《道路工程》講義四

路面工程概述中南大學土木工程學院道路工程系主要內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)瀝青路面材料組成和基本性能

由于行車荷載、自然因素等對路面的影響隨深度的增加而逐漸減弱，路面的強度、抗變形能力和穩(wěn)定性也應隨深度而逐漸降低要求，因此，路面的結(jié)構(gòu)應分層鋪筑、分為若干層次結(jié)構(gòu)，并按各結(jié)構(gòu)層次的特定狀況進行相應的材料要求?！?、路面結(jié)構(gòu)組成第一節(jié)概述

路面結(jié)構(gòu)按照使用要求、受力狀況、土基支承條件和自然因素影響程度的不同分成若干層次，通常按照各個層位功能的不同劃分為面層、基層和路基三個層次，基層中包括底基層在內(nèi)。

面層：

直接同行車荷載、大氣接觸，承受較大的行車荷載作用（包括沖擊），同時受到降水、氣溫等的影響。與其它層次相比，它應具有較高的結(jié)構(gòu)強度、抗變形能力，較好的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性，而且應耐磨、不透水、抗滑、平整（另外還應能適應基層開裂對其影響或舊路面病害的反映）。材料的使用應能適應此功能要求。第一節(jié)概述◆2、路面的結(jié)構(gòu)層次與材料要求

基層：主要承受由面層傳來的車輛荷載垂直力并將其擴散到下面的墊層及土基，是路面結(jié)構(gòu)的主要承重層（對于瀝青路面）或重要功能層（對于水泥砼路面），因此，它也應具有足夠的強度與剛度，并應具有良好的擴散應力的能力；基層受大氣影響較面層小，但仍可能被面層滲入雨水浸濕或地下水影響，也可受溫度影響變形，因此仍應具有足夠的水溫穩(wěn)定性；同時，為保證面層平整，它還應具有較好的平整度。

墊層：墊層介于基層和土基之間，它可改善土基的濕度和溫度狀況、使面層與基層免受土基水溫狀況變化的不良影響或保護土基處于穩(wěn)定狀態(tài)；同時，也可擴散基層傳遞的荷載應力、減小土基的應力與變形，并可阻止路基土擠入基層。一般墊層修于特定狀況道路工程結(jié)構(gòu)中，如防砂土基礎擠入基層、軟土地基擴散應力、凍土保溫隔溫等?！?、路面的結(jié)構(gòu)層次與材料要求第一節(jié)概述

面層：

用水泥混凝土、瀝青混凝土、瀝青碎石、泥灰結(jié)石、塊料等材料。

基層（包括底基層）：

材料主要有各種結(jié)合料穩(wěn)定土或穩(wěn)定碎石、貧水泥砼、天然砂礫、碎石/塊石/片石/礫石、工業(yè)廢渣結(jié)合混合料等。當用不同材料修筑基層時，最下層的統(tǒng)一材料層稱為底基層，它可就近使用當?shù)氐牟牧匣蛲痢?/p>

路基及墊層：

材料主要有松散粒料類透水層或穩(wěn)定土等穩(wěn)定隔離層。第一節(jié)概述◆2、路面的結(jié)構(gòu)層次與材料要求路面等級面層材料類型適用的技術等級高級瀝青混凝土，水泥混凝土高速、一級、二級、三級、四級次高級瀝青貫入式，瀝青碎石，瀝青表面處治，整齊石塊或條石二級、三級、四級中級碎、礫石（泥結(jié)或級配），半整齊塊石，其它粒料

三級、四級低級粒料加固土，其它當?shù)夭牧霞庸袒蚋纳仆?，不整齊石塊四級第一節(jié)概述◆3、路面等級與分類

路面類型可從不同角度來進行劃分，一般常按照面層所用的材料來進行區(qū)分，如水泥混凝土路面、瀝青路面、砂石路面等等。但在工程設計中，則主要從路面結(jié)構(gòu)的力學特性和設計方法的相似性出發(fā)，將路面劃分為柔性路面、剛性路面和半剛性路面三類。◆3、路面的分類第一節(jié)概述

柔性路面總體結(jié)構(gòu)剛度較小，荷載作用下的彎沉變形較大，抗彎拉強度較低，傳遞給土基的單位壓力也較大，它主要包括各種未經(jīng)處理的粒料基層和各類瀝青面層、碎（礫）石面層或塊石面層組成的路面結(jié)構(gòu)。

剛性路面主要指用水泥混凝土作面層或基層的路面結(jié)構(gòu)，其強度高、彈性模量高、處于板體工作狀態(tài)，傳遞給基礎的單位壓力小。

半剛性路面通過改善瀝青混凝土性能使其呈半剛性特性，其剛度介于瀝青混凝土和水泥混凝土之間。第一節(jié)概述◆3、路面的分類4、瀝青路面(AsphaltPavement)柔性基層瀝青路面(Asphaltpavementwithflexiblebase)半剛性基層瀝青路面(Asphaltpavementwithsemi-rigidbase)剛性基層瀝青路面(Asphaltpavementwithrigidbase)全厚式瀝青路面(FullDepthasphaltpavement)第一節(jié)概述5、水泥混凝土路面（水泥路面）普通混凝土（JPCP）鋼筋混凝土（JRCP）連續(xù)配筋混凝土（CRCP）鋼纖維混凝土(SFCP)預應力混凝土、裝配式混凝土、碾壓混凝土第一節(jié)概述第一節(jié)概述6、行車荷載及其對路面的影響汽車荷載既是路基路面的服務對象，又是造成路基路面結(jié)構(gòu)損傷的主要原因；它是不斷移動著的、具有振動和沖擊影響的動荷載；汽車荷載的特性包括汽車輪重與軸重的大小與特性、車軸的布置、汽車軸載的時間分布特性、以及汽車靜態(tài)與動態(tài)荷載的特性比較等不同方面。第一節(jié)概述輪壓與壓圓：輪胎對路面的靜態(tài)壓力大小與胎內(nèi)壓相接近，壓面近似為圓形。輪壓的影響因素（1）汽車輪胎的壓力（2）輪載大?。?）輪胎的剛度、輪胎與路面的接觸形態(tài)

接觸壓力受接觸面的形態(tài)和輪胎花紋的影響，一般情況下接觸面上的壓力分布是不均勻的。6、行車荷載及其對路面的影響

運動車輛對路面的作用力

道路上行駛的汽車除給路面施加垂直靜壓力外，還施加水平力和振動力，對路面固定點而言，這種影響又具有瞬時性和重復性。車輪作用于路面的垂直壓力與水平壓力a)停駐；b)啟動、一般行駛、加速；c)減速、制動；d)轉(zhuǎn)向PPPPVQQa)b)c)d)第一節(jié)概述1）水平力：行車安全要求qmax≤p?，其中為路表與車輪的附著系數(shù)，它同路面類型與濕度（路面狀態(tài)）以及行車速度有關。路表層水平力過大易導致推擠、擁包、波浪及車轍等病害。2）振動力：振動輪載最大峰值與靜載之比稱為沖擊系數(shù)，設計路面時，應以靜輪載乘以沖擊系數(shù)作為設計荷載。3）瞬時作用及重復：路面點的車輪作用時間約為0.01~0.10s，結(jié)構(gòu)變形來不及呈現(xiàn)，瞬時作用利于結(jié)構(gòu)，但多次重復作用又易使其疲勞。第一節(jié)概述什么是瀝青混合料？瀝青混合料是由礦質(zhì)混合料(包括粗集料、細集料和礦物填料等）與瀝青結(jié)合料拌和而成的混合物，也可以稱為瀝青混凝土。將這種混合料加以攤鋪、碾壓成型，即成為各種類型的瀝青混凝土路面。在這種結(jié)構(gòu)中，粗骨料起骨架作用，瀝青與填料起膠結(jié)和填充的作用。第二節(jié)瀝青路面材料組成及性質(zhì)瀝青混合料的主要組成材料：1.瀝青有機結(jié)合料（膠結(jié)作用）2.粗集料礫石、卵石等（骨架支撐作用）3.細集料天然砂、人造砂、石屑等（填充，增加粗集料接觸點）4.填料礦物填料，水泥，細粉等（填充密實、增強瀝青的粘結(jié)作用）主要組成材料瀝青混合料與水泥混凝土的工程性質(zhì)和制備工藝截然不同，但是在組成材料上卻有相似之處。所以在學習瀝青混合料的過程中可以與水泥混凝土進行對比。第二節(jié)瀝青路面材料組成及性質(zhì)瀝青材駐料是由術高分子雜碳氫化豬合物及角其衍生處物組成小的、黑邁色或深腫褐色的固體鮮、半排固體管或粘辨稠狀仗物、不畜溶于唉水而需幾乎數(shù)全溶推于二岔硫化愧碳的非晶旱態(tài)有倉機材奇料（刑有機榴膠凝境材料羞）。瀝青無機膠凝材料是？第二節(jié)宅瀝青壓路面材名料組成溝及性質(zhì)瀝青脅有什壯么特晴點?熱塑性瓣材料，加熱就插軟化；憎水性望材料，催耐水、攀不溶于災水；不導革電；良好的典粘結(jié)性假和粘彈類性；60C25C1hour1hour10hours第二閱節(jié)萍瀝青隆路面刪材料果組成帽及性鞠質(zhì)瀝青辰有哪曉些種香類?地瀝青瀝青分類：*石油瀝青：地殼中的原油，經(jīng)開采加工得到的瀝青?？梢詮纳a(chǎn)工藝中考慮。天然瀝青：當?shù)叵略屯ㄟ^巖石裂縫滲透到地表后并長期暴露在大氣中時，其中所含輕質(zhì)部分蒸發(fā)，而殘留物經(jīng)氧化后成為天然瀝青，一般存在于巖石裂縫中（巖瀝青）、地面上或形成湖泊（湖瀝青、海底瀝青）。焦油瀝青：是煤、木材、頁巖等有機物經(jīng)干餾加工而得到的焦油再加工所得的產(chǎn)物。第二灶節(jié)撲瀝青隆路面汽材料紅組成支及性騾質(zhì)石油松瀝青Pet睜rol豪eum倘as帆pha主lt認識屈石油燙瀝青第二糞節(jié)浮瀝青部路面獸材料默組成邀及性梁質(zhì)石油約瀝青礎生產(chǎn)停工藝徐：原油覽在提憶取了錄汽油陰、煤華油、壟柴油橋和潤似滑油兇等石桶油產(chǎn)雨品后妄，其殘渣再經(jīng)憐氧化槽裝置躁、溶虜劑脫斤瀝青足裝置夾或深要拔裝所置等處理，即可低制成石奶油瀝青推。石油瀝青是怎么生產(chǎn)出來的？汽油煤油輕質(zhì)柴油柴油機油瀝青第二節(jié)夢瀝青充路面材慮料組成妙及性質(zhì)化學拾成分張：83殼%碳；10%氫；7%氧,氮和堪硫；微量的肌釩、鎳彎、鋁和燭硅。石油瀝堤青含哪申些化學妹成分？第二鹽節(jié)鑼瀝青洋路面詠材料口組成境及性擺質(zhì)瀝青是瀝晌青混墻合料草中最花重要菠的材府料，飾其性晉能直兇接影封響瀝盜青混拖合料摔的各辟項技柄術性質(zhì)隊（今后專債門學習）；瀝青路爽面在選哀擇瀝青眉標號時腫，必須飼考慮環(huán)兼境對瀝繩青混合恭料的作用：公路潮等級荷載相等級&重要性氣候桃條件溫度交通江條件交通量路面飛類型路面結(jié)首構(gòu)和設膛計的需指求瀝青鉤的選唐擇第二炒節(jié)賄瀝青導路面便材料速組成泥及性震質(zhì)粒徑編大于2.熊36譜mm的集料繭為粗集扮料，起骨架作別用。高斧速公沫路和詢一級袋公路錢宜選岡用堅叮硬、澤耐磨牲性好餅的碎尼石和豈破碎展礫石偷。粗集料揪應該潔咬凈、干遵燥、表拐面粗糙法，符合鍬一定的捐級配要飼求，具糕有足夠無的力學拿性能，匪與瀝青拴有較好阿的粘附求性等。粗集接料第二節(jié)繞瀝青度路面材尾料組成輸及性質(zhì)粗集料園對強度腸的影響第二體節(jié)麥瀝青滲路面干材料次組成亭及性虎質(zhì)粒徑農(nóng)小于2.3踐6mm的集叨料為示細集料：線增加厲密實徒度和殼耐久羊性瀝青洋路面沒的細梯集料顧包括毒天然帝砂、劃機制獻砂、趁石屑和。細壁集料籍應潔棋凈、剛干燥肅、無惡風化噸、無烈雜質(zhì)致，并品有適抵當?shù)挠嶎w粒核級配；細集超料也購要富毅有棱段角，蛾應盡臨可能賢采用的機制羞砂。城天然嫂砂的趁棱角泄已被韻磨去珍，如啄果用螺量過咽多，呆會引旱起混濕合料妻穩(wěn)定鍵性明純顯下押降。細集料天然釘砂機制菠砂第二仗節(jié)主瀝青吃路面盡材料完組成余及性勒質(zhì)在瀝霜青混僚合料汁中起填充作用妙的粒徑小仙于0.法07關5m棕m的礦來質(zhì)粉雷末稱為棵填料暈；通傲常采雄用礦冶粉。瀝青混地合料的題礦粉必足須采用寨石灰?guī)r爭或巖漿盯巖中的可強基性鑼巖石等憎水塑性石料夢經(jīng)磨涌細得時到的更礦粉事（堿性)，原鉗石料攪中的芹泥土朝雜質(zhì)愛應除遍凈。填料第二節(jié)戀瀝青醉路面材渡料組成牲及性質(zhì)按結(jié)合料驕分類石油瀝撥青混合料煤瀝青混合南料按生產(chǎn)扁工藝分雄類：熱拌瀝青分混合嶼料溫拌瀝青混次合料冷拌瀝青湯混合談料再生瀝青混就合料按礦料投級配組哀成及空既隙率大程小分類密級權配瀝青混德合料（順設計空陵隙率為3-膝5%）半開砌級配瀝青混疏合料（寶設計空改隙率為6-額12倦%）開級配瀝青巴混合驚料（醋設計記空隙疏率大冷于18%）瀝青混埋合料的假種類按照菜公稱規(guī)最大撫粒徑請分類特粗式＞31陳.5疲mm粗粒蘇式≥26惹.5錯mm中粗珠式16m石m或19蟲mm細粒滅式9.推5m貝m或13.死2mm砂粒式＜9.戴5m糧m第二節(jié)歉瀝青沙路面材戚料組成找及性質(zhì)瀝青路混合凝料的死抗剪遭強度年的決騙定因系素：內(nèi)因?。簝?nèi)怪摩擦畢角和捐粘聚政力，系其值鹿越大糠，抗鳥剪強樓度越懷大；外因荒：決肅定于叨溫度援等環(huán)須境因廣素。(1)影響滋瀝青欠混合凍料內(nèi)隔摩擦瞧角的援因素礦質(zhì)集悄料：礦料尺奸寸較大駁、顆料插均勻、酷有棱角藏、表面洞粗糙時葬，所組推成的混支合料具嘴有較大找嵌擠力盒與內(nèi)摩荒阻力。瀝青含鬧量：含量堡越少鮮，則磚礦料堆表面賤形成訓的瀝丸青膜逐越薄污，內(nèi)飯摩擦隙角越雪大。瀝青未混合困料的抗參剪強士度瀝青混溜合料的抗淡剪強累度(2)影響瀝晨青混合識料粘聚佳力的因把素瀝青例材料橫的粘指結(jié)性瀝青軌的粘挑度越萬大，混合欺料的多粘滯湖阻力弓也越拋大，扔抵抗敲剪切臭變形結(jié)的能病力越抱強。礦料顆姑粒間的系聯(lián)結(jié)形辭式結(jié)構(gòu)瀝丙青，自環(huán)由瀝青嫁。瀝青碼薄膜形保成結(jié)構(gòu)走瀝青比舊例越大敲則粘聚征力越大捏。當瀝頸青含量館不變時婚，增加礦料的森比表面可以減防薄瀝青模膜的厚叔度，使礦結(jié)構(gòu)瀝盆青所占儉比例增慚大，粘浙聚力提店高。瀝青籃混合差料中的結(jié)麻構(gòu)瀝青離？第二節(jié)氧瀝青孟路面材漿料組成愈及性質(zhì)觀察與討論瀝青用塌量對瀝勢青混合饒料剪切撤強度的概影響討論瀝青用醉量與瀝銳青混合序料粘聚野力及內(nèi)瞎摩擦角錯的關系第二闖節(jié)筐瀝青虜路面叨材料編組成臉及