1路面工程概述.pptx

第一节第一节 路面结构层次路面结构层次一、路面的作用一、路面的作用供车辆行驶，保护路基供车辆行驶，保护路基二、路面横断面二、路面横断面路缘石路缘石面层面层硬路肩硬路肩土路肩土路肩拦水带拦水带基层基层垫层垫层纵向排水渗沟纵向排水渗沟路缘带路缘带槽式槽式全铺式全铺式三、路拱横坡度三、路拱横坡度路路 面面 类类 型型路拱平均坡度（）路拱平均坡度（）沥青混凝土、水泥混凝土沥青混凝土、水泥混凝土12厂拌沥青碎石、路拌沥青碎（砾）石、沥青贯入碎厂拌沥青碎石、路拌沥青碎（砾）石、沥青贯入碎（砾）石、沥青表面处治、整齐石块（砾）石、沥青表面处治、整齐石块1.52.5半整齐石块、不整齐石块半整齐石块、不整齐石块23碎石、砾石等粒料类碎石、砾石等粒料类2.53.5炉渣土、砾石土、砂砾土等炉渣土、砾石土、砂砾土等34路拱形式：圆弧、抛物线、直线路拱形式：圆弧、抛物线、直线第二节、路面结构层第二节、路面结构层l1.面层的作用：面层的作用：l2.面层的种类：l3.面层的构成：l4.面层的结构承受行车荷载承受行车荷载保证行车通畅保证行车通畅保证行车平稳舒适保证行车平稳舒适按面层材料分按面层材料分:沥青类沥青类水泥类水泥类砂石类砂石类块料类块料类多层沥青混合料多层沥青混合料双层水泥混凝土双层水泥混凝土复合式结构复合式结构带有磨耗层或保护层的砂石结构带有磨耗层或保护层的砂石结构横坡横坡超高超高路肩路肩（一）面层（一）面层按力学特性分按力学特性分:柔性路面柔性路面刚性路面刚性路面半刚性路面半刚性路面（二）（二）基层基层1.1.基层的作用基层的作用:承受面层传下的行车垂直荷载，向垫层和土基扩散荷载承受面层传下的行车垂直荷载，向垫层和土基扩散荷载2.2.对基层的要求对基层的要求足够的刚度和强度，足够的抗水性，与面层相同的横坡，足够的刚度和强度，足够的抗水性，与面层相同的横坡，比比面层宽面层宽3.3.基层种类基层种类稳定类、粒料类稳定类、粒料类（三）（三）垫层垫层1.1.垫层的作用垫层的作用排水、隔水、防冻、防基层污染、扩散应力排水、隔水、防冻、防基层污染、扩散应力2.2.垫层材料垫层材料颗粒材料、结合料稳定土颗粒材料、结合料稳定土面层所用材料主要有：它要承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还要承受到降水、浸蚀及气温等外界因素的影响。所以其材料必须能够承受抗压、抗拉、抗剪，以及抗冲击等多种力的组合。故选用如下材料：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎（砾）混合料、沙砾或碎石掺土的混合料以及块石等。（四）修筑材料：（四）修筑材料：基层所用材料主要有：各种结合料（如石灰、水泥、沥青等）稳定土或稳定碎（砾）石、贫水混凝土、天然沙砾、各种碎石或砾石、片石、块石或圆石，各种工业废渣（如煤渣、粉煤灰、矿渣、石灰石等）和土、砂、石所组成的混合料。基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基中去。垫层材料分为两类：一类是松散粒料，如砂、砾石、炉渣等组成的透水性垫层，另一类是用水泥或石灰稳定土等修筑的稳定类垫层。垫层介于土基和基层之间，它的功能是改善土基的湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基水温状况变化所造成的不良影响。1、面层(surface):直接同车轮相接触的结构层。所受的力有：竖直力、水平力和冲击力，及大气湿度和温度的直接影响。要求具有：1）足够的强度和刚度；2）足够的稳定性和耐久性；3）足够的平整度;4）足够的粗糙度（即抗滑性）；5）足够的抗水损坏能力（即防渗性）；6）低噪声及低扬尘性。（五）对各层的要求：（五）对各层的要求：2、基层、基层(roadbase):承受的主要荷载是面层传下来的竖直力。承受的主要荷载是面层传下来的竖直力。1）要求:为了基层将竖直力扩散到垫层和土基，应有足够的强度和刚度;基层顶面要平整;足够的水稳性；2）各种基层所用材料及类型：P53）基层建筑特点：P6 3、垫层、垫层subbase:设在路基与基层设在路基与基层(底基层底基层)之间。之间。1）作用：排水、隔水、防冻和扩散应力。2）垫层材料及建筑特点：P64、路肩、路肩shoulder of road:横坡一般应比路拱的大1%，以利排水。第三节第三节 路面分类和分级路面分类和分级一一、分类、分类路面等路面等级级面层类型面层类型适用的公路等级适用的公路等级高级高级水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青碎石、整齐石块或条石水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青碎石、整齐石块或条石高速、一级、二高速、一级、二级级次高级次高级沥青贯入碎沥青贯入碎(砾砾)石、路拌沥青碎石、路拌沥青碎(砾砾)石、沥青表面处治、半整齐石、沥青表面处治、半整齐石块石块二级、三级二级、三级中级中级泥结或级配碎泥结或级配碎(砾砾)石、水结碎石、不整齐石块、其他粒料石、水结碎石、不整齐石块、其他粒料三级、四级三级、四级低级低级各种改善土，如炉渣土、砾石土和砂砾土各种改善土，如炉渣土、砾石土和砂砾土四级四级二、分级二、分级按照力学特性分类按照力学特性分类刚性路面、柔性路面、半刚性路面刚性路面、柔性路面、半刚性路面按照面层材料分类按照面层材料分类沥青路面、水泥路面、块料路面、砂石路面沥青路面、水泥路面、块料路面、砂石路面第四节第四节 行车荷载分析行车荷载分析 p123一、一、车辆的种类车辆的种类 type小客车客车passenger car 货车truck 中客车大客车整车牵引式挂车牵引式半挂车*路面结构设计和路基稳定性验算时:以载货汽车和大型客车为研究对象(reason：重)。*评定路面的表面特性（如平整度、抗滑性等）：以小汽车研究对象(reason:速度快)。二、汽车的轴型路面结构设计以轴轴重重作为荷载标准1 固定车身类：这是最大量最普通的一类。其车轴可区分为前轴和后抽。2牵引类：通过铰接装置，在牵引车后附加拖车。牵引车可为单后轴或双后轴；拖车-可由单轴或多轴组成，各轴则由一对单轮、一对双轮或两对双轮组成，视载重量大小需要而定。3挂车类：在载重车车身后附加挂车c挂车配有前历两根单轴，各轴由一对单轮或双轮组成。l目前，道路上行驶汽车的轮轴组合型式可分为三大类，见图2-1。例如example:l1.1 固定车身l1.1-22 牵引类l1.1+1.2 挂车类三、三、车辆的重力作用车辆的重力作用(即静态压力即静态压力)P124由轮胎传给路面的垂直压力p汽车轮胎的内压力pi（p约为0.80.9 pi）轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状轮载的大小汽车对道路的作用分为：A、停驻状态静态作用（本节讲）B、行驶状态动态作用（下节讲）1、接触压力接触压力ppress of contaction 实际情况实际情况：一般汽车轮胎气压力pi为0.40.7Mpa。汽车重力包括：自重+载重，它对道路的静态压力是由轮胎传给路面的这垂直压力p，p的影响因素的影响因素：实实际际利利用用时时处处理理方方法法：路面设计时，通常将接触压力认为均匀分布，并直接采用轮胎气压作为它与路面的接触压力。2、接触面积Area of contact 3、行车的动态影响、行车的动态影响 dynamic effect of track1.动态力动态力水平力、振动力路面附着系数f与路面结构类型、干湿状态及车速有关，如表2-2。（1-5-14）综上所述，车辆在紧急制动时对路面产生的水平力最大，可达竖立力的80，在路面设计时，不容忽视其影响。水平力分布在与竖直力相同的接触面内。通常假设水平力也是均匀分布的。4、荷载瞬时性荷载瞬时性动荷载作用下路面变形减小，间接意味着路面结构的抗变形能力和强度相对提高了。4.重复轮载作用重复轮载作用疲劳破坏或变形积累l汽车荷载对路面的多次重复作用也是一项重要的动态影响，它与一次轮载作用的效果并不一样，故在路面设计时，不仅要重视轴重静力与动力的量值大小，道路的通行累计数量也是一个重要因素。重复荷载对路面产生如下效果：1）对于弹性材料，在重复荷载作用下，呈现出材料的疲劳特性，即材料的强度随荷载重复次数的增加而降低。reason (内部缺陷)2）对于塑性材料，在重复荷载作用下，呈现出变形的逐渐增加，即变形累计。第五节第五节 路面工程内容路面工程内容 p126内容：1）根据已知资料，选择路面各结构层类型，提出组合方案并进行组合设计；2）根据计算理论和依据确定满足使用年限和条件的各结构层尺寸；3）必选方案；4）施工。