用，對(duì)土的工程性質(zhì)起改善作用，同時(shí)具有膠結(jié)作用。4.材料要求

1）石灰要求達(dá)到Ⅲ級(jí)以上，存放期短。

2）工業(yè)廢渣要求達(dá)到一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，粉煤灰主要是活性材料有效含量、燒失量、細(xì)度。煤渣最大粒徑應(yīng)小于30mm、顆粒具有一定級(jí)配。第56頁/共213頁3）粒料

高等級(jí)公路路面的工業(yè)廢渣基層粒料應(yīng)不含或少含塑性土，粒料顆粒壓碎值符合相關(guān)要求，最好采用具有良好級(jí)配的集料。5.工業(yè)廢渣穩(wěn)定類基層施工

施工方方法與水泥穩(wěn)定粒料類基層施工工藝相同，但養(yǎng)生時(shí)間長(zhǎng)于水泥穩(wěn)定類。

第57頁/共213頁第十一章瀝青類路面第一節(jié)瀝青類路面及基本特點(diǎn)一、基本特點(diǎn)定義瀝青類路面——以瀝青為結(jié)合料來粘結(jié)礦料，按一定工藝施工成型的路面結(jié)構(gòu)層。柔性基層瀝青路面——在柔性基層上鋪筑的瀝青路面。半剛性基層瀝青路面——在半剛性基層上鋪筑的瀝青路面。第58頁/共213頁2.特點(diǎn)

1）與水泥混凝土路面相比，瀝青路面具有以下特點(diǎn)：（1）表面無接縫、行車舒適（2）耐磨、振動(dòng)小、噪音低（3）施工期短（4）工后養(yǎng)護(hù)維修方便、費(fèi)用?。?）瀝青層強(qiáng)度相對(duì)較低，對(duì)基層和土基強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求高（6）抗滑性較差（7）高溫穩(wěn)定性較差第59頁/共213頁2）與粒料類路面相比有以下特點(diǎn)（1）強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好（2）使用壽命長(zhǎng)（3）揚(yáng)塵少、對(duì)環(huán)境影響小。瀝青路面是世界各國公路及城市道路的主要路面形式，由于采用瀝青為結(jié)合料，增強(qiáng)了礦料顆粒之間的粘結(jié)力，使瀝青混合料具有較高的強(qiáng)度和較好的穩(wěn)定性，路面的使用品質(zhì)、耐久性等得到提高。第60頁/共213頁二、瀝青路面的分類按強(qiáng)度形成原理分類

1）嵌擠型瀝青混合料中礦料采用顆粒尺寸較為單一的集料，路面的強(qiáng)度主要靠礦料顆粒之間產(chǎn)生的嵌擠、鎖結(jié)和摩阻力形成，瀝青粘結(jié)力相對(duì)較小，處于次要地位。此類瀝青路面具有較好的高溫穩(wěn)定性，但由于礦料顆粒間空隙較大，所形成的路面透水性大，易滲水。此類瀝青路面主要有瀝青碎石、瀝青貫入式等。第61頁/共213頁

2）密實(shí)型瀝青混合料中礦料顆粒采用形成最大密度的級(jí)配類型，由瀝青粘聚力和礦料內(nèi)摩阻力共同形成強(qiáng)度，以粘聚力為主，具有較高的強(qiáng)度和較好的穩(wěn)定性。但混合料中由于細(xì)粒礦料多，瀝青用量相對(duì)較大，對(duì)高溫穩(wěn)定性不利。此類瀝青路面主要指各型瀝青混凝土。根據(jù)混合料礦料級(jí)配特點(diǎn)、剩余空隙率等指標(biāo)不同，密實(shí)型瀝青路面又可細(xì)分為多種類型，它們的路用性能各不相同。如瀝青砼。第62頁/共213頁2.按施工工藝分類

1）層鋪法（撒鋪法）施工瀝青路面（1）定義瀝青、礦料分層撒鋪，然后碾壓成型的路面。主要指瀝青表面處治路面和瀝青貫入式路面。（2）特點(diǎn)

a.工藝簡(jiǎn)單、施工設(shè)備簡(jiǎn)便、功效快、造價(jià)低；

b.路面成型期長(zhǎng)、厚度薄；

c.路面整體強(qiáng)度低、使用年限短。第63頁/共213頁2）路拌法施工瀝青路面（1）定義在下承層上就地將瀝青和礦料用人工或機(jī)械將瀝青和礦料拌和均勻后攤鋪、碾壓成型的瀝青路面，通常在常溫下進(jìn)行。主要之路拌瀝青碎石路面、乳化瀝青路面等。（2）特點(diǎn)

a.可在常溫下施工，節(jié)省能源；

b.礦料與瀝青混合均勻性好于層鋪法施工的路面；

c.由于常溫施工，需選用稠度較低的瀝青，故礦料與瀝青粘結(jié)效果較差。第64頁/共213頁

3）廠拌法施工瀝青路面特點(diǎn)：

a.礦質(zhì)集料經(jīng)過嚴(yán)格選擇，清潔、級(jí)配準(zhǔn)確；

b.所用瀝青稠度高、用量準(zhǔn)確；

c.專用的拌和系統(tǒng)計(jì)量準(zhǔn)確，可準(zhǔn)確控制混合料加熱溫度、攪拌均勻，混合料具有較高質(zhì)量；

d.專業(yè)機(jī)械化施工，作業(yè)速度快；第65頁/共213頁

e.運(yùn)輸、攤鋪、碾壓設(shè)備成系列化，路面施工質(zhì)量高；

f.多用于等級(jí)較高的公路，材料成本、施工成本較高。3.按技術(shù)特性分

1）瀝青混凝土（1）定義混合料經(jīng)壓實(shí)后達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度和剩余空隙率（剩余空隙率小于10%）時(shí)，稱為瀝青混凝土。第66頁/共213頁

（2）特點(diǎn)

a.具有很高的強(qiáng)度和密實(shí)度，是各類瀝青混合料中最高的；

b.水穩(wěn)性好，透水性?。?/p>

c.使用壽命長(zhǎng)、耐久性好；

d.壓實(shí)后剩余空隙率（Vv）為3%～6%稱為Ⅰ型瀝青混凝土，剩余空隙率為6%～10%時(shí)稱為Ⅱ型瀝青混凝土。剩余空隙率大小不同，其高溫穩(wěn)定性也不同。

d.適用于等級(jí)高、交通量大的公路。第67頁/共213頁（3）類型、應(yīng)用

a.細(xì)粒式瀝青混凝土（AC-13、AC-10、AC-5）礦料最大公稱粒徑為5、10或13mm的瀝青混凝土。特點(diǎn)：使用場(chǎng)合：多用于降雨量較大、夏季氣溫不高地區(qū)的高等級(jí)公路面層。

b.中粒式瀝青混凝土（AC-20、AC-16）礦料最大公稱粒徑為16、20mm的瀝青混凝土。瀝青用量適中，是高速公路、一級(jí)公路常用的面層材料。第68頁/共213頁

c.粗粒式瀝青混凝土（AC-30、AC-25）特點(diǎn)：使用場(chǎng)合：

d.多空隙瀝青混凝土（PAWC)、多碎石瀝青混凝土（SAC)

采用間斷級(jí)配類型的礦料和稠度較大的優(yōu)質(zhì)瀝青形成的空隙率很大的瀝青混凝土，主要是提高瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性并使路表積水能迅速下滲，使路面具有良好的抗滑性能，確保行車安全。第69頁/共213頁2）瀝青碎石（1）定義瀝青碎石同樣用具有規(guī)定級(jí)配的碎石、砂（天然砂或機(jī)制砂）、礦粉與一定量瀝青在一定溫度條件下拌和均勻，得到經(jīng)壓實(shí)后達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度和剩余空隙率（剩余空隙率大于10%）時(shí)，稱為瀝青碎石。（2）特點(diǎn)

第70頁/共213頁（3）類型、應(yīng)用

a.普通瀝青碎石根據(jù)礦料最大公稱粒徑分為細(xì)粒式（AM-13、AM-10）、中粒式（AM-20、AM-16）、粗粒式（AM-30、AM-25）、特粗式（AM-40）。

b.瀝青馬蹄脂碎石（SMA)

以高質(zhì)量瀝青、礦粉和纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青馬蹄脂為結(jié)合料，填充、粘結(jié)具有間斷級(jí)配的高質(zhì)量礦料骨架，形成多孔結(jié)構(gòu)。第71頁/共213頁3）瀝青貫入式4）瀝青表面處治第二節(jié)瀝青類路面對(duì)材料的基本要求瀝青選擇條件第72頁/共213頁2.礦料

1）粗集料粗集料可選用軋制碎（礫）石、篩選礫石、礦渣等，優(yōu)先選用與瀝青粘結(jié)良好的堿性石料。3.細(xì)集料細(xì)集料主要起改善混合料中礦料級(jí)配、增加混合料和易性、提高混合料密實(shí)度的作用。宜選用有一定級(jí)配的天然砂，質(zhì)量符合要求的機(jī)制砂也可使用。第73頁/共213頁4.填充料通常用憎水性強(qiáng)的堿性石料磨制，在混合料中主要起增大礦料比表面積，增加結(jié)合瀝青數(shù)量，形成的瀝青膠漿填充集料空隙中并粘結(jié)集料顆粒，使混合料具有較高的強(qiáng)度。

第三節(jié)瀝青混合料技術(shù)性質(zhì)與組成設(shè)計(jì)一、瀝青混合料技術(shù)性質(zhì)

1.高溫穩(wěn)定性

1）定義

第74頁/共213頁

在高溫時(shí)表現(xiàn)為車轍和波浪等永久變形。其中車轍是交通量大、渠化交通嚴(yán)重的高速公路路面的主要破壞形式之一。也是目前各國公路領(lǐng)域重點(diǎn)研究解決的問題。第75頁/共213頁

2）影響高溫穩(wěn)定性的因素影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的因素分外因和內(nèi)因。（1）外因

a.環(huán)境溫度——使用環(huán)境溫度高；

b.施工質(zhì)量——混合料碾壓不密實(shí)；

c.交通因素——渠化交通、車輛軸載大；

第76頁/共213頁（2）內(nèi)因

a.礦料級(jí)配——細(xì)料含量大的混合料易產(chǎn)生高溫失穩(wěn)；

b.礦料形狀——表面圓滑、缺少棱角的礦料易導(dǎo)致混合料高溫穩(wěn)定性降低；

c.填充礦料——填充料過多、瀝青膠漿多，高溫穩(wěn)定性差；

第77頁/共213頁d.礦料粒徑——最大公稱粒徑較小時(shí)，高溫穩(wěn)定性不佳；

e.瀝青用量——瀝青用量過大會(huì)顯著降低高溫穩(wěn)定性；

f.瀝青質(zhì)量——較稀的瀝青會(huì)使混合料高溫穩(wěn)定性很差。第78頁/共213頁2.低溫抗裂性

1）低溫開裂定義瀝青混合料在低溫條件下強(qiáng)度和剛度增大而抗變形能力降低。在溫度急劇降低時(shí)，因上部溫度低于下部溫度，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)形成溫度梯度，處于上部的瀝青路面層的收縮變形會(huì)受到與其接觸的下層的約束，上部瀝青層內(nèi)出現(xiàn)拉應(yīng)力，當(dāng)該拉應(yīng)力值超過抗拉強(qiáng)度時(shí)，路面層就產(chǎn)生裂縫，即為低溫開裂。第79頁/共213頁2）影響因素（1）外因

a.環(huán)境溫度——環(huán)境溫度驟降；

b.路基特性——路基水溫穩(wěn)定性差；

c.交通因素——車輛行車狀況；

d.路面結(jié)構(gòu)——路面結(jié)構(gòu)厚度薄、半剛性基層低溫開裂、基層與瀝青材料層的粘著力強(qiáng)會(huì)增加縮裂現(xiàn)象。第80頁/共213頁

（2）內(nèi)因

b.礦料顆?！砻鎴A滑、缺少棱角的礦料混合料抗裂性能低；

c.填充礦料——填充料過多、瀝青膠漿多，低溫抗裂性較好；

d.瀝青用量——瀝青用量大會(huì)顯著減少低溫開裂現(xiàn)象；

e.瀝青老化——瀝青老化現(xiàn)象嚴(yán)重的路面低溫開裂也嚴(yán)重；

f.瀝青質(zhì)量——粘稠的瀝青會(huì)使混合料高溫穩(wěn)定性很差。

3）防開裂措施

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——在瀝青混凝土層與下承層之間設(shè)應(yīng)力吸收薄膜。（2）材料設(shè)計(jì)——選用較稀瀝青、增加瀝青用量。第81頁/共213頁3.水穩(wěn)性定義：瀝青混合料在浸水條件下，由于瀝青與石料的粘附性降低而使混合料的物理力學(xué)性能降低的程度。由于水與石料的親和力大于瀝青與石料的附著力，若瀝青與石料粘附性低，在水環(huán)境下容易出現(xiàn)松散而市區(qū)強(qiáng)度等路用性能。瀝青混合料水穩(wěn)定性用浸水馬歇爾試驗(yàn)和瀝青與礦料的粘附性試驗(yàn)檢驗(yàn)。三、瀝青混合料組成設(shè)計(jì)從原材料到獲得符合質(zhì)量要求、用于鋪筑路面工程實(shí)體的瀝青混合料要經(jīng)歷三個(gè)階段：實(shí)驗(yàn)室目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段和生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段。第一階段在實(shí)驗(yàn)室完成，后兩個(gè)階段則在施工時(shí)進(jìn)行。第82頁/共213頁實(shí)驗(yàn)室目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

1）設(shè)計(jì)任務(wù)目標(biāo)配合比主要根據(jù)公路性質(zhì)、交通量、筑路材料、當(dāng)?shù)貧夂驐l件、施工技術(shù)水平等選擇原材料、確定礦料最大粒徑、礦料級(jí)配類型和最佳瀝青用量。

2）設(shè)計(jì)步驟（1）原材料選擇技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理的原則，通過相關(guān)試驗(yàn)選擇合適的瀝青路面材料。第83頁/共213頁

（2）確定礦料最大粒徑礦料最大粒徑對(duì)瀝青混合料路用性能影響很大。當(dāng)結(jié)構(gòu)層厚度（h）與礦料最大粒徑（D）的比值減小時(shí)，瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性提高，車轍等損害減小，但抗疲勞能力降低；當(dāng)h/D增大時(shí)，礦料細(xì)集料含量多，瀝青用量大，瀝青混合料的抗疲勞特性提高，但高溫穩(wěn)定性下降。通常取h/D≥2，此時(shí)瀝青混合料施工可壓實(shí)性較好，容易達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度和平整度。確定礦料最大粒徑后，根據(jù)混合料所在層位、氣候環(huán)境、材料來源、施工條件等確定瀝青混合料類型。第84頁/共213頁

（3）確定礦料級(jí)配在瀝青混合料類型確定的情況下，根據(jù)級(jí)配理論和實(shí)際工程需要確定礦料級(jí)配范圍（根據(jù)具體條件確定的礦料級(jí)配范圍要比規(guī)范規(guī)定值窄許多）。在實(shí)際工程中，常常需要用兩種或兩種以上具有不同級(jí)配的原材料摻配后才能得到既定級(jí)配要求的礦質(zhì)集料。即對(duì)礦料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。（4）確定最佳瀝青用量瀝青混合料最佳瀝青用量通過馬歇爾試驗(yàn)確定。第85頁/共213頁

礦料最大粒徑與礦料級(jí)配確定后，根據(jù)規(guī)范推薦瀝青用量范圍或?qū)嶋H工程經(jīng)驗(yàn)初步確定一個(gè)瀝青用量，并以該值為中值，以0.5%為步長(zhǎng)上下變化瀝青用量。取5個(gè)不同的瀝青用量制備馬歇爾試驗(yàn)試件，計(jì)算各組混合料的穩(wěn)定度（N）、流值（F）、密度（ρ)、飽和度（VFA）、剩余空隙率（Vv）、礦料間隙率（VMA）、馬歇爾模數(shù)（S）。分別繪制瀝青用量與上述各項(xiàng)指標(biāo)的關(guān)系曲線，根據(jù)這些曲線并按規(guī)定計(jì)算方法計(jì)算確定可能的最佳瀝青用量。在上述試驗(yàn)指標(biāo)中，對(duì)瀝青用量選擇行最強(qiáng)的是剩余空隙率（Vv），該指標(biāo)對(duì)瀝青混合料的路用性能影響很大，其他因素如級(jí)配、瀝青用量、壓實(shí)情況、溫度等對(duì)它的影響也很大，是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的指標(biāo)。第86頁/共213頁（5）高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)為車轍試驗(yàn)，試驗(yàn)指標(biāo)為動(dòng)穩(wěn)定度。當(dāng)這項(xiàng)指標(biāo)不能滿足規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)調(diào)整瀝青用量。無法調(diào)整時(shí)，重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。第87頁/共213頁2.生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段

用間歇式瀝青混合料拌和系統(tǒng)生產(chǎn)混合料時(shí)，將二次篩分后進(jìn)入各熱料倉的礦料取樣篩分并于目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)級(jí)配比較，以確定各熱料倉的材料比例，作為攪拌系統(tǒng)控制室控制依據(jù)，同時(shí)反復(fù)調(diào)整各冷料倉的供料速度，以達(dá)到供料平衡。并取目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的最佳瀝青用量、+0.3％及-0.3％三個(gè)瀝青用量進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，確定生產(chǎn)配合比的最佳瀝青用量。用連續(xù)式瀝青混合料拌和系統(tǒng)生產(chǎn)混合料時(shí)，目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)就是生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。第88頁/共213頁3.生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段

攪拌系統(tǒng)按生產(chǎn)配合比及最佳瀝青用量±0.3％進(jìn)行試拌，并鋪筑試驗(yàn)路段，對(duì)生產(chǎn)的混合料和從試驗(yàn)路面鉆取的芯樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，若各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求，則以此時(shí)的瀝青混合料配合比作為標(biāo)準(zhǔn)配合比，作為控制混合料拌和質(zhì)量的依據(jù)和施工質(zhì)量檢查的標(biāo)準(zhǔn)。第四節(jié)瀝青類路面的施工工藝及質(zhì)量控制一、瀝青表面處治路面瀝青表面處治路面按清理下承層→澆灑第一層瀝青→撒鋪第一層集料→碾壓→（按以上程序進(jìn)行下一層施工）的工藝過程進(jìn)行。第89頁/共213頁二、瀝青貫入式路面瀝青貫入式路面按清理下承層→撒鋪主層集料→碾壓主層集料→澆灑第一層瀝青→撒鋪第一層嵌縫料→碾壓→澆灑第二層瀝青→撒鋪第二蹭嵌縫料→碾壓→撒鋪封層料→終壓的工藝進(jìn)行。三、乳化瀝青混合料路面

工藝過程為：混合料拌和→攤鋪→碾壓。施工在常溫下進(jìn)行。壓實(shí)成型，待水分蒸發(fā)完后加鋪上封層。施工結(jié)束后作好早期養(yǎng)護(hù)工作，封閉交通2～6小時(shí)，開放交通后控制車速。第90頁/共213頁四、熱拌瀝青混合料路面施工準(zhǔn)備

1）原材料質(zhì)量檢查

2）施工機(jī)械選型與配套

3）拌和廠選址與備料

4）試驗(yàn)路鋪筑2.混合料拌和設(shè)備分為間歇式和連續(xù)式，間歇式拌和質(zhì)量好，連續(xù)式產(chǎn)量大?？刂茷r青加熱溫度（溫度過低不利于拌和均勻，過高瀝青將老化），混合料必須拌和均勻，溫度控制在160℃左右。第91頁/共213頁3.混合料運(yùn)輸注意保溫、防雨、防污染，用車廂清潔的大噸位自卸汽車，運(yùn)輸能力略大于攪拌和攤鋪能力。4.混合料攤鋪

1）攤鋪前作好下承層準(zhǔn)備、施工測(cè)量及設(shè)備檢查。

2）調(diào)整、確定攤鋪機(jī)參數(shù)包括攤鋪機(jī)機(jī)構(gòu)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)等。

3）攤鋪?zhàn)鳂I(yè)

控制攤鋪溫度為110～130℃?？刂破秸?。

第92頁/共213頁5.混合料碾壓

分初壓、復(fù)壓和終壓三個(gè)階段。初壓用輕型鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行，主要是平整、穩(wěn)定混合料，溫度控制為110～130℃；復(fù)壓使混合料密實(shí)、穩(wěn)定、成型，是碾壓的關(guān)鍵，主要用輪胎式壓路機(jī)進(jìn)行并配合振動(dòng)壓路機(jī)，溫度控制為110℃以上；終壓用輕型鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行，主要是消除碾壓輪跡，溫度不低于70℃。

瀝青路面施工質(zhì)量控制主要包括原材料質(zhì)量控制、混合料質(zhì)量控制、施工現(xiàn)場(chǎng)管理、現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量檢查等，相關(guān)技術(shù)表準(zhǔn)見教材有關(guān)表格。第93頁/共213頁第十一章路面材料力學(xué)性質(zhì)

第一節(jié)粒料類材料

一、強(qiáng)度特征

表現(xiàn)為抗剪強(qiáng)度。由φ、c組成。

二、應(yīng)力－應(yīng)變特點(diǎn)

非線彈性材料，與土基相同。

三、變形累積特性

多次重復(fù)荷載作用下產(chǎn)生累積變形。

第94頁/共213頁第二節(jié)半剛性材料

一、強(qiáng)度特征

具有較好的整體行，用抗拉強(qiáng)度、抗劈裂強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度表示強(qiáng)度大小。

二、應(yīng)力－應(yīng)變特點(diǎn)

承受應(yīng)力較小時(shí)表現(xiàn)為線彈性，用回彈模量表述應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系。

三、疲勞特性

在多次重復(fù)荷載作用下產(chǎn)生疲勞開裂，是行車荷載作用下產(chǎn)生的主要破壞形式。

用疲勞強(qiáng)度、疲勞壽命、疲勞方程（曲線）等描述。

第95頁/共213頁四、干縮、溫縮特性

1.干縮

干縮指半剛性材料層在壓實(shí)后由于混合料內(nèi)部的水化作用，水分會(huì)不斷減少。由此發(fā)生的毛細(xì)管作用、吸附作用、結(jié)晶作用等都會(huì)引起半剛性材料體積收縮。描述半剛性材料收縮特性的指標(biāo)主要有干縮應(yīng)變、干縮系數(shù)、干縮量、失水量、失水率和平均干縮系數(shù)。干縮系數(shù)的變化規(guī)律為：主跋煲蛩匚岷狹現(xiàn)擲?、枷细度、嚎等?/p>

石灰穩(wěn)定類>水泥穩(wěn)定類>工業(yè)廢渣穩(wěn)定類；

細(xì)粒土>粒料土>粒料

第96頁/共213頁2.溫縮

半剛性材料在溫度降低時(shí)體積減小，即為溫度收縮。集料顆粒越細(xì)，溫度收縮量越大。影響因素主要是混合料含水量、土的細(xì)度、環(huán)境溫度、凝期等。溫度收縮特性用溫度收縮系數(shù)描述。

第三節(jié)瀝青混合料力學(xué)特性

一、強(qiáng)度特性

1.抗剪強(qiáng)度

用c、φ值大小描述，主要影響因素為瀝青用量、瀝青質(zhì)量、礦料級(jí)配、環(huán)境溫度等。

第97頁/共213頁2.抗拉強(qiáng)度

由直接拉伸試驗(yàn)和劈裂試驗(yàn)確定，主要受瀝青用量、瀝青質(zhì)量、礦料加鋪溫度等影響?，F(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)方法中以劈裂強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)指標(biāo)之一。

二、應(yīng)力－應(yīng)變特性

瀝青混合料在應(yīng)力作用下表現(xiàn)為彈－粘－塑性體。其力學(xué)特性受溫度和荷載作用時(shí)間影響很大。用勁度模量描述。勁度模量是時(shí)間與溫度的函數(shù)，其值大小與瀝青勁度有關(guān)。

三、疲勞特性

同其他整體性材料一樣，瀝青混合料在多次重復(fù)荷載作用下會(huì)在低于其極限抗拉強(qiáng)度或抗拉應(yīng)變的情況下出現(xiàn)破壞，稱為疲勞破壞。第98頁/共213頁

導(dǎo)致材料最終破壞的荷載作用次數(shù)稱為疲勞壽命。相應(yīng)施加的荷載稱為疲勞應(yīng)力。疲勞應(yīng)力與疲勞壽命之間的關(guān)系稱為疲勞方程，若用圖形表示稱為疲勞曲線。影響瀝青混合料疲勞特性的因素包括：瀝青混凝土密實(shí)度、瀝青勁度、瀝青含量、集料特性、溫度及加載速率等。研究材料的疲勞匭圓捎悶＠褪匝欏Ｍ炔牧?、腿试验碳?，施加的應(yīng)力（或應(yīng)變）越大，則疲勞壽命越短。

疲勞破壞是現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)方法中必須避免的破壞形式。

第99頁/共213頁

第十二章瀝青路面設(shè)計(jì)

瀝青路面——在柔性基層、半剛性基層上鋪筑一定厚度的瀝青混合料作面層的路面結(jié)構(gòu)。瀝青路面設(shè)計(jì)任務(wù)——根據(jù)公路性質(zhì)、使用要求、當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、交通狀況、筑路材料、土基特性等條件，確定技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的路面結(jié)構(gòu)。瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容：

1）選擇適當(dāng)?shù)穆访娴穆访娌牧稀⒋_定路面類型；

2）進(jìn)行混合料組成設(shè)計(jì)并確定路面設(shè)計(jì)參數(shù)；

3）路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)；

4）路面厚度計(jì)算并作多種方案比選。第100頁/共213頁

第一節(jié)彈性層狀體系理論分析一、彈性層狀體系力學(xué)模型的建立

用性質(zhì)不同的各種材料層鋪筑在土基上形成的路面結(jié)構(gòu)在荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系并非線彈性，而是隨應(yīng)力大小和荷載作用時(shí)間而變化?？紤]到路基及路面材料層工作應(yīng)力不大以及行車荷載具有的瞬時(shí)性并簡(jiǎn)化力學(xué)分析模式，建立路面設(shè)計(jì)力學(xué)模型時(shí)仍視路基、路面處于彈性狀態(tài)。用彈性力學(xué)的原理分析路面各層產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和位移。由于路面各層具有不同的力學(xué)特性，因此建立的力學(xué)模型為彈性多層體系，即彈性半空間地基上有若干具有一定厚度的彈性材料層體系。第101頁/共213頁實(shí)際的路面結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，為便于問題的求解，需要建立在一定的假設(shè)基礎(chǔ)上：通常將路面結(jié)構(gòu)視為彈性半空間地基上由若干個(gè)具有一定厚度材料組成的彈性層狀體系。并假設(shè)：

1）各層由連續(xù)、均勻、各向同性的線彈性材料組成，用彈性模量E和泊松比μ表征其彈性參數(shù)；

2）最下一層為水平方向和豎直向下方向無限延伸的半無限體（或半空間體），其上各層在水平方向?yàn)闊o限大，豎直方向有一定厚度；

3）各層在水平方向、最下一層在無限深處的應(yīng)力、應(yīng)變和位移為零；

4）各層之間的應(yīng)力和位移完全連續(xù)（連續(xù)連接）或僅是豎向應(yīng)力和位移連續(xù)（光滑連接）；

5）不計(jì)各層材料自重。第102頁/共213頁二、彈性雙層體系解彈性雙層體系由一個(gè)具有有限層厚的彈性層和彈性半無限地基（路基）組成。彈性參數(shù)分別為E1，μ1和E0，μ0，上層彈性層厚度為h，如圖所示。

α——彎沉系數(shù)，其值是h/D和E0/E1的函數(shù)；

其數(shù)值解可以通過電子計(jì)算機(jī)計(jì)算獲得。在雙圓均布荷載作用下，輪隙處的豎向垂

直位移（彎沉）：第103頁/共213頁三、彈性三層體系解彈性三層體系由兩個(gè)有限層厚的彈性層及彈性半無限體（路基）組成。若各層材料彈性參數(shù)分別為E1，μ1；E2，μ2和E0，μ0，上層和中層厚度分別為h和H，如圖所示

第104頁/共213頁四、多層體系的等效換算

無計(jì)算軟件時(shí)也可將多層體系按等效破壞原則換算成三層體系，利用已有的計(jì)算諾模圖計(jì)算位移、應(yīng)力。原則:等效破壞原則，即換算前后計(jì)算的結(jié)果應(yīng)是一樣的，換言之，就是荷載對(duì)三層體系和多層體系的破壞效果是一樣的。

1.路表彎沉等效換算

原則:彎沉相等.面層和土基保持不變，而將面層和土基之間的其他結(jié)構(gòu)層換算成三層體系的中間層。第105頁/共213頁

多層體系路表彎沉等效換算圖

第106頁/共213頁2.拉應(yīng)力等效換算按在結(jié)構(gòu)層底產(chǎn)生的拉應(yīng)力相等的原則，將需要計(jì)算層底拉應(yīng)力的結(jié)構(gòu)層及其以上所有層次換算為三層體系上層，計(jì)算位置以下土基以上所有結(jié)構(gòu)層換算成中間層。第107頁/共213頁上層底面彎拉應(yīng)力等效換算圖第108頁/共213頁3.面層剪應(yīng)力等效換算對(duì)于城市道路的瀝青路面，需要考慮垂直力和水平力的共同作用，即需要驗(yàn)算瀝青面層的抗剪強(qiáng)度。多層體系換算成三層體系時(shí)，方法與彎沉等效換算相同。第109頁/共213頁第二節(jié)瀝青路面破壞狀態(tài)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

瀝青路面在行車荷載和環(huán)境因素影響下出現(xiàn)多種形式的損害，有些是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮避免的，有些是材料設(shè)計(jì)需要避免的，有些則是施工管理和工后管理。通常將路面破壞分為結(jié)構(gòu)性破壞和功能性破壞兩大類。

1.沉陷

沉陷是瀝青路面表面車輪集中作用部位出現(xiàn)較大的凹陷變形。主要是由于路基強(qiáng)度較低，導(dǎo)致路面失去較好的支撐而產(chǎn)生較大的豎向變形。沉陷較大時(shí)會(huì)在凹陷最深處出現(xiàn)縱向裂縫，進(jìn)而出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫。

第110頁/共213頁2.車轍

車轍是瀝青混合料結(jié)構(gòu)層在行車荷載重復(fù)作用下，在車輪集中作用的部位出現(xiàn)縱向撤槽，是交通量大、渠化交通嚴(yán)重的高等級(jí)公路瀝青路面主要破壞形式。車轍主要是由于行車荷載大量重復(fù)作用、瀝青混合料高溫穩(wěn)定性差而產(chǎn)生累計(jì)永久變所致，汽車輪胎的磨失使路面減薄也是原因之一。

3.疲勞開裂

疲勞開裂是瀝青路面在行車荷載多次重復(fù)作用下逐漸產(chǎn)生、不斷增加和擴(kuò)展的開裂破壞，開裂初期雖然不影響車輛正常行駛，但隨著裂縫的增第111頁/共213頁多和擴(kuò)寬，增加了水對(duì)路面和路基的不利作用，使路面整體強(qiáng)度迅速下降，加速破壞的發(fā)生，使用壽命縮短。疲勞開裂的原因主要是行車荷載對(duì)瀝青材料層的多次反復(fù)彎曲作用，當(dāng)荷載應(yīng)力超過其抗拉疲勞強(qiáng)度時(shí)機(jī)產(chǎn)生底部開裂，逐漸發(fā)展到表面。半剛性基層產(chǎn)生的疲勞開裂也會(huì)向上發(fā)展導(dǎo)致瀝青面層開裂。

4.低溫縮裂與反射裂縫

低溫下瀝青混合料剛度較大，所產(chǎn)生的收縮受到下面結(jié)構(gòu)層的約束時(shí)機(jī)產(chǎn)生溫度應(yīng)力（拉應(yīng)力），當(dāng)超過瀝青混合料抗拉強(qiáng)度時(shí)即出現(xiàn)橫向開裂。半剛性基層存在溫縮和干縮現(xiàn)象并因此出現(xiàn)拉應(yīng)力而出現(xiàn)開裂?；鶎赢a(chǎn)生的這種橫向裂縫會(huì)在相同的部位在瀝青路面上反映出來，稱為反射裂縫。第112頁/共213頁

5.推移（擁包）

推移和擁包是瀝青面層沿行車方向產(chǎn)生剪切、拉裂而出現(xiàn)推擠和擁起。這種破壞主要是使平整度降低，影響路面的使用品質(zhì)。產(chǎn)生的原因主要是路面受到多次較大的水平力作用、瀝青混合料高溫穩(wěn)定性差。

6.松散和坑槽

瀝青路面材料失去應(yīng)有的整體性，變?yōu)殡x散體，礦質(zhì)粒料與結(jié)合料分離，松散的材料在行車荷載作用下脫離路表出現(xiàn)坑洞。主要是瀝青混合料設(shè)計(jì)不當(dāng)、瀝青質(zhì)量差、碾壓不密實(shí)、瀝青與礦料結(jié)合性能差所致。

第113頁/共213頁二、瀝青路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1.疲勞開裂

用控制瀝青路面結(jié)中整體性結(jié)構(gòu)層不出現(xiàn)超過其疲勞強(qiáng)度的方法來避免出現(xiàn)疲勞開裂。即結(jié)構(gòu)層底出現(xiàn)的最大拉應(yīng)力（應(yīng)變）小于材料疲勞強(qiáng)度。

σr≤[σr]

εr≤[εr]

2.低溫開裂

控制瀝青結(jié)構(gòu)層內(nèi)出現(xiàn)的最大溫度應(yīng)力低于同溫度條件下瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度，即：

σrt≤[σrt]第114頁/共213頁3.車轍

控制瀝青路面出現(xiàn)的最大撤槽深度（永久變形量）小于容許深度，即：

Lre≤[Lre]

4.推移

控制瀝青路面表面產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力小于瀝青混合料容許剪應(yīng)力，即：

τre≤[τre]

第115頁/共213頁5.路面回彈彎沉值

回彈彎沉值是路面在行車荷載作用下產(chǎn)生的豎向彈性變形。回彈彎沉值是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的指標(biāo)，其值大小不僅反映路面的整體強(qiáng)度和剛度，還與路面的使用狀態(tài)存在一定內(nèi)在聯(lián)系。彎沉值越大，路面整體強(qiáng)度和剛度越小、抗疲勞性能越差。同時(shí)，彎沉值比較容易現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。設(shè)計(jì)時(shí)以路面詒曜賈嵩刈饔孟虜幕氐涑林擋懷訪媛閌褂悶分屎蛻杓頗晗摶蟮納杓彎沉值為控制條件。即：

ls≤ld

我國現(xiàn)行公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范采用回彈彎沉值、整體性材料層底拉應(yīng)力作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，其他破壞形式主要在材料選擇與設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)時(shí)定性考慮。城市道路瀝青路面設(shè)計(jì)時(shí)考慮路表剪應(yīng)力驗(yàn)算。第116頁/共213頁

第三節(jié)瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)組合原則與方法結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)的任務(wù)是正確合理地選擇路面結(jié)構(gòu)層次和材料組成，合理與否關(guān)系到路面能否滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求。結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮交通荷載、自然環(huán)境、材料供應(yīng)、施工水平等因素，做到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理。內(nèi)容主要為：

1）面層類型和等級(jí)選擇

第117頁/共213頁

2）按路面受力特征選擇個(gè)結(jié)構(gòu)層次根據(jù)前述面層、基層、墊層的功能、材料種類、土基狀況、自然因素等結(jié)合路面受力特點(diǎn)（應(yīng)力隨深度逐漸減小、環(huán)境因素影響隨深度逐漸減弱)選用合適的結(jié)構(gòu)層次。

3）考慮結(jié)構(gòu)層自身特點(diǎn)組合設(shè)計(jì)時(shí)避免相鄰層次之間產(chǎn)生不利影響。

4）考慮水溫狀況影響結(jié)合前述有關(guān)水和溫度對(duì)路面和路基的影響安排材料層。2.參考典型路面結(jié)構(gòu)

第118頁/共213頁第119頁/共213頁

第四節(jié)新建瀝青路面設(shè)計(jì)一、計(jì)算圖示與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)厚度計(jì)算第120頁/共213頁厚度計(jì)算步驟：1.路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)2.擬定面層及其它各層厚度半剛性基層，以任何一層作為設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)層；半剛性基層、柔性底基層，應(yīng)求半剛性層；柔性基層，求基層。3.求設(shè)計(jì)層厚度第121頁/共213頁2.層底拉應(yīng)力驗(yàn)算

3.面層剪應(yīng)力驗(yàn)算

我國城市道路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，為防止高溫季節(jié)在道路交叉口、車站等汽車經(jīng)常制動(dòng)、啟動(dòng)的地段出現(xiàn)推移、擁包等病害，需要驗(yàn)算瀝青面層剪應(yīng)力。第122頁/共213頁二、路面設(shè)計(jì)彎沉值

第123頁/共213頁二、路面設(shè)計(jì)彎沉值以路面在竣工后第一年的不利季節(jié)、在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下所測(cè)得的最大回彈彎沉值為路面設(shè)計(jì)彎沉值。是表征路面整體剛度大小的指標(biāo)，是路面厚度計(jì)算的主要依據(jù)，根據(jù)公路等級(jí)、在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的累積當(dāng)量軸次、面層和基層類型按下式計(jì)算。

Ld=600Ne-0.2AcAsAb

第124頁/共213頁三、容許拉應(yīng)力驗(yàn)算整體性材料層底拉應(yīng)力時(shí)，該層容許拉應(yīng)力按下式計(jì)算。

σR=σsp/Ks

式中：σsp為整體性材料的劈裂強(qiáng)度，通過劈裂試驗(yàn)確定。

Ks

為材料的抗拉結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)，通過材料疲勞試驗(yàn)確定，按規(guī)范進(jìn)行計(jì)算。四、軸載換算與累計(jì)當(dāng)量軸次

1.軸載換算第125頁/共213頁

瀝青路面設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)軸載為BZZ-100，等效破壞原則：同一種路面結(jié)構(gòu)在不同軸載及其相應(yīng)作用次數(shù)下產(chǎn)生的破壞效果相同，無論以其中哪種軸載為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行等效換算后，由此計(jì)算得到的路面厚度應(yīng)當(dāng)是相同的。

當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉為指標(biāo)和瀝青層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)，凡軸載間于40~130KN的各級(jí)軸載均要換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)；

第126頁/共213頁當(dāng)驗(yàn)算半剛性基層層底拉應(yīng)力時(shí)，大于50kN的非標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)。

2.累計(jì)當(dāng)量軸次

在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)路面受到的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)稱為累計(jì)當(dāng)量軸次。

車道系數(shù)第127頁/共213頁五、路基回彈模量與路面材料設(shè)計(jì)參數(shù)土基回彈模量E0通常采用承載板實(shí)驗(yàn)或彎沉值測(cè)定的方法確定。無試驗(yàn)條件時(shí)可采用查表法、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)法、換算法確定。

1）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)法對(duì)已成路基實(shí)體進(jìn)行承載板試驗(yàn)或彎沉值測(cè)定。這種方法比較客觀、實(shí)際。第128頁/共213頁

2）查表法首先根據(jù)臨界高度或路基土平均稠度確定路基干濕類型，結(jié)合公路所在自然區(qū)劃、土質(zhì)等.3）室內(nèi)實(shí)驗(yàn)法取有代表性的土樣在實(shí)驗(yàn)室根據(jù)最佳含水量進(jìn)行小型承載板試驗(yàn)，求得室內(nèi)回彈模量值，在考慮不利季節(jié)、不利年份的影響乘以折減系數(shù)λ。第129頁/共213頁4）換算法通過現(xiàn)場(chǎng)大型承載板試驗(yàn)測(cè)定的回彈模量E0

、現(xiàn)場(chǎng)土基壓實(shí)度K、土基稠度ωc以及室內(nèi)CBR值，建立E0與CBR值之間的可靠關(guān)系，對(duì)于同條件下的工程可通過測(cè)定土基CBR值、K及ωc并借助該關(guān)系式推算回彈模量E0。2.路面材料設(shè)計(jì)參數(shù)瀝青路面設(shè)計(jì)時(shí)需要先確定路面材料的抗壓回彈模量和整體性材料的劈裂強(qiáng)度。

1）以彎沉值計(jì)算路面厚度時(shí)各種材料均采用抗壓回彈模量。第130頁/共213頁

2）驗(yàn)算整體性結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力時(shí)各種材料模量值取抗壓回彈模量，強(qiáng)度為劈裂強(qiáng)度，用劈裂試驗(yàn)測(cè)定。六、瀝青路面設(shè)計(jì)步驟：1.根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，確定路面等級(jí)、面層類型，計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值；2.劃分路基干濕類型3.擬定路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，確定各層材料的回彈模量值；4.計(jì)算路面厚度，5.對(duì)高等級(jí)道路的整體性結(jié)構(gòu)層進(jìn)行彎拉應(yīng)力的驗(yàn)算；6.進(jìn)行方案比較，確定路面方案第131頁/共213頁

第十三章水泥混凝土路面第一節(jié)水泥混凝土路面分類及特點(diǎn)一、分類水泥混凝土路面是高級(jí)路面，由混凝土路面板、基層、墊層組成。根據(jù)材料、組成及施工工藝不同分為以下幾種。素混凝土路面除接縫區(qū)和局部范圍外，其余部位不配置鋼筋的混凝土路面稱為素混凝土路面。目前在國內(nèi)使用最廣泛。2.碾壓砼路面采用水泥和用水量比普通砼顯著減少的混合料經(jīng)攤鋪、碾壓成型的砼路面。第132頁/共213頁3.鋼筋砼路面鋼筋的作用：為防止砼板內(nèi)可能出現(xiàn)的裂縫縫隙張開，板內(nèi)配置縱橫向鋼筋或鋼筋網(wǎng)的砼路面。使用場(chǎng)合：4.連續(xù)配筋砼路面沿路面縱向配置大量連續(xù)鋼筋、一般不設(shè)橫縫的砼路面。使用場(chǎng)合：多用于高速公路或一級(jí)公路路面。5.鋼纖維砼路面

在普通砼攪拌時(shí)摻入適量鋼纖維以提高砼的抗折強(qiáng)度。可達(dá)到減薄路面板的目的。減少橫向縮縫。第133頁/共213頁6.復(fù)合式砼路面面板由兩層或兩層以上不同強(qiáng)度或不同類型的的砼復(fù)合而成。處于下部的砼層可適當(dāng)降低強(qiáng)度，節(jié)省工程造價(jià)。7.砼小塊鋪砌路面由預(yù)制高強(qiáng)度砼小塊鋪砌而成，形狀有矩形、嵌鎖型，特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可適應(yīng)基層出現(xiàn)較大變形、修復(fù)容易使用場(chǎng)合：主要用于人行道、廣場(chǎng)等。8.裝配式砼路面在工廠將砼預(yù)制成板塊，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)裝配而成。第134頁/共213頁二、水泥砼特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)

1）強(qiáng)度高水泥砼路面板具有較高的的抗壓強(qiáng)度、抗彎拉和抗磨耗性能。

2）抗滑性能好砼路表面粗糙度好，可靠保證行車安全。

3）能見度好砼路面為淺色，能見度高，利于夜間行車。

4）耐久性好由于砼路面強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好，具有較長(zhǎng)的使用壽命。第135頁/共213頁

5）穩(wěn)定性好砼路面具有良好的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性。

6）養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少、經(jīng)濟(jì)效益大初期投資但由于使用年限長(zhǎng)，年均分?jǐn)偟酿B(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用少。2.缺點(diǎn)

1）開放交通遲路面施工需要較長(zhǎng)的養(yǎng)生時(shí)間。

2）水泥和水的需要量大

3）有接縫

4）修復(fù)困難第136頁/共213頁

第二節(jié)普通砼路面構(gòu)造一、土基和基層土基對(duì)土基的要求：強(qiáng)度并不一定很高。但對(duì)路面板的支撐必須均勻、密實(shí)、穩(wěn)定。2.基層作用：顯著改善路面板的受力狀況，提高板下基礎(chǔ)的綜合回彈模量，給路面板提供均勻穩(wěn)定的支撐；將荷載應(yīng)力擴(kuò)散、分布到土基頂面，減小土基受力，保證路面整體強(qiáng)度，延長(zhǎng)路面使用壽命；防止唧泥、凍脹等病害；保證路面具有良好平整度，為路面板提供方便。第137頁/共213頁第138頁/共213頁二、砼路面板對(duì)路面板要求：彎拉強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求、表面平整耐磨、抗滑。普通砼路面板厚度：最小厚度為18cm，實(shí)際厚度根據(jù)計(jì)算確定，斷面形式：通常采用等厚式斷面形式。

第139頁/共213頁三、接縫構(gòu)造與布置

設(shè)置接縫的原因：為避免路面斷裂形成不規(guī)則的裂縫、以及路面出現(xiàn)拱脹等破壞。第140頁/共213頁三、接縫構(gòu)造與布置橫縫的構(gòu)造和布置分為脹縫、縮縫和施工縫三種。

1）縮縫縮縫的作用主要是使路面板因溫度和濕度降低后收縮而產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)沿縮縫位置斷裂，避免路表出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。縫距4～6m，一般采用假縫、用切割方法形成。第141頁/共213頁

2）脹縫作用：給沿路面板縱向產(chǎn)生的膨脹變形預(yù)留一定的自由空間，避免板體出現(xiàn)隆起和擠碎破壞。其主要特點(diǎn)是設(shè)置傳力桿、縫寬較大。第142頁/共213頁3）施工縫設(shè)置原因：施工縫是由于施工中斷造成的接縫，應(yīng)盡量設(shè)置在脹縫位置，否則設(shè)置在縮縫處。2.縱縫的構(gòu)造和布置

根據(jù)產(chǎn)生原因不同，分為縮縫和施工縫兩種。

1）縱向縮縫

當(dāng)路面板寬度較大時(shí)，須設(shè)置縱向縮縫，避免板體出現(xiàn)不規(guī)則縱向開裂。第143頁/共213頁

2）縱向施工縫

一次施工寬度小于路面寬度時(shí)，設(shè)置縱向施工縫。

第144頁/共213頁

接縫的布置：

1縱縫；2-脹縫；3-縮縫；4-進(jìn)水口第145頁/共213頁

四、特殊部位砼路面構(gòu)造

1.板邊和角偶補(bǔ)強(qiáng)

邊緣鋼筋

第146頁/共213頁

四、特殊部位砼路面構(gòu)造

1.板邊和角偶補(bǔ)強(qiáng)

角隅鋼筋

第147頁/共213頁2.水泥砼路面與瀝青路面銜接瀝青路面與水泥砼路面銜接處容易出現(xiàn)沉陷、錯(cuò)臺(tái)等病害，銜接處采用至少3m過渡段第148頁/共213頁

第149頁/共213頁第150頁/共213頁第151頁/共213頁第152頁/共213頁

第三節(jié)砼面層材料及要求用于砼面層的原材料質(zhì)要求高于其他構(gòu)造物要求。對(duì)面層砼的要求：較高的抗彎拉強(qiáng)度、耐磨性、良好的抗凍性、盡可能低的線膨脹系數(shù)。砼拌和物還應(yīng)具有良好的施工和易性。水泥

可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、道路硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、快硬硅酸鹽水泥及高鋁水泥等。根據(jù)交通等級(jí)合理選用水泥強(qiáng)度等級(jí)，一般為32.5水泥，特重交通時(shí)選用42.5水泥。第153頁/共213頁2.粗集料

粒徑大于5mm的碎（礫）石，應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、潔凈，級(jí)配符