第9章路面材料、道路铺筑.pptxVIP

1 第9章 路面材料、道路铺筑与出行环境 2 内容 9.1 人类铺筑道路的历史 古代、 近代的道路发展状况、现代高速公路的发展 9.2 路面材料与道路性能 沥青路面、水泥路面、新型路面简介 9.3 路面材料对城市景观及环境的影响 天然石块路面、天然碎石或卵石、水泥混凝土路面、烧土制品类路面材料、木砖路面材料、合成树脂彩色铺装、弹性路面 3 1. 古代的道路及其材料 大约到公元前4000 年左右，在我国开始出现了畜力车作为交通工具，人们开始有意识地修建道路。到西周时期(公元前1066年－公元前771年)专供畜力车行驶的道路就已初具规模。 战国时期秦国修筑的褒斜栈道（现在陕西省汉中市北面 ），在峭岩陡壁上凿孔架木、铺板而成。 到公元200年，古罗马道路总里程已达12000km，以罗马为中心向四周放射，共有29条干线通路，因此有“条条大路通罗马”之说。 4 褒斜栈道 长235千米 5 古罗马道路断面结构 缝隙内填充了 砂浆的表面块石 火山灰混凝土 由火山灰质胶凝材料、 砾石和砂拌制而成 与石灰混合的碎石 平整的基石 平整 粘结与具 有强度 6 2 近代道路的发展 到了16-17世纪，在欧洲形成了庞大的贵族阶层，以马车为主的交通工具越来越频繁地使用，以卵石、碎石为主体材料，加入少量胶凝材料铺筑的路面。 1886年，德国的卡尔·奔驰制造出世界上第一辆汽车，标志着人类社会开始迈入机动化时代。——要求路面具有良好的平整性、抗冲击能力、防滑性、防水性和抗冻性。 随着机动车数量的增多，工业化生产的兴起和军事目的的需要，20世纪的20-50年代，采用沥青混凝土和水泥混凝土铺装路面的道路在欧美等国家得到迅速发展。 7 4. 现代高速公路的发展 高速公路是为满足机动车快速行驶和庞大的交通运输量而建造的一种全封闭、无信号的高标准道路。 1919年，德国最早建成了一条设上、下行车道、中间设分隔带的公路。德国(1933)、美国(1937)、法国(1948)和日本(1958)开始修建高速公路。 美国是高速道路数量最多、路网最发达的国家，到1992年为止，已建成的高速道路总长度达8.68万km，占全世界高速道路总延长里程的54％。美国纽约至洛杉矶的高速公路全长4556km，堪称世界上最长的高速公路。 8 日本后来居上，1950年，日本机动车拥有量仅仅33.7万辆，到1994年机动车拥有量多达6502万辆，仅次于美国，居世界第二位，占世界机动车总数的大约12％。 与此相应，日本的高速道路建设也是在短时间内快速发展。1965年开始修建第一条高速公路－东名(东京至名古屋)高速公路，到1999年，日本的高速公路里程大约达到8000多km。 9 我国高速道路的修建 1984年6月，我国开始动工修建第一条全长375km的沈大高速公路，并于1988年10月25日实现130km部分路段通车，实现了中国大陆上高速道路零的突破。 至05年底4.1万公里，世界第二，08年底6.04万公里 12年 10 9.2 路面材料与道路性能 采用不同的路面材料所铺筑的道路，其性能、施工速度及行走舒适性等方面存在较大的差别。 沥青混凝土路面 黑色路面 柔性路面 水泥混凝土路面 白色路面 刚性路面 11 12 2．1 沥青混凝土路面 1 沥青混凝土道路的结构与受力特征 沥青混凝土以沥青(主要是石油沥青)为胶结材料，与粗、细骨料和矿粉适量配合，拌制成混合料后铺压而成 面层，沥青混 凝土，15厘米 基层 垫层 路基 13 路面的上层以满足道路所希望的抗滑、耐磨、防噪声、排水和抗剪切滑移等性能为主，中层以抗车辙、抗低温缩裂和抗渗为主，而下层则以抗疲劳和抗渗为主。 中层和下层是路面的主要结构单元，它的作用是把来自车辆的集中荷载分散到足够大面积的基层和垫层上去，提高道路的整体受力性。 14 2．沥青混凝土路面的性能 柔韧性、变形性能良好，可不设伸缩缝和工作缝，路面连续性和平整度好，行车舒适； 路面具有较好的减震吸声性能，可使汽车快速行驶，平稳而低噪音； 有一定粗糙度，与汽车轮胎的附着力好 呈黑色无强烈反光，可做到晴天不起尘，雨天不泥泞，夜间不反光，有利于安全行车； 施工快速，不需要很长时间的养护，能及时开放交通，也利于维修和修补； 沥青混凝土中胶结材料用量比较小，仅占混合料总量的7％一8％，且属于工业副产品加工利用，旧路面还可实现再生利用，环保和社会经济效益较高。 优点 15 主要弱点 温度敏感性：夏季易发生流淌、软化，从而产生车辙、纵向波浪和横向推移等现象；而冬季低温时期，沥青变脆变硬，在冲击荷载作用下容易开裂。 自然老化的特性，沥青材料性能取决于内部组成的分子量分布。小分子量的组分越多，塑性、韧性越好，长期在大气因素作用下，小分子量的组分将被氧化、挥发或发