路基路面工程目录绪 论 第一章 路基路面 第二章 行车荷载、环境因素、材料的力学性质 第三章 路基基本概念 第四章 路基边坡稳定性设计 第五章 挡土墙设计 第六章 路面基本概念 第七章 石料、稳定土与工业废渣路面及基层 第八章 沥青类路面 第九章 沥青路面设计 第十章 水泥砼路面绪 论 一、我国公路发展情况1991年“八五”计划用30年左右的时间建成12条长度约3.5 万千米的“五纵七横”国道主干线。2000年12月31日，全国总里程达到167.98万千米，全国共有 公路桥梁27.88万座，1031.20万延米；公路隧道1678处，62.43 万延米；全国公路密度为17.5km/百平方公里.“十五”计划，公路方面重点建设“一个系统三个网络”。即国道 主干线系统，区域干线公路网络，县乡公路网络，公路运输服务 网络。到2005年，全国公路总里程达到160万公里。其中高速公路 超过2.5万公里，二级以上公路里程达到28万公里，公路密度达 到每百平方公里16.7公里，全国99.5%的乡镇和93%的行政村通 公路。到2000年底中国高速公路里程达到1.6万公里，位居 世界第三位。中国用10年的时间走过了其他国家一般需 要40年的发展里程。各国公路总里程排行表（单位：公里）我国路面发展的三个阶段第一阶段：恢复原有公路和加快建设一些干线公路，解决通车问题 。代表性的正规路面：泥结碎石和级配砾石路面。 第二阶段：公路里程迅速增长的同时，改善路面的行车质量，增 加车速，减轻养护。出现渣油表处路面（低级，能阻止路 面材料和土基中水分的蒸发）。 援外工程中广泛采用：水泥稳定沙砾（土）基层（赞比亚、苏丹）级配碎石基层（索马里、马达加斯加）填隙碎石基层（索马里、尼泊尔） 第三阶段：提高路线和路面等级，改建和新建高速公路。代表路面：半刚性基层路面。最新由于交通量轴载的明显增大，沥青路面早损对 沥青路面上行车的安全和降低噪音提出了更高要求。 一些新的表面层结构和新的沥青混合料面层在欧洲出 现并推广。如多空隙沥青混凝土，开级配磨耗层，碎 石沥青砂胶混凝土（SMA）。半刚性路面：将用水硬性结合料处治层的沥青路面 正式命名为半刚性路面。第一章 总论 第一节 对路基路面的要求 第二节 路基路面的构造 第一章 总论第一节 对路基路面的要求 一、对路基和路面的使用要求：路基路面是道路的主要工程结构物。路基在地表按照道路的线型（位置）和断面（几何尺寸） 的要求开挖或者堆填而成的岩土结构物。路面在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状 结构物。现代化的汽车运输，不仅要求道路能全天侯通行，而且要求车 辆能以一定的速度安全舒适而经济地在道路上行驶，要求道路提供 良好的行驶条件和服务水平。 （一）对路基的要求：路基是路面的支撑结构物，对路面的使用性能有重要影 响。1 、整体稳定填挖引起路基失稳软土上高路基岩质土质山坡上开挖。严重性：交通阻断，易引起交通事故。措施：正确设计，采取排水、防护和加固、支撑工程。2 、变形小自重、车辆荷载作用下变形。地基软弱、填土疏松、过分潮湿时产生沉陷和变形。危害：导致路面出现过量的变形和应力增大。促使路面过早损坏并影响舒适性。措施：争取合适填料充分压实，改善水温状况，加固软弱地基。二、路面的功能及对路面的要求。1、功能：提供汽车在道路上全天候地行驶安全、舒适、快速、经 济。路面的好坏直接影响车速、成本、行车安全和舒适性。路面在通车造价中占很大比例。约为20%70%。2、要求：1）强度和刚度路面受力：阻力、车轮水平力、垂直力、震动力、 冲击 力、真空吸引力。强度：抵抗行车作用下产生的各种应力，避免破坏。刚度：防止产生过量的变形而形成车辙、沉陷、波浪等破 坏。2）稳定性温度水分变化情况下相对稳定。沥青路面：高温稳定性和低温抗裂性需要提高。水泥混凝土：高温拱胀、低温缩裂需要避免。 3）耐久性重复荷载作用下产生疲劳破坏和变形累积。需要足够的抗疲劳强度，抗老化，抗变形累积。 4）表面平整度不平整路面会增大行车阻力、行车颠簸，影响速度和安全性。 5）表面抗滑性能安全性能指标：制动雨天危险沥青路面：耐磨石料水泥混凝土路面：刷毛刻槽。第二节 路基路面的构造 一、路基的断面形式常用横断面图案表示：路堤、路堑、半填半挖三种 。 1、路堤：路基顶面高于原地面的填高路基称为路堤。低矮路堤的两测设置边沟。路堤的几种常见形式矮路堤一般路堤浸水路堤挖沟填筑路堤2、路堑：全部由地面开挖出的路基称为路堑。分为全路堑、半路堑和半山洞三种。（三）半填半挖横断面上 ，部分为挖方部分为填方的路基称为半填 半挖路基，通常出现在地面横坡较陡时候，它兼有上述 路堤和路堑的构造特点和要求。注：挖方边坡的坡脚设置边沟，汇集和排除路基范围内地表径流。 上方设置截水沟拦截和排除流向路基的地表径流。挖方弃土堆在路堑的下方。坡体因开挖而可能失去稳定性时必须采用支挡结构物。边坡坡面易风化或有碎落物时，可设置碎落台也可坡面防护。二、路面的构造。（一）路面结构层划分：1、面层：1) 特点：直接承受行车荷载作用大气降水和温度变化。要求：足够的结构强度、温度稳定性、耐磨、抗滑、平整和 不透水。2)结构：面层由一层或数层组成，顶面可加铺磨耗层，底面 可增设联结层。3)材料：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料。2、基层1）特点：主要起承重作用（承受由面层传递来的车辆荷载 垂直力，并把它扩散到垫层和土基中）。2）要求：足够的强度、刚度3）结构：有时需要设两层：上基层，底基层。4）材料：各种结合料（石灰、水泥、沥青）。3、垫层1）路基土质较差，水温状况不良时候宜设置垫层。2）作用：起排水（砂垫层）、隔水、防冻、防污或扩散荷载应力 （软基）等作用。3）材料：水稳性和隔热性要好。松散材料：砂、砾石、炉渣、片石（透水性垫层）。整体性材料：石灰土、炉渣石灰土。 （二）路拱和排水路拱作用：迅速排除降落在路面上的水。形式：直线型或抛物线形，其横坡随路面透水性增大而增大。 （三）路肩 排除表面水。1、作用：1）承受车辆的偶然停留作用。2）对路面基层和垫层起到支撑作用。2、路肩的横坡应略大于路面横坡，以利于迅速一、路基和路面的内容包括：规划、设计、施工、养护、监测和管理等方 面。（一）规划方面包括财政和项目两个方面，其内容为：1、依据路网内路基和路面结构的现状，分析达 到规划期预定的目标所需要的资源（资金、材料、 劳力）及其在时间和空间上的分配。2、计划在给定的预算水平下使路网的服务水平 最佳所需安排的新建和改建项目及其对策方案。第三节 路基路面工程的内容和特点（二）设计方面1、路基设计：1）根据路线设计确定的路基填挖高度和顶宽，结合沿线岩质或土 质情况，设计路基横断面形状和边坡坡度。2）根据沿线地形、地表径流和地下水情况，进行道路排水系统的 布置以及地面和地下排水系统构造物的设计。3）分析路基稳定性需要时采取坡面防护、支撑结构或地基加固措施设计。 2、路面设计主要内容：1）提出路面结构层的选择和组合方案。2）进行各结构层材料的组成设计。3）设计各结构层尺寸。4）若干个方案进行经济分析、比较、选定实施方案。（三）施工方面 1、准备工作：图纸、测量 2、修筑路基路面。 3、施工管理：对施工质量进行控制、检查和验收。二、路基和路面施工特点。 1、变异性和不确定性大。 2、它们的设计、施工、养护、监测是一个相互关联和相互 依存的系统。 3、路基路面是一种复合结构，材料性状非线形，是应力水 平和温度的函数。分析设计复杂，有时不得不依赖经验 的补充。第二章 行车荷载、环境因素、材料的力学性质第一节 行车荷载第二节 土基的荷载变形特性第三节 环境因素的影响第四节 路面材料的力学强度特性和变形第一节 行车荷（vehicleload）路面设计中，以轴重作为荷载标准，重型货车与大 客车起决定作用。评定路面表面特征时，如路面的平 整度、防滑性，应考虑小客车的安全性和可靠性。一、 车辆的种类（vehicle types)(bus) 客车小客车车速高，自重和满载 重量小120km/h以上中客车620个座位大客车20个座位以上，长途客运和城市公共交通货车 (truck ) 整车货箱与汽车发动 机一体。牵引式挂车牵引车与挂车分离牵引式半挂车牵引车与挂车分离，铰接。二、汽车的轴型、轴载。轴重是路面设计的关键。整车客货车：1、前轴：两个单轮组成的单轴占约1/3。极少数为双轴单轮。约占1/2。2、后轴：有单轴、双轴、三轴类型。大部分为双轴双轮。 三、汽车对道路的静力作用。1、定义： 静止状态的汽车对道路的作用，称为静力作用，其大小主 要取决于车轮总重。2、影响因素：1）汽车轮胎的内压力。2）轮胎的刚度和轮胎与路面接触的形状。3）轮载的大小。3、半径：轮胎与路面的接触形状近似于椭圆，且a、b差别不大。 路 面设计中，以圆形表示。：双轮组车轴：每一侧双轮用一个圆 表示，称为单圆荷载。每一侧双轮用两个圆 表示，称为双圆荷载。双圆当量圆直径P作用在车轮 上的荷载,KN；p 轮胎接触压力,kPa;-接触面当量圆半径,m.单圆当量圆直径四、运动车辆对 道路的动力作 用。因为路面不平 整车身震动，车 轮实际上是以一 定的频率和振幅 在路面上跳动， 轮载成动态波动 。行车荷载的重复作用： 弹性材料：疲劳性质。 弹塑性材料：变形累积。 五、水平荷载：易使路面产生波浪、拥包、推挤等损坏，要求面层材料有足够的抗 裂强度。 六、交通分析： 1、交通量：一定时间间隔内各类车辆通过某一道路横断面的数量。对于 路面结构设计，不仅要求收集交通总量，还必须区分不同的车型。 N1初始年平均日交通量； Ni每日实际交通量； r交通量年均增长率； Ne设计年限内累积交通量2、轴载的组成与等效换算：标准：双轮组单轴载100KN作为标准轴载。等效原则换算：某一种路面结构在不同荷载作用下达到相同的损坏程 度为根据的。新规范修订：1）近年交通量增长很快，重车增长多，货车超载现象严重，应考虑重 车对路面的影响。2）由于广泛采用半刚性基层结构，承载力提高，轻型车对路面的疲劳 损伤减小。本次修订取消了60KN的标准，统一采用100KN的标准。标准轴载设计参考： 标准轴载：BZZ-100双轮组单轴载。 标准轴载 P（KN）100 轮胎接地压强 p(MPa)0.70 单轮传压面当量圆直径d 21.30 两轮中心区 1.5d1)当一设计弯沉作为指标及沥青层层底拉应力验算时。 凡轴载大于25KN的各级轴载（包括车辆的前、后车辆）p1的作用次数n1 ，用下面的公式换算成标准荷载p的轴载当量作用次数式中：N标准轴载的当量轴次，次/日；ni被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；P标准轴载，KN；Pi被换算车辆的各级轴载，KN；k被换算车辆的类型数；C1轴载系数， C1=1+1.2（m-1),m是轴数。当轴间距大于3米时 ，按单独的一个轴载计算，当间距小于3米时，应考虑轴载系数。C2轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。2)当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大于50KN 的各级轴载换算。C1轴载系数， C1=1+2（m-1),m是轴数。C2轮组系数，单轮组为1.85，双轮组为1.0，四轮组为0.093、轮迹横向分布：1） 车辆在道路上行驶时候，车轮的轮迹总是在横断面中心 线附近一定范围内左右摇摆，并按一定的频率分布在车道横断 面上，称为车轮的横向分布。2）轮迹横向分布频率曲线影响因素：交通量、交通组成、车辆高度、交通管制。4、累计当量轴次Ne在设计年限内考虑车道系数后，一个车道上 的累计当量轴次之和。1）沥青路面：r设计年限内交通量年均增长率N1路面竣工后第一年双向日交通量的当量轴次，次/日；Nt设计年限内末年的双向日交通量的轴载作用次数，次/日 ；t设计年限。车道系数2）刚性二、土基的强度和刚度