路基路面工程课件第1章总论详解.ppt

* * 1.7.3 路面结构分层与层位功能 1 路面结构组成 行车荷载和自然因素对路面的影响随深度的增加而逐渐减弱。因此，对路面材料的强度、刚度及稳定性等要求也可随深度而逐渐降低。 　　为适应这一特点，路面结构通常按深度递减的原则采用不同的材料分层铺筑。现行路面设计规范规定，高级路面结构由面层、基层和垫层组成，各层又可分为二至三层（图1-6）。 * * 图1-6 路面结构组成 1-面层 2-基层 3-垫层 4-水泥混凝土路面板 5-路肩面层 6-路肩基层 7-路基 8-路拱横坡 9-路肩横坡 10-行车道宽度 11-路肩宽度 12-路基顶宽 * * 2 结构层的基本要求 面层——面层是直接与行车和自然因素相接触的表面层次，其主要作用是承受行车荷载引起的垂直力、水平力、冲击力以及自然因素的作用。 A.承受行车荷载引起的力→较高的强度、抗变形能力 B.受降水的浸蚀和气温影响→较好的水稳定性和温度稳定性，不透水 C.汽车行驶表面→平整 D.安全→抗滑性，耐磨 结构：面层由一层/数层组成，顶面可加铺磨耗层，底面可增设联结层 材料：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料。 * * 基层——设置在面层之下，承受面层传来的车辆荷载，并与面层一起将车轮荷载的作用扩散、传递到垫层与土基的结构层。基层的作用和要求视面层的类型不同而有所差异。 A.路面结构中的承重层→足够的强度刚度 B.力的扩散→良好的应力扩散能力 C.受大气因素影响小，但受地下水与面层渗入雨水影响→足够的水稳定性 D.保证面层平整→较好的平整度 结构：有时需要设两层：上基层，底基层。 材料：各种结合料（石灰、水泥、沥青）。 * * 垫层——垫层介于基层和土基之间，其主要作用是改善土的水温状况，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。 A.应力的扩散，减少土基的应力与变形→一定的强度与应力扩散能力 B.阻止路基土挤入基层，影响基层性能→一定厚度 C.改善土基的湿度和温度状况→较好的水稳定性与隔温能力 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。 * * 另：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。 * * 3 路面结构的特点 道路工程结构物的最大特点是裸露于大自然中，受各种荷载和自然环境因素的综合作用。从设计、施工及养护要求考虑，路面结构具有如下特点： （1）力学计算影响因素复杂 路面结构受静载、动载和其他重复荷载的作用，力学计算复杂。 （2）结构层材料性质和强度受多变的环境因素影响大 且这些影响难以用一个数据或一个公式来表达和估算。 （3）环境因素复杂多变 道路是线型结构物，且具有相当的长度。一条道路往往穿越若干省份和地区，不同地区的水温状况的变化，都将对路面设计和使用性能及养护产生影响，也给土基及各层材料的参数测定和选用带来许多困难。 * * 4 路面结构设计的任务和内容 路面设计的目的： 在设计使用年限内，在车辆荷载和环境因素的反复作用下，路面结构必须保持满足车辆行驶要求的良好路况，具有保证车辆接近最佳平均车速安全通行的能力。 路面设计的主要任务： 根据道路所在地的交通情况、材料供应情况、施工技术条件及投资水平等实际情况，为车辆全天候通行提供高速、安全、舒适、经济的路面结构，要求路面结构在设计使用年限内，在车辆荷载和多变的环境因素的重复交替作用下，仍具有满足使用要求的性能。 * * 路面结构设计主要内容： （1）面层和其他各层结构的类型选择：根据道路等级、环境条件、路基潮湿类型及强度、筑路材料和施工技术条件等情况进行选择。 （2）结构层组合设计：根据车辆荷载对道路作用的力学模型，应用弹性体系理论确定各结构层的厚度和结构组合。 （3）结构层材料组成设计：应根据当地环境条件、强度要求等进行混合料组成材料的配合比设计。 （4）排水设计：综合考虑道路的路线走向、路基横断面类型、路面类型等因素，组成完整而畅通的排水系统，以保证路基路面的整体稳定性和行车安全。 （5）技术经济评价：对于多个比较方案，根据已有的统计资料作结构设计可靠度分析，对使用年限内的投资效益和社会效益等进行综合评价，选择最佳方案。 * * 5 路基结构设计