路基路面工程-01概述課件

《路基路面工程》

SubgradeandPavementEngineering張銳（副教授）長沙理工大學(xué)交通運輸工程學(xué)院.《路基路面工程》

SubgradeandPavement1..2..3..4..5..6..7主要內(nèi)容(Contents)本課程的設(shè)置及其重要性第一章

概述(Introduction).主要內(nèi)容(Contents)本課程的設(shè)置及其重要性.8

本課程的設(shè)置及其重要性1、本課程在教學(xué)體系中的位置

公共課程—數(shù)學(xué)、英語、人文

等

基礎(chǔ)課程—工程力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)

等

專業(yè)基礎(chǔ)課程—土木工程材料、測量學(xué)、土力學(xué)與土質(zhì)學(xué)、水力學(xué)、交通工程基礎(chǔ)等；

專業(yè)課程—道路勘測設(shè)計、路基路面工程、橋梁工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、基礎(chǔ)工程

等

專業(yè)提高課程—眾多選修課程

.

本課程的設(shè)置及其重要性1、本課程在教學(xué)體系中的位置.9

本課程的設(shè)置及其重要性2、本課程在工程實踐中的重要性實踐環(huán)節(jié)—室內(nèi)試驗

確定路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要參數(shù)

等；—野外試驗

確定交通參數(shù)、路面結(jié)構(gòu)參數(shù)

等；—結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計

進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工組織設(shè)計.

本課程的設(shè)置及其重要性2、本課程在工程實踐中的重要性.10

本課程的設(shè)置及其重要性3、本課程的內(nèi)容路基路面工程路基工程路面工程機(jī)場道基公路路基機(jī)場道面公路路面.

本課程的設(shè)置及其重要性3、本課程的內(nèi)容路基路面工程路基工11

課程的具體內(nèi)容路基土的特性及設(shè)計參數(shù)(CharacteristicsandDesignparameters)路基設(shè)計

(EmbankmentDesign)路基防護(hù)與支擋設(shè)計

(designofretainingwall)路基施工

(construction)

路基工程部分概論.

課程的具體內(nèi)容路基土的特性及設(shè)計參數(shù)(Character12交通荷載及路面設(shè)計參數(shù)(ESALandParameters)路面基層(Base)瀝青路面設(shè)計(AsphaltPavementDesign)水泥混凝土路面設(shè)計(CementConcretePavementDesign)路面施工(Construction)路基路面養(yǎng)護(hù)與管理

(Maintenanceand

rehabilitations)

路面工程部分

課程的具體內(nèi)容.交通荷載及路面設(shè)計參數(shù)(ESALandParameter13第一章概論.第一章概論.14第一章

概論(Introduction)第一節(jié)路基路面工程發(fā)展概況(Development)第二節(jié)路基路面工程的特點與性能要求(Characteristics)第三節(jié)路基路面結(jié)構(gòu)及層位功能(Pavementlayers)第四節(jié)路基路面結(jié)構(gòu)的影響因素(Factors)第五節(jié)

公路自然區(qū)劃(NatureCategories).第一章概論(Introduction)第一節(jié)路基路面工15第一節(jié)

路基路面工程發(fā)展概況核心內(nèi)容：道路的衍變道路的分類我國公路建設(shè)成果國家高速公路網(wǎng)命名路基路面建設(shè)的技術(shù)成果交叉學(xué)科的發(fā)展.第一節(jié)路基路面工程發(fā)展概況核心內(nèi)容：.16道路的發(fā)展可粗分為四個階段：第一階段：供行人和牛馬及其他獸類行走、馱運貨物的階段。此時期的道路通常稱為小路或小徑(Trail)。第二階段：供蓄力車輛和行人通行的大道(CartWay)階段。在中國，有“康衢”、“路”、“馳道”、“驛道”等名稱；在歐洲，羅馬道路非常發(fā)達(dá)，有“條條大道通羅馬”之說。1、道路的衍變.道路的發(fā)展可粗分為四個階段：第二階段：供蓄力車輛和行人通行的17古羅馬道路和結(jié)構(gòu)

1、道路的衍變.古羅馬道路和結(jié)構(gòu)1、道路的衍變.18第三階段：行駛汽車的公路（Highway）階段。內(nèi)燃機(jī)汽車是德國在1886年由高特列希戴姆勒發(fā)明，我國在1902年從國外引進(jìn)汽車，1906年蘇元春駐守廣西時首建了龍州到鎮(zhèn)南關(guān)的公路。1、道路的衍變通向柏林的A9公路(東德)，使用時間超過50年，

圖中為第一階段的水泥路面.第三階段：行駛汽車的公路（Highway）階段。內(nèi)燃機(jī)汽車是19第四階段：以高速度分車道行駛為特征的高速公路階段。也稱為Freeway或Expressway。1、道路的衍變.第四階段：以高速度分車道行駛為特征的高速公路階段。也稱為Fr20

道路是供各種車輛、行人等通行的工程設(shè)施，按其使用范圍分為公路、城市道路、機(jī)場跑道、廠礦道路、林區(qū)道路等。

機(jī)場Airport

分類

干線公路：

國家干線

省干線

公路

縣公路

鄉(xiāng)公路

支線公路

分級

高速公路、一級公路

二級、三級、四級公路Highway公路

城市道路

快速路

主干道

次干道

支路及街道

其他道路2、道路分類廠礦道路林區(qū)道路.道路是供各種車輛、行人等通行的工程設(shè)施，按其使217條北京放射線9條縱向路線18條橫向路線

到2020年，高速公路總規(guī)模約8.5萬公里，其中主線6.8萬公里，地區(qū)環(huán)線、聯(lián)絡(luò)線等其它路線約1.7萬公里。3、我國公路建設(shè)成果——高速公路“7918”網(wǎng).7條北京放射線9條縱向路線18條橫向路線223、我國公路建設(shè)成果普通國道網(wǎng)（2013年-2030年）

.3、我國公路建設(shè)成果普通國道網(wǎng)（2013年-2030年）.233、我國公路建設(shè)成果7條：北京－哈爾濱（G1）、北京－上海（G2）、北京－臺北（G3）、北京－港澳（G4）、北京－昆明（G5）、北京－拉薩（G6）、北京－烏魯木齊（G7）9條：鶴崗－大連（G11)、沈陽－海口(G15)、長春－深圳(G25)、濟(jì)南－廣州(G35)、大慶－廣州（G45）、二連浩特－廣州(G55)、包頭－茂名(G65)、蘭州－海口(G75)、重慶－昆明(G85)18條：綏芬河－滿洲里（G10）、琿春－烏蘭浩特(G12)、丹東－錫林浩特(G16)、榮成－烏海(G18)、青島－銀川(G20)、青島－蘭州(G22)、連云港－霍爾果斯(G30)、南京－洛陽(G36)、上海－西安(G40)、上海－成都(G42)、上海－重慶(G50)、杭州－瑞麗(G56)、上海－昆明(G60)、福州－銀川(G70)、泉州－南寧(G72)、廈門－成都(G76)、汕頭－昆明(G78)、廣州－昆明(G80)此外，國家高速公路網(wǎng)還包括遼中環(huán)線、成渝環(huán)線、海南環(huán)線、珠三角環(huán)線、杭州灣環(huán)線等共5條地區(qū)環(huán)線，2段并行線和37段聯(lián)絡(luò)線?！咚俟贰?918”網(wǎng).3、我國公路建設(shè)成果7條：北京－哈爾濱（G1）、北京－上海（243、我國公路建設(shè)成果.3、我國公路建設(shè)成果.253、我國公路建設(shè)成果.3、我國公路建設(shè)成果.263、我國公路建設(shè)成果229.51萬km中有64.19萬km瀝青229.51萬km中有165.32萬km水泥簡50.35萬km

143.89萬km

有鋪裝+簡易鋪裝279.86萬km+未鋪裝149.07萬Km=總里程423.75萬Km

2012年底資料.3、我國公路建設(shè)成果229.51萬km中有229.51萬km274、國家高速公路網(wǎng)命名數(shù)字及數(shù)字與字母編號①首都放射線編號為1位數(shù)，由正北開始按順時針方向升序編排，編號區(qū)間為1~9。②縱向路線編號為2位奇數(shù)，由東向西升序編排，編號區(qū)間為11~89。③橫向路線編號為2位偶數(shù)，由北向南升序編排，編號區(qū)間為10~90。④并行路線的編號采用主線編號后加英文字母“E”、“W”、“S”、“N”組合表示；“E”、“W”、“S”、“N”分別表示并行路線在主線的東、西、南、北方位。⑤地區(qū)環(huán)線的編號按照由北向南的順序排列，編號區(qū)間為91~99。.4、國家高速公路網(wǎng)命名數(shù)字及數(shù)字與字母編號.285、路基路面建設(shè)的技術(shù)成果公路自然區(qū)劃土的工程分類路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性高路堤修筑技術(shù)與支擋結(jié)構(gòu)軟土地基穩(wěn)定技術(shù)巖石路基爆破技術(shù)瀝青路面結(jié)構(gòu)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)瀝青路面設(shè)計理論與方法水泥混凝土路面設(shè)計理論與方法半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)瀝青路面材料組成設(shè)計路面使用性能與表面特性綠色道路路面建設(shè)技術(shù)路面養(yǎng)護(hù)管理.5、路基路面建設(shè)的技術(shù)成果公路自然區(qū)劃水泥混凝土路面設(shè)計理論296、交叉學(xué)科的發(fā)展材料科學(xué)巖土工程學(xué)結(jié)構(gòu)分析理論機(jī)電工程自動控制與量測技術(shù)現(xiàn)代管理科學(xué)節(jié)尾.6、交叉學(xué)科的發(fā)展材料科學(xué)節(jié)尾.30第二節(jié)

路基路面的工程特點核心內(nèi)容路基路面的工程特點路基路面的使用要求路基路面的性能要求.第二節(jié)路基路面的工程特點核心內(nèi)容.31路線長、工程量大；

沿線地形起伏變化大，地質(zhì)、地貌、氣象特征多變；

沿線經(jīng)濟(jì)程度和交通特點不一樣。

……1、路基路面的工程特點.路線長、工程量大；

1、路基路面的工程特點.32全天候暢通高速安全舒適經(jīng)濟(jì)即：結(jié)構(gòu)與功能兩個方面要求2、路基路面的使用要求.全天候暢通即：結(jié)構(gòu)與功能兩個方面要求2、路基路面的使用要求33

公路路基是路面的基礎(chǔ)，是公路工程的重要組成部分，它是按照路線位置和一定的技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，與路面共同承受交通荷載的作用。作為路面的支承結(jié)構(gòu)物，路基必須具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性(Strength,Stability,Durability)。（1）路基工程3、路基路面的性能要求一般路基凍土區(qū)通風(fēng)管路基.公路路基是路面的基礎(chǔ)，是公路工程的重要組成部分，它是按34（1）路基工程-凍土凍土區(qū)路基凍土區(qū)凍土區(qū)凍土區(qū).（1）路基工程-凍土凍土區(qū)路基凍土區(qū)凍土區(qū)凍土區(qū).35（1）路基工程-防護(hù)與加固凍土區(qū)鐵路路基路基防護(hù).（1）路基工程-防護(hù)與加固凍土區(qū)鐵路路基路基防護(hù).36（1）路基工程-防護(hù)與加固.（1）路基工程-防護(hù)與加固.37

公路路面是直接承受交通荷載、大氣溫度及雨水作用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性和足夠的強(qiáng)度、剛度，其表面還應(yīng)滿足平整、抗滑和排水的要求。因此，公路路面應(yīng)根據(jù)交通量及其組成情況和公路等級、使用任務(wù)、功能、當(dāng)?shù)夭牧霞白匀粭l件，結(jié)合路基進(jìn)行綜合設(shè)計。

各級公路的行車道、路緣帶、匝道、變速車道、爬坡車道、硬路肩和應(yīng)急停車帶等均應(yīng)鋪筑路面。（2）路面工程3、路基路面的性能要求.公路路面是直接承受交通荷載、大氣溫度及雨水作用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)381.承載能力(BearingCapacity)包括強(qiáng)度和剛度兩個方面。2.穩(wěn)定性(Stability)

在地表上開挖或填筑路基，會改變原地面地層結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，從而造成路基失穩(wěn)；大氣降水、大氣周期性變化對穩(wěn)定性的影響。3.耐久性(Durability)

道路工程有較長的使用年限，因此路基路面工程要求有很好的耐久性能。4.表面平整度(SurfaceSmoothness)

是影響行車安全、行車舒適性以及運輸效益的重要使用性能。5.表面抗滑性能(SkidResistance)保證車輪與路面之間有足夠的附著力和摩擦力，以增加行車安全。3、路基路面的性能要求節(jié)尾.1.承載能力(BearingCapacity)包括強(qiáng)度39第三節(jié)

路基路面結(jié)構(gòu)及層位功能核心內(nèi)容路基橫斷面路面橫斷面路拱橫坡度路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能路面面層類型及適用范圍路面分類.第三節(jié)路基路面結(jié)構(gòu)及層位功能核心內(nèi)容.401、路基橫斷面.1、路基橫斷面.411、路基橫斷面.1、路基橫斷面.421、路基橫斷面.1、路基橫斷面.431、路基橫斷面圖1－4d城市道路典型路基橫斷面.1、路基橫斷面圖1－4d城市道路典型路基橫斷面.442、路面橫斷面槽式橫斷面全鋪式橫斷面.2、路面橫斷面槽式橫斷面.453、路拱橫坡度形式：一次式：直線形、折線形二次式：2次拋物線形，三次式：3次線形方程目的：為了保證路面上雨水及時排出，減少雨水對路面的浸潤和滲透而減弱路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，路面表面應(yīng)做成直線形或拋物線形的路拱。

要求：.3、路拱橫坡度形式：一次式：直線形、折線形目的：為了保證路面464、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能面層基層墊層（必要時）路基瀝青混凝土路面瀝青混凝土路面水泥混凝土路面（1）路面分層.4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能面層瀝青混凝土路面瀝青混凝土路面水47面層：面層是直接同行車及大氣接觸的表面層次，它承受較大行車荷載的垂直力、水平力和沖擊力的作用，同時還受到降雨的浸蝕和氣溫變化的影響，因此，同其他層次相比，它應(yīng)具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗變形能力和較好的水穩(wěn)定性與溫度穩(wěn)定性，且應(yīng)耐磨、不透水，表面還應(yīng)有良好的抗滑性與平整度?；鶎樱ê谆鶎樱褐饕惺苡擅鎸觽鱽淼能囕v荷載垂直力并將其擴(kuò)散到下面的路基（含墊層及土基），因此，它也應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與剛度，并應(yīng)具有良好的擴(kuò)散應(yīng)力的能力；基層受大氣影響較面層小，但仍可能受地下水及面層滲入雨水的浸濕，故也應(yīng)具有足夠的水穩(wěn)定性；同時，為保證面層平整，它還應(yīng)具有較好的平整度。4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能（2）路面各層的要求.面層：面層是直接同行車及大氣接觸的表面層次，它承受較大行車荷484、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能墊層：墊層介于基層和土基之間，它可改善土基的濕度和溫度狀況、使面層與基層免受土基水溫狀況變化的不良影響或保護(hù)土基處于穩(wěn)定狀態(tài)；同時，也可擴(kuò)散基層傳遞的荷載應(yīng)力、減小土基的應(yīng)力與變形。按其作用可分為排水層、隔離層、防凍脹層等。路基處于下列狀況的路段應(yīng)設(shè)置墊層：地下水位高，排水不良，路基經(jīng)常處于潮濕狀態(tài)的路段；排水不良的土質(zhì)路塹；有裂隙水，泉眼水等水文不良情況的巖石挖方路段；季節(jié)性冰凍地區(qū)可能產(chǎn)生凍脹的中濕、潮濕路段；基層可能受污染的路段。（2）路面各層的要求.4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能墊層：墊層介于基層和土基之間，它494、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能（2）路面各層的要求.4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能（2）路面各層的要求.50面

層基

層路

基上路床下路床上路堤下路堤上基層下基層（底基層）上面層（表面層）中面層下面層30cm50cm70cm20～40cm4～5cm5～6cm6～8cm70～80cm（3）瀝青路面分層4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能.面層基層路基上路床下路床上路堤下路堤上基51面

層基

層路

基上路床下路床上路堤下路堤上基層下基層（底基層）砂石材料改良土或改善土水泥混凝土級配碎石CTB、LFTB…改良土或改善土（4）水泥路面分層4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能.面層基層路基上路床下路床上路堤下路堤上52滬寧高速拓寬銑刨斷面4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能.滬寧高速拓寬銑刨斷面4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能.535、路面面層類型及適用范圍面層類型適用范圍瀝青混凝土路面高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路水泥混凝土路面高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路瀝青貫入路面瀝青碎石路面瀝青表面處治路面三級公路、四級公路砂石路面四級公路.5、路面面層類型及適用范圍面層類型適用范圍瀝青混546、路面分類柔性基層瀝青路面半剛性基層瀝青路面組合式基層瀝青路面復(fù)合式路面（或剛性基層瀝青路面）水泥混凝土路面節(jié)尾.6、路面分類柔性基層瀝青路面節(jié)尾.55第四節(jié)

路基路面結(jié)構(gòu)的影響因素核心內(nèi)容路基路面穩(wěn)定性影響因素路基路面工程的環(huán)境因素影響.第四節(jié)路基路面結(jié)構(gòu)的影響因素核心內(nèi)容.561、路基路面穩(wěn)定性影響因素地理條件地質(zhì)條件氣候條件水文和水文地質(zhì)條件土的類別.1、路基路面穩(wěn)定性影響因素地理條件.57地形地貌

海拔高度

路線與地勢地貌的結(jié)合程度（1）地理條件.地形地貌

（1）地理條件.58巖石或土的種類與成因地質(zhì)走向與層理有無軟弱層或軟弱夾層有無地震、泥石流或巖溶等不良地質(zhì)情況（2）地質(zhì)條件.巖石或土的種類與成因（2）地質(zhì)條件.59氣溫（季節(jié)性與地形性）

降水

日照

風(fēng)力風(fēng)向（3）氣候條件.氣溫（季節(jié)性與地形性）

（3）氣候條件.60地表水的水文條件

1）地表積水水位與存水時間2）地表水的排泄

3）河流的常水位與洪水水位

4）河流的河岸及河床的淤積地下水的水文條件

1）地下水的移動規(guī)律

2）地質(zhì)內(nèi)的層間水、裂隙水、泉水的存在情況（4）水文條件.地表水的水文條件

1）地表積水水位與存水時間（4）水文條件611）土的不同顆粒組成形成不同的材料強(qiáng)度機(jī)理2）不同類別的土受水溫影響的程度不同2）不同的土類有不同的工程特征與性質(zhì)（5）土的類別.1）土的不同顆粒組成形成不同的材料強(qiáng)度機(jī)理（5）土的類別.622、路基路面工程的環(huán)境因素影響路基路面結(jié)構(gòu)的溫度和濕度狀況變化.2、路基路面工程的環(huán)境因素影響路基路面結(jié)構(gòu)的溫度和濕度狀況變632、路基路面工程的環(huán)境因素影響大氣溫度的年周期變化和日周期變化.2、路基路面工程的環(huán)境因素影響大氣溫度的年周期變化和日周期變642、路基路面工程的環(huán)境因素影響大氣溫度的年周期變化和日周期變化.2、路基路面工程的環(huán)境因素影響大氣溫度的年周期變化和日周期變652、路基路面工程的環(huán)境因素影響路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度隨深度的分布狀況.2、路基路面工程的環(huán)境因素影響路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度隨深度的分布狀況662、路基路面工程的環(huán)境因素影響路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度隨深度的分布狀況.2、路基路面工程的環(huán)境因素影響路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度隨深度的分布狀況672、路基路面工程的環(huán)境因素影響路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度隨深度的分布狀況.2、路基路面工程的環(huán)境因素影響路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度隨深度的分布狀況682、路基路面工程的環(huán)境因素影響分析方法：路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度和濕度狀況，可通過在外部和內(nèi)部影響因素之間建立聯(lián)系的方法來預(yù)估。這種方法有兩類，即統(tǒng)計方法和理論方法。統(tǒng)計方法（公式）Tmax=a+bTa·max+cQ理論方法采用有限元技術(shù)進(jìn)行分析與計算熱傳導(dǎo)理論分析法節(jié)尾.2、路基路面工程的環(huán)境因素影響分析方法：節(jié)尾.69第五節(jié)

公路自然區(qū)劃道路工程特征相似的原則

地表氣候區(qū)劃差異性原則

自然氣候因素既有綜合又有主導(dǎo)作用的原則1、公路區(qū)劃依據(jù)的意義2、公路區(qū)劃依據(jù)的原則.第五節(jié)公路自然區(qū)劃道路工程特征相似的原則

1、公路區(qū)劃依據(jù)703、一級區(qū)劃指標(biāo)1、全年均溫-2℃等值線。

在一般情況下，地面大氣溫度達(dá)到-2℃時，地面土開始凍結(jié)。因此，它是區(qū)分多年凍土和季節(jié)凍土的界線。2、一月份均溫0℃等值線。

是區(qū)分季節(jié)凍土和全年不凍的界線。3、我國地勢的三級階梯的兩條等高線。.3、一級區(qū)劃指標(biāo)1、全年均溫-2℃等值線。

在一般情況下，地714、二級區(qū)劃指標(biāo)二級區(qū)劃仍以氣候和地形為主導(dǎo)因素，但具體標(biāo)志與一級區(qū)劃有顯著差別。二級區(qū)劃因區(qū)而異，將一級區(qū)劃指標(biāo)具體化或加以補(bǔ)充，分為六個等級，主要指標(biāo)是潮濕系數(shù)K。結(jié)合各個大區(qū)的地理、氣候特征(如雨季、冰凍深度)地貌類型，自然病害等因素。

.4、二級區(qū)劃指標(biāo)二級區(qū)劃仍以氣候和地形為主導(dǎo)因素，但具體標(biāo)志72我國的公路自然區(qū)劃分為三級：一級區(qū)劃按多年凍土、季節(jié)凍土及全年不凍土三大地帶考慮冰凍、水熱平衡和地理位置分為北部多年凍土區(qū)、東部溫潤季凍區(qū)、黃土高原干濕過渡區(qū)、東南濕熱區(qū)、西南潮暖區(qū)、西北干旱區(qū)和青藏高寒區(qū)等七個大區(qū)；二級區(qū)劃是在一級區(qū)劃內(nèi)再以潮濕系數(shù)為依據(jù)分為過濕、中濕、潤濕、潤干、中干和過干等六個等級，結(jié)合各區(qū)地理、氣候特征等因素進(jìn)行二級區(qū)和二級副區(qū)的劃分；三級區(qū)劃則是二級區(qū)劃的具體化。5、我國的公路自然區(qū)劃.我國的公路自然區(qū)劃分為三級：5、我國的公路自然區(qū)劃.735、我國的公路自然區(qū)劃.5、我國的公路自然區(qū)劃.74不同地區(qū)自然條件的差異同公路建設(shè)關(guān)系密切路基路面與地勢地貌、地質(zhì)、水文、水熱及土質(zhì)等不同區(qū)劃特征緊密相關(guān)各區(qū)劃有各自不同的設(shè)計注意點6、區(qū)劃與路基路面設(shè)計的相關(guān)性節(jié)尾.不同地區(qū)自然條件的差異同公路建設(shè)關(guān)系密切6、區(qū)劃與路基路面設(shè)75小組討論路基路面結(jié)構(gòu)與溫度關(guān)系密切，通過分析瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面與溫度的關(guān)系，請結(jié)合不同路面的破壞特征，介紹瀝青路面和水泥混凝土路面的功能要求與層位布置特點。公路是一種線狀構(gòu)造物，沿線環(huán)境和地質(zhì)變化復(fù)雜，請通過選擇一條典型道路（如312國道上海-霍爾果斯、104國道北京-福州）介紹沿線特點，說明公路自然區(qū)劃的意義和必要性。.小組討論路基路面結(jié)構(gòu)與溫度關(guān)系密切，通過分析瀝青混凝土路面和761、路基路面的工程特點主要包括哪幾個方面？2、路基路面的功能要求包括哪幾個方面？3、路基結(jié)構(gòu)承載能力包含哪兩個方面？各反映結(jié)構(gòu)的哪些特征？與路面的病害有何關(guān)聯(lián)？4、為什么要對路基進(jìn)行特別重視？其穩(wěn)定過程受哪些因素影響？5、路面結(jié)構(gòu)為什么要進(jìn)行分層，水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面如何進(jìn)行分層？6、柔性路面、剛性路面、半剛性基層瀝青路面各有何特點？如何選擇路面結(jié)構(gòu)類型？7、路基路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響因素有哪些？為什么路基路面結(jié)構(gòu)十分重視溫度的影響？8、我國公路自然區(qū)劃的原則是什么？各自然區(qū)劃的道路設(shè)計應(yīng)注重的特點有何差別？練習(xí)與討論.1、路基路面的工程特點主要包括哪幾個方面？練習(xí)與討論.77《路基路面工程》

SubgradeandPavementEngineering張銳（副教授）長沙理工大學(xué)交通運輸工程學(xué)院.《路基路面工程》

SubgradeandPavement78..79..80..81..82..83..84主要內(nèi)容(Contents)本課程的設(shè)置及其重要性第一章

概述(Introduction).主要內(nèi)容(Contents)本課程的設(shè)置及其重要性.85

本課程的設(shè)置及其重要性1、本課程在教學(xué)體系中的位置

公共課程—數(shù)學(xué)、英語、人文

等

基礎(chǔ)課程—工程力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)

等

專業(yè)基礎(chǔ)課程—土木工程材料、測量學(xué)、土力學(xué)與土質(zhì)學(xué)、水力學(xué)、交通工程基礎(chǔ)等；

專業(yè)課程—道路勘測設(shè)計、路基路面工程、橋梁工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、基礎(chǔ)工程

等

專業(yè)提高課程—眾多選修課程

.

本課程的設(shè)置及其重要性1、本課程在教學(xué)體系中的位置.86

本課程的設(shè)置及其重要性2、本課程在工程實踐中的重要性實踐環(huán)節(jié)—室內(nèi)試驗

確定路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要參數(shù)

等；—野外試驗

確定交通參數(shù)、路面結(jié)構(gòu)參數(shù)

等；—結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計

進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工組織設(shè)計.

本課程的設(shè)置及其重要性2、本課程在工程實踐中的重要性.87

本課程的設(shè)置及其重要性3、本課程的內(nèi)容路基路面工程路基工程路面工程機(jī)場道基公路路基機(jī)場道面公路路面.

本課程的設(shè)置及其重要性3、本課程的內(nèi)容路基路面工程路基工88

課程的具體內(nèi)容路基土的特性及設(shè)計參數(shù)(CharacteristicsandDesignparameters)路基設(shè)計

(EmbankmentDesign)路基防護(hù)與支擋設(shè)計

(designofretainingwall)路基施工

(construction)

路基工程部分概論.

課程的具體內(nèi)容路基土的特性及設(shè)計參數(shù)(Character89交通荷載及路面設(shè)計參數(shù)(ESALandParameters)路面基層(Base)瀝青路面設(shè)計(AsphaltPavementDesign)水泥混凝土路面設(shè)計(CementConcretePavementDesign)路面施工(Construction)路基路面養(yǎng)護(hù)與管理

(Maintenanceand

rehabilitations)

路面工程部分

課程的具體內(nèi)容.交通荷載及路面設(shè)計參數(shù)(ESALandParameter90第一章概論.第一章概論.91第一章

概論(Introduction)第一節(jié)路基路面工程發(fā)展概況(Development)第二節(jié)路基路面工程的特點與性能要求(Characteristics)第三節(jié)路基路面結(jié)構(gòu)及層位功能(Pavementlayers)第四節(jié)路基路面結(jié)構(gòu)的影響因素(Factors)第五節(jié)

公路自然區(qū)劃(NatureCategories).第一章概論(Introduction)第一節(jié)路基路面工92第一節(jié)

路基路面工程發(fā)展概況核心內(nèi)容：道路的衍變道路的分類我國公路建設(shè)成果國家高速公路網(wǎng)命名路基路面建設(shè)的技術(shù)成果交叉學(xué)科的發(fā)展.第一節(jié)路基路面工程發(fā)展概況核心內(nèi)容：.93道路的發(fā)展可粗分為四個階段：第一階段：供行人和牛馬及其他獸類行走、馱運貨物的階段。此時期的道路通常稱為小路或小徑(Trail)。第二階段：供蓄力車輛和行人通行的大道(CartWay)階段。在中國，有“康衢”、“路”、“馳道”、“驛道”等名稱；在歐洲，羅馬道路非常發(fā)達(dá)，有“條條大道通羅馬”之說。1、道路的衍變.道路的發(fā)展可粗分為四個階段：第二階段：供蓄力車輛和行人通行的94古羅馬道路和結(jié)構(gòu)

1、道路的衍變.古羅馬道路和結(jié)構(gòu)1、道路的衍變.95第三階段：行駛汽車的公路（Highway）階段。內(nèi)燃機(jī)汽車是德國在1886年由高特列希戴姆勒發(fā)明，我國在1902年從國外引進(jìn)汽車，1906年蘇元春駐守廣西時首建了龍州到鎮(zhèn)南關(guān)的公路。1、道路的衍變通向柏林的A9公路(東德)，使用時間超過50年，

圖中為第一階段的水泥路面.第三階段：行駛汽車的公路（Highway）階段。內(nèi)燃機(jī)汽車是96第四階段：以高速度分車道行駛為特征的高速公路階段。也稱為Freeway或Expressway。1、道路的衍變.第四階段：以高速度分車道行駛為特征的高速公路階段。也稱為Fr97

道路是供各種車輛、行人等通行的工程設(shè)施，按其使用范圍分為公路、城市道路、機(jī)場跑道、廠礦道路、林區(qū)道路等。

機(jī)場Airport

分類

干線公路：

國家干線

省干線

公路

縣公路

鄉(xiāng)公路

支線公路

分級

高速公路、一級公路

二級、三級、四級公路Highway公路

城市道路

快速路

主干道

次干道

支路及街道

其他道路2、道路分類廠礦道路林區(qū)道路.道路是供各種車輛、行人等通行的工程設(shè)施，按其使987條北京放射線9條縱向路線18條橫向路線

到2020年，高速公路總規(guī)模約8.5萬公里，其中主線6.8萬公里，地區(qū)環(huán)線、聯(lián)絡(luò)線等其它路線約1.7萬公里。3、我國公路建設(shè)成果——高速公路“7918”網(wǎng).7條北京放射線9條縱向路線18條橫向路線993、我國公路建設(shè)成果普通國道網(wǎng)（2013年-2030年）

.3、我國公路建設(shè)成果普通國道網(wǎng)（2013年-2030年）.1003、我國公路建設(shè)成果7條：北京－哈爾濱（G1）、北京－上海（G2）、北京－臺北（G3）、北京－港澳（G4）、北京－昆明（G5）、北京－拉薩（G6）、北京－烏魯木齊（G7）9條：鶴崗－大連（G11)、沈陽－?？?G15)、長春－深圳(G25)、濟(jì)南－廣州(G35)、大慶－廣州（G45）、二連浩特－廣州(G55)、包頭－茂名(G65)、蘭州－?？?G75)、重慶－昆明(G85)18條：綏芬河－滿洲里（G10）、琿春－烏蘭浩特(G12)、丹東－錫林浩特(G16)、榮成－烏海(G18)、青島－銀川(G20)、青島－蘭州(G22)、連云港－霍爾果斯(G30)、南京－洛陽(G36)、上海－西安(G40)、上海－成都(G42)、上海－重慶(G50)、杭州－瑞麗(G56)、上海－昆明(G60)、福州－銀川(G70)、泉州－南寧(G72)、廈門－成都(G76)、汕頭－昆明(G78)、廣州－昆明(G80)此外，國家高速公路網(wǎng)還包括遼中環(huán)線、成渝環(huán)線、海南環(huán)線、珠三角環(huán)線、杭州灣環(huán)線等共5條地區(qū)環(huán)線，2段并行線和37段聯(lián)絡(luò)線?！咚俟贰?918”網(wǎng).3、我國公路建設(shè)成果7條：北京－哈爾濱（G1）、北京－上海（1013、我國公路建設(shè)成果.3、我國公路建設(shè)成果.1023、我國公路建設(shè)成果.3、我國公路建設(shè)成果.1033、我國公路建設(shè)成果229.51萬km中有64.19萬km瀝青229.51萬km中有165.32萬km水泥簡50.35萬km

143.89萬km

有鋪裝+簡易鋪裝279.86萬km+未鋪裝149.07萬Km=總里程423.75萬Km

2012年底資料.3、我國公路建設(shè)成果229.51萬km中有229.51萬km1044、國家高速公路網(wǎng)命名數(shù)字及數(shù)字與字母編號①首都放射線編號為1位數(shù)，由正北開始按順時針方向升序編排，編號區(qū)間為1~9。②縱向路線編號為2位奇數(shù)，由東向西升序編排，編號區(qū)間為11~89。③橫向路線編號為2位偶數(shù)，由北向南升序編排，編號區(qū)間為10~90。④并行路線的編號采用主線編號后加英文字母“E”、“W”、“S”、“N”組合表示；“E”、“W”、“S”、“N”分別表示并行路線在主線的東、西、南、北方位。⑤地區(qū)環(huán)線的編號按照由北向南的順序排列，編號區(qū)間為91~99。.4、國家高速公路網(wǎng)命名數(shù)字及數(shù)字與字母編號.1055、路基路面建設(shè)的技術(shù)成果公路自然區(qū)劃土的工程分類路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性高路堤修筑技術(shù)與支擋結(jié)構(gòu)軟土地基穩(wěn)定技術(shù)巖石路基爆破技術(shù)瀝青路面結(jié)構(gòu)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)瀝青路面設(shè)計理論與方法水泥混凝土路面設(shè)計理論與方法半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)瀝青路面材料組成設(shè)計路面使用性能與表面特性綠色道路路面建設(shè)技術(shù)路面養(yǎng)護(hù)管理.5、路基路面建設(shè)的技術(shù)成果公路自然區(qū)劃水泥混凝土路面設(shè)計理論1066、交叉學(xué)科的發(fā)展材料科學(xué)巖土工程學(xué)結(jié)構(gòu)分析理論機(jī)電工程自動控制與量測技術(shù)現(xiàn)代管理科學(xué)節(jié)尾.6、交叉學(xué)科的發(fā)展材料科學(xué)節(jié)尾.107第二節(jié)

路基路面的工程特點核心內(nèi)容路基路面的工程特點路基路面的使用要求路基路面的性能要求.第二節(jié)路基路面的工程特點核心內(nèi)容.108路線長、工程量大；

沿線地形起伏變化大，地質(zhì)、地貌、氣象特征多變；

沿線經(jīng)濟(jì)程度和交通特點不一樣。

……1、路基路面的工程特點.路線長、工程量大；

1、路基路面的工程特點.109全天候暢通高速安全舒適經(jīng)濟(jì)即：結(jié)構(gòu)與功能兩個方面要求2、路基路面的使用要求.全天候暢通即：結(jié)構(gòu)與功能兩個方面要求2、路基路面的使用要求110

公路路基是路面的基礎(chǔ)，是公路工程的重要組成部分，它是按照路線位置和一定的技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，與路面共同承受交通荷載的作用。作為路面的支承結(jié)構(gòu)物，路基必須具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性(Strength,Stability,Durability)。（1）路基工程3、路基路面的性能要求一般路基凍土區(qū)通風(fēng)管路基.公路路基是路面的基礎(chǔ)，是公路工程的重要組成部分，它是按111（1）路基工程-凍土凍土區(qū)路基凍土區(qū)凍土區(qū)凍土區(qū).（1）路基工程-凍土凍土區(qū)路基凍土區(qū)凍土區(qū)凍土區(qū).112（1）路基工程-防護(hù)與加固凍土區(qū)鐵路路基路基防護(hù).（1）路基工程-防護(hù)與加固凍土區(qū)鐵路路基路基防護(hù).113（1）路基工程-防護(hù)與加固.（1）路基工程-防護(hù)與加固.114

公路路面是直接承受交通荷載、大氣溫度及雨水作用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性和足夠的強(qiáng)度、剛度，其表面還應(yīng)滿足平整、抗滑和排水的要求。因此，公路路面應(yīng)根據(jù)交通量及其組成情況和公路等級、使用任務(wù)、功能、當(dāng)?shù)夭牧霞白匀粭l件，結(jié)合路基進(jìn)行綜合設(shè)計。

各級公路的行車道、路緣帶、匝道、變速車道、爬坡車道、硬路肩和應(yīng)急停車帶等均應(yīng)鋪筑路面。（2）路面工程3、路基路面的性能要求.公路路面是直接承受交通荷載、大氣溫度及雨水作用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)1151.承載能力(BearingCapacity)包括強(qiáng)度和剛度兩個方面。2.穩(wěn)定性(Stability)

在地表上開挖或填筑路基，會改變原地面地層結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，從而造成路基失穩(wěn)；大氣降水、大氣周期性變化對穩(wěn)定性的影響。3.耐久性(Durability)

道路工程有較長的使用年限，因此路基路面工程要求有很好的耐久性能。4.表面平整度(SurfaceSmoothness)

是影響行車安全、行車舒適性以及運輸效益的重要使用性能。5.表面抗滑性能(SkidResistance)保證車輪與路面之間有足夠的附著力和摩擦力，以增加行車安全。3、路基路面的性能要求節(jié)尾.1.承載能力(BearingCapacity)包括強(qiáng)度116第三節(jié)

路基路面結(jié)構(gòu)及層位功能核心內(nèi)容路基橫斷面路面橫斷面路拱橫坡度路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能路面面層類型及適用范圍路面分類.第三節(jié)路基路面結(jié)構(gòu)及層位功能核心內(nèi)容.1171、路基橫斷面.1、路基橫斷面.1181、路基橫斷面.1、路基橫斷面.1191、路基橫斷面.1、路基橫斷面.1201、路基橫斷面圖1－4d城市道路典型路基橫斷面.1、路基橫斷面圖1－4d城市道路典型路基橫斷面.1212、路面橫斷面槽式橫斷面全鋪式橫斷面.2、路面橫斷面槽式橫斷面.1223、路拱橫坡度形式：一次式：直線形、折線形二次式：2次拋物線形，三次式：3次線形方程目的：為了保證路面上雨水及時排出，減少雨水對路面的浸潤和滲透而減弱路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，路面表面應(yīng)做成直線形或拋物線形的路拱。

要求：.3、路拱橫坡度形式：一次式：直線形、折線形目的：為了保證路面1234、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能面層基層墊層（必要時）路基瀝青混凝土路面瀝青混凝土路面水泥混凝土路面（1）路面分層.4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能面層瀝青混凝土路面瀝青混凝土路面水124面層：面層是直接同行車及大氣接觸的表面層次，它承受較大行車荷載的垂直力、水平力和沖擊力的作用，同時還受到降雨的浸蝕和氣溫變化的影響，因此，同其他層次相比，它應(yīng)具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗變形能力和較好的水穩(wěn)定性與溫度穩(wěn)定性，且應(yīng)耐磨、不透水，表面還應(yīng)有良好的抗滑性與平整度?；鶎樱ê谆鶎樱褐饕惺苡擅鎸觽鱽淼能囕v荷載垂直力并將其擴(kuò)散到下面的路基（含墊層及土基），因此，它也應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與剛度，并應(yīng)具有良好的擴(kuò)散應(yīng)力的能力；基層受大氣影響較面層小，但仍可能受地下水及面層滲入雨水的浸濕，故也應(yīng)具有足夠的水穩(wěn)定性；同時，為保證面層平整，它還應(yīng)具有較好的平整度。4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能（2）路面各層的要求.面層：面層是直接同行車及大氣接觸的表面層次，它承受較大行車荷1254、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能墊層：墊層介于基層和土基之間，它可改善土基的濕度和溫度狀況、使面層與基層免受土基水溫狀況變化的不良影響或保護(hù)土基處于穩(wěn)定狀態(tài)；同時，也可擴(kuò)散基層傳遞的荷載應(yīng)力、減小土基的應(yīng)力與變形。按其作用可分為排水層、隔離層、防凍脹層等。路基處于下列狀況的路段應(yīng)設(shè)置墊層：地下水位高，排水不良，路基經(jīng)常處于潮濕狀態(tài)的路段；排水不良的土質(zhì)路塹；有裂隙水，泉眼水等水文不良情況的巖石挖方路段；季節(jié)性冰凍地區(qū)可能產(chǎn)生凍脹的中濕、潮濕路段；基層可能受污染的路段。（2）路面各層的要求.4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能墊層：墊層介于基層和土基之間，它1264、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能（2）路面各層的要求.4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能（2）路面各層的要求.127面

層基

層路

基上路床下路床上路堤下路堤上基層下基層（底基層）上面層（表面層）中面層下面層30cm50cm70cm20～40cm4～5cm5～6cm6～8cm70～80cm（3）瀝青路面分層4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能.面層基層路基上路床下路床上路堤下路堤上基128面

層基

層路

基上路床下路床上路堤下路堤上基層下基層（底基層）砂石材料改良土或改善土水泥混凝土級配碎石CTB、LFTB…改良土或改善土（4）水泥路面分層4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能.面層基層路基上路床下路床上路堤下路堤上129滬寧高速拓寬銑刨斷面4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能.滬寧高速拓寬銑刨斷面4、路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能.1305、路面面層類型及適用范圍面層類型適用范圍瀝青混凝土路面高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路水泥混凝土路面高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路瀝青貫入路面瀝青碎石路面瀝青表面處治路面三級公路、四級公路砂石路面四級公路.5、路面面層類型及適用范圍面層類型適用范圍瀝青混1316、路面分類柔性基層瀝青路面半剛性基層瀝青路面組合式基層瀝青路面復(fù)合式路面（或剛性基層瀝青路面）水泥混凝土路面節(jié)尾.6、路面分類柔性基層瀝青路面節(jié)尾.132第四節(jié)

路基路面結(jié)構(gòu)的影響因素核心內(nèi)容路基路面穩(wěn)定性影響因素路基路面工程的環(huán)境因素影響.第四節(jié)路基路面結(jié)構(gòu)的影響因素核心內(nèi)容.1331、路基路面穩(wěn)定性影響因素地理條件地質(zhì)條件氣候條件水文和水文地質(zhì)條件土的類別.1、路基路面穩(wěn)定性影響因素地理條件.134地形地貌

海拔高度

路線與地勢地貌的結(jié)合程度（1）地理條件.地形地貌

（1）地理條件.135巖石或土的種類與成因地質(zhì)走向與層理有無軟弱層或軟弱夾層有無地震、泥石流或巖溶等不良地質(zhì)情況（2）地質(zhì)條件.巖石或土的種類與成因（2）地質(zhì)條件.136氣溫（季節(jié)性與地形性）

降水

日照

風(fēng)力風(fēng)向（3）氣候條件.氣溫（季節(jié)性與地形性）

（3）氣候條件.137地表水的水文條件

1）地表積水水位與存水時間2）地表水的排泄

3）河流的常水位與洪水水位

4）河流的河岸及河床的淤積地下水的水文條件

1）地下水的移動規(guī)律

2）地質(zhì)內(nèi)的層間水、裂隙水、泉水的存在情況（4）水文條件.地表水的水文條件

1）地表積水水位與存水時間（4）水文條件1381）土的不同顆粒組成形成不同的材料強(qiáng)度機(jī)理2）不同類別的土受水溫影響