第2篇-路基路面工程―路面工程ppt课件.ppt

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第2篇路基路面工程第1章概述第2章路基工程第3章路面工程第4章路基路面排水工程 第3章路面工程3.1概述3.2中低级路面3.3沥青路面3.4水泥混凝土路面 3.1概述1.路面结构分层路面道路断面图 1）垫层功能：①改善土基的水温状况②扩散车辆荷载应力，阻止路基土挤入基层要求：排水、隔水、防冻、防污和扩散荷载修筑材料：①透水性垫层，如砂、砾石、炉渣等②稳定类垫层，如水泥或石灰稳定土等2.路面结构分层 2）基层功能：承受由面层传来的车辆荷载，并扩散到垫层和土基中要求：①足够的水稳定性②较好的平整度修筑材料：①结合料(如石灰、水泥或沥青等)稳定土②工业废渣稳定土③碎、砾石2.路面结构分层 3）面层功能：直接承受行车荷载、大气降水和温度变化的影响要求：①较高的结构强度，抗变形能力②较好的水稳定性和温度稳定性③表面的耐磨、抗滑和平整度修筑材料：①沥青混凝土、沥青碎(砾)石混合料②水泥混凝土③砂砾混合料2.路面结构分层 1.碎、砾石路面2.块料路面3.无机结合料稳定类基层3.2中低级路面与基层 1.碎、砾石路面水结碎石路面泥结碎石路面级配的碎（砾）石路面各种碎石尺寸与分类编号碎石名称粒径范围(mm)用途123粗碎石中碎石细碎石75～5050～3535～25骨料45石渣石屑25～1515～5嵌缝料6米石0～5封面料适用于中低等交通量的公路 ——不同粒径的碎石从大到小分层铺筑，洒水碾压形成施工工序(1)准备工作(2)撒铺石料并摊平(3)预碾碎石(4)碾压碎石并洒水(5)撒铺嵌缝料并碾压与洒水碾压(6)撒铺石屑（米石）并洒水碾压成型；(7)初期养护厚度一般为10—16cm水结碎石路面 ——以碎石作骨料、土作填充料和粘结料，经压实修筑成施工工序①准备工作；②摊铺碎石；③预压；④浇灌泥浆；⑤撒铺嵌缝料；⑥碾压泥结碎石路面厚度一般为8～20cm泥灰结碎石路面——以碎石为骨料，用一定数量的石灰和土作粘结填缝料泥灰结碎石路面的水稳定性比泥结碎石好施工工序与泥结碎石路面相同 ——以砾石、碎石和土，按最佳级配原理修筑而成施工工序（1）开挖路槽（2）备料运料（3）铺料（4）拌和与整型（5）碾压：（6）铺封层级配碎（砾）石路面厚度一般为8～16cm 磨耗层——矿料级配层保护层——磨耗层之上——经常性措施碎（砾）石路面养护坚硬小砾石，厚宜为2～3cm砂土，厚宜为1～2cm软质材料，厚宜为3～4cm厚度不大于1cm 2.块料路面天然块料路面混凝土预制块路面优点坚固耐久，清洁少尘，养护修理方便缺点进度慢，费用高 3.无机结合料稳定类基层无机结合料——水泥、石灰或工业废渣等无机结合料稳定材料——(土+无机结合料+水)压实养生1）特点：稳定性好、抗冻性强、自成板体，耐磨性差2）用途：广泛用于修筑路面结构的基层和底基层3）种类：石灰土、水泥土、水泥砂砾、石灰粉煤灰碎石石灰稳定类基层水泥稳定类基层工业废渣基层 石灰稳定类基层——(土+石灰+水)当土采用细粒土，混合料简称石灰土适用范围：各级公路的底基层，二级及以下公路的基层潮湿路段不宜影响强度的因素：1)土质——粘性土较好2)灰质——消石灰粉或生石灰粉3)石灰剂量——粘(粉)性土为8～14％,砂性土为9～16％4)含水量——不同石灰土有不同的最佳含水量，可饮用的水5)密实度——石灰土的密实度每增减1%，强度约增减4%6)石灰土的龄期——石灰土强度随龄期增长7)养生条件——最低温度>5℃,在重冰冻(-3～-5℃)前1月～1个半月完成 水泥稳定类基层——(土+水泥+水)当土采用细粒土，混合料简称水泥土适用范围：水泥稳定土：用于路面结构的基层和底基层水泥土：高等级公路的基层禁用影响强度的因素：1)土质——级配良好的碎(砾)石和砂砾较好2)水泥的成分——通常硅酸盐水泥稳定效果好，铝酸盐水泥差3)水泥剂量——4～8％较为合理4)含水量——最佳含水量满足水泥完全水化和压实度要求5)施工工艺过程——加水拌和到完成压实在6h以内；湿法养生 工业废渣基层——(土+粉煤灰、煤渣+水)常掺入石灰，形成石灰稳定工业废渣适用范围：高等级公路的基层材料要求：1)石灰——III级以上技术指标的石灰或石灰下脚2)废渣材料——废渣中SiO2和Al2O3含量要超过70%3)粒(砾)料——粒料重量宜占80%以上，并有良好的级配 无机结合料稳定类基层施工1.施工方法厂拌法——在中心站用强制式拌和机进行集中拌和路拌法——人工在路槽中或沿线就地拌和混合料——稳定土拌和机在途中拌和混合料高速公路和一级公路基层施工应采用厂拌法2.水泥稳定土路拌施工程序摊铺集料洒水闷料整平和压实接缝处理养生碾压整型加水湿拌摊铺水泥拌合 水稳拌和站 水稳摊铺机 3.3沥青路面 1.定义：沥青作结合料粘结矿料，修筑的路面结构。沥青种类天然沥青——以天然状态存在的石油沥青，如湖沥青、岩沥青、海底沥青石油沥青——原油蒸馏后的残渣煤沥青——煤干馏得到的煤焦油再经蒸馏加工制成的沥青按用途分为：道路沥青、建筑沥青、防水防潮沥青等道路沥青道路石油沥青——A级、B级、C级煤沥青——塑性、温度稳定性、气候稳定性较差，与矿质集料的粘附性较好乳化沥青——石油沥青与水在乳化剂、稳定剂等的作用下制得的沥青产品液体沥青——用汽油、煤油、柴油等溶剂将石油沥青稀释而成的沥青产品改性沥青——掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉改性乳化沥青——在制作乳化沥青的过程中同时加入聚合物胶乳 沥青混合料分类分类标准类别材料组成及结构连续级配间断级配矿料级配组成及空隙率大小密级配半开级配开级配公称最大粒径的大小最大粒径（mm）特粗式粗粒式中粒式细粒式砂粒式≥31.5mm26.516或199.5或13.2＜9.5制造工艺热拌沥青混合料冷拌沥青混合料再生沥青混合料密级配：设计空隙率较小的密实式沥青混凝土混合料(AC)和沥青稳定碎石混合料(ATB)开级配：矿料级配主要由粗集料嵌挤组成，细集料较少，设计空隙率为18％的混合料半开级配：由粗、细集料与沥青拌和，经击实成型后的剩余空隙率在6％～12％的沥青碎石混合料（AM） 沥青路面2.特点：优点：表面平整、无接缝、行车舒适耐磨、振动小、噪声低施工期短、适宜分期修建、养护维修简便缺点：抗弯强度较低。低温时，抗变形能力很低。 3.沥青路面材料的温度状况温度升高：沥青粘滞度降低，矿料间粘结削弱，强度降低。温度降低：沥青的粘滞度增高，强度增大。温度（℃）50200－10－35平均抗压强度（MPa）1.0～2.02.5～5.08.0～13.010.0～17.018.0～30.0沥青混凝土试件抗压强度随温度的变化沥青材料施工时流动性要求(便于摊铺和压实成型):气温≥15C沥青路面的低温收缩低温产生的裂缝大多是横向的低温收缩因素沥青的性质当地的气温状况路面层次的厚度 5.沥青路面分类：1）按施工工艺定义优点缺点层铺法分层洒布沥青分层铺料、碾压工艺简单、效率高进度快、造价低路面成型期长厂拌法工厂加热拌和级配矿料和沥青现场摊铺、碾压分热拌热铺和热拌冷铺混合料质量高使用寿命长修建费用较高路拌法途中或就地拌和混合料强度低 5.沥青路面分类：2）按沥青路面的技术特性沥青表面处治沥青贯入式路面热拌沥青混合料路面冷拌沥青混合料路面 沥青表面处治定义：按层铺法或拌和法铺筑，铺筑厚度不超过3cm结合料——道路石油沥青、乳化沥青、煤沥青集料——最大粒径应与处治层的厚度相等施工工艺分为单层、双层、三层施工程序清扫基层，撒布第一层沥青撒布第一层主集料边撒布集料，边碾压，碾压3～4遍各层的施工方法和要求应与第一层相同碾压结束，开放交通初期养护（细集料） 沥青贯入式路面定义：沥青贯入碎（砾）石作面层，厚度一般为4～8cm结合料——道路石油沥青、乳化沥青、煤沥青集料——有棱角、嵌挤性好的坚硬石料施工工艺施工程序摊铺主层集料碾压主层集料浇洒第一层沥青撒布第一层嵌缝料碾压嵌缝料各层的施工方法和要求应与第一层相同碾压结束，开放交通初期养护（细集料） 热拌沥青混合料路面结合料——道路石油沥青、聚合物改性沥青施工程序准备沥青混合料厂拌沥青混合料运输沥青混合料——忌急刹车、急弯掉头基层表面喷洒透层油摊铺——最低摊铺温度130℃~140℃压实成型——碾压终了最低温度55℃~85℃接缝自然降温，开放交通——路表温度≤50℃沥青混合料类型密级配开级配半开级配连续级配间断级配间断级配沥青稳定碎石沥青混凝土沥青稳定碎石沥青玛蹄脂碎石排水式沥青磨耗层排水式沥青碎石基层 沥青拌和站准备沥青混合料厂拌沥青混合料 沥青摊铺机 沥青摊铺机 光轮压路机轮胎轧路机 压路机类型初压复压终压适宜最大适宜最大适宜最大钢筒式压路机2～343～563～66轮胎压路机2～343～564～68振动压路机2～3(静压或振动)3(静压或振动)3～4.5(振动)5(振动)3～6(静压)6(静压)压路机碾压速度(km/h) 已压实路面新铺部分已压实路面新铺部分已压实路面新铺部分(c)平接缝(a)斜接缝(b)阶梯形接缝接缝处理高速公路和一级公路的表面层横向接缝应采用平接缝以下各层可采用自然碾压的斜接缝沥青层较厚时也可作阶梯形接缝其他等级公路的各层均可采用斜接缝纵缝应采用热接缝——沥青在高温下连接横缝 冷拌沥青混合料路面冷拌沥青混合料适用于1）三级及以下沥青面层2）沥青路面的坑槽冷补结合料——乳化沥青或改性乳化沥青、液体沥青混合料——密级配沥青混合料施工工艺与热拌沥青路面相似 6.沥青路面类型的选择公路等级路面等级面层类型设计年限（年）高速公路一级公路高级路面沥青混凝土沥青玛蹄脂碎石15二级公路高级路面沥青混凝土12次高级路面热拌沥青碎石混合料沥青贯入式10三级公路次高级路面乳化沥青碎石混合料沥青表面处治8四级公路中级路面水结碎石、泥结碎石级配碎（砾）石半整齐石块路面5低级路面粒料改善土5 3.4水泥砼路面 3.4水泥砼路面1.定义：由混凝土面层板和基(垫)层所组成的路面。分为普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土和钢纤维混凝土路面。目前采用最广泛的是普通混凝土路面，简称混凝土路面。普通混凝土路面除接缝区和局部范围(边缘和角隅)外不配置钢筋2.特点：1）优点：强度高；稳定性好，不“老化”；有利于夜间行车耐久性好——20～40年，能通行履带式2）缺点：对水泥和水的需要量大；有接缝；开放交通较迟；修复困难 3.4水泥砼路面3.路面构造混凝土面板力学理论分析表明：面层板的横断面应为中间薄两边厚考虑施工因素，目前国内外常采用等厚式断面接缝设置原因：热胀冷缩造成砼板断裂接缝类型:纵缝、横缝纵缝——缩缝横缝——缩缝、胀缝和施工缝 3.4水泥砼路面纵缝——缩缝缩缝通常是假缝纵缩缝一般按3～4.5m设置缝壁涂沥青，缝的上部留宽6～8mm的缝隙，内浇灌填缝料拉杆长50～70cm，直径18～20mm光圆钢筋,间距1.0～1.5ma)平头缝纵缩缝的构造形式b)平头缝加拉杆c)企口缝加拉杆道路平面图 3.4水泥砼路面横缝——胀（伸）缝、缩缝、施工缝胀缝是真缝，缝内填弹性的嵌缝板，缝的上部浇灌填缝料传力杆为直径20～25mm的光圆钢筋缩缝通常是假缝，间距一般为4～6m，构造形式同纵缝缩缝施工缝尽量留在胀缝处套筒式传力杆胀缝4～6m道路平面图 3.4水泥砼路面纵缝——缩缝横缝——胀缝、缩缝、施工缝 3.4水泥砼路面3.路面构造补强钢筋——角隅钢筋——边缘钢筋 4.路面面层施工①施工方法小型机具施工：轨道式摊铺机施工：人工设置模板，配合机械（摊铺机、拌和机）滑模式摊铺机施工：全套组合，机器经过形成规则成型的路面3.4水泥砼路面测量放样安装模板设置钢筋摊铺开放交通填缝切缝养生振捣表面修整基层检验与整修小型机具施工施工流程图 4.路面面层施工——小型机具施工 水泥混凝土摊铺机4.路面面层施工——滑模式摊铺机施工 5.其它类型混凝土路面简介①钢筋混凝土路面——板内配置有纵、横向钢筋(或钢丝)网的混凝土路面适用条件：当混凝土板的平面尺寸较大；预计路基或基层有可能产生不均匀沉陷；板下埋有地下设施纵横向钢筋宜采用相同的小直径：8,12网筋的最小间距应为集料最大粒径的2倍缩缝间距一般为10～20m，最大不宜超过30m缩缝内必须设置传力杆。 5.其它类型混凝土路面简介②连续配筋混凝土路面——沿纵向配置连续的钢筋，除了特殊位置设置胀缝以及视施工需要设置施工缝外，一般不设横缝应用对象：高速公路或一级公路和机场混凝土道面其他规定我国规定纵横向钢筋应采用螺纹钢筋纵向钢筋配筋率控制在0.5～0.7%(与混凝土板断面积之比) 5.其它类型混凝土路面简介③预应力混凝土路面——板面产生预应力，使板厚减薄，板长增大到30m以上分类：无筋预应力混凝土路面有筋预应力混凝土路面自应力混凝土路面应用情况施工工艺和施工机具尚未完全过关，各国仍处在试验阶段 5.其它类型混凝土路面简介④装配式混凝土路面——将预制混凝土板块运至工地现场装配而成砼板常做成1～2m的正方形或矩形，也可是边长1.2m的六角形应用对象城市道路、厂矿道路、大型基建基地、停车站场和软弱土基上接缝多，整体性差，易引起行车颠簸，公路上一般不宜采用 5.其它类型混凝土路面简介⑤组合式(双层式)混凝土路面——板的下层用品质较差的材料，上层用品质较好的材料铺筑分类结合式——上下层混凝土板牢固结合，成为一整体分离式——上下层之间铺一层沥青砂或双层油毛毡隔离材料部分结合式——改建路面，修复局部板面适用情况改建路面旧路面修补缺乏品质良好的材料 5.其它类型混凝土路面简介⑥钢纤维混凝土路面——砼中掺入低碳钢、不锈钢纤维，成为均匀而多向配筋的砼优点板薄、少缝，使用寿命长，养护费用少适用情况发展前景广阔，特别适用于旧混凝土路面的罩面⑦碾压混凝土路面——一种含水率低，通过碾压施工工艺达到高密度、高强度的水泥混凝土优点节约水泥，施工速度快，养生时间短，强度高适用情况施工上平整度难以达到，适用于二级及其以下等级的公路 1.概述2.路基排水3.路面排水第4章路基路面排水工程 1.概述1)水源分类地面水——大气降水(雨和雪)及海、河、湖、水渠、水库水地下水——上层滞水、潜水、层间水2)水对路的危害：——降低路基、路面材料的强度第4章路基路面排水工程 2)水对路的危害： 2)水对路的危害： 2)水对路的危害： 2)水对路的危害： 2)水对路的危害： 2.路基排水路基排水任务将土基湿度降低到一定的限度内排水分类1)地面排水2)地下排水 1)地面排水结构物边沟截水沟排水沟跌水与急流槽倒虹吸渡水槽积水池 2.路基排水——地面排水——边沟 2.路基排水——地面排水——边沟断面形式 2.路基排水——地面排水——截水沟挖方段截水沟:1-截水沟2-土台3-边沟填方路段截水沟：1-土台2-截水沟 2.路基排水——地面排水——截水沟 2.路基排水——地面排水——跌水作用：缓解高处落水的冲力 2.路基排水——地面排水——跌水边沟与涵洞单级跌水连接图1—边沟；2—路基；3—跌水井；4—涵洞 2.路基排水——地面排水——急流槽 2.路基排水——地面排水——倒虹吸水流横跨路基时采用 2.路基排水——地面排水——倒虹吸 2.路基排水——地面排水——渡水槽水流横跨路基时采用 2.路基排水——地面排水——渡水槽 2.路基排水——地面排水——蒸发池气候干旱、排水困难地段采用 1)地下排水结构物盲（暗）沟渗沟渗井地下排水结构物的主要作用降低路基下部地下水位 2.路基排水——地下排水——盲(暗)沟一侧边沟下设盲沟1—盲沟（填充颗粒材料）2—层间水；3—毛细水；4—可能滑坡线二侧边沟下设盲沟1—原地下水位；2—降低后地下水位；3—盲沟（下粗粒上细粒，顶层底层设不透水层） 2.路基排水——地下排水——渗沟边沟下纵线渗沟 2.路基排水——地下排水——渗沟路中线下渗沟 2.路基排水——地下排水——渗沟较盲沟尺寸更大，埋置更深 2.路基排水——地下排水——渗井渗井施工不易，单位造价高于渗沟，尽量少用 3.路面排水路面表面排水中央分隔带排水——拦水带 3.路面排水——路面表面排水——拦水带 3.路面排水——中央分隔带排水沥青涂层沥青涂层沥青土工布Φ100滤水管Φ100排水管一般路段 3.路面排水——中央分隔带排水超高路段格栅盖板Φ40孔洞横向排水管集水井Φ100滤水管Φ100排水管沥青土工布 3.路面排水——排水型沥青砼路面在沥青面层上铺筑空隙率高达15-20%左右的沥青混凝土抗滑表层雨水通过该层内部的连通孔隙沿路面横坡排出路外。