路基路面工程路基、路面概念1.路基按照道路設(shè)計(jì)線形和橫斷面要求于天然地表面開挖或填筑而成的巖土結(jié)構(gòu)物。2.路面

在路基頂面的行車部分（即除人行道、路緣帶和路肩）用混合料鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)物。3.相互關(guān)系路基是路面的基礎(chǔ)；路面承受主要荷載并保護(hù)路基。一、路基二、路面三、道路設(shè)備

道路是供各種車輛和人員通行的線形工程結(jié)構(gòu)物。

道路組成無機(jī)結(jié)合料(包括水泥、石灰或工業(yè)廢渣等)無機(jī)結(jié)合料（膠結(jié)料）與礦物集料有機(jī)結(jié)合構(gòu)成半剛性材料半剛性基層－荷載擴(kuò)散半剛性基層瀝青面層半剛性基層瀝青路面材料及厚度表面層中、下面層半剛性基層底基層土基表面層：細(xì)粒式瀝青混凝土－4cm中面層：中粒式瀝青混凝土－6cm下面層：粗粒式瀝青混凝土－10cm半剛性基層:水泥穩(wěn)定碎石－38cm底基層:二灰土－20cm天然或人工處治地基土或填挖巖土體高等級公路路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面09碎礫石路面10無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定路面11

瀝青混凝土路面12

瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)13

水泥混凝土路面14

水泥混凝土路面設(shè)計(jì)目錄之二第一章總論第一節(jié)

道路工程發(fā)展概況第二節(jié)

路基路面工程的特點(diǎn)第三節(jié)

影響路基路面穩(wěn)定的因素第四節(jié)

路基土的分類第五節(jié)

公路自然區(qū)劃第六節(jié)

路基的潮濕狀況和干濕類型第七節(jié)

路面結(jié)構(gòu)及層位功能第八節(jié)

路面的等級與分類學(xué)習(xí)要點(diǎn)掌握路基干濕類型劃分，路面結(jié)構(gòu)層位功能；熟悉路基的水溫狀況及干濕類型，路面的等級與分類；了解公路自然區(qū)劃，路基土的分類。第一節(jié)道路工程發(fā)展概況11.發(fā)展歷史公元4000多年前西周→秦→西漢→唐→清→民國→建國后一、道路發(fā)展概況2.發(fā)展成就

(1).公路總里程迅猛增加

(2).高速公路科技水平及建設(shè)飛速發(fā)展*第一節(jié)道路工程發(fā)展概況2

目前，我國高速公路總里程約4.5萬公里，其中90%以上采用瀝青路面,成為主要路面形式。第一節(jié)道路工程發(fā)展概況3二、我國公路近期發(fā)展情況到2006年底中國高速公路里程達(dá)到4.5萬公里，位居世界第三位。中國用10年的時(shí)間走過了其他國家一般需要40年的發(fā)展里程?！笆晃濉逼陂g，構(gòu)筑高等級道路公路網(wǎng)絡(luò)，即國道主干線系統(tǒng)，區(qū)域干線公路網(wǎng)絡(luò)，縣鄉(xiāng)公路網(wǎng)絡(luò)，公路運(yùn)輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。第一節(jié)道路工程發(fā)展概況5第三階段：20世紀(jì)90年代后，加大公路科研與建設(shè)投資力度，提高道路路面等級，改建和新建高速公路。

代表性路面：半剛性基層瀝青路面。

新型瀝青路面：多空隙瀝青混凝土，開級配磨耗層，碎石瀝青砂膠混凝土（SMA）。

正在開發(fā)的半剛性路面：用水硬性結(jié)合料（如水泥）處治的瀝青路面。具有水泥路面與瀝青路面的優(yōu)點(diǎn)。三、我國路面發(fā)展三個(gè)階段第一節(jié)道路工程發(fā)展概況6四.路基路面工程研究內(nèi)容

（一）已有研究成果公路自然區(qū)劃：現(xiàn)行的《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》分三級區(qū)劃，一級區(qū)劃是根據(jù)地理、地貌、氣候、土質(zhì)等因素將我國劃分為七個(gè)大區(qū)，二級區(qū)劃以氣候和地形為主導(dǎo)因素，三級區(qū)劃以行政區(qū)域作為界限。土的工程分類：依據(jù)土顆粒組成特征、土的塑性指標(biāo)(塑限、液限和塑性指數(shù))、土中有機(jī)質(zhì)存在情況，將公路用土按不同的工程特性劃分為巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土和特殊土四大類，并細(xì)分為十一種土。確認(rèn)土的類別需應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的儀器，按統(tǒng)一的規(guī)程進(jìn)行測試界定。

第一節(jié)道路工程發(fā)展概況7四.路基路面工程研究內(nèi)容

（一）已有研究成果路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性：以回彈模量為評價(jià)指標(biāo)，形成了成套的室內(nèi)外試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法。廣泛開展了不同土種最佳含水量與最大密實(shí)度相關(guān)關(guān)系研究，并且統(tǒng)一以重型擊實(shí)試驗(yàn)法作為基本控制標(biāo)準(zhǔn)。高路堤修筑技術(shù)與支擋結(jié)構(gòu)：減輕路堤自重，采用輕質(zhì)粉煤灰，或采用輕質(zhì)塑料塊修筑高路堤；修筑輕型路基支檔結(jié)構(gòu)，特別是加筋土擋墻的研究和工程建設(shè)在我國取得了許多成果。例如條帶加筋、網(wǎng)絡(luò)加筋、土工織物加筋等均取得良好效果。第一節(jié)道路工程發(fā)展概況9四.路基路面工程研究內(nèi)容

（一）已有研究成果瀝青路面結(jié)構(gòu)：形成了適合我國實(shí)際的瀝青路面整套技術(shù)。包括1.瀝青原材料的生產(chǎn)工藝、裝備；2.瀝青材料及瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)、性能檢測設(shè)備及方法；3.瀝青路面現(xiàn)代化施工整套設(shè)備、施工技術(shù)與施工管理等。水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)：形成了關(guān)于水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的整套技術(shù)。第一節(jié)道路工程發(fā)展概況10四.路基路面工程研究內(nèi)容

（一）已有研究成果柔性路面設(shè)計(jì)理論與方法：建立了彈性力學(xué)多層結(jié)構(gòu)承受多個(gè)圓形荷載的分析系統(tǒng)及計(jì)算程序；提出了能控制路面結(jié)構(gòu)主要性能的設(shè)計(jì)指標(biāo)體系；形成了符合我國當(dāng)前交通狀況的荷載模式及交通分析方法；形成了完整的設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)、測試儀器與方法；建立了切實(shí)可行的設(shè)計(jì)計(jì)算方法系統(tǒng)。第一節(jié)道路工程發(fā)展概況11四.路基路面工程研究內(nèi)容

（一）已有研究成果剛性路面設(shè)計(jì)理論與方法：運(yùn)用解析法及有限元法建立了彈性力學(xué)層狀結(jié)構(gòu)，彈性地基板體結(jié)構(gòu)模型；形成了整套分析計(jì)算方法與計(jì)算程序；建立了以彈性力學(xué)為基礎(chǔ)，以混凝土彎拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)，綜合考慮荷載應(yīng)力與溫度應(yīng)力作用的設(shè)計(jì)體系與方法；研究并建立了地基支承、疲勞效應(yīng)、動力效應(yīng)等一整套設(shè)計(jì)參數(shù)的取值與測試方法；第一節(jié)道路工程發(fā)展概況13四.路基路面工程研究內(nèi)容

（二）涉及的相關(guān)學(xué)科材料科學(xué)巖土工程學(xué)結(jié)構(gòu)分析理論機(jī)電工程自動控制與量測技術(shù)現(xiàn)代管理科學(xué)第一節(jié)道路工程發(fā)展概況14四.路基路面工程研究內(nèi)容

（二）涉及的相關(guān)學(xué)科材料科學(xué)：材料特性研究是路基路面工程首要任務(wù)。如路基土壤的改良與穩(wěn)定路基的技術(shù)措施；瀝青材料、水泥材料的改性研究。材料微觀結(jié)構(gòu)研究，復(fù)合材料研究的許多成果也正在被引入路基路面工程。第二節(jié)路基路面工程特點(diǎn)1一、路基路面工程特點(diǎn)工程數(shù)量可觀耗材、耗資、耗勞力多

路線長,路基工程的土石方數(shù)量大，勞力和機(jī)械用量多，施工工期長。土石方：平原、微丘：8000-16000米3/公里，山嶺、重丘區(qū)：20000-60000米3/公里。投資：占總投資25-45%，個(gè)別達(dá)60%涉及面廣，工程復(fù)雜多變

通過的地帶類型多，沿線地形起伏變化大，地質(zhì)、地貌、氣象特征多變沿線經(jīng)濟(jì)程度不一，交通特點(diǎn)不統(tǒng)一設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)應(yīng)有機(jī)結(jié)合第二節(jié)路基路面工程特點(diǎn)2二、路基路面基本要求1.承載能力：要求具有足夠的強(qiáng)度與剛度抵抗各種破壞變形的能力，即保持結(jié)構(gòu)承載能力的性能。

強(qiáng)度：抵抗行車作用下產(chǎn)生的各種應(yīng)力（摩擦阻力、車輪水平力與垂直力、震動沖擊力等），避免破壞。

剛度：防止產(chǎn)生過量的變形而形成車轍、沉陷、波浪等破壞。2.穩(wěn)定性：對于土基即溫度水分變化時(shí)保持相對穩(wěn)定的性能。

瀝青混凝土路面：高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。

水泥混凝土路面：高溫拱脹、低溫縮裂性。

影響因素：應(yīng)力狀態(tài)和自然條件

路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：自然條件下，抵抗各種因素作用，能夠經(jīng)受大氣溫度、降水與濕度變化的影響，而保持工程設(shè)計(jì)所要求的幾何形態(tài)及物理力學(xué)性質(zhì)。第二節(jié)路基路面工程特點(diǎn)3三、路基路面基本要求3.耐久性

重復(fù)荷載作用下可能產(chǎn)生疲勞破壞和累積變形。耐久性即在設(shè)計(jì)年限（通常15年）內(nèi)保證正常工作狀態(tài)而不發(fā)生疲勞破壞和累積變形破壞要求。4.表面平整度不平整路面會增大行車阻力、行車顛簸，影響行車速度和行車安全性。5.表面抗滑性能

即能夠提供足夠的摩擦阻力。

安全性能指標(biāo)：抗滑系數(shù)（相當(dāng)于摩擦系數(shù)）。

防滑措施：瀝青路面采用耐磨石料；水泥混凝土路面采用刷毛刻槽。裂縫相關(guān)照片-縱向裂縫裂縫相關(guān)照片-橫向裂縫裂縫相關(guān)照片-網(wǎng)裂瀝青路面病害種類及原因-車轍瀝青路面病害種類及原因-松散剝落瀝青路面病害種類及原因-表面磨光第三節(jié)影響路基路面穩(wěn)定的因素1一、穩(wěn)定性概念

路基路面在車輛及自然因素的綜合作用下，不致產(chǎn)生過大變形與破壞的性能。包括結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性。第三節(jié)影響路基路面穩(wěn)定的因素2二、自然與人為因素地理?xiàng)l件：地形、地貌、海拔高度等地質(zhì)條件：巖石種類、成因、走向厚度等氣候：氣溫、降水、濕度、冰凍、日照、風(fēng)力等水文和水文地質(zhì)：河流洪水位、常水位、地表積水、河岸淤積、地下水位、地下水移動規(guī)律等土的類別植被覆蓋情況人為因素：設(shè)計(jì)與施工第三節(jié)影響路基路面穩(wěn)定的因素3三、土的類別因素砂粒成分多的土，強(qiáng)度高,內(nèi)摩擦力為主;受水的影響小，但施工時(shí)不易壓實(shí)。粘粒成分多的土，強(qiáng)度較低，粘聚力為主，隨密實(shí)程度與含水量的不同而發(fā)生較大變化（例如軟粘土和硬粘土）。粉土類土毛細(xì)現(xiàn)象強(qiáng)烈，路基路面的強(qiáng)度和承載力隨著毛細(xì)水上升，濕度增大而下降;在負(fù)溫度坡差作用下，水分通過毛細(xì)作用移動并積聚，使局部土層濕度大幅度增加，造成路基凍脹，最后導(dǎo)致路基翻漿，路面結(jié)構(gòu)層斷裂等各種破壞。第四節(jié)路基土的分類1一、分類依據(jù)土顆粒的粒徑組成土顆粒的礦物成分或其余物質(zhì)含量土的塑性指標(biāo)第四節(jié)路基土的分類2二、粒組劃分巨粒組：（粒徑大于60mm的顆粒）質(zhì)量多于50%的土稱為巨粒土。粗粒組：（粒徑位于0.074mm-60mm的顆粒）質(zhì)量多于50%的土稱為粗粒土。粗粒土又分為礫類土和砂類土。礫粒組（2-60mm的顆粒）質(zhì)量多于50%的土稱為礫類土；少于或等于50%的土稱為砂類土。細(xì)粒組：（粒徑小于0.074mm的顆粒）多于50%的土稱為細(xì)粒土。其中粗粒組質(zhì)量占25%以上稱為含粗粒的細(xì)粒土。特殊土：主要包括黃土、膨脹土、紅粘土和鹽漬土。第四節(jié)路基土的分類3三、路基土工程性質(zhì)之一巨粒土：具有很高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，是填筑路基的良好材料，也可用于砌筑護(hù)坡。級配良好的礫石混合料：密實(shí)程度好，強(qiáng)度和穩(wěn)定性均能滿足要求，可用于鋪筑中級路面。砂土：無塑性，強(qiáng)度構(gòu)成以內(nèi)摩阻力為主，強(qiáng)度和穩(wěn)定性均好，但砂土粘聚力（粘結(jié)性）小，易于松散，壓實(shí)困難，可以采用振動法壓實(shí)，并可摻少量粘土，以改善級配組成。砂性土：含有一定數(shù)量的粗、細(xì)顆粒，強(qiáng)度和穩(wěn)定性都能滿足要求，是理想的路基填筑材料。粉性土：含有較多的粉土顆粒，干時(shí)雖有粘性，但易于破碎。粉性土毛細(xì)作用強(qiáng)烈，在季節(jié)性冰凍地區(qū)容易造成凍脹、翻漿等病害。粉性土屬于不良的公路用土。第四節(jié)路基土的分類4三、路基土工程性質(zhì)之二粘性土：中細(xì)粒含量較多，土的內(nèi)摩阻力小而粘聚力大，毛細(xì)作用顯著。若在適當(dāng)含水量時(shí)充分壓實(shí)，并設(shè)置良好的排水設(shè)施，筑成的路基也能獲得穩(wěn)定。重粘土：工程性質(zhì)與粘性土相似，但粘土礦物成分（蒙脫土、伊里土和高嶺土）不同時(shí)，性質(zhì)有很大差別。重粘土不透水、粘聚力特強(qiáng)，塑性(液、塑限之差即塑性指數(shù))很大，施工時(shí)很難挖掘與破碎。路基材料選用一般原則：土作為建筑材料，以砂性土最優(yōu)，粘性土次之，粉性土屬不良材料，重粘土特別是蒙脫土也是不良的路基材料。有些特殊土類（如具有濕陷性的黃土、含有機(jī)質(zhì)的土、膨脹土等）須采用相應(yīng)的處治技術(shù)改良后方可用于填筑路基。第五節(jié)公路自然區(qū)劃1一、區(qū)劃目的區(qū)分不同地理區(qū)域自然條件對公路工程影響的差異性，并在路基路面設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)中采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施和采用合適的設(shè)計(jì)參數(shù)，以保證路基、路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。二、劃分原則道路工程特征相似原則地表氣候區(qū)劃差異性原則自然氣候因素既有綜合（總體考慮）又有主導(dǎo)性（決定性因素優(yōu)先）原則第五節(jié)公路自然區(qū)劃2二、區(qū)劃分級：分3級劃分一級區(qū)劃：按凍土情況和水熱平衡及地理位置劃分

Ⅰ區(qū)—北部多年凍土區(qū)Ⅱ區(qū)—東部溫潤季凍區(qū)

Ⅲ區(qū)—黃土高原干濕過渡區(qū)Ⅳ區(qū)—東南濕熱區(qū)

Ⅴ區(qū)—西南潮暖區(qū)Ⅵ區(qū)—西北干旱區(qū)

Ⅶ區(qū)—青藏高寒區(qū)二級區(qū)劃：在每個(gè)一級區(qū)內(nèi)，以潮濕系數(shù)K即年降雨量R和年蒸發(fā)量Z之比為依據(jù)，分為過濕、中濕、潤濕、潤干、中干、過干6個(gè)等級。三級區(qū)劃：是二級區(qū)劃的具體細(xì)化。一種以水熱、地理和地貌為依據(jù)；另一種地貌、水文和土質(zhì)為依據(jù)，由各省、直轄市自行劃定。第五節(jié)公路自然區(qū)劃3三、全國自然區(qū)劃圖Ⅰ北部多年凍土區(qū)Ⅱ東部濕潤季凍區(qū)Ⅲ黃土高原干濕過渡區(qū)Ⅳ東南濕熱區(qū)Ⅴ西南濕暖區(qū)Ⅵ西北干旱區(qū)Ⅶ青藏高原區(qū)第六節(jié)路基水溫狀況及干濕類型1一、路基濕度來源大氣降水：大氣降水通過路面，路肩邊坡和邊溝滲入路基；地面水：邊溝的流水、地表徑流水因?yàn)榕潘涣级纬煞e水滲入路基；地下水：路基下面一定范圍內(nèi)的地下水浸入路基；毛細(xì)水：路基下的地下水，通過毛細(xì)作用上升到路基；水蒸氣凝結(jié)水：土孔隙中流動的地下水浸入路基；薄膜移動水：土結(jié)構(gòu)中水以薄膜形式從含水量高處向含水量低處流動，或由溫度較高處向凍結(jié)中心周圍流動。第六節(jié)路基水溫狀況及干濕類型2二、大氣溫度對路基水溫狀況的影響凍脹：積聚的水凍結(jié)后體積增大，使路基隆起而造成面層開裂，即凍脹現(xiàn)象；翻漿：路基土以泥漿的形式從脹裂的路面縫隙中冒出，形成了翻漿面層基層xy路基車輛荷載泥漿噴出貫穿裂縫粒料基層保溫隔熱面層凍結(jié)深度溫度T↓溫度T<0°C溫度梯度dT/dz<0第六節(jié)路基水溫狀況及干濕類型3三、路基干濕類型路基干濕狀態(tài)與路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性密切相關(guān)，很大程度影響路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算精度。干濕狀態(tài)劃分：干燥、中濕、潮濕、過濕，具體以分界稠度wc1、wc2和wc3或臨界高度（H1、H2和H3）來劃分；稠度定義：土的含水量w與土的液限wL之差與土的塑限wp與液限wL之差的比值。稠度意義：如P16所示，較為準(zhǔn)確地反映了土的各種形態(tài)與濕度關(guān)系，全面直觀地反映了土的軟硬程度，物理概念明確。

第六節(jié)路基水溫狀況及干濕類型4四、路基干濕具體分類干燥

wc＜wc1路基干燥穩(wěn)定，路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性不受地下水和地表積水影響。

路基高度H＞H1中濕

wc1≤wc＜wc2

路基上部土層處于地下水或地表積水影響的過渡帶區(qū)內(nèi)。

路基高度H2＜H≤H1潮濕

wc2≤wc＜wc3

路基上部土層處于地下水或地表積水毛細(xì)影響區(qū)內(nèi)。

路基高度H3＜H≤H2過濕

wc≥wc3 路基極不穩(wěn)定、冰凍區(qū)春融翻漿，非冰凍區(qū)彈簧，路基經(jīng)處理后方可鋪筑路面。

路基高度H＜H3

第六節(jié)路基水溫狀況及干濕類型5五、路基干濕類型的平均稠度法－適用于路基竣工道路在不利季節(jié)，于路槽底面以下80cm內(nèi)，每10cm取土樣測定其天然含水量、塑限含水量和液限含水量，以下式求算：

wci=(wLi-wi)/(wLi-wpi)

根據(jù)路槽底面以下80cm深度內(nèi)土的平均稠度wc判別路基的干濕類型。要按照道路所在的自然區(qū)劃和路基土的類別，查表1-7，與分界稠度作比較，并按表1-8所列區(qū)劃界限確定道路所屬的路基干濕類型。

第六節(jié)路基水溫狀況及干濕類型6六、臨界高度法－適用于路基尚未竣工道路臨界高度Hi定義：參見課本P18。路基干濕類型的臨界高度法步驟：

根據(jù)路床頂面與地下水位或地表積水水位的高差確定H；根據(jù)公路自然區(qū)劃及路基土類型查表1-9獲得臨界高度對比H與的臨界高度H1、H2、H3關(guān)系，參照表1-8確定路基干濕類型。H路床頂部地下水位H3H2H1wc1wc2wc3第七節(jié)路面結(jié)構(gòu)及層位功能1一、路面橫斷面－類型1.槽式：

在路基上按照路面行車道及硬路肩設(shè)計(jì)寬度開挖路槽，保留土路肩，形成淺槽并在槽內(nèi)鋪筑路面。2.全鋪式：在路基全寬度范圍內(nèi)鋪筑路面。有時(shí)考慮到道路擴(kuò)建的需要，將硬路肩及土路肩全部按照行車道標(biāo)準(zhǔn)鋪筑路面。槽式路面全鋪式路面第七節(jié)路面結(jié)構(gòu)及層位功能2一、路面橫斷面－標(biāo)準(zhǔn)形式第七節(jié)路面結(jié)構(gòu)及層位功能3二、路拱橫坡度之一1.路拱：

為了保證路面雨水及時(shí)排出，路面表面應(yīng)做成直線型或拋物線型的路拱。2.橫坡度：

等級高的路面，由于平整度和水穩(wěn)性好，通常采用直線型路拱和較小的路拱橫坡度。等級低的路面，一般采用拋物線型路拱和較大的路拱橫坡度。第七節(jié)路面結(jié)構(gòu)及層位功能4二、路拱橫坡度之二1.各類路面路拱平均橫坡度：

參見課本P23表1-102.橫坡度選取準(zhǔn)則：利于行車平穩(wěn)和橫向排水；干旱地區(qū)采用低值，多雨地區(qū)采用高值；高等級公路：中央分隔帶未設(shè)排水設(shè)施，則橫坡中間高兩側(cè)低，由單向橫坡向路肩排水；中央分隔帶設(shè)排水設(shè)施，則兩側(cè)路面分別設(shè)為中間高兩側(cè)低，向中央分隔帶和路肩兩方向排水。路肩橫坡度一般較路面橫坡大1％。第七節(jié)路面結(jié)構(gòu)及層位功能5三、路面結(jié)構(gòu)分層行車荷載和自然因素對路面的影響，隨深度的增加而逐漸減弱。對應(yīng)的路面材料的強(qiáng)度、抗變形能力和穩(wěn)定性的要求也隨深度的增加而逐漸降低。為了適應(yīng)影響程度分布規(guī)律，并達(dá)到減小工程造價(jià)的目的，路面結(jié)構(gòu)通常分層鋪筑。通常按照各個(gè)層位功能的不同