路基路面工程总结

路 基 路 面 工 程

第一章  总  论

1）路基、路面的基本概念

路基：是在天然地表面按照道路的设计线形（位置）和设计横断面（几何尺寸）的要求开挖或堆填 而成的岩土结构物。

路面：是在路基顶面的行车部分由各种混合料铺筑而成的层状结构物。

2）路基路面应具有的基本性能：1. 承载能力：强度与刚度2. 稳定性3. 耐久性（寿命）4. 表面平整度（舒适性、表面特性）5. 表面抗滑性能（安全性、表面特性）

3）影响路基路面稳定的因素：主要影响因素（主要影响路基）1.地理条件  2.地质条件  3.气候条件  4.水文和水文地质条件  5.土的类别

4）路基土的分类：

划分依据：土的颗粒组成特征、土的塑性指标和土中有机质存在情况   

 分类：巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土

5）特殊土分为黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土和冻土

黄土属于低液限黏土（CLY）WL<40%  膨胀土属于高液限黏土（CHE） WL>50% 红黏土属于高液限粉土（MHR） WL>55%

冻土可分为多年冻土、隔年冻土和季节冻土三类

6）不同路基土的公路工程性质

巨粒土：强度和稳定性好，良好；也可用于砌筑边坡。

级配良好的砾石混合料：良好；还可用于中级路面和高级路面的基层、底基层。

砂土：无塑性，强度和水稳性好，但易松散，压实困难。

砂性土：含有粗颗粒和细颗粒，级配适宜，良好。

粉性土：干时易结块，湿时易流动；毛细作用强烈，容易造成冻胀、翻浆等病害，须经处理（隔离水）才可使用。

粘性土：透水性小、吸水能力强，具有较大的可塑性；持水能力强，承载力小；需压实和排水使用。

重粘土：不透水、粘聚力大，塑性大，干燥坚硬，难以施工。

7:）路基土的优劣排序：

砂性土最优     粘性土次之      粉性土属于不良材料，最容易引起路基病害

重粘土，是不良的路基土     特殊土，用以填筑路基时必须采取相应技术措施。

第五节  公路自然区划

1）自然区划的原则

1.道路工程特征相似的原则（同一自然条件下筑路相似）

2.地表气候区域差异性的原则（地带性差异和非地带性差异的综合结果）

3.自然气候因素既有综合又有主导作用的原则（道路冻害为例：水和热综合）

2）7个一级自然区划划分：Ⅰ区— 北部多年冻土区；Ⅱ区—东部温润季冻区 ；Ⅲ区—黄土高原干湿过渡区 ；Ⅳ区—东南湿热区 ；Ⅴ区—西南潮暖区 ；Ⅵ区—西北干旱区 ；Ⅶ区—青藏高寒区吧                     【要求掌握基本气候特征】

第六节  路基水温状况及干湿类型

1）路基湿度的来源：大气降水；地面水；地下水；毛细水；水蒸气凝结；水薄膜移动水。

2）冻胀：积聚的水冻结后体积增大，使路面隆起而造成面层开裂的现象

翻浆：在交通繁重的地区，经重车反复作用，路基路面结构会产生较大的变形，严重时，路基土以泥浆的形式从胀裂的路面缝隙中冒出，形成了翻浆

三、路基干湿类型

1）路基按其干湿状态不同分为四类：干燥、中湿 、潮湿和过湿。一般要求路基处于干燥或中湿状态。

2） 稠度ωc ：为土的含水量ω 与土的液限ωL 之差与土的塑限ωp 与液限ωL 之差的比值。

即 ωc = （ ω - ωL ）/（ ωp - ωL ）

ωc——土的稠度；ωL——土的液限    ω——土的含水率  ωp——土的塑限

3）平均稠度确定：

4）路基干湿类型：干燥     中湿    潮湿       过湿

第七节  路面结构及层位功能

1）路面横断面：路面横断面由行车道、硬路肩和土路肩组成。随道路等级不同而不同。

通常分为：槽式横断面     形成方式：开挖，培槽

全铺式横断面  排水需要    考虑远期路面的改扩建中、低级路面

2:） 路面结构分层及层位功能

通常按照位层功能的不同，划分为三个层次：面层，基层和垫层

1：面层：面层是直接同行车和大气接触的表面层次，他承受较大的行车荷载的垂直力，水平力和冲击力的作用

2：基层：基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并将力扩散到下面的垫层和土基中去

3：垫层：垫层介于土基与基层之间，他的功能是改善土基的湿度和温度状况，以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造成的不良影响，

功能：将基层传下的车辆荷载应力加以扩散，以减小土基产生的应力和变形：同事也能阻止路基土挤入基层中，形象基层结构的性能

第八节  路面的等级与分类

1）路面等级划分：根据面层的使用品质、材料组成类型以及结构强度和稳定性，

可以分为四个等级。

路面等级	面层类型	所适用的公路等级
高级	水泥混凝土、沥青混凝土、厂拌沥青碎石、整齐石块或条石	高速、一级、二级
次高级	沥青贯入式、路拌沥青碎石、沥青表面处治、半整齐石块	二级、三级
中级	泥结或级配碎砾石、水结碎石、不整齐石块、其它粒料	三级、四级
低级	各种粒料或当地材料改善土，如炉渣土、砾石土和砂砾土等	四级

2）路面分类【按照力学特性分类】：柔性路面    刚性路面    半刚性路面

第二章：行车荷载、环境因素、材料的力学特性

 1）车辆的种类：道路上通行的车辆主要分为客车与货车两大类。

客车：小客车、中客车、大客车；

货车：整车、牵引式挂车、牵引式半挂车。按载重量可以分为：轻型货车、中型货车、重型货车

2）我国公路与城市道路设计规范中均以100kN作为设计标准轴重。

3）汽车对道路的静态压力

当量圆半径δ可以按下式确定。    式中：P——作用在车轮上的荷载，kN； p——轮胎接触压力，kpa；    δ——接触面当量圆半径，m。

双圆荷载的当量圆直径d和单圆荷载的当量圆直径D分别按   和 =d 计算

四：运动车辆对道路的动态影响  P31页

 车轮施加于路面的各种水平力Q值与车轮的垂直压力P，以及路面与车轮之间的附着系数  

5）轮迹横向分布系数：两个条带（50cm）频率之和。

6）路基土和路面材料的体积会随着路基路面结构内部的温度和湿度的升降而产生膨胀和收缩。

7）路基土在车轮荷载作用下所引起的垂直应力σz的近似计算：σz ＝

 P：一侧轮重荷载（kN）；K:系数，一般取0.5；Z：荷载中心下应力作用点的深度（m）。

路基土本身自重在路基内深度为Z处所引起的垂直应力σB ：   σB ＝γZ 

γ：土的容重（kN/m3）； Z:应力作用点深度（m）。

路基内任一点垂直应力包括由车轮引起σz的和由土基自重引起的σB两者共同作用。

8）路基工作区  在路基某一深度处，当车轮荷载引起的垂直应力σz与路基土自重引起的垂直应力σB相比所占比例很小，仅为1/10～1/5时，该深度Zα范围内的路基称为路基工作区。

路基工作区深度的确定：

路基工作区内，土基的强度和稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要，对工作区范围内的土质选择、路基的压实度应提出较高的要求。

9）路基土的应力－应变特性：路基土的变形包括弹性形变和塑性形变两部分。过大的塑性变形将导致各种沥青路面产生车辙和纵向不平整，对于水泥混凝土路面，路基土的塑性变形将引起板块断裂，弹性变形过大将使得沥青面层和水泥混凝土面板产生疲劳开裂。

10）压入承载板试验是研究土基应力-应变特性最常用的一种方法。这种方法是以一定尺寸的刚性承载板置于土基顶面，逐级加荷卸荷，记录施加于承载板上的荷载及由该荷载所引起的沉降变形，根据试验结果，可绘出土基顶面压应力与回弹变形的关系曲线。

11）土基的应力应变关系除了出现非线性特性以外，还表现出塑性性质。

几种模量：（1）初始切线模量（2）切线模量（3）割线模量（4）回弹模量

第四节  土基的承载能力

1）路基的承载能力都用一定应力级位下的抗变形能力来表征，主要参数有土基回弹模量、地基反应模量、加州承载比（CBR）等。

2）地基反应模量温克勒地基的假定：土基顶面任意一点的弯沉l，仅同作用于该点的垂直压力p成正比，而同其它相邻点处的压力无关。

地基回弹反应模量K=P/l   （KN/m3）P为压力，l为弯沉

规定以直径为76cm的承载板为标准

3）土基的回弹模量：两种承载板：柔性承载板与刚性承载板

用刚性承载板测定土基回弹模量，压板下土基顶面的挠度为等值

4）加州承载比（CBR）：试验时，用一个端部面积为19.35cm 的标准压头，以0.127cm /min的速度压入土中，记录每贯入0.254cm时的单位压力，直至压入深度达到1.27cm时为止  

*100%  p—对应于某一贯入度的土基单位压力，kPa；

 ps—相应贯入度的标准压力，kPa

计算CBR值时，取贯入度为0.254cm。但当贯入度为0.254cm时的CBR值小于贯入度为0.508cm时的CBR时，应采用后者为准。

第五节  路基的变形、破坏与防治

1）路基的主要病害  1.路基沉陷 (1)自身压缩沉陷(2)天然地基承载力不足引起的沉陷。

2.边坡滑塌：溜方和滑坡    3.碎落和崩塌  4.路基沿山坡滑动  5.不良地质和水文条件造成的路基破坏

2）路基病害防治1.正确设计路基横断面；2.选择良好的路基填料，必要时进行稳定处理；3.采用正确的填筑方法，充分压实；4.适当提高路基，防止水分从侧面渗入或从地下水位上升进入到路基工作区范围；

5.正确进行排水设计（地面排水、地下排水、路面结构排水及地基的特殊排水）；6.必要时设置隔离层隔绝毛细水上升，设置隔温层减少路基冰冻和水分累计，设计砂垫层以疏干土基；7.采取边坡加固、修筑支挡结构物、土体加筋等技术，提高整体稳定性。

3）路面材料的分类：（1）松散颗粒型材料及块料；（2）沥青结合料类；（3）无机结合料类。按不同的成型方式（密实型、  嵌挤型和稳定型）形成各种结构层。

4）摩尔(Mohr—Coumbnb)强度理论，    式中 τ——抗剪强度，kPa； c——材料的粘结力，kPa； σ——法向正应力，kPa； φ——材料的内摩阻角。 

5）抗拉强度可由直接拉伸或间接拉伸试验确定。

6）弯拉强度大多采用简支小梁试验进行评定。小梁截面边长的尺寸应不低于混合料中集料最大粒径的4倍。通常采用三分点加载。

7）考虑到温度与加荷时间对沥青混合料力学特性的影响，用劲度模量表征其应力—应变关系。

沥青混合料的劲度模量实质上就是在特定温度和特定加荷时间条件下的常量参数

第七节 路面材料的累积变形与疲劳特性

1）重复荷载作用下出现的破坏极限状态主要有两种：

（1）路面材料处于弹塑性工作状态，则重复荷载作用将引起塑性变形的累积，超过一定限度时，路面使用功能将下降至允许限度以下，出现极限破坏状态；

（2）路面材料处于弹性工作状态，重复荷载导致材料内部产生微量损伤，累积到一定限度以后，路面结构发生疲劳断裂。

累积变形与疲劳破坏这两种破坏发生的共同特点就是破坏极限的发生不仅同荷载的应力大小有关，而且和荷载的作用次数有关。

2）积累变形：路面结构在车轮荷载重复作用下因塑性变形累积而产生的沉陷或车辙，是路面结构的主要病害。这种永久性的变形是路基路面各结构层材料塑性变形的综合。它不仅同荷载的大小，作用次数以及路基土的性状有关，也受路面各结构层材料变形特性的影响。

3）对于弹性状态的路面材料承受重复应力作用时，可能在低于静载一次作用下的极限应力值时出现破坏，这种材料强度的降低现象称为疲劳。

4）在应力作用一定次数后，材料的疲劳强度不再下降而趋于稳定，此稳定值称为疲劳极限。

5）曼诺(Miner)定律目前，常用曼诺定律在研究金属疲劳时所作出的假定来处理不同荷载的疲劳作用问题。

假定：各级荷载作用下材料所出现的疲劳损坏可以线性叠加。 即：假设某一级荷载Pi作用Ni次后使材料达到疲劳破坏，则该级荷载作用一次相当于消耗了材料疲劳寿命的1/Ni。

第三章：一 般 路 基 设 计

1）一般路基:通常指在良好的地质与水文等条件下，填方高度与挖方深度不大的路基。 

2）路基设计高程低于天然地面高程时，需进行挖掘；路基设计高程高于天然地面高程时，需进行填筑。

3）由于填挖情况不同，路基横断面的典型形式，可归纳为路堤，路堑和填挖结合三种类型

4）路堤：指全部用岩土填筑而成的路基。

路堑：指全部在天然地面开挖而成的路基。

半填半挖（填挖结合）：当天然地面横坡度较大，且路基较宽，需要一侧开挖而另一侧填筑而成的路基。较多适用于山区、丘陵区。

5）路堤的几种常见横断面形式：按路堤的填土高度不同，划分为矮路堤，高路堤和一般路堤

填土高度小于1.0m—1.5m者属于矮路堤；填土高度大于18m（土质）或20m（石质）的路堤为高路堤；填土高度在1.5m—18m范围内的路堤为一般路堤。

6）路堑的几种常见横断面形式：全挖路基，台口式路基及半山洞路基

7）半填半挖式路基

第三节 路基设计

1）在工程地质和水文地质条件良好的地段修路的一般路基设计包括以下内容

1. 选择路基断面形式，确定路基宽度与高度； 2. 选择路堤填料与压实标准； 3. 确定边坡形状与坡度； 4. 排水系统系统布置与排水结构设计； 5. 坡面防护与加固设计； 6. 附属设施设计。

2）路基宽度：行车道路面及其两侧路肩宽度之和。  

3）路堤的填筑高度或路堑的开挖深度，是路基设计高程和地面高程之差。包括：中心高度和边坡高度

4）路基边坡坡度：公路路基的边坡坡度，可用边坡高度H与边坡宽度b之比表示，并取H=1

H：b=1:0.5（路堑边坡）或1:1.5（路堤边坡），通常用1：n（路堑）或1：m（路堤）表示其坡率，成为边坡坡率

5）路基压实 1．压实机理：土颗粒重新组合，彼此挤密，孔隙减少，土单位重量提高，形成密实整体，增加强度，提高稳定性   2．压实土的特性    一定压实功下，存在最佳含水率和最大密实度；压实功越大，最佳含水率越小，最大密实度越大

3．影响压实的因素  内因:土质、湿度，外因:压实功（机械性能、压实时间与速度、土层厚度）及压实时的外界自然和认为的其他因素

4．压实标准：分重型击实试验（12~15t）和轻型击实试验（6~8t）

 压实度＝工地实测干密度/标准击实法得到的最大干密度

6）一般路基工程有关的附属设施有取土坑，弃土堆，护坡道，碎落台，堆料坪及错车道等

第四章 路及稳定性分析

1）路基边坡稳定性 的分析计算方法，可以分成工程地质法（比拟法），力学分析法和图解法

2）路基边坡稳定的力学计算基本方法是分析失稳滑动体的下滑力T与抗滑力R，按静力平衡原理，取二者之比为稳定系数K  K=R/T

计算时将车载换算成相当于路基岩土层厚度，计入滑动体的重力中去

3）试算法

4）解析法

5）4.5H法  见P76

第四节：软土地基的路及稳定性分析

1）临界高度H：指天然地基状态下，不采取任何加固措施，所容许的路基最大填土高度

2）路基稳定性的计算方法

采用圆弧条分法，根据选用参数不同，分为：总应力法、有效固结应力法、有效应力法。

3）浸水路堤的稳定性分析，常用方法有：假想摩擦角法，悬浮法和条分法

4）假想摩擦角法：适当改变填料的内摩擦角，利用非浸水时的常用方法，进行浸水时的路堤稳定性计算。

悬浮法：假想用水的浮力作用间接抵消动水压力对边坡的影响，即在计算抗滑力矩中，用降低后的内摩擦角反应浮力的影响，而在计算滑动力矩中，不考虑浮力作用，滑动力矩没有减小，用以抵偿动水压力的不利影响。

条分法：与非浸水时的条分法相同，但土条分成浸水与干燥两部分，并直接计入浸水后的浮力和动水压力作用，这样显然比上述两法更符合实际条件，当需要比较精确计算时可采用此法。

5）规范规定，对于地震烈度为8度或8度以上的地区，路基设计应符合防震要求，其中包括软弱地基加固，填挖高度，提高路基压实度，以及放缓坡度等。

第五章：路 基 防 护 与 加 固

1）常用的坡面防护设施有：植物防护（生命防护：种草，铺草皮，植物）和工程防护（无机物防护：抹面，喷浆，勾缝，石砌护面等） 

2）直接防护包括：植物防护、石砌防护或抛石与石笼防护，以及必要时设置的支挡（驳岸等）。

3）导治结构物主要是设坝，按其与河道的相对位置，一般可分为丁坝，顺坝或格坝。

4）软土地基处理的目的：a、沉降处理：加载预压法、竖向砂井（插塑料板）、挤密砂桩   b、稳定性：换填土、反压护道、加石灰桩

5）软土地基处理的方法：1.砂垫层法；2.换填法；3.反压护道法；4.分阶段施工；5.超载预压法 ；6.竖向排水固结法；7.挤密桩法和加固土桩法；8.现场监测法。

 第六章：挡 土 墙 设 计

1）【有了解】 按设置挡土墙的位置分类  路堑挡土墙   路堤挡土墙   路肩挡土墙   山坡挡土墙 等

按挡土墙的墙体材料不同，分为：石砌挡墙，混凝土挡墙，钢筋混凝土挡墙，砖砌挡墙，木制挡墙和钢挡墙等。

    按挡土墙的结构形式不同，分为：重力式，半重力式，衡重式，悬臂式，扶壁式，锚杆式，拱式，锚定板式和垛式等。

2）挡土墙组成示意图

3）沉降缝与伸缩缝

为防止因地基不均匀沉陷而引起强身开裂，应根据地基地质条件及墙高，墙身断面的变化情况，设置沉降缝

为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生裂缝，须设置伸缩缝

4）一般条件下库仑主动土压力计算：P125

5）出现第二破裂面的条件：1）墙背或假想墙背的倾角α或 必须大于第二破裂面的倾角，即墙背或假想墙背不妨碍第二破裂面的出现： （2）在墙背或假象墙背面上产生的抗滑力必须大于其下滑力，即，或        ，使破裂棱体不会沿墙背或假想墙背下滑。

 第二条件的又一表达方式为：作用于墙背或假想墙背的土压力对墙背法线的倾角应小于或等于墙背摩擦角δ。

6）车辆荷载换算   

 1.按墙高确定的附加荷载强度进行换算  将汽车荷载按均布荷载，换算成容重与前后填料相同的均布土层。 

        γ——墙后填土的重度KN/m3        q——附加荷载强度（kPa）

2. 根据破裂棱体范围内布置的车辆荷载换算。

                                    

γ-墙后填土的厚度KN/m3

-不计车辆荷载作用时破裂棱体的密度（m），对于路堤墙，为破裂棱体范围内的路基宽度（即不计边坡部分的宽度b）  L-挡土墙的计算长度（m）

-布置在.L范围内的车轮总重（ＫＮ），Ｑ为每辆标准汽车总重为５５０ＫＮ

７）表６－８　　　　　Ｐ１４２

８）常用作用（或荷载）组合 

组合	作用（或荷载）名称
Ⅰ	挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久荷载、填土重力、填土侧压力及其他永久荷载组合
Ⅱ	组合I与基本可变荷载相结合
Ⅲ	组合II与其他可变荷载、偶然荷载相结合

９）极限状态分类： 承载力极限状态：对应于结构或结构构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载

挡土墙出现以下任何一种状态，即认为超过了承载力极限状态： 

1.整个挡土墙或挡土墙的一部分作为刚体失去平衡； 

2.挡土墙构件或连接部件因材料承受的强度超过极限而破坏,或因过量塑性变形而不适于继续承载； 

3.挡土墙结构变为机动体系或局部失去平衡。

正常使用极限状态：对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定。

挡土墙出现以下任何一种状态，即认为超过了正常使用极限状态： 

1.影响正常使用或外观变形； 

2.影响正常使用或耐久性的局部破坏（包括裂缝）； 

3.影响正常使用的其他特定状态。

第七章   路基路面排水设计

１）常用的路基地面排水设备，包括边沟，截水沟，排水沟，跌水与急流槽等，必要时还有渡槽，倒虹吸及积水池等

２）地下排水设备包括，暗沟（管），渗沟和检查井等地下排水设备

３）路面表面排水设计应遵循以下原则：1．通过路拱横坡将降水排向两侧，不出现积水 ； 2．在汇水量不大，路堤较低且边坡不会被冲刷的情况下，应采用路堤边坡上横向漫流方式排除路表面水 ；3．在路堤较高，边坡坡面在未做防护而易遭受路面表面水流冲刷或坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷时，应沿路肩设置拦水带或U型沟，汇集路面表面水，然后通过泄水口和急流槽排离路堤。 分散排水与集中排水方式的选择主要依据表面水是否对路堤边坡造成冲刷危害。应对多个方案进行效果和经济的比较，选择最佳 ；4．为路堑时，横向排流的表面水汇集于边沟内。

４）

５）

６）常用沟渠横断面的水力要素

湿周χ－－指水流与沟底及两侧在横断面上的接触长度 

水力半径R－－为水流横断面面积ω与湿周之比。Ｒ＝ω／χ

第十章  碎、砾石路面

１）碎、砾石路面：指水结碎石路面、泥结碎石路面以及密级配的碎（砾）石路面等数种。这类路面通常只能用于中低等交通量的公路。

２）纯碎石材料-按嵌挤原则产生强度

由三项因素构成： a.粒料表面的相互滑动摩擦； b.体积膨胀而需克服的阻力； c.粒料重新排列需克服的阻力。

３）碎石路面是用加工轧制的碎石按嵌挤原理铺压而成的路面。

４）水结碎石路面：用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑，洒水碾压而成的路面结构。

５）泥结碎石路面：以碎石作骨料，粘土为填充结合料，经压实而成的路面结构

６）泥灰结碎石路面：以碎石为骨料，一定数量粘土和石灰作粘结填充料、经压实而成的路面结构。

７）级配砾(碎)石路面是一种由各种集料(砾石、碎石)和土，按最佳级配原理修筑而成的路面层或基层。

８）级配砾(碎)石路面与基层的施工：开挖路槽――备料运料――铺料――拌和――碾压――铺封层

９）碎(砾)路面的养护措施：加铺磨耗层和保护层。

１０）磨耗层的厚度视所用的材料和交通量大小而定：采用坚硬小砾石或石屑时，宜厚２－３ｃｍ，用砂土时宜厚１－２ｃｍ，采用软质材料时，以３－４ｃｍ厚为宜。

１１）保护层要求：厚度一般不大于1cm。

第十一章  块料路面

１）块料路面：用块状石料或混凝土预制块铺筑的路面称为块料路面。

主要优点：坚固耐久、清洁少尘、养护修理方便。 

主要缺点：用手工铺筑，难以实现机械化施工，块料之间容易出现松动，铺筑进度慢，建筑费用高。 

构造特点：必须设置整平层；块料之间填缝料嵌填，使块料满足强度和稳定性的要求。

２）天然块料路面：用石料经修琢成块状材料铺筑的路面称天然块料路面。

３）机制块料路面：由预制的混凝土小块铺筑的路面。

第十二章  无机结合料稳定路面

１）在粉碎的或原状松散的土种掺入一定量的无机结合料（包括水泥，石灰或工业废渣等）和水，经拌合得到的混合料在压实与养生后，其抗压强度符合规定要求的材料称为无机结合料稳定材料，以此修筑的路面称为无机结合料稳定路面

２）无机结合料稳定材料的应力－应变特性

无机结合料稳定路面的重要特点之一是强度和模量随着龄期的增长而不断地增长，逐渐具有一定得刚性性质。一般规定水泥稳定类材料设计龄期为３个月，石灰或石灰粉煤灰（简称一灰）稳定材料设计龄期为６个月。

３）干缩特性：干缩系数是某失水量时，试件单位失水率的干缩应变（×）；平均干缩系数是某失水率时，试件的干缩应变与试件的失水率之比（×）；失水率是试件失去水分的质量（ｇ）；失水率是试件单位质量的是税率（％）。

４）通过大量的试验，不同材料的干缩系数排列次序：

1.同一类无机结合料稳定材料：稳定细粒土>稳定细料土>稳定细料土

2.对稳定细料类：石灰稳定类>水泥稳定类>石灰粉煤灰稳定类

3.对于稳定细料土：石灰土>水泥土或水泥石灰土>石灰粉煤灰土

５）试验结果表明：石灰土沙砾（１６．７×）＞悬浮式石灰粉煤灰粒料（１５．３×）＞密实式石灰粉煤灰粒料（１１．４×）和水泥砂砾（５％－７％水泥剂量为１０×－１５×）

６）石灰稳定类基层—在粉碎的土和原状松散的土（包括各种粗，中，细粒土）中掺入适量的石灰和水，按照一定的技术要求，经拌合，在最佳含水量下摊铺，压实及养生，其抗压强度符合规定要求的路面基层

７）石灰与土发生的一系列物理化学变化一般分为四个方面：离子交换作用，结晶硬化作用，火山灰作用和碳酸化作用。

８）影响石灰稳定类基层强度的因素：土质，灰质，石灰剂量，含水率，密实度，石灰的龄期，养生条件。

９）水泥稳定类基层：在粉碎的或原状松散的土（包括各种粗，中，细粒土）中，掺入适当的水泥和水，按照技术要求，经拌合摊铺，在最佳含水量时压实及养护成型，其抗压强度符合规定要求，以此修建的路面基层称水泥稳定类基层

当水泥稳定细料土（砂性土，粉性土或粘性土）时，简称水泥土，不能作为高速公路或一级公路的基层，只能用作底基层，在高等级的水泥混凝土路面板下，水泥土不能做基础

１０）强度形成主要过程：１，水泥的水化作用，２，离子交换作用，３，化学激发作用，４，碳酸化作用，

１１）影响水泥稳定类基础强度的因素：土质，水泥的成分和剂量，含水率，施工工艺过程。

１２）石灰煤渣（“二渣”）基层适用石灰和煤渣按一定配合比，加水搅拌，摊铺，碾压，养生而成型的基层

“二渣”中如掺入一定量的粗集料便称“三渣”

１３）石灰粉煤灰（二灰）基层是用石灰和粉煤灰按一定配比，加水拌合，摊铺，碾压及养生而成的基层

二灰土基层：在二灰中掺入一定量的土，经加水拌合，摊铺，碾压及养生而成的基层

第13章 沥青路面

１）沥青路面：用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层并与各类基层和垫层所组成的路面结构。

２）沥青路面的优点：1.足够的力学强度；2.一定弹性和塑性变形能力；3.与汽车轮胎附着力好；4.有高度的减震性；5.不扬尘，易清洗；6.维修较简单，可再生利用。

３）沥青路面损坏类型：沉陷；车辙；推移；疲劳开裂；低温缩裂；反射裂缝；松散和坑槽；表面磨光。

４）沥青路面功能与要求：１．高温稳定性；２．低温抗裂性；３． 耐久性； ４．抗滑能力；５． 防渗能力。

5）分区指标：高温－－7月份平均最高气温    低温－－年极端最低气温    雨量－－年降雨总量平均值

6）沥青路面按强度构成原理分类：密实型和嵌挤型

按施工工艺的不同，沥青路面分为：层铺法，路拌法，厂拌法

7）根据沥青路面技术特性分类：（熟悉）

【沥青混凝土；热拌沥青碎石；乳化沥青碎石混合料；沥青贯入式；沥青表面处治；沥青封层；沥青透层；沥青粘层】

8）沥青混合料按级配原则构成分：密实悬浮结构；骨架空隙结构；骨架密实结构

9）黏弹性材料力学性能的基本特征表现在以下几个方面：

１．应力应变关系的曲线性及其不可逆性，２．对加载速度（时间效应）和试验温度）温度效应）的依赖性，并服从时间温度换算法则，３．具有十分明显的蠕变与应力松弛特性，４．对于线黏弹性材料，则服从Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ线性叠加原理和复数模量原理。

１0）蠕变：蠕变是盈利为一恒定值时，应变随时间逐渐增加的现象。应力松弛：是当应变为一恒定值时，应力随时间而衰减的过程。

１1）沥青路面必须具有的五种性能：高温稳定性，低温抗裂性，水稳定性，耐疲劳性能，抗老化性能。   其中：稳定性：高温稳定性，低温抗裂性；耐久性：水稳定性，耐疲劳性能，抗老化性能。

9）沥青基沥青混合料气候分区指标

１３）根据车辙形成的起因，分为三种类型：失稳型车辙；结构型车辙；磨耗型车辙。

失稳型车辙：由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下，内部材料流动，产生横向位移而发生，通常集中在轮迹处。

结构型车辙：由于路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形而形成，主要是由于路基变形传递到面层而产生。

磨耗型车辙：由于沥青路面结构顶层的材料在车轮磨耗和自然环境因素作用下持续不断地损失而形成，尤其是汽车使用了防滑链和突钉（胶钉）轮胎后，这种车辙更易发生。

１４）沥青路面车辙的防治措施：【了解】

对失稳型车辙：增加破损集料含量；级配含有足够的矿粉；粗集料纹理好；沥青膜厚度适当，与集料黏附性好。对结构型车辙：加强基层建设，基层满足规范要求；对磨耗型车辙：改善集料级配、车辆管制。

１５）沥青路面的低温抗裂性评价方法：1.间接拉伸试验；2.直接拉伸试验；3.蠕变试验；4.受限试件温度应力试验；5.应力松弛试验；6.弯曲破坏试验。

１６）影响沥青路面疲劳的因素：沥青路面的疲劳寿命除了受荷载条件的影响外，还受到材料性质和环境变量的影响。  即：１．荷载条件；２．材料性质；３．环境条件

１７）石油沥青，每一种标号的沥青，都分为Ａ，Ｂ，C三个等级，分别适用于不同等级的道路，和不同的结构层次。

18）石油沥青（技术指标见表13-11）

沥青等级	适用范围
A级沥青	各个等级的公路，适用于任何场合和层次。
B级沥青	①高速公路、一级公路沥青下面层及以下的层次，二级及二级以下公路的各个层次；  ②用作改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青。
C级沥青	三级及三级以下公路的各个层次。

19：对于沥青混合料

粗集料是指集料集中粒径大于2.36mm的那部分材料，包括碎石，破碎砾石，筛选砾石，钢渣，矿渣等

细集料是指 集料集中粒径小于2.36mm的那部分集料，可采用机制砂，天然砂，石屑等

填料小于0.6mm粒径

20）沥青混合料的种类

1.密级配沥青混凝土混合料（AC）适用于各级公路沥青面层的任何层次

2.沥青马蹄脂碎石混合料（SMA），适用于表面层，中面层或加铺磨耗层

3.半开级配沥青稳定碎石混合料，设计孔隙率6%-12%（AM），适用于三级及三级以下公路，表面应设防水上封层。

4.密级配沥青稳定碎石混合料，设计孔隙率3%-6%（ATB），也成为大粒径沥青碎石混合料，适用与基层

5.排水式沥青稳定碎石混合料，设计孔隙率大于18%（ATPB），适用于排水基层。

6.排水式开级配磨耗层，设计孔隙率大于18%（OGFC），适用于高速公路排水式沥青路面磨耗层。

21）洒铺法施工包括：沥青表面处治，沥青贯入式两种

层铺法施工顺序：1.清理基层；2.洒布沥青；3.铺撒矿料；4.碾压；5.初期养护

22）沥青贯入式路面施工程序：

整修和清扫基层——浇洒透层或粘层沥青——铺撒主层矿料——第一次碾压——洒布第一次沥青——铺撒第一次嵌缝料——第二次碾压——洒布第二次沥青——铺撒第二次嵌缝料——第三次碾压——洒布第三次沥青——铺撒封面矿料——最后碾压——初期养护。

第14章 沥青路面设计

1）路面结构设计的原则

1．应根据路面使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践 经验，将路基路面作为一个整体考虑，进行综合设计  

  2．在满足交通量和使用要求的前提下，应遵循 “因地制宜，合理选材，方便施工，利于养护，节约投资”的原则  进行路面设计方案的技术经济比较，选择技术先进，经济合理，安全可靠的方案。              

3.应结合当地实践基础，积极推广成熟的科技成果，积极，慎重地运用行之有效的新材料，新工艺，新技术。

4.路面设计方案应充分考虑沿线环境的保护，自然生态的平衡，有利于施工，养护工作人员的健康与安全。

5.为确保工程质量，应尽可能选择有利于机械化，工厂化施工的设计方案。

公路等级及其功能	设计年限
高速公路、一级公路	15
二级公路	12
三级公路	8
四级公路	6

6..对于地处不良地基的路段，为了适应路基沉降，稳定周期较长的特点，路面结构可以遵循“一次设计，分期修建”的发难，即在路基沉降，稳定周期内（3-5年），根据交通量增长规律，分几次修建，最终实现设计的目标，这样既适应交通量不断增长的需要，又提高了投资效益，最终保证了路面结构的质量达到规定要求。

2）各级公路沥青路面设计年

限

3）我国路面设计以双轮组单轴承载100KN为标准轴载，以BZZ-100表示

4）沥青路面设计的荷载换算方程

当以弯沉进行厚度设计及沥青层层底拉应力验算时

式中：N——标准轴载的当量轴次，次/日；n1——被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；PS——标准轴载100KN； Pi——被换算车辆的各级轴载，KN；  k——被换算车辆的类型数；  C1——轴载系数， C1=1+1.2(m-1),m是轴数。当轴间距大于3米时，按单独的一个轴载计算，当间距小于3米时，按双轴或多轴计算。  C2——轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1，四轮组为0.38。

5）沥青路面交通等级

交通等级	BZZ-100累计标准轴次(次/车道)	轴重大于等于40KN累计轴次(辆/日/车道)
轻交通	<3×106	<600
中交通	3×106～1.2×107	600-1500
重交通	1.2×107～2.5×107	1500-3000
特重交通	>2.5×107	>3000

6）沥青路面结构组合设计应遵循以下原则：1.保证路面表面食用品质长期稳定；2.路面各结构层的强度，抗变形能力与各层次的力学响应相匹配；3.直接经受温度，湿度等自然因素变化而造成强度，稳定性下降的结构层次应提高其抵御能力；4.充分利用当地材料，节约外运材料，做好优化选择，降低建设与养护费用。

7）沥青路面的基层按材料和力学特性的不同可以分为：1.柔性基层（沥青稳定碎石，无结合料级配碎石）；2. 半刚性基层（水泥稳定类，石灰粉煤灰稳定类，综合稳定类）；3.刚性基层（不配筋混凝土，配筋混凝土，连续配筋混凝土）

8）垫层结构推荐：防水垫层、排水垫层、防污垫层、防冻垫层

9）我国现行的沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论，以设计弯沉作为路面整体刚度的设计指标。对高速公路、一级公路和二级公路的沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层应进行层底拉应力的验算。城市道路路面设计尚须进行沥青混合料面层的剪应力验算。

10）路面结构厚度设计方程式与设计参数——————P392

11）见右图

第15章 水泥混凝土路面

1）混凝土路面优点：强度高；稳定性好；耐久性好；有利于夜间行车

缺点：对水泥和水的需要量大；有接缝   舒适性差；开放交通迟；修复困难

2）混凝土层下设置基层的目的：防唧泥，防冰冻，减小路基顶面的压应力，防水，为面层施工提供方便，提高路面结构的承载能力，延长路面的使用寿命。

3）横向接缝是垂直于行车方向的接缝，共有三种：缩缝、胀缝、施工缝

4）水泥作为混凝土的胶结料，一般要求采用42.5级以上的普通硅酸盐水泥。

5）混凝土混合料中的粗集料（>4.75mm）宜选用基岩为岩浆岩或微风化的沉积岩的碎石，鹅卵石和卵石，要求质地坚硬，耐久，洁净。

混凝土混合料中的粗集料（<4.75mm）应采用坚硬，耐久，洁净的天然砂，机制砂或混合砂。

6）水：饮用水，PH不得小于4

7）原材料组成：水泥（42.5级以上） ；粗集料（>4.75mm） ；细集料（<4.75mm） ；水（饮用水）；外加剂（早强剂、缓凝剂、减水剂、引气剂、阻锈剂）；填缝材料（接缝板和填缝料）

8）接缝材料按使用性能分接缝板和填缝料

9）混凝土路面混合料的配合比设计在兼顾经济性的同时，应满足强度，工作性，耐久性三项技术要求

10）混凝土弯拉强度标准值

交通等级	特重	重	中等	轻
水泥混凝土的弯拉强度标准/MPa	5.0	5.0	4.5	4.0
钢纤维混凝土的弯拉强度标准/MPa	6.0	6.0	5.5	5.0

混凝土标注强度以28d弯拉强度标准值为准

11）配合比设计参数的确定   水灰（胶）比的确定—砂率的确定—按工作性要求确定单位用水量—单位水泥用量的确定—混合料沙石聊用量确定

12）摊铺施工程序：① 安装模板；  ② 设置传力杆；③ 混凝土的拌和与运送；  ④ 混凝土的摊铺和震捣； ⑤ 接缝的设置；   ⑥ 表面整修；  ⑦ 混凝土的养生与填缝。

13）其他类型混凝土路面简介

钢筋混凝土路面：钢筋混凝土路面结构中配置钢筋的目的并非是为了增加板体的抗弯拉强度而减薄面板的厚度，配筋的目的主要是控制混凝土路面板在产生裂缝之后保持裂缝紧密接触，裂缝宽度不会扩张。

连续配筋混凝土路面在路面纵向配有足够数量的不间断联系钢筋，以抵制混凝土路面板因纵向收缩而产生横向裂缝。

复合式混凝土路面是指路面板采用上下两层由不同混凝土材料组成的混凝土路面板。

碾压混凝土路面是指采用低水灰比混合料，用沥青混凝土摊铺机摊铺成型，用压路机碾压成型的水泥混凝土路面。

贫混凝土基层板是指用水泥用量较低，混凝土等级较低的混凝土混合料铺筑住的路面板

第16章 水泥混凝土路面设计

1）水泥混凝土路面在行车荷载和环境因素的作用下可能出现的破坏类型主要有：断裂  唧泥  错台  拱起  接缝挤碎等

2）混凝土路面结构设计内容：1.路面结构层组合设计；2.混凝土面板厚度设计；3.混凝土面板的平面尺寸与接缝设计；4.路肩设计；5.混凝土路面的钢筋配筋率设计；

3）混凝土路面设计基准期：是指计算路面结构可靠度时，考虑各项基本度量与时间关系所取用的基准时间。

4）公路混凝土路面设计基准期参考值

公路技术

等级	高速公路	一级公路	二级公路	三、四级公路
设计基准期（年）	30	30	20	20

5）标准轴载及轴载当量换算

 

6）公路混凝土路面交通分级

交通等级	特重	重	中等	轻
设计车道标准轴载累计作用次数  Ne（104）	＞2000	100～2000	3～100	＜3

7）混凝土路面垫层结构一般是为应对路基的特殊需求而设置，分为：防冻垫层，排水垫层与加固垫层    遇有下述情况时，需在层基下设置垫层：

1.季节性冰冻地区，路面总厚度小于最小防冻厚度要求时，其差值应以防冻垫层补足；

2.水文地质条件不良的土质路堑，路床土湿度较大时，宜设置排水垫层；

3.路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时，可加设加固垫层。

8）混凝土路面板厚度计算步骤：

交通分析—初拟路面结构—路面材料参数确定—荷载疲劳应力—温度疲劳应力—可靠度系数—验算

2011年6月6日于理工大