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1、第十章路面结构层,四川交通职业技术学院 道桥系,课程内容,第一课时：无机结合料稳定土结构层 第二课时：碎石、砾石类结构层 第三课时：沥青类结构层 第四课时：新型沥青路面结构层、水泥混凝土面板,重点与难点：,重点：1无机结合料稳定土结构层 2碎石、砾石类结构层 3沥青类结构层 4水泥混凝土面板,第一节无机结合料稳定土结构层,一、无机结合料稳定土结构层的特性 二、无机结合料稳定土的种类（一）、石灰稳定土 （三）、水泥稳定土（四）、石灰工业废渣稳定土,无机结合料稳定土结构层的特性,1、概念：在粉碎的或原来松散的土中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，经拌和得到的混合料经压实与养
2、生后，其抗压强度符合规定的要求时，称为无机结合料稳定土，以此修筑的路面结构层称为无机结合料稳定土结构层。 2、特性： A、无机结合料稳定土结构层具有稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体等特点，但其耐磨性差易产生干缩和温缩裂缝，因此广泛用于修筑路面结构的基层和底基层。 B、由于无机结合料稳定土的刚度介于柔性路面材料和刚性路面材料之间常称之为半刚性材料。以此修筑的基层或底基层称为半刚性基层或半刚性底基层。,石灰稳定土结构层,1、石灰稳定土强度形成原理 (1)离子交换作用 (2)结晶作用 (3)碳酸化作用 (4)火山灰作用 2、影响石灰稳定土强度的因素 (1)土质 (2)灰质 (3)石灰剂量 (4
3、)含水量 (6)龄期 (7)养生条件,石灰稳定土结构层,3、石灰稳定土的用途 石灰稳定土一般可以用于二级或二级以下公路路面的基层。但石灰稳定土的收缩裂缝多、水稳定性较差，不应做高速公路或一级公路的基层，必要时可以用做底基层。在冰冻地区的潮湿路段以及其他地区的过湿路段，也不宜采用石灰稳定土做基层、石灰稳定细粒土也不得用做二级公路高级路面的基层。石灰稳定土结构层的施工最小厚度为15cm，结构层适宜的厚度为1620cm。,水泥稳定土,1、概念 2、强度形成原理 3、影响因数 4、特性 5、应用范围,水泥稳定土,1、概念：在粉碎的或原来松散的土中，掺人足量的水泥和水经拌和、摊铺、压实及养生后得到的混合
4、料，当其抗压强度符合规定的要求时，称为水泥稳定土。 2、水泥稳定土强度形成原理 (1)、水泥石的骨架作用 (2)、离子交换作用 (3)、碳酸化作用 3、影响水泥稳定土强度的因素 (1)、土质 (2)、水泥的品种和剂量 (3)、含水量 (4)、施工工艺过程,水泥稳定土,4、特性： 水泥稳定土的水稳性利抗冻性都较石灰稳定土好，暴露的水泥稳定上因干缩和冷缩也易产生裂缝。水泥土与水泥稳定砂砾、水泥稳定碎石相比有下述三个不利的特征：水泥土容易产生严重的收缩裂缝，并影响沥青面层；水泥土的强度没有充分形成时其表层遇水会发生软化；水泥土的抗冲刷能力小，表面水由面层裂缝渗入后易产生唧泥现象。 5、应用范围：水泥
5、稳定土可用于各级公路路面结构的基层和底基层，水泥稳定土结构层的施工最小厚度为15cm，结构层适宜的厚度为1620cm。,石灰工业废渣稳定土,1、概念 2、种类 3、特性 4、影响因数 5、应用范围,石灰工业废渣稳定土,1、概念：一定数量的石灰和粉煤灰(或石灰和煤渣)与其他集料相结合，加入适量的水(通常为最佳含水量)，经拌和、摊铺、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定要求时，称为石灰工业废渣稳定土，简称石灰工业废渣。 2、种类：用石灰、粉煤从稳定细粒土(含砂)得到的混合料简称二灰土；用石灰、粉煤灰稳定砂砾得到的混合料简称二灰砂砾；用石灰、粉煤灰稳定碎石得到的混合料简称二灰碎石；用石灰、
6、粉煤灰稳定矿渣得到的混合料简称二灰矿渣。,石灰工业废渣稳定土,3、特性：石灰与工业废渣拌和后，石灰中的氧化钙与工业废渣中的活性物质二氧化硅和三氧化二铝相生作用生成含水的硅、铝酸钙，这些新生的胶凝物质晶体具有较强的胶结能力和稳定性，因而其强度、刚度和水稳定性显著提高，抗冻性和温缩性也明显改善。石灰工业废渣稳定土具有水硬性、缓凝性、抗裂性好、板体性和抗冻性好等特点。,石灰工业废渣稳定土,4、影响因数：影响石灰工业废渣稳定土强度与稳定性的主要因素有石灰质量与用量，粉煤灰质量与用量，土质、含水量、工艺过程和养生条件等。 其他影响因素与石灰稳定土和水泥稳定土基本相同。 5、应用范围：石灰工业废渣稳定土结
7、构层适用于各级公路的基层和底基层，但二灰土不能作为高级路面的基层，只能做底基层。该结构层施工最小厚度为15cm，适宜的厚度为1620cm。,第二节 碎石、砾石类结构层,一、概念 二、碎石、砾石类结构层的特性 三、种类 （一）、泥结碎石 （二）、泥灰结碎石 （三）、水结碎石 （四）、填隙碎石 （五）、级配碎(砾)石,概念,1、碎石、砾石类结构层：是用粗、细碎(砾)石、粘土(或不含粘土)按照嵌挤原则或级配原则铺筑而成的结构层。 2、嵌挤原则：是采用分层撤铺矿料(每层矿料的粒径大小基本相同)并经严格碾压而成的路面结构层(或采用尺寸大致均一的开级配矿料进行拌和)。 3、级配原则：是采用颗粒大小不同的矿
8、料按一定比例配合，并掺入一定数量的结合料，拌制成混合料，经过摊铺、碾压而形成的路面结构层。这种混合料符合最佳级配原理，具有较大的密实度。,碎石、砾石类结构层的特性,（一）、碎、砾石路面结构强度形成的特点：由材料的粘结力和内摩阻角所表征的内摩擦力所决定的颗粒之间的联结强度，即构成了路面材料的结构强度。碎、砾石类结构层既可做面层，也可做基层或底基层。 （二）、适用范围：由于碎、砾石结构层的平整度较差，易扬尘，雨天泥泞，用它做面层时适用于四级公路的中级路面。,土碎（砾）石混合料三种物理状态,种类,（一）、泥结碎石 泥结碎石结构层是以碎石作为集料，粘土作为填充料和结合料，经压实修筑成的一种结构。泥结碎
9、石结构层的厚度一般为820cm；当总厚度等于或超过15cm时，一般分两层铺筑，上层厚度610cm，下层厚度914cm。 （二）、泥灰结碎石 泥灰结碎石结构层是以碎石为集料，用一定数量的石灰和土做填充料和结合料修筑的碎石结构。,种类,（三）、水结碎石 水结碎石结构层是用大小不同的轧制碎石从大到小分层铺筑，经洒水服压后形成的一种 结构层。此种路面结构层属于典型的嵌锁型结构。 水结碎石的施工特点主要是分层撤铺，洒水碾压，碾压质量是关键。,种类,（四）、填隙碎石 用单一尺寸的粗碎石做主集料，形成嵌锁作用。用石屑填满碎石间的空隙，增加密实度和稳定性，这种结构称为填隙碎石。 由于干法施工填隙碎石不需要用水
10、，在缺水地区，采用这种基层结构，特别显示其优越性。 填隙碎石的主要缺点是，潮湿的填隙料实际上不可能靠振动压路机将空隙填满。如企图用过多遍数的振动碾压使潮湿填隙料下移，往往可能使主集料浮到填隙料层上并严重丧失稳定性。,种类,（五）、级配碎(砾)石 由各种大小不同粒级集料组成的混合料，当其颗粒级配组成符合规定的密实级此要求时，称其为级配型集料，级配型集料中，没有水泥、石灰等水硬性结合料，也没合沥青，所以在国外常称其为无结合料粒料或无结合料材料；决定级配集料层力学性质的主要参数是弹性模量(或回弹模量)、抗剪强度和抗永久形变能力。级配碎(砾)石结构层的厚度一般为816cm，当厚度大于16cm对应分两层
11、铺筑，下层厚度为总厚度的0.6倍，上层厚度为总厚度的0.4倍。,第三节 沥青类结构层,一、沥青路面的基本特性 二、沥青路面的力学特性 三、沥青路面的温度稳定性 四、沥青路面的水稳性 五、沥青路面的抗滑性能 六、沥青路面的分类,沥青路面的基本特性,1、概念：沥青路面是指在柔性基层、半刚性基层上铺筑的一定厚度的沥青混合料面层的路面结构。 2、特点：与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜分期修建等优点。由于它可以使用不同的材料组成和施工方法，因而适用于不同等级的公路路面。它的缺点是表面易受硬物损坏，并容易磨光而降低抗滑性；在外界气温
12、影响下，强度和刚度变化很大，即夏季易变软而冬季易变脆；它的施工季节影响较大，除乳化沥青外，在低温季节和雨季不能施工。 沥青路面的强度和稳定性在很大程度上取决于土基和基层的强度，因此对土基和基层的要求较高。,沥青路面的力学特性,1抗剪强度 2抗拉强度 3抗弯拉强度 4应力一应变特性 5疲劳特性,沥青路面的温度稳定性,(一)、沥青路面的高温稳定性沥青混合料具有强度和抗变形能力随温度的升高而显著降低的特点。(二)、沥青路面的低温稳定性沥青路面在低温时强度虽然增大，但其变形能力却因刚度增大而降低。,沥青路面的水稳性,对于高速公路、一级公路、二级公路的沥青混凝土面层应具有良好的水稳性。沥青混凝土的水稳性
13、通常采用浸水马歇尔试验和沥青与矿料的粘附性试验评价，以检验沥青混凝土受水损害时的抗剥落性能。,沥青路面的抗滑性能,(一)、沥青路面抗滑标准 (二)、沥青路面的防滑措施 针对影响沥青路面抗滑性能的因素，可采取下面一些措施来提高沥青路面的抗滑性能。 1选择适宜的沥青标号与沥青用量、尽可能使用优质沥青；在满足耐久性的前提下尽量减少沥青用量。 2选择坚硬耐磨、有棱角、表面粗糙的集料，并注意集料的级配组成，一般开级配集料组成比密级配集料组成抗滑能力好。 3修筑抗滑表层。抗滑表层是指为汽车交通提供较好的抗滑能力，用抗滑表层混合料(用 AK表示，采用因孔筛时用LK表示)铺筑的符合规定的宏观粗糙度及摩擦系数要
14、求的沥青面层的上面层，也称抗滑磨耗层。,沥青路面的分类,1按强度构成原理分类，可分为密实式和嵌挤式两大类。 2按施工工艺分类，沥青路面可分层铺法、路拌法和厂拌法三大类。 3按结构层组成分类可分为沥青表面处治、沥青贯入式、乳化沥青碎石混合料、热拌沥青碎石和沥青混凝土五种类型。,第五节 水泥混凝土面板,一、水泥混凝土路面的特性 二、混凝土面板 三、水泥混凝土路面的工作特性和力学特性 四、水泥混凝土路面常见的破坏现象,水泥混凝土路面的特性,（一）、混凝土路面优点： 1、强度高 混凝土路面具有很高的抗压强度和较高的抗弯拉强度以及抗磨耗能力。 2、稳定性好 混凝土路面的水稳性、热稳性均较好，特别是它的强
15、度能随着时间的延长而逐渐提高，不存在沥青路面的那种“老化”现象。 3、耐久性好 由于混凝土路面的强度和稳定性好，所以它经久耐用，一般能使用2040 年，而且它能通行包括履带式车辆等在内的各种运输丁具。 4、有利于夜间行车 混凝土路面色泽鲜明，能见度好，对夜间行车有利。,水泥混凝土路面的特性,（二）、混凝土路面的缺点： 1对水泥和水的需要量大 修筑20cm、厚7m宽的混凝土路面，每1000m要耗费水泥约400500t和水约250t，尚不包括养生用的水在内，这对水泥供应不足和缺水地区带来较大困难。 2有接缝 普通混凝土路面要建造许多接缝，这些接缝不但增加施工和养护的复杂性，而且容易引起行车跳动，影
16、响行车的舒适性。接缝又是路面的薄弱点，如处理不当，将导致路面板边和板角处破坏。 3开放交通较迟 混凝土路面完工后，一般要经过28天的潮湿养生才能开放交通，如需提早开放交通，则需采取特殊措施。 4修复困难 混凝土路面损坏后，开挖很困难，修补工作量也大，且影响交通。,混凝土面板,目前国内外常采用等厚式断面。混凝土面板的最小厚度为18cm。 混凝土面板应保证表面平整、耐磨、抗滑。混凝土路面的平整度以3m直尺量测为准。,水泥混凝土路面的工作特性和力学特性,水泥混凝土路面与柔性路面相比，其特性主要有： 1混凝土面板的弹性模量与力学强度大大高于基层和土基的相应模量与强度； 2混凝土的抗拉强度远小于抗压强度，约为抗压强度的1617，因此，其设计强度指标是极限抗弯拉强度； 3由于混凝土面板与基层或土基之间的摩阻力一般不大，所以在力学图式上可把水泥混凝土路面结构看做是弹性地基板，在做有关计算时，采用弹性地基板理论；,
