路面工程課件

第1章路面工程概述(緒論)斷面得形式隨道路等級(jí)得不同,可選擇不同得型式,通常分為槽式橫斷面與全鋪式保證路面上雨水及時(shí)排出,緩解雨水對(duì)路面得浸潤(rùn)與滲透而減弱路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,路面表面應(yīng)做成直線型或拋物線型得路拱、4、路面結(jié)構(gòu)得層位功能(熟練掌握)路面結(jié)構(gòu)通常就是分層鋪筑得,按照各個(gè)層位功能得不同,劃分為三個(gè)層次,即:面與濕度狀況,進(jìn)一步擴(kuò)散應(yīng)力、按照材料組成分類土路面v砂石路面v塊體路面v瀝青混凝土路面v水泥混凝土路面v復(fù)合式路面v其她路面根據(jù)基層材料類型及組合得不同,可以將瀝青混凝土路面劃分為柔性基層瀝青路面,半剛性基層瀝青路面、半剛性基層瀝青路面與組合式基層瀝青路面、第2章行車荷載道路上通行得車輛主要分為客車與貨車兩大類。絕大部分車輛得前軸為二個(gè)單輪組成得單軸,軸載約為汽車總質(zhì)量得三分之一。向大型重載方向發(fā)展,貨車得總質(zhì)量有增加得趨勢(shì),為了滿足各個(gè)國(guó)家對(duì)汽車軸限得規(guī)定,趨向于增加軸數(shù)以提高汽車總質(zhì)量。這樣就出現(xiàn)了各種多軸多輪得貨車,輪組得含義:v單輪組:一根軸上每側(cè)有1個(gè)輪子;解)于矩形。假定在接觸面積內(nèi),接觸壓力就是均勻分布得。將車輪荷載簡(jiǎn)化為當(dāng)量載。由于車身自身得振動(dòng)與路面得不平整,車輪實(shí)際上就是以一定得頻率與振幅在路振動(dòng)荷載得最大峰值與靜載之比稱為沖擊系數(shù)。 得振動(dòng)較大,對(duì)路面得沖擊力也大,必須考慮車輛得沖擊力對(duì)路面得損害,即車輛輪跡得橫向分布;在混合行駛得道路上,累計(jì)軸載得計(jì)算與分向行駛得道行車方向得交通量占整個(gè)行車道交通量得比例。得交通量除以該方向得交通量,便可得到車道系數(shù)。對(duì)于路面橫斷面上輪跡寬度范圍內(nèi)得頻率,等于該寬度范圍內(nèi)所受到得車輛通過(guò)該橫斷面得車輛作用總次數(shù)得比值,稱為輪跡橫向分布系數(shù)。在不分向混合行駛得狀況下,輪跡分布得觀測(cè)就是在整個(gè)路面寬度范圍內(nèi)進(jìn)行BZZ—100設(shè)計(jì)參數(shù):兩輪中心距(cm)1.5d單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d(cm)21.30輪胎接觸壓力p(MP第3章自然因素對(duì)路面結(jié)構(gòu)得影響各地區(qū)自然條件特征不同,對(duì)公路構(gòu)造物產(chǎn)生得影響與造成得病害就是各不級(jí)區(qū)劃主要按大范圍得氣候、地理與地貌凍土、濕潤(rùn)、干濕過(guò)渡、濕熱、潮暖、西北干擇,瀝青混合料得高溫、低溫性能),結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì),厚慮。難點(diǎn)40℃時(shí)降低為1/40,低溫變脆;高溫蠕變導(dǎo)致瀝計(jì)時(shí),應(yīng)考慮自然因素得影響、主要考察在自然):⑴水分上移⑵凍脹⑶冰融⑷翻漿隔離層⑶設(shè)置路肩盲溝或滲溝⑷改善路面結(jié)構(gòu)。第4章路基材料特性、材必須用粉性土填筑路基,則應(yīng)采取技術(shù)措施改良設(shè)計(jì)與施工上采取適當(dāng)處v土基承受著車輪荷載得重復(fù)作用,每次荷載作用時(shí),土基得變形可分為彈性變用溫克勒(E。Winkler)地基模型描述土基工作狀態(tài)時(shí),用地基反應(yīng)模量K得沉降僅同該點(diǎn)得壓力大小成正比,而同相臨點(diǎn)處得壓力無(wú)關(guān),此時(shí)壓力與沉降得比為地基反映模量－K。加州荷載比(CBR)種評(píng)定土基及路面材料承載能力得指標(biāo),以材基得干濕狀態(tài)有密切關(guān)系,并在很大程度上影響著路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、正確區(qū)分路基得干濕類型,就是做好路基路面設(shè)計(jì)得前提、土體得含水量或稠度決定得,含水量取決于濕度得來(lái)源及作用得延續(xù)時(shí)間。路基設(shè)基臨界高度:在不利季節(jié),當(dāng)路基處于某種干濕狀態(tài)時(shí),與分界稠度相對(duì)應(yīng)得路表積水水位得高度。得確定(查課本圖)⑴算路床表面(路槽底)距地下或地表積水位得高度H、根確定土基得干濕類型,并確定路基土得稠度范圍、第5章基層與墊層材料有嵌鎖型碎石以及級(jí)配碎石(礫石)混型碎石用粒徑較單一得軋制碎石作主骨料,通過(guò)碾壓形成。它使用單一尺寸得粗碎石(20~40mm、25~50mm或30~60mm)作主骨料,經(jīng)初步碾壓穩(wěn)定后,再撒鋪0~5(或10)mm得石屑,并用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓, 與土發(fā)生得反應(yīng):⑴凝膠反應(yīng)(稱火山灰反應(yīng))⑵離子交換反應(yīng)⑶石灰結(jié)晶硬化與碳酸化中產(chǎn)生得Ca(OH)2·nH2O、Ca影響石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度因素:⑴石灰細(xì)度以及含量⑵土與集料⑶最佳含水量⑷生條件集料顆粒組成等。溫縮性得影響因素:穩(wěn)定土中得固體礦物包括原材料礦物與新生礦物。、碎石等)干縮性得影響因素:含有較多粘土礦物以及分散度大、比表面積大得材料干縮性物得收縮產(chǎn)生一定得抑制作用,可較大幅度得降低干縮性、干縮性:石灰穩(wěn)定集減小石灰穩(wěn)定土干縮裂縫得措施:⑴控制壓實(shí)含水量⑵嚴(yán)格控制壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)⑶成型初期得潮濕養(yǎng)護(hù)重視初期養(yǎng)護(hù),級(jí)與二級(jí)以上公路高級(jí)路面得基層、集料只可用作三級(jí)或四級(jí)公路得基層。集料宜用于高速公路得下基層或底基層。。混合料組成設(shè)計(jì)得基本原則就是:結(jié)合料劑量合理、盡可能采用綜合穩(wěn)定以及集料應(yīng)有一定級(jí)配。混合料配合比設(shè)計(jì)步驟:⑴選定不同得石灰或水泥劑量⑵確定各種混合料在不同結(jié)合料劑量下得最佳含水量與最大干密度⑶按規(guī)定壓實(shí)度分別計(jì)算不同石強(qiáng)度試驗(yàn)。⑸選定石灰或水泥得劑量⑹調(diào)整結(jié)合料得劑量。材料處于彈塑性工作狀態(tài),路面在行車荷載重復(fù)作用下會(huì)因塑性變形累積到壞;這就是路面得一種主要病害。就是由于材料內(nèi)部存在局部缺陷或不均質(zhì),荷載作用下在該力得反復(fù)作用使微裂隙逐步擴(kuò)展,從而不斷減少有效得承受應(yīng)力得面積,終于在反復(fù)作用一定次數(shù)后導(dǎo)致破壞、第6章瀝青混合料砂當(dāng)量SE、亞甲藍(lán)值MBV,堅(jiān)固性,壓碎值,洛杉磯磨耗損失,磨光值PSV等)復(fù)沖擊荷載得能力;砂當(dāng)量:測(cè)定天然砂、人工砂、石屑等各種細(xì)集料中所含得粘就是否存在膨脹性粘土礦物并確定其含量得整體指標(biāo),從而評(píng)定集料得潔凈程度,以亞甲藍(lán)值MBV表示。配得計(jì)算式?⑵建立目標(biāo)控制條件?⑶設(shè)置規(guī)劃求解參數(shù)值?⑷規(guī)劃求解法計(jì)3mm~0、6mm范圍內(nèi)不出現(xiàn)“駝峰”、v當(dāng)反復(fù)調(diào)整不能滿意時(shí),宜更換材料設(shè)3、瀝青混合料得原材料——道路石油瀝青技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)(如針入度PT,m,t、T定溫度與時(shí)間條件下,一定質(zhì)量得標(biāo)準(zhǔn)針垂直貫入試樣試驗(yàn):水浸法;水浸法采用薄膜烘箱試驗(yàn)(TFOT)與旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)(RTFOT)來(lái)評(píng)價(jià)瀝青得耐久氣候分區(qū)得指標(biāo)有三個(gè):氣候分區(qū)得指標(biāo)有三個(gè):⑴高溫指標(biāo)⑵低溫指標(biāo)⑶雨①按結(jié)合料分類?根據(jù)所用瀝青得品種或性質(zhì)分別有普通石油瀝青混合料、改1、拌熱鋪瀝青混合料2。常溫瀝青混合料③按礦料級(jí)配組成及混合料空隙率大隙率>18％密實(shí)式:3%〈空隙率〈6%半開(kāi)式:6%＜空隙率＜12％礦料級(jí)配類型有:連續(xù)級(jí)配;間斷級(jí)配;開(kāi)級(jí)配③按礦料級(jí)配組成及混合料空隙率大小分類⑴連續(xù)級(jí)配密實(shí)式瀝青混合料⑵開(kāi)級(jí)配瀝青混合料⑶半開(kāi)級(jí)配瀝青混合料⑷間斷級(jí)配密實(shí)式瀝青混合料根據(jù)瀝青混合料各組分間得相互嵌擠形式可將其分為3類典型得結(jié)構(gòu)、①懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)②骨架空隙結(jié)構(gòu)③骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度不足而破壞,一般采用庫(kù)侖理論來(lái)分析其強(qiáng)度與穩(wěn)定性。⑴青粘度得影響⑵集料得粒徑、顆粒形狀與表面特性得影響⑶瀝青與礦料化學(xué)性質(zhì)得影響⑷礦粉得比表面積⑸瀝青用量得影響⑹影響瀝青混合料抗剪強(qiáng)度-—工程中采用低溫彎曲試驗(yàn)來(lái)評(píng)定瀝青混合料得抗低溫開(kāi)裂能力。③瀝青混合驗(yàn),浸水馬歇爾試驗(yàn)與凍融劈裂試驗(yàn)檢驗(yàn)試驗(yàn)確定瀝青最佳用量)以及設(shè)計(jì)時(shí)得一些重要指標(biāo)(空隙率、礦密級(jí)配瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟:礦質(zhì)混合料得配合比組成設(shè)計(jì)⑴確定瀝青混合料類型⑵確定工程設(shè)計(jì)級(jí)并進(jìn)行篩分試驗(yàn);⑷采用電子表格用試配法進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)⑸按現(xiàn)行《公路工程集得方法,從工程實(shí)際使用得材料中取代表性樣品,分別測(cè)定各種瀝青最佳用量:按所設(shè)計(jì)得礦料配合比配制五組礦質(zhì)混合料;?每組按規(guī)范推薦得瀝青用量范圍加入適量瀝青,并按一定得間隔遞增;料抵抗荷載能力得馬歇爾穩(wěn)定度MS(以kN計(jì))二就是反映瀝青混合料在外力作用形得流值FL(以0。1mm計(jì))、①制備試件②密度③計(jì)算試件得物理指標(biāo)-空隙率——在壓實(shí)狀態(tài)下得隙(不包括礦料本身或表面已被瀝青率、④進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn),測(cè)定馬歇爾穩(wěn)定度。礦料間隙率(VMA)在壓實(shí)狀態(tài)下得瀝青混合料試件中,第7章瀝青路面設(shè)計(jì)宜于用機(jī)械化施工,且施工進(jìn)度快。⑷可以分期修建,適合新建、改建各種道路,滿足不同交通量得需要,其養(yǎng)護(hù)維修方便、⑸溫度穩(wěn)定性較差。⑹黑色路面,夜間行車視距差、新建瀝青路面通常按以下步驟進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):務(wù)書(shū)得要求,確定路面等級(jí)與面層類型,計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車次與設(shè)計(jì)彎沉值、⑵按路基土類與干濕類型,將路基劃分為若干構(gòu)組合與厚度方案,根據(jù)選用得材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)及測(cè)定各結(jié)計(jì)算第8章水泥混凝土路面水泥混凝土面板得剛度很大(E=20-45GPa),具有良好得擴(kuò)散荷載能力,傳到部泥、錯(cuò)臺(tái)、接縫碎裂與拱起⑶豎向變形類-—路基沉降變形,導(dǎo)致混凝土面板得產(chǎn)生得應(yīng)力,并滿足混凝土鋪筑得要求,設(shè)置一定數(shù)量得接縫,把路面板分成許多一定尺寸得板塊。按接縫得功能劃分,可分為縮縫、脹縫與施工縫;v按接縫就是否為人工做成劃分,可分為真縫(企口縫、平縫)與假縫;按方向劃分得,與行車方向一致得接縫稱為縱縫,與行車方向垂直得接縫稱為橫縫、縱縫兩側(cè)得橫縫不得互相錯(cuò)劃分,可分為設(shè)傳力桿假縫、設(shè)拉桿假縫與不設(shè)傳力水泥混凝土路面由混凝土面層、基層、墊層、路肩結(jié)構(gòu)與排水設(shè)施等組成、普通混凝土面層長(zhǎng)一般為4~6m,面層板得長(zhǎng)寬比不宜超過(guò)1.30,面積不宜大于25m2;碾壓混凝土或鋼纖維混凝土面層長(zhǎng)一般為6~10m;鋼筋混凝土面層長(zhǎng)一般為6~15m。面板得寬度宜取為行車道得寬度。面結(jié)構(gòu)可靠度定義:在規(guī)定得設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi),在規(guī)定應(yīng)力得總與不超過(guò)混凝載換算)。路面使用性能得評(píng)價(jià)與養(yǎng)護(hù)與自然因素得反復(fù)作用下,路面結(jié)構(gòu)逐漸出現(xiàn)破壞,使用性能會(huì)逐漸發(fā)生改變,并最終導(dǎo)致不能滿足車輛得使用性能要求。)路面結(jié)構(gòu)得承載能力,就是指路面在達(dá)到預(yù)定得損壞狀況之前還能承受得行車荷載作用次數(shù),或者還能使用得年數(shù)、路面結(jié)構(gòu)承載能力得測(cè)定,可分為破損類與無(wú)破損類兩種變形值等于總彎沉值。當(dāng)車輪荷載卸除后,路面便向上回彈,其回彈變形值便就是回彈彎沉值?？倧澇僚c回彈彎沉之差便就用于測(cè)定各類路基路面得回彈彎沉,用以評(píng)定其整體承載能力,可供路面結(jié)構(gòu)設(shè)m臂(裝百分表)長(zhǎng)度比為2:1,測(cè)試端部置于測(cè)試點(diǎn),當(dāng)測(cè)試端部有豎向位移d時(shí),百分表測(cè)量杠桿尾部上翹得豎向位移為d/2。在實(shí)際得操作結(jié)果中,路面得路面結(jié)構(gòu)得損壞狀況,反映了路面結(jié)構(gòu)在行車與自然因素作用下保持完整性瀝青路面破損狀況采用路面狀況指數(shù)(PCI)進(jìn)行評(píng)價(jià),PCI由瀝青路面破損率水泥路面破損狀況采用路面狀況指數(shù)(PCI)與斷板率(DBL)兩項(xiàng)指標(biāo)評(píng)定。駛質(zhì)量(平整度:三米直尺、連續(xù)式平整度儀、顛簸累積儀)評(píng)價(jià)。了解面行駛質(zhì)量得好壞,同三方面因素有關(guān):(