第6章路面工程概論

第6章路面工程概論第一頁，共103頁。第6章路面工程概論6.1概述6.2中級路面及基層6.3瀝青路面6.4水泥混凝土路面第二頁，共103頁。6.1概述

路面是由各種堅硬材料鋪筑在路基頂面，供車輛直接在其表面行駛的層狀結構物。具有承受車輛重量、抵抗車輪磨耗和保持道路表面平整的作用。6.1.1路面工程特點及對路面的要求1.對路面的基本要求1）強度和剛度路面強度是指路面結構整體及各結構層抵抗在各種荷載作用下產(chǎn)生的應力（壓應力、拉應力、剪應力）及破壞（裂縫、變形、車轍、沉陷、波浪）等破壞的能力。剛度則是指其抵抗變形的能力。

第三頁，共103頁。2）穩(wěn)定性路面結構暴露在大氣在之中，會受到氣溫、降水與濕度變化的影響，其物理、力學性質也將隨之不斷發(fā)生變化，處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)。路面結構經(jīng)受這種不穩(wěn)定狀態(tài)，而保持結構設計所要求的幾何形態(tài)及物理力學性質，稱為路面結構的穩(wěn)定性。3）耐久性要求路面結構必須具有足夠的抗疲勞強度；抗變形能力及抗老化能力。第四頁，共103頁。4）表面平整度5）表面抗滑性能路面表面要求既平整又粗糙,汽車在光滑的路面上行駛時，車輪與路面之間缺乏足夠的附著力或摩擦阻力，在雨天高速行車，或緊急制動或突然起動，或爬坡，轉彎時，車輪易產(chǎn)生空轉或打滑，致使車速降低，油料消耗增多，甚至引起嚴重的交通事故。第五頁，共103頁。2．路面的使用性能1）功能性能路面的基本功能是為車輛提供快速、安全、舒適和經(jīng)濟的行駛表面。路面的功能性能是指路面滿足這一基本功能的能力，它反映了路面的行駛質量或服務水平。路面的行駛質量同路表面的平整度特性、車輛懸掛系統(tǒng)的振動特性、人對振動的反應或接受能力三方面因素有關。從路面的角度來看，影響路面行駛質量的主要因素是路面的平整度。第六頁，共103頁。2）結構性能路面損壞可分為五大類：（1）裂縫——路面結構的整體性受到破壞；（2）變形——路面結構雖能保持整體性但其形狀有較大變化；（3）松散——路面結構中部分材料的散失或磨損；（4）接縫損壞——水泥混凝土路面接縫附近局部寬度和深度范圍內(nèi)的混凝土碎裂；（5）其他損壞——因設計、施工及養(yǎng)護管理不當造成的損壞；路面結構損壞狀況，可從三方面進行描述：損壞類型；損壞嚴重程度；出現(xiàn)損壞的范圍或密度。并采用損壞類型綜合指標對路面結構的損壞狀況做出全面的評價。第七頁，共103頁。3）結構承載力路面結構的承載力，是指路面在達到預定的損壞狀況之前還能承受的行車荷載作用次數(shù)，或者還能使用的年限。路面結構承載力的確定，可采用破損類或無破損類兩種檢測方法。（1）安全性（2）美觀及低噪聲第八頁，共103頁。6.1.2路面結構及構造在路基頂面采用不同規(guī)格和要求的材料分別鋪筑具有不同功能要求的面層、基層和墊層等結構層。第九頁，共103頁。1.面層面層是直接與行車和大氣相接觸的表面層次，承受行車荷載較大的垂直力、水平力和沖擊力的作用。同時又受到降水的侵蝕和濕度變化的影響。因此，要求面層應具有較高的結構強度和抗變形能力，較好的溫度穩(wěn)定性和水穩(wěn)性，而且應當耐磨、不透水，其表面還應具有良好的平整度和抗滑性能。鋪筑面層所用的路面材料主要有：水泥混凝土、瀝青混合料、碎（礫）石混合料及塊料等。第十頁，共103頁。2.基層

基層是路面結構中的承重層，主要承受車輛荷載的垂直力，并把由面層傳下來的應力擴散到墊層或土基?；鶎佑袝r選用兩層，其下面一層稱作底基層。對底基層材料的要求可低于上基層。設置的目的在于分單承重作用以減薄上基層厚度并充分利用當?shù)夭牧?。鋪筑基層的路面材料主要有：各種結合料（如石灰、水泥或瀝青等）穩(wěn)定土或碎（礫）石混合料；各種工業(yè)廢渣（如粉煤灰、煤渣、礦渣、石灰渣等）和土、砂及碎（礫）石組成的混合料；貧混凝土；各種碎（礫）石混合料或天然砂礫；各種片石、塊石等。第十一頁，共103頁。3.墊層墊層是介于基層和土基之間的層次，通常在季節(jié)性冰凍地區(qū)和土基水溫狀況不良時設置。其主要作用是：①為改善土基的濕度和溫度狀況，以保證面層和基層的強度、剛度穩(wěn)定性；②消除由于土基水溫狀況變化所造成的冰凍、濕軟等不利影響；③擴散由基層傳來的荷載應力，以減小土基所產(chǎn)生的變形。第十二頁，共103頁。6.1.3路面等級與類型1．路面等級按路面面層的使用品質、材料組成類型及結構強度和穩(wěn)定性，將路面分為四個等級。1）高級路面路面結構強度高、剛度大、穩(wěn)定性好、使用壽命長；能適應較大的交通量，路面平整無塵，能保證高速、安全、舒適的行車要求；養(yǎng)護維修費用少、運輸成本低，但建設投資高，需要優(yōu)質的筑路材料。第十三頁，共103頁。2）次高級路面各項指標低于高級路面，但要求定期維修、養(yǎng)護及運輸成本亦較高。3）中、低級路面路面結構強度低、穩(wěn)定性差、使用期限短，僅能適應較小的交通量、低速行車；初期建設投資低，但養(yǎng)護工作量大，維修和運輸成高。

知識鏈接第十四頁，共103頁。中級路面【intermediatetypepavement】指的是用水結碎石、泥結碎石、級配碎(礫)石，不整齊石塊等作面層的路面。路面等級：中級路面面層主要類型：泥結或級配碎（礫）石、水結碎石、其他粒料、不整齊石塊使用年限：5年適應的道路等級：三級、四級公路第十五頁，共103頁。路面等級面層類型所適用的道路高級水泥混凝土、瀝青混凝土、廠拌瀝青碎石、整齊石塊或條石高速公路、一級公路、二級公路次高級瀝青貫入碎（礫）石、路拌瀝青碎（礫）石、瀝青表面處治、半整齊石塊二、三、四級公路中級泥結或級配碎（礫）石、水結碎石、不整齊石塊、其他粒料三、四級公路低級各種粒料或當?shù)夭牧细纳仆粒鐮t渣土、礫石土或砂礫土等不采用第十六頁，共103頁。2．路面分類1）按面層使用材料分：瀝青類路面、水泥混凝土路面、粒料路面、塊料路面等。2）按強度構成原理分：嵌鎖類、級配類、結合料穩(wěn)定類和鋪砌類路面。3)按荷載作用下的力學性質分：柔性路面、半剛性路面和剛性路面。第十七頁，共103頁。柔性路面：結構整體剛度較小，在荷載作用下產(chǎn)生較大彎沉變形，結構本身的抗彎拉強度較低，通過結構層傳遞到土基的荷載單位壓力較大。這類路面主要是指由各種粒料類基層和各類瀝青面層組成的結構體系。（黑色路面）半剛性路面：用水泥、石灰等無機結合料穩(wěn)定各種粒料以及含有水硬性結合料的工業(yè)廢渣鋪筑的路面結構層。這類路面在前期具有大幅度的增長。其力學性質介于柔性與剛性路面之間。一般是把在這種基層上鋪筑的瀝青路面稱為半剛性路面。而把這種基層稱為半剛性基層。第十八頁，共103頁。剛性路面：主要是指用水泥混凝土作面層或基層的路面結構。水泥混凝土與其它道路材料相比具有抗彎拉強度高、彈性模量高、剛度大的特點。在荷載作用產(chǎn)生的豎向變形很小，可使結構層處于彈性的板體工作狀態(tài)。這類路面結構主要靠混凝土的抗彎拉強度承受車輛荷載作用。由于板體的擴散及分布荷載作用，使傳遞到板下基礎上的單位壓力較小。第十九頁，共103頁。第二十頁，共103頁。第二十一頁，共103頁。6.1.4行車荷載1.概述2.行車荷載作用特性3．交通量調(diào)查與分析4．軸載換算與累計交通量計算第二十二頁，共103頁。6.2中級路面及基層

中級路面有級配礫石、級配碎石、泥結碎石等，屬過渡式路面，其組成材料與基層類似，基層（底基層）按力學性能可分為以下三類：（1）柔性基層：碎（礫）石類基層、瀝青碎石類基層。（2）剛性基層：貧混凝土基層。碾壓混凝土基層、水泥混凝土基層。（3）半剛性基層：石灰穩(wěn)定土基層、水泥穩(wěn)定土基層、工業(yè)廢渣類基層。

特別提示:第二十三頁，共103頁。

第二十四頁，共103頁。6.2.1碎(礫)石路面與基層1.碎(礫)石路面的力學特性1）碎(礫)石路面的強度構成（1）純碎石材料純碎石材料是按嵌擠原則產(chǎn)生強度，它的抗剪強度主要決定于剪切面上的法向應力和材料內(nèi)摩阻角。由下列三項因素組成：①粒料表面的相互滑動摩擦。②因剪切時體積膨脹而需克服的阻力。③因粒料重新排列而受到的阻力。第二十五頁，共103頁。（2）土-碎（礫）石混合料①：不含或含很少細料的混合料，它的強度和穩(wěn)定性依靠顆粒之間的摩阻力獲得。這類混合料密實度很低，但透水性好，不易冰凍。由于這種材料沒有黏結性，施工時壓實困難。

②：含有足夠的細料來填充顆粒間空隙的混合料，它仍然能夠從顆粒而獲得強度，其抗剪強度、密實度有所提高，透水性低，施工較第一種情況易壓實。

③:含有大量細料而沒有粗顆粒與粗顆粒的接觸，集料僅僅是“浮”在細料之中。這類混合料施工時易壓實，但其密實度較低，易冰凍，難于透水，強度和穩(wěn)定性受含水量影響很大。第二十六頁，共103頁。2）碎（礫）石材料的應力-應變特性第二十七頁，共103頁。2.碎石路面與基層

碎石路面是用加工軋制的碎石按嵌擠原理鋪壓而成的路面。碎石路面按施工方法及所用填充結合料的不同，分為水結碎石、泥結碎石、級配碎石和干壓碎石等數(shù)種。碎石路面通常用砂、礫石、天然砂石或塊石為基層，有時亦可直接接鋪在路基上。碎石路面的優(yōu)點是投資不高，可以隨交通量的增加分期改善：缺點是平整度差，易揚塵，泥結碎石路面雨天還易泥濘。碎石顆粒尺寸大致為0～75mm，通常按其尺寸大小劃分為6類，如表6-1所示。第二十八頁，共103頁。表6-1編號碎石名稱粒徑范圍/mm用途123粗碎石中碎石細碎石75~5050~3535~25骨料45石渣石屑25~1515~5嵌縫料6米石0~5封面料第二十九頁，共103頁。1）水結碎石路面

水結碎石路面是用大小不同的軋制碎石從大到小分層鋪筑，經(jīng)灑水碾壓后而成的一種結構層。其強度是由碎石之間的嵌擠作用以及碾壓時所產(chǎn)生的石粉與水形成的石粉漿的黏結作用而形成的。由于石灰?guī)r和白云巖石粉的粘結力較強，是水結碎石的常選石料。水結碎石路面厚度一般為10～16cm。水結碎石路面對材料的基本要求是：碎石應具有較高的強度（Ⅲ級以上）、韌性和抗磨耗能力；碎石應具有棱角且接近于立方體，長條扁平的石料不超過10%；此外，碎石應干凈，不含泥土雜物。碎石的最大尺寸應根據(jù)石料品質及碎石層的厚度來確定，堅硬石料不得超過碎石層壓實厚度的0.8倍。第三十頁，共103頁。2）泥灰結碎石路面

泥灰結碎石路面是以碎石為骨料，用一定數(shù)量的石灰和土作黏結填縫料的碎石路面。由于摻入石灰，泥灰結碎石路面的水穩(wěn)定性比泥結碎石為好。3）泥結碎石路面

泥結碎石路面時以碎石作為骨料、泥土作為填充料和黏結料，經(jīng)壓實修筑成的一種結構。第三十一頁，共103頁。3.級配碎（礫）石路面

級配碎（礫）石路面，是由各種集料（礫石、碎石）和土，按最佳級配原理修筑而成的路面層或基層。由于級配碎（礫）石市用大小不同德材料按一定比例配合、逐漸填充空隙，并用黏土黏結，故經(jīng)過壓實后，能形成密實的結構。級配碎（礫）石路面的強度是由摩阻力和黏結力構成，具有一定得水穩(wěn)定性和力學強度。第三十二頁，共103頁。4.優(yōu)質級配碎石基層

第三十三頁，共103頁。第三十四頁，共103頁。6.2.2石灰穩(wěn)定類基層粉碎的土和原狀松散的土(包括各種粗、中、細粒土)中摻入適量的石灰和水，按照一定技術要求，經(jīng)拌和，在最佳含水量下攤鋪、壓實機養(yǎng)生，其抗壓強度符合規(guī)定要求的路面基層稱為石灰穩(wěn)定類基層。用石灰穩(wěn)定細粒土得到的混合料簡稱石灰土，所做成的基層稱為石灰土基層（底基層）。第三十五頁，共103頁。用石灰穩(wěn)定粗粒土和中粒土得到的混合料，視所用原材料為砂礫土(天然礫石土或無土的級配砂礫)或碎石土(天然碎石土或級配碎石、統(tǒng)貨不篩分的碎石)，而簡稱為石灰砂礫土或石灰碎石土。其特點是，強度、水穩(wěn)性、抗裂性均優(yōu)于水泥土、石灰土，但不及水泥碎石(砂礫)和二灰碎石(砂礫)；

石灰劑量是石灰質量占全部土顆粒干質量的百分率，即石灰劑量=石灰質量/干土質量。石灰穩(wěn)定類材料適用于各級公路路面的底基層，可用做二級和二級以下公路的基礎，但石灰土不應做高等級公路的基層。第三十六頁，共103頁。1.影響強度的因素1）土質：黏性土2）灰質：石灰應是消石灰粉或石灰粉，對高速公路或一級公路宜用磨細生石灰粉。3）石灰劑量石灰劑量對石灰土強度影響顯著，石灰劑量較低（小于3%～4%）時，石灰主要起穩(wěn)定作用，土的塑性、膨脹、吸水量減小，使土的密實度、強度得到改善。隨著劑量的增加，強度和穩(wěn)定性均提高，但劑量超過一定范圍時，強度反而降低。生產(chǎn)實踐中常用的最佳劑量范圍，對于黏性土及粉性土為8%～14%，對砂性土則為9%～16%。劑量的確定根據(jù)結構層技術要求進行混合料組成設計。第三十七頁，共103頁。4）含水量5）密實度石灰土的強度隨密實度的增加而增長。實踐證明，石灰土的密實度每增減1%，強度增減4%左右。而密實的石灰土，其抗凍性、水穩(wěn)定性也好，縮裂現(xiàn)象也少。6）石灰土強度具有隨齡期增長的特點一般石灰土初期強度低，前期（1～2個月）增長速率較后期為快。7）養(yǎng)生條件養(yǎng)生條件主要指溫度與濕度。第三十八頁，共103頁。2.石灰土基層的應用石灰穩(wěn)定土不但具有較高的抗壓強度，而且也具有一定得抗彎強度，且強度隨齡期逐漸增加。因此，石灰穩(wěn)定土一般可以用于各類路面的基礎或底基層。但石灰穩(wěn)定土因其水穩(wěn)定性較差不應做高速公路或一級公路的基層，必要時可以用做底基層。在冰凍地區(qū)的潮濕路段以及其他地區(qū)的過分潮濕路段，也不宜采用石灰土做基層。用石灰穩(wěn)定鋼渣得到的混合料，簡稱石灰鋼渣或鋼渣石灰。如再加土得到的混合料則稱石灰鋼渣土。用石灰、水淬渣穩(wěn)定碎石得到的混合料簡稱石灰水淬渣碎石。鋼渣混合料的早期強度和整體強度均高于碎石灰土和二灰碎石，是一種優(yōu)質的半剛性材料，路用性能非常優(yōu)良；適宜于作各級公路、城市道路的基層。第三十九頁，共103頁。3.石灰穩(wěn)定土基層縮裂防治石灰穩(wěn)定土基層防治縮裂的措施有：1）控制壓實含水量石灰穩(wěn)定土因含水量過多產(chǎn)生的干縮裂縫顯著，因而壓實時含水量定不要大于最佳含水量，其含水量應略小于最佳含水量。2)嚴格控制壓實標準實踐證明，壓實度小時產(chǎn)生的干縮要比壓實度大時嚴重，因此，盡可能達到最大壓實度。3)溫縮的最不利季節(jié)是材料處于最佳含水量左右而且溫度在0～10℃時。因此，施工要在當?shù)貧鉁剡M入0℃前一個月結束，以防在不利季節(jié)產(chǎn)生嚴重溫縮。4）干縮的最不利季節(jié)是石灰穩(wěn)定土成型初期，因此要重視初期養(yǎng)護，保證石灰土表面處于潮濕狀況，謹防干曬。第四十頁，共103頁。5）石灰穩(wěn)定土施工結束后要及早鋪筑面層，使石灰土基層含水量不發(fā)生大的變化，可減輕干縮裂縫。6）在石灰穩(wěn)定土中摻加集料（砂礫、碎石等），使其集料含量為60%～70%，使混合料滿足最佳組成要求，不但提高強度和穩(wěn)定性，而且具有較好的抗裂性。7）基層的縮裂會反射到面層，為了防止基層裂縫的反射，國內(nèi)外才常采用以下措施：（1）設置聯(lián)結層。設置瀝青碎石或瀝青貫入式連接層，是防止反射裂縫的有效措施。（2）鋪筑碎石隔離過渡層。在石灰土與瀝青面層間鋪筑厚10～20cm的碎石層或玻璃纖維柵格，可減輕反射裂縫出現(xiàn)。第四十一頁，共103頁。4.石灰土混合料設計石灰穩(wěn)定土是由土、石灰和水組成的。混合料的組成設計包括根據(jù)強度標準，通過試驗選取合適的土，確定必需的或最佳的石灰劑量和混合料的最佳含水量。石灰土的強度標準根據(jù)相應的公路等級和在路面結構中的層位而定?；旌狭系脑O計步驟：1)制備同一種土樣、不同石灰劑量的石灰土混合料，根據(jù)不同的層位，可參照下列石灰劑量進行配制。2)確定混合料的最佳含水量和最大干壓實密度（用重型擊實標準試驗），至少做三個不同石灰劑量混合料的擊實試驗，即最小劑量、中間劑量和最大劑量。3)按最佳含水量與工地預期達到的壓實密度制備試件，進行強度試驗時，做平行試驗的試件數(shù)量應符合規(guī)定。工地實際采取的石灰劑量應較實驗確定的劑量多0.5%～1.0%。第四十二頁，共103頁。6.2.3水泥穩(wěn)定類基層1.概述在粉碎或原狀松散的土中，摻入適當水泥和水，按照技術要求，經(jīng)拌和攤鋪，在最佳含水量時壓實及養(yǎng)護成型，其抗壓強度符合規(guī)定要求，以此修建的路面基層稱水泥穩(wěn)定類基層。當用水泥穩(wěn)定細粒土時，簡稱水泥土。第四十三頁，共103頁。2.影響強度的因素1)土質用水泥穩(wěn)定級配良好的碎石和砂礫，效果最好，不但強度高，而且水泥用量最少；其次是砂性土；再次之是粉性土和黏性土。2)水泥的成分和劑量對于同一種土，通常情況下硅酸鹽水泥的穩(wěn)定效果好，而鋁酸鹽水泥較差。在水泥硬化條件相似，礦物成分相同時，隨著水泥分散度的增加，其活性程度和硬化能力也有所增大，從而水泥土的強度也大大提高。水泥土的強度隨水泥劑量的增加而增長，但過多的水泥用量雖獲得強度的增加，在經(jīng)濟上卻不一定合理，在效果上也不一定顯著，且易開裂。試驗行業(yè)研究表明，水泥劑量為4%～8%較為合理。3)含水量

第四十四頁，共103頁。6.2.4工業(yè)廢渣穩(wěn)定基層1.概述粉煤灰和煤渣、鋼鐵廠的高爐渣和鋼渣、化肥廠的電石渣，以及煤礦的煤矸石等。

工業(yè)廢渣材料主要用石灰與之綜合穩(wěn)定。石灰工業(yè)廢渣材料，主要有石灰粉煤灰類及石灰其他廢渣類。石灰穩(wěn)定工業(yè)廢渣基層具有水硬性、緩凝性、強度高、穩(wěn)定性好，成板體且強度隨齡期不斷增加，抗水、抗凍，抗裂而且收縮性小，適應各種氣候環(huán)境和水文地質條件等特點。所以，近幾年來，修筑高等級公路常選用石灰穩(wěn)定工業(yè)廢渣做高級或次高級路面的基層或底基層。第四十五頁，共103頁。2.石灰煤渣類基層

石灰煤渣（簡稱二渣）基層是用石灰和煤渣按一定配合比，加水拌和、攤鋪、碾壓、養(yǎng)生而成型的基層。二渣中如摻入一定量的粗集料便稱三渣；摻入一定量的土，便稱為石灰煤渣土。混合料的配比應滿足規(guī)定的強度標準。各地可根據(jù)當?shù)貧夂?、水文地質條件、公路等級及實踐經(jīng)驗參照如下配比選用。3.石灰粉煤灰類基層

石灰粉煤灰（簡稱二灰）基層是用石灰粉按一定配比，加水拌和、攤鋪、碾壓及養(yǎng)生而成型的基層。在二灰中摻入一定量的土，經(jīng)加水拌和、攤鋪、碾壓及養(yǎng)生成型的基層，稱為二灰土基層?；旌狭系呐浔冉M成，各地可根據(jù)當?shù)氐膶嵺`經(jīng)驗參照下面配比選用。

第四十六頁，共103頁。6.3瀝青路面6.3.1瀝青路面概述

瀝青路面是用瀝青材料作結合料粘結礦料修筑面層與各類基層和墊層所組成的路面，又稱為黑色路面。瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護維修簡便、適宜于分期修建等優(yōu)點，因而獲得越來越廣泛的應用。我國的公路和城市道路近二十年來使用瀝青材料修筑了大量的瀝青路面。瀝青路面是我國高級及次高級路面的主要形式。第四十七頁，共103頁。世界各國高等級公路大多采用瀝青路面，是由于它具有下列良好的性能：(1)足夠的力學強度，能承受車輛荷載施加到路面上的各種作用力；(2)一定的彈性和塑性變形能力，能承受應變而不破壞；(3)與汽車輪胎的附著力較好，可保證行車安全；(4)有高度的減振性，可使汽車快速行駛，平穩(wěn)而低噪聲；(5)不揚塵，易容易清掃和沖洗；(6)維修作業(yè)比較簡單，瀝青路面可再生利用。第四十八頁，共103頁。6.3.2瀝青路面的分類1.按強度構成原理可將瀝青路面分為密實類和嵌擠類兩大類：

密實類瀝青路面要求礦料的級配按最大密實原則設計，其強度和穩(wěn)定性主要取決于混合料的粘聚力和內(nèi)摩阻力。密實類瀝青路面按其空隙率的大小可分為閉式和開式兩種。閉式混合料中含有較多的小于0.5mm和0.074mm的礦料顆粒，空隙率小于6%，混合料致密而耐久，但熱穩(wěn)定性較差；開式混合料中小于0.5mm的礦料顆粒含量較少，空隙率大于6%，其熱穩(wěn)定性較好。

嵌擠類瀝青路面要求采用顆粒尺寸較為均一的礦料，路面的強度和穩(wěn)定性主要依靠骨料顆粒之間相互嵌擠所產(chǎn)生的內(nèi)摩阻力，而粘聚力則起著次要的作用。按嵌擠原則修筑的瀝青路面，其熱穩(wěn)定性較好，但因空隙率較大、易滲水，且耐久性較差。第四十九頁，共103頁。2.按施工工藝的不同，瀝青路面可分為層鋪法、路拌法和廠拌法三類：

層鋪法是用分層灑布瀝青，分層撒鋪礦料和碾壓的方法修筑，其主要優(yōu)點是工藝和設備簡便、功效較高、施工進度快、造價較低，其缺點是路面成型期較長，需要經(jīng)過炎熱季節(jié)行車碾壓之后路面方能成型。用這種方法修筑的瀝青路面有瀝青表面處治和瀝青貫入式兩種。

路拌法是在路上用機械將礦料和瀝青材料就地拌和攤鋪和碾壓密實而成的瀝青面層。此類面層所用的礦料為碎(礫)石者稱為路拌瀝青碎(礫)石；所用的礦料為土者則稱為路拌瀝青穩(wěn)定土。路拌瀝青面層，通過就地拌和，瀝青材料在礦料中分布比層鋪法均勻，可以縮短路面的成型期。但因所用的礦料為冷料，需使用粘稠度較低的瀝青材料，故混合料的強度較低。第五十頁，共103頁。

廠拌法是有一定級配的礦料和瀝青材料在工廠用專用設備加熱拌和，然后送到工地攤鋪碾壓而成的瀝青路面。礦料中細顆粒含量少，不含或含少量礦粉，混合料為開級配的，(空隙率達10~15%)，稱為廠拌瀝青碎石；若礦料中含有礦粉，混合料是按最佳密實級配配制的(空隙率10%以下)稱為瀝青混凝土。廠拌法按混合料鋪筑時溫度的不同，又可分為熱拌熱鋪和熱拌冷鋪兩種：熱拌熱鋪是混合料在專用設備加熱拌和后立即趁熱運到路上攤鋪壓實。如果混合料加熱拌和后儲存一段時間再在常溫下運到路上攤鋪壓實，即為熱拌冷鋪。廠拌法使用較粘稠的瀝青材料，且礦料經(jīng)過精選，因而混合料質量高，使用壽命長，但修建費用也較高。第五十一頁，共103頁。3.根據(jù)瀝青路面的技術特性瀝青面層可分為:：瀝青混凝土熱拌瀝青碎石乳化瀝青碎石混合料瀝青貫入式瀝青表面處治。此外，瀝青瑪蹄脂碎石近年在許多國家也得到廣泛應用。

第五十二頁，共103頁。瀝青表面處治路面是指用瀝青和集料按層鋪法或拌和法鋪筑而成的厚度不超過3cm的瀝青路面。瀝青表面處治的厚度一般為1.5~3.0cm.層鋪法可分為單層、雙層、三層。單層表處厚度為1.0~1.5cm，雙層表處厚度為1.5~2.5cm，三層表處厚度為2.5~3.0cm。瀝青表面處治適用于三級、四級公路的面層、舊瀝青面層上加鋪罩面或抗滑層、磨耗層等。瀝青貫入式路面是指用瀝青貫入碎(礫)石作面層的路面。第五十三頁，共103頁。

瀝青貫入式路面是澆灑成型的一類瀝青路面，把瀝青澆灑在鋪好的主層集料上，再分層撒布嵌縫石屑和澆灑瀝青，分層壓實，形成一個較致密的瀝青結構層，厚度一般為4~8cm。當瀝青貫入式的上部加鋪拌和的瀝青混合料時，也稱為上拌下貫，此時拌和層的厚度宜為3~4cm，其總厚度為7~10cm。瀝青貫入式碎石適用于做二級及二級以下公路的瀝青面層。

第五十四頁，共103頁。瀝青碎石路面是指用瀝青碎石作面層的路面，瀝青碎石的配合比設計應根據(jù)實踐經(jīng)驗和馬歇爾實驗的結果，并通過施工前的試拌和試鋪確定。瀝青碎石有時也用作連結層。瀝青混凝土路面是指用瀝青混凝土作面層的路面，其面層可由單層或雙層或三層瀝青混合料組成，各層混合料的組成設計應根據(jù)其層厚和層位、氣溫和降雨量等氣候條件、交通量和交通組成等因素確定，以滿足對瀝青面層使用功能的要求。瀝青混凝土常用作高等級公路的面層。第五十五頁，共103頁。

乳化瀝青碎石混合料適用于做三級、四級公路的瀝青面層、二級公路養(yǎng)護罩面以及各級公路的調(diào)平層，國外也用作為柔性基層。

瀝青瑪蹄脂碎石路面是指用瀝青瑪蹄脂碎石混合料作面層或抗滑層的路面。瀝青瑪蹄脂碎石混合料(簡稱SMA)是以間斷級配為骨架，用改性瀝青、礦粉及木質纖維素組成的瀝青瑪蹄脂為結合料，經(jīng)拌和、攤鋪、壓實而形成的一種構造深度較大的抗滑面層。它具有抗滑耐磨、孔隙率小、抗疲勞、高溫抗車轍、低溫抗開裂的優(yōu)點，是一種全面提高密級配瀝青混凝土使用質量的新材料。適用于高速公路、一級公路和其他重要公路的表面層。第五十六頁，共103頁。表6-2瀝青路面類型的選擇6.3.3瀝青路面類型的選擇參照表6-2選定。公路等級路面等級面層混凝土設計年限/年設計年限內(nèi)累計標準軸次/(萬次/一車道)高速公路一級公路高級路面瀝青混凝土、瀝青瑪蹄脂碎石15>400二級公路高級路面次高級路面瀝青混凝土、熱拌瀝青混凝土、瀝青貫入式1210>200100~200三級公路次高級路面乳化瀝青碎石混合料、瀝青表面處治810~100四級公路中級路面低級路面水結碎石、泥結碎石等55≤10第五十七頁，共103頁。6.3.4瀝青路面的穩(wěn)定性與耐久性

1.高溫穩(wěn)定性即瀝青路面抵抗流動變形的能力。由于瀝青路面的強度與剛度隨溫度升高而顯著下降，為了保證瀝青路面在高溫季節(jié)行車荷載反復作用下，不致產(chǎn)生諸如波浪、推移、車轍、擁包等病害，瀝青路面應具有良好的高溫穩(wěn)定性。第五十八頁，共103頁。2.低溫抗裂性即瀝青路面抵抗低溫收縮裂縫的能力。由于瀝青路面隨溫度下降，勁度增大，變形能力降低，在外界荷載作用下，使得一部分應力來不及松弛，應力逐漸累積下來，這些累積應力超過材料抗拉強度時即發(fā)生開裂，從而會導致路面的破壞，所以瀝青路面在低溫時應具有較低勁度和較大的抗變形能力來滿足低溫抗裂性能。

3.水穩(wěn)定性即瀝青路面抵抗受水的侵蝕逐漸產(chǎn)生瀝青膜剝離、掉粒、松散、坑槽而破壞的能力。這是由于水分的存在不僅降低了瀝青本身的粘結力，同時也破壞了瀝青路面中瀝青與礦料間的粘聚力，從而加速了剝落現(xiàn)象發(fā)生，造成了道路的水損害。第五十九頁，共103頁。4.耐疲勞性能即瀝青路面在反復荷載作用下抵抗破壞的能力。它是由于瀝青路面在使用期間經(jīng)受車輪荷載的反復作用，長期處于應力應變交替變化狀態(tài)，致使路面結構強度逐漸下降。當荷載重復作用超過一定次數(shù)以后，在荷載作用下路面內(nèi)產(chǎn)生的應力就會超過強度下降后的結構抗力，使路面出現(xiàn)裂紋，產(chǎn)生疲勞斷裂破壞。5.抗老化性能即抵抗瀝青路面受氣候影響逐漸喪失粘韌性等各種良好性能的能力。這是由于瀝青路面在施工過程中不可避免地要對瀝青進行反復加熱，以及路面長期處于大自然環(huán)境中，也要經(jīng)受陽光、紫外線等自然因素作用，均會使瀝青性質發(fā)生變化，從而產(chǎn)生老化、導致瀝青路面性能衰減。

第六十頁，共103頁。上述五種性能均影響瀝青路面的穩(wěn)定性和耐久性。高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性稱為瀝青路面的溫度穩(wěn)定性;水穩(wěn)定性、耐疲勞性能及抗老化性能，稱為瀝青路面耐久性。第六十一頁，共103頁。6.3.5對瀝青路面材料的要求1.瀝青材料表6-3各類瀝青路面選用的瀝青標號氣候分區(qū)瀝青種類瀝青路面類型瀝青表面處治瀝青貫入式及拌下貫入式瀝青碎石瀝青混凝土寒區(qū)石油瀝青A-140A-180A-140A-180AH-90、AH-110、AH-130A-100AH-90、AH、110、A-100溫區(qū)石油瀝青A-100A-140A-180A-140A-180AH-90、AH-110、A-100AH-70、AH-90、A-60、A-100熱區(qū)石油瀝青A-60A-100、A-140A-60A-100A-140AH-50、AH-70、AH-90、A-100、A-60AH-50、AH-70、A-60、A-100第六十二頁，共103頁。注：寒冷地區(qū):年度內(nèi)最低月平均氣溫(℃)低于-10°；年內(nèi)月平均氣溫25℃的日數(shù)(天)少于215d；溫和地區(qū):年度內(nèi)最低月平均氣溫(℃)0~-10°；年內(nèi)月平均氣溫25℃的日數(shù)(天)215~270；較熱地區(qū)：年度內(nèi)最低月平均氣溫(℃)高于0°；年內(nèi)月平均氣溫25℃的日數(shù)(天)多于270。A—普通道路石油瀝青；AH—重交通量道路用石油瀝青。第六十三頁，共103頁。2.粗集料瀝青路面所用的粗集料有碎石、篩選礫石、破碎礫石、礦渣等。碎石由各種堅硬巖石軋制而成。瀝青路面所用的碎石應具有足夠的強度和耐磨性能，根據(jù)路面的類型和使用條件選定石料的等級。

碎石應是勻質、潔凈、堅硬、無風化的，并應不含過量<0.075mm的顆粒(小于2%)，吸水率小于2%~3%。顆粒形狀接近立方體并有多棱角，細長或扁平的顆粒(長邊與短邊或長邊與厚度比大于3)含量應少于15%，壓碎值應不大于20~30%。碎石與瀝青材料的粘附性大小，對瀝青混合料的強度和耐久性有極大影響，應優(yōu)先選用同瀝青材料有良好粘附性的堿性碎石，碎石與瀝青材料的粘附性用水煮法測定時，一般公路不小于3級，高等級公路應不小于4級。第六十四頁，共103頁。

篩選礫石由天然礫石篩選而得。由于天然礫石是各種巖石經(jīng)自然風化而成不同尺寸的粒料，強度極不均勻，而且多是圓滑形狀。因此，篩選礫石僅適用于交通量較小的路面面層下層、基層或聯(lián)結層的瀝青混合料中使用，不宜用于防滑面層。第六十五頁，共103頁。3.細集料粗細集料通常以2.36mm作為分界，瀝青面層的細集料可采用天然砂、機制砂及石屑。細集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質，并有適當?shù)念w粒組成。熱拌瀝青混合料的細集料宜采用優(yōu)質的天然砂或機制砂，在缺砂地區(qū)也可以用石屑。4.填料瀝青混合料的填料宜采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細得到的礦粉，原石料中的泥土雜質應除凈。礦粉要求干燥、潔凈,其質量應符合規(guī)范要求。當采用水泥、石灰、粉煤灰作填料時，其用量不宜超過礦料總量的2%。第六十六頁，共103頁。6.4水泥混凝土路面6.4.1概述

水泥混凝土路面，包括普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土、預應力混凝土、裝配式混凝土和鋼纖維混凝土等面層板和基(墊)層所組成的路面。目前采用最廣泛的是就地澆筑的普通混凝土路面，簡稱混凝土路面。所謂普通混凝土路面，是指除接縫區(qū)和局部范圍(邊緣和角隅)外不配置鋼筋的混凝土路面。第六十七頁，共103頁。1.混凝土路面的優(yōu)點（1)強度高，混凝土路面具有很高的抗壓強度和較高的抗彎拉強度以及抗磨耗能力。（2)穩(wěn)定性好，混凝土路面的水穩(wěn)性、熱穩(wěn)性均較好，特別是它的強度能隨著時間的延長而逐漸提高，不存在瀝青路面的那種“老化”現(xiàn)象。（3)耐久性好，由于混凝土路面的強度和穩(wěn)定性好，所以它經(jīng)久耐用，一般能使用20~40年，而且它能通行包括履帶式車輛等在內(nèi)的各種運輸工具。（4)有利于夜間行車，混凝土路面色澤鮮明，能見度好，對夜間行車有利。第六十八頁，共103頁。2.混凝土路面的缺點（1)對水泥和水的需要量大，修筑0.2m厚、7m寬的混凝土路面，每1000m要耗費水泥約400~500t和水約250t，尚不包括養(yǎng)生用的水在內(nèi)，這對水泥供應不足和缺水地區(qū)帶來較大困難。（2)有接縫，一般混凝土路面要建造許多接縫，這些接縫不但增加施工和養(yǎng)護的復雜性，而且容易引起行車跳動，影響行車的舒適性，接縫又是路面的薄弱點，如處理不當，將導致路面板邊和板角處破壞。（3)開放交通較遲，一般混凝土路面完工后，要經(jīng)過28天的濕治養(yǎng)生，才能開放交通，如需提早開放交通，則需采取特殊措施。（4)修復困難，混凝土路面損壞后，開挖很困難，修補工作量也大，且影響交通。第六十九頁，共103頁。6.4.2水泥混凝土路面構造1.土基和基層1)土基路基的不均勻支承，可能由下列因素所造成：(1)不均勻沉陷——濕軟地基未達充分固結；土質不均勻,壓實不充分、填挖結合部以及新老路基交接處處理不當。(2)不均勻凍脹——季節(jié)性冰凍地區(qū)，土質不均勻(對冰凍敏感性不同)；路基潮濕條件變化。(3)膨脹土—在過干或過濕(相對于最佳含水量)時壓實。排水設施不良等，控制路基不均勻支承的最經(jīng)濟、最有效的方法是：①把不均勻的土摻配成均勻的土；②控制壓實時的含水量接近于最佳含水量，并保證壓實度達到要求；③加強路基排水設施，對于濕軟地基，則應采取加固措施；④加設墊層，以緩和可能產(chǎn)生的不均勻變形對面層的不利影響。第七十頁，共103頁。2)基層混凝土面層下設置基層的目的是：(1)防唧泥——混凝土面層如直接放在路基上，會由于路基土塑性變形量大，細料含量多和抗沖刷能力低而極易產(chǎn)生唧泥現(xiàn)象。鋪設基層后，可減輕以至消除唧泥的產(chǎn)生。但未經(jīng)處治的砂礫基層，其細料含量和塑性指數(shù)不能太高，否則仍會產(chǎn)生唧泥。(2)防冰凍——在季節(jié)性冰凍地區(qū)，用對冰凍不敏感的粒狀多孔材料鋪筑基層，可以減少路基的冰凍深度，從而減輕冰凍的危害作用。(3)減小路基頂面的壓應力，并緩和路基不均勻變形對面層的影響。(4)防水——在濕軟土基上，鋪筑開級配粒料基層，可以排除從路表面滲入面層板下的水分(如圖6.1)以及隔斷地下毛細水上升。(5)為面層施工(如立側模，運送混凝土混合料等)提供方便。(6)提高路面結構的承載力第七十一頁，共103頁。圖6.1兼起排水作用的粒料基層基層厚度基層寬度路面最小總厚度第七十二頁，共103頁。表6-4水泥混凝土路面結構防凍最小厚度路基干濕類型路基土質當?shù)刈畲蟊鶅錾疃龋╩）0.50～1.001.01～1.501.50～2.00＞2.00中濕路基低、中、高液限粘土0.30～0.500.40～0.600.50～0.700.60～0.95粉土，粉質低、中液限粘土0.40～0.600.50～0.700.60～0.850.70～1.10潮濕路基低、中、高液限粘土0.40～0.600.50～0.700.60～0.900.75～1.20粉土，粉質低、中液限粘土0.45～0.700.55～0.800.70～1.000.80～1.30第七十三頁，共103頁。2.混凝土面板中間薄兩邊厚的型式等厚式斷面混凝土面板應保證表面平整、耐磨、抗滑?；炷撩姘宓钠秸纫?米直尺量測為準。3米直尺與路面表面的最大間隙高速公路和一級公路不應大于3毫米；其它各級公路不應大于5毫米?；炷撩姘宓目够瑯藴室詷嬙焐疃葹橹笜?。高速公路和一級公路不應低于0.8毫米；其它各級公路不應低于0.6毫米。3.排水要求第七十四頁，共103頁。4.接縫的構造與布置在一晝夜中，白天氣溫升高，混凝土板頂面溫度較底面為高，這種溫度坡差會形成板的中部隆起的趨勢。夜間氣溫降低，板頂面溫度較底面為低，會使板的周邊和角隅發(fā)生翹起的趨勢(圖6.2a由溫差引起的變形)。這些變形會受到板與基礎之間的摩阻力和粘結力，以及板的自重車輪荷載等的約束，致使板內(nèi)產(chǎn)生過大的應力，造成板的斷裂(圖6.2b開裂)或拱脹等破壞。從圖6-2可見，由于翹曲而引起的裂縫，則在裂縫發(fā)生后被分割的兩塊板體尚不致完全分離，倘若板體溫度均勻下降引起收縮，則將使兩塊板體被拉開(圖6.2c均勻溫度下降使板開裂)，從而失去荷載傳遞作用。整個路面分割成許多板塊(圖6.3)第七十五頁，共103頁。圖6.2混凝土的破壞形式圖6.3路面接縫設置第七十六頁，共103頁。

橫向接縫是垂直于行車方向的接縫，共有三種：縮縫脹縫施工縫第七十七頁，共103頁。1)橫縫的構造與布置(1)脹縫的構造縫隙寬約20~25mm。如施工時氣溫較高，或脹縫間距較短，應采用低限；反之用高限?？p隙上部3~4cm深度內(nèi)澆灌填縫料，下部則設置富有彈性的嵌縫板，它可由油浸或瀝青浸制的軟木板制成。脹縫處板厚中央設置傳力桿。傳力桿一般長40~60cm，直徑20~25mm的光圓鋼筋，每隔30~50cm設一根.桿的半段固定在混凝土內(nèi)，另半段涂以瀝青、套上長約8~10cm的鐵皮或塑料套筒，筒底與桿端之間留出寬約3~4cm的空隙，并用木屑與彈性材料填充，以利板的自由伸縮(見圖6-4a)。在同一條脹縫上的傳力桿，設有套筒的活動端最好在縫的兩邊交錯布置。

第七十八頁，共103頁。圖6.4脹縫的構造形式(尺寸單位：cm)第七十九頁，共103頁。傳力桿第八十頁，共103頁。(2)縮縫的構造縮縫一般采用假縫形式(見圖6.5a)，即只在板的上部設縫隙，當板收縮時將沿此最薄弱斷面有規(guī)則地自行斷裂。縮縫縫隙寬3~8mm，深度約為板厚的1/4~1/5，一般為5~6cm，近年來國外有減小假縫寬度與深度的趨勢。假縫縫隙內(nèi)亦需澆灌填縫料，以防地面水下滲及石砂雜物進入縫內(nèi)。由于縮縫縫隙下面板斷裂面凹凸不平，能起一定的傳荷作用，一般不必設置傳力桿，但對交通繁重或地基水文條件不良路段，也應在板厚中央設置傳力桿。這種傳力桿長度為30~40cm，直徑14~16mm，每隔30~60cm設一根(見圖6-5b)一般全部錨固在混凝土內(nèi)，以使縮縫下部凹凸面的傳荷作用有所保證；但為便于板的翹曲，有時也將傳力桿半段涂以瀝青，稱為滑動傳力桿，而這種縫稱為翹曲縫。應當補充指出，當在脹縫或縮縫上設置傳力桿時，傳力桿與路面邊緣的距離，應較傳力桿間距小些。第八十一頁，共103頁。圖6.5縮縫與工作縫的構造形

1—傳力桿2—收縮裂縫(尺寸單位：cm)第八十二頁，共103頁。

(3)施工縫的構造施工縫采用平頭縫或企口縫的構造形式。平頭縫上部應設置深為3~4cm，寬為5~10mm的溝槽，內(nèi)澆灌填縫料。為利于板間傳遞荷載，在板厚的中央也應設置傳力桿(見圖6-5c).傳力桿長約40cm，直徑20mm，半段錨固在混凝土中，另半段涂瀝青或潤滑油，亦稱滑動傳力桿。如不設傳力桿，則需用專門拉毛模板，把混凝土接頭處作成凹凸不平的表面，以利于傳遞荷載。第八十三頁，共103頁。(4)橫縫的布置縮縫間距一般為4~6m(即板長)，在晝夜氣溫變化較大的地區(qū)，或地基水文情況不良路段，應取低限值，反之取高限。脹縫應盡量少設或不設；在鄰近橋梁或固定建筑物處、或與其它類型路面相連接處、板厚變化處、隧道口、小半徑曲線和縱坡變換處，均應設置脹縫。在其它位置，當板厚等于或大于20cm并在夏季施工時，也可不設脹縫。第八十四頁，共103頁。2)縱縫的構造與布置縱縫是指平行于混凝土路面行車方向的那些接縫?？v縫間距一般按3~4.5m設置，這對行車和施工都較方便。當雙車道路面按全幅寬度施工時，縱縫可做成假縫形式。在板厚中央應設置拉桿，拉桿直徑可小于傳力桿，間距為1.0m左右，錨固在混凝土內(nèi)，以保證兩側板不致被拉開而失掉縫下部的顆粒嵌鎖作用(見圖6.6a)。當按一個車道施工時，可做成平頭式縱縫。為利于板間傳遞荷載，也可采用企口式縱縫(見圖6.6b)，縫壁應涂瀝青，縫的上部也應留有寬6~8mm的縫隙，內(nèi)澆灌填縫料。為防止板沿兩側路拱橫坡爬動拉開和形成錯臺，以及防止橫縫搓開，有時在平頭式及企口式縱縫上設置拉桿(見圖6.6b、c)，拉桿長50~70cm，直徑18~20mm，間距1.0~1.5m.。第八十五頁，共103頁。圖6.6縱縮縫的構造形式(尺寸單位：cm)第八十六頁，共103頁。拉桿第八十七頁，共103頁。

對多車道路面，應每隔3~4個車道設一條縱向脹縫，其構造與橫向脹縫相同。當路旁有路緣石時，緣石與路面板之間也應設脹縫，但不必設置傳力桿或墊枕。3)縱橫縫的布置縱縫與橫縫一般作成垂直正交，使混凝土板具有90°的角隅。縱縫兩旁的橫縫一般成一條直線。實踐證明，如橫縫在縱縫兩旁錯開，將導致板產(chǎn)生從橫縫延伸出來的裂縫(見圖6.7)。在交叉口范圍內(nèi)，為了避免板形成較銳的角并使板的長邊與行車方向一致，大多采用輻射式的接縫布置形式(見圖6.8)。第八十八頁，共103頁。

圖6.7橫縫錯開時引起的裂縫

圖6.8交叉口接縫布置1-縱縫(企口式)2-脹縫3-縮縫4-進水口第八十九頁，共103頁。(1)邊緣鋼筋，一般用兩根直徑12~16mm的螺紋鋼筋或圓鋼筋，設在板的下部板厚的1/4~1/3處，且距邊緣和板底均不小于5cm，兩根鋼筋的間距不應小于10cm(見圖6-9a)。縱向邊緣鋼筋一般只做在一塊板內(nèi)，不得穿過縮縫，以免妨礙板的翹曲；但有時亦可將其穿過縮縫，但不得穿過脹縫。為加強錨固能力，鋼筋兩端應向上彎起。在橫脹縫兩側板邊緣以及混凝土路面的起終端處，為加強板的橫向邊緣，亦可設置橫向邊緣鋼筋。第九十頁，共103頁。(2)角隅鋼筋，設置在脹縫兩側板的角隅處，一般可用兩根直徑12至14mm長2.4m的螺紋鋼筋彎成如圖6-9b的形狀。角隅鋼筋應設在板的上部，距板頂面不小于5cm，距脹縫和板邊緣各為10cm.在交叉口處，對無法避免形成的銳角，宜設置雙層鋼筋網(wǎng)補強(見圖6-9c),以避免板角斷裂。鋼筋布置在板的上下部，距板頂(底)5~7cm為宜。第九十一頁，共103頁。

圖6.9邊緣和角隅鋼筋的布置（尺寸單位:mm）第九十二頁，共103頁。

當混凝土路面中必須設置窨井、雨水口等其它構造物時，則宜設在板中或接縫處，在井口邊設置脹縫同混凝土