1、第一章 總 論,目的要求 1 了解公路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)和公路的發(fā)展歷史。 2 掌握路基路面基本概念。 3 掌握路基用土的分類方法。 4 掌握路基干濕類型的劃分及確定方法 5 掌握自然環(huán)境對路基路面的影響。 6掌握公路自然區(qū)劃的原則與區(qū)劃方法。 7 掌握路面結(jié)構(gòu)層的劃分及各層的功能。 8 掌握路面及路面材料等級的劃分。 *課時(shí)：4學(xué)時(shí),*授課內(nèi)容 一、道路工程發(fā)展概況 二、路基路面工程的特點(diǎn) 三、影響路基路面穩(wěn)定性的因素 四、路基土的分類 *重點(diǎn) 1.對路基路面的基本要求 2.水分、溫度等對路基路面的影響 3.路基土的分類方法及土的命名方法 *難點(diǎn) 路基土分類及不同土的特點(diǎn) *教學(xué)方法 利用多媒體以課

2、堂講授為主，結(jié)合課堂討論。,一、道路工程發(fā)展概況 1.交通運(yùn)輸?shù)囊饬x 交通運(yùn)輸設(shè)施國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施；具有政治、經(jīng)濟(jì)、軍事意義。 現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)幕拘问郊捌涮攸c(diǎn)： 5種運(yùn)輸形式鐵路，公路，水運(yùn)，航空，管道 道路運(yùn)輸“門門”的面上運(yùn)輸,2道路的發(fā)展,我國情況 古代 4000年前，我國已經(jīng)有了車和路。 西周 建立了以都市為中心的道路體系。 秦朝 秦始皇統(tǒng)一六國 修馳道，筑長城，開靈渠 馳道 直道軍事、政治、經(jīng)濟(jì)目的 馳道質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：寬五十步（70米），路基高于地面，鐵錘夯實(shí)路基，三丈一松，十里一亭。,漢代馳道， 唐朝貢道， 元朝驛道， 清朝官道,解放前 19121949年，公路有了初步發(fā)展，13萬公

3、里， 建國后 1989年08月廣佛高速公路16公里通車。 1990年又相繼建成全長375公里的沈大高速公路和143公里的京津塘高速公路。 進(jìn)入90年代，在國道主干線總體規(guī)劃指導(dǎo)下，我國高速公路建設(shè)步伐加快，每年建成的高速公路由幾十公里上升到一千公里以上。 1999年10月，我國高速公路總里程突破萬公里（11605公里），位居世界第四位。 2000年高速公路的總里程已經(jīng)超過15000公里。 2010年底，我國高速公路總里程7.41萬公里，居世界第二位。公路網(wǎng)總里程達(dá)到400.82萬公里。,國外情況 古代 古羅馬具有完整的道路體系和良好的施工工藝。 近代汽車工業(yè)道路 德國 1919年 建成世界最早

4、的高速公路，二戰(zhàn) 摩托化部隊(duì) 3860公里 可作飛機(jī)臨時(shí)跑道，80年代11536公里 美國 1937年開始，1991年全部的州際公路系統(tǒng)完成，紐約洛杉磯 4556公里 最長，19561980年 每年3000公里，83年代84000公里 日本 1957年開始，19581965年 名（古屋）神（戶）高速，1994年 5500公里，2003年 10800公里。 韓國 1968年開始，漢城仁川高速公路，1989年 1550公里 發(fā)達(dá)國家公路主骨架已形成，大規(guī)模土木工程基本結(jié)束，進(jìn)入高級的管理，養(yǎng)護(hù)階段,突破性的進(jìn)展其中包括： 公路自然區(qū)劃 土的工程分類 路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性 高路堤修筑技術(shù)與支擋結(jié)構(gòu) 軟土

5、地基處理 巖石路基爆破技術(shù) 瀝青路面結(jié)構(gòu) 水泥混凝土結(jié)構(gòu) 柔性路面設(shè)計(jì)理論方法 剛性路面設(shè)計(jì)理論與方法 半剛性路面結(jié)構(gòu) 路面使用性能與表面特性 路面管理系統(tǒng),3路基路面方面科技,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(dòng)控制與量測技術(shù) 現(xiàn)代管理科學(xué),路基路面學(xué)科的發(fā)展趨勢與其他學(xué)科的交叉與發(fā)展，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：,二、路基路面工程的特點(diǎn) 1路基路面的定義 （1）路基：在天然地表面按照道路的設(shè)計(jì)線形（位置）和設(shè)計(jì)橫斷面（幾何尺寸）的要求開挖或堆填而成的巖土結(jié)構(gòu)物。 （2）路面：在路基頂面的行車部分（其它指路肩）用各種混合料鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)物。,2路基路面的性能要求 （1）承載能力 （

6、2）穩(wěn)定性 （3）耐久性 （4）表面平整度 （5）表面抗滑性能,三、影響路基穩(wěn)定性的因素 1.地理?xiàng)l件：主要指地形、地貌等。如平原區(qū)要求有一定的最小填土高度，山區(qū)整體穩(wěn)定性容易失穩(wěn)等； 2.地質(zhì)條件：巖石的種類、節(jié)理、風(fēng)化、裂隙、傾向等。（主要針對路塹）。另外不良地質(zhì)等； 3.氣候條件：氣溫、降水、風(fēng)向、風(fēng)力（主要指沙漠公路）等； 4.水文和水文地質(zhì)條件：指地表水和地下水； 5.土的類別。,四、路基填土的分類 1分類依據(jù) （1）土顆粒組成特征 用不同粒徑粒組在土中的百分含量表示。 （2）土的塑性指標(biāo)：液限 （3）土中有機(jī)質(zhì)存在的情況。,2粒組劃分 粒組：土的粒徑有大有小，將某些粒徑范圍的土歸為

7、一組，稱為粒組。,3土分類 巨粒土漂石土、卵石土 粗粒土礫類土、砂類土 細(xì)粒土粉質(zhì)土、粘質(zhì)土、有機(jī)質(zhì)土 特殊土黃土、膨脹土、紅粘土、鹽漬土,土類名稱可用一個(gè)基本代號表示。 當(dāng)由兩個(gè)基本代號構(gòu)成時(shí)，第一個(gè)代號表示土的主成分，第二個(gè)代號表示副成分（級配或液限）。 當(dāng)由三個(gè)基本代號構(gòu)成時(shí)，第一個(gè)代號表示土的主成分，第二個(gè)代號表示級配（或液限），第三個(gè)代號表示土中所含次要成分。,新老土名對照表,五、 公路自然區(qū)劃 進(jìn)行自然區(qū)劃的原因： 我國地域廣闊，自然因素變化大，而自然因素與筑路關(guān)系密切。為方便使用，引入自然區(qū)劃。 1.自然區(qū)劃制定的原則 （1）道路工程特征相似 即在同一個(gè)區(qū)劃內(nèi)筑路相似。 （2）地

8、表氣候區(qū)劃差異性 即不同的區(qū)劃間地表氣候不同。地表氣候包括緯度的不同（即地帶性差異）和高程的不同（即非地帶性差異）。 （3）自然氣候因素既有綜合又有主導(dǎo)作用的原則 可能是講自然區(qū)劃的依據(jù)氣候，包括水和溫度，即兩者綜合起作用，但有時(shí)候的劃分以某一個(gè)因素為主。,2公路自然區(qū)劃劃分 三級劃分 （1）一級區(qū)劃 首先分為多年凍土、季節(jié)凍土和全年不凍土三大地帶。 根據(jù)：水熱平衡和地理位置（即考慮水、熱和地理位置） 名稱：分為凍土、溫潤、干濕過渡、濕熱、干旱和高寒7個(gè)大區(qū)，具體地 區(qū)北部多年凍土區(qū)； 區(qū)東部濕潤季凍區(qū)； 區(qū)黃土高原干濕過渡區(qū)； 區(qū) 東南濕熱區(qū)； 區(qū)西南潮暖區(qū)； 區(qū)西北干旱區(qū)； 區(qū)青藏高寒區(qū)。

9、,（2）二級區(qū)劃 依據(jù)：主要潮濕系數(shù)，另外還有地理、氣候、地貌類型、自然病害等。 潮濕系數(shù),式中：R為年降雨量；Z為年蒸發(fā)量。 注：并不是每個(gè)大區(qū)都分為六個(gè)二級區(qū)劃 （3）三級區(qū)劃 根據(jù)分類依據(jù)的不同有兩種劃分方法。,1.路基濕度的來源 大氣降水：通過路面、路肩、邊坡和邊溝滲入； 地面水：如灌溉、地表徑流水； 地下水：毛細(xì)作用、滲流（周圍的高處），水蒸汽凝結(jié)等； 薄膜移動(dòng)水：在土中以薄膜的形式從含水量高處向較低處流動(dòng)，從溫度較高處向較低處流動(dòng)。本質(zhì)上的來源無外乎地表水和地下水。,六、路基水溫狀況及干濕類型,濕度的變化或者說水分的遷移與溫度梯度有關(guān)，從從溫度較高處向較低處流動(dòng)。 凍脹：在冬季，水

10、分由下向上移動(dòng)，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：在春季，水溶化以后，路基上層含水量增加，承載能力下降，在車輛作用下路基土以泥漿的形式從脹裂的路面裂隙中冒出，形成翻漿。,2.大氣溫度及其對路基水溫狀況的影響,3.路基干濕類型 1干濕狀態(tài)： 干燥、中濕、潮濕和過濕。 路基一般要求：路槽底面80cm范圍內(nèi)的土處于干燥或中濕狀態(tài)。 2. 干濕類型判斷方法 （1）舊路：稠度法 （2）新建路：臨界高度法,七、 路面結(jié)構(gòu)及層位功能 1.路面橫斷面 組成：行車道、硬路肩和土路肩。 包括：槽式橫斷面和全鋪式橫斷面,2.路拱橫坡度 1）原因：橫向排水的需要 2）形狀：直線和拋物線

11、3）大小影響因素：路面等級（或類型） 等級越高，橫坡度越小 降雨、積雪、結(jié)冰狀況 縱坡 公路等級 等級越高，橫坡度越小 4）方向：無中央分隔帶：向兩側(cè)排水 有中央分隔帶：該處沒有排水設(shè)施，中間高，兩側(cè)低；反之，兩側(cè)路面分別做成中間高兩邊低的路拱。,3路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能 1）分層原因：行車荷載和自然因素的影響隨深度的增加減小。,2）分層情況及各層的功能、要求和材料 （1）面層 功能：車輛行駛的表面，承重 要求：承載能力高； 水穩(wěn)定性好； 溫度穩(wěn)定性好； 不透水； 平整； 抗滑性能好 材料：瀝青混凝土、水泥混凝土等,（2）基層 功能：承重，擴(kuò)散荷載 要求：承載能力高； 擴(kuò)散應(yīng)力的能力大； 水穩(wěn)

12、定性好； 平整 材料：穩(wěn)定碎石，天然碎石，穩(wěn)定土，工業(yè)廢渣等,（3）墊層 功能：改善水溫狀況，具體防止毛細(xì)水上升，增加防凍厚度； 擴(kuò)散荷載； 阻止路基土滲入基層。 注：前兩個(gè)主要 要求：水穩(wěn)定性和隔溫性能好。 材料：透水性墊層砂，爐渣等；穩(wěn)定類墊層穩(wěn)定土。,八、路面分級與分類 1.路面等級劃分 分類等級： 高級水泥混凝土、瀝青混凝土廠拌瀝青碎石等 適用于高速、一級、二級公路 次高級瀝青貫入碎石、瀝青表面處治 適用于二級、三級公路 中級泥結(jié)或級配碎礫石、水結(jié)碎石、不整齊石塊 適用于三級、四級公路 低級各種粒料或當(dāng)?shù)夭牧细纳仆恋?適用于四級公路,2.路面分類 1）柔性路面 瀝青路面，由粒料基層和瀝青面層、碎（礫）石面層或塊石面層組成的面層結(jié)構(gòu)。 特點(diǎn)：剛度小，變形大（彎沉變形）