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1、内科大 建工学院 道路与交通工程系 路基路面工程教案 邓学钧（第三版）教材内蒙古科技大学建筑与土木工程学院路基路面工程教案 编制教师：高建红使用班级：土木、交通第一章 总论1-1道路工程发展概况一、 道路的衍变道路的发展同人类社会文明的进步是一致的。从古到今，道路的发展可大致分为四个阶段：第一阶段：供行人和牛马及其它兽类行走、驮运货物的阶段。此时期的道路通常称为小路或小径(Trail)。第二阶段：供蓄力车辆和行人通行的大道(Cart Way)阶段。尧舜时代，道路曾称作“康衢”；西周时人们将路分为三级：可并通行三辆马车的称为“路”、可并行两辆马车的称为“道”、仅能通行一辆马车的称为“途”，不能通
2、行蓄力车辆而仅可供行人或骑马通过的称为“径”；秦朝时期则建成了以咸阳为中心遍及全国的驰道；清朝对道路网进行了整顿，把驿路分为三等：官马大路、大路和小路。在欧洲的古罗马，道路非常发达，有“条条大道通罗马”之称。第三阶段：行驶汽车的公路（Highway）阶段。内燃机汽车是由德国人高特列希戴姆勒在1886年发明的，我国在1902年开始从国外引进汽车，1906年苏元春驻守广西时首建了龙州到镇南关的公路。第四阶段：以汽车分道高速度行驶为特征的高速公路阶段。也称为Freeway或Expressway。二、 世界上道路发展的代表性事件 1832年 焦油沥青路面第一次在英国出现 1876年 发明燃气发动机 1
3、885年 发明汽车 1890年 发明橡胶充气轮胎 19291932年 德国诞生第一条真正的高速公路 1990年左右 发达国家德国、美国、日本、意大利等的高速公路已经相当完善 19841988年的沪嘉高速公路是我国大陆第一条高速公路，以后迅速发展，到目前中国高速公路仅用了10多年时间就走过了发达国家一般40年才能走过的进程。一些国家的道路交通事故已经渡过高峰期，呈下降或平稳态势，如德国、日本。我国目前道路交通事故不断上升。从理论和国外实际情况讲，高速公路的事故情况比普通公路要好得多，但在我国高速公路发展仅十多年历史，存在驾驶员、车辆适应性及高速公路规划、设计、管理的进一步发展，我国高速公路事故表
4、现的异常严重。高速公路是普通公路事故发生率的8倍。三、我国路面发展的三个阶段第一阶段： 恢复原有公路和加快建设一些干线公路，解决通车问题。 代表性的正规路面：泥结碎石和级配砾石路面。第二阶段： 公路里程迅速增长的同时，改善路面的行车质量，增加车速，减轻养护。出现渣油表处路面（低级，能阻止路面材料和土基中水分的蒸发）。援外工程中广泛采用：水泥稳定砂砾（土）基层（赞比亚、苏丹）级配碎石基层（索马里、马达加斯加） 填隙碎石基层（索马里、尼泊尔）第三阶段： 提高路线和路面等级，改建和新建高速公路。 代表路面：半刚性基层路面。 半刚性路面：将用水硬性结合料处治层的沥青路面正式命名为半刚性路面。四、道路的
5、分类道路是供各种交通工具、行人等通行的工程设施，按其使用功能分为公路、城市道路、机场跑道、厂矿道路、林区道路等。 Airport lane 分类 国家干线 干线公路 省干线 公 路 县公路 乡公路 支线公路 Road 分级 高速公路、一级公路（高等级公路） 二级、三级、四级公路(其它公路)城市道路 快速路 主干道 次干道 支 路 其它道路 1-2 路基路面工程的特点一、 路基路面的功能及其作用 路基：在地表按照路线位置和一定技术要求开挖或填筑而成的岩土结构物。 作用：作为路面的支撑结构物。特点：（1）破坏了原地面的自然平衡状态（2）变异性大（3）投资、工程量大，占地多，工期长，二级公路8000
6、-16000m3/km道路 路基本体：路基断面中的填挖部分 路基设施：为确保本体稳定采用的必要附属工程设施，排水、防护、支挡、加固设施 路面：由多层次结构层组成、由各种混合料铺筑而成的层状结构物，垫层、基层、面层 作用：保护路基不受车辆、大气的破坏，使之长期处于稳定状态，使行车经济、安全、快速、舒适 特点：在道路造价中所占比重很大，约30%二、对路基路面的基本要求1、承载能力：包括强度和刚度两个方面 强度：抵抗车轮荷载引起的各个部位的各种应力，防压碎、拉断等。 刚度：使得在车轮荷载作用下不发生过量的变形，防车辙、沉陷等。2、稳定性：道路改变了原有的自然平衡，且经常受到温度、湿度变化的影响而保持
7、工程设计所要求的几何形态及物理力学性质的功能。3、耐久性：道路使用年限数10年，经常受到温度、湿度变化的影响，应具有耐久的性能。4、表面平整度：路基路面都要求。是影响行车安全、舒适、运输效益的重要使用性能。 提高耐久性和平整度，除了精心设计、施工、选材外，还要长年养护、维修。5、表面抗滑性能：要求路面平整度好、但不光滑，多用摩擦系数表征。抗渗透性差会使路面剥落、坑槽、网裂等水损害。1-3 影响路基路面稳定的因素1、 地理条件地形、地貌、海拔高度。平原、丘陵、山岭区2、 地质条件岩石：种类、成因；走向、倾向、倾角3、 气候条件气温、降水、湿度、冰冻深度、日照、风力等；气候的季节性变化。4、 水文
8、和水文地质条件地表水、河水、湖水等；地下水；水位、层间水、裂隙水、泉水等。5、 土的类别砂土、粘土、粉土。1-4 路基土的分类一、分类的依据 土颗粒的粒径组成，土颗粒的矿物成分或其余物质的含量，土的塑性指标。 二、分类体系： 四大类，12种 ，见图1-1和表1-11、巨粒土：漂石土、卵石土2、粗粒土：砾类土、砂类土3、细粒土：粉质土、粘质土、有机质土4、特殊土： 黄土、膨胀土、红粘土、盐渍质土、冻土。土的基本代号见表1-2，p9。三、各类公路用土的工程性质1、 巨粒土（d60mm，质量50%总）有很高的强度和稳定性，用以填筑路基是良好的材料。可砌筑边坡；做中级路面；基层、底基层。2、 粗粒3、
9、 土（d=600.075mm，质量50%总） 砾类土（d=260mm，50%总）4、 级配良好时，密实度好，强度和稳定性能满足要求。5、6、7、 8、砂类土（d=260mm，50%总）无塑性，透水性强，毛细上升高度小，具有较大的内摩擦系数，强度和水稳定性均好；但砂土粘性小，易松散，压实难，但经充分压实变形小、稳定好。 可采用振动法压实，并掺少量粘土，以改善级配组成。 砂性土含有一定数量的粗颗粒、细颗粒，级配适宜，强度、稳定性等都能满足要求，是理想的路基填筑材料。如细粒土质砂土，其粒径组成接近最佳级配，遇水不粘着，不膨胀，雨天不泥泞，晴天不扬尘，便于施工。 3、细粒土（d0.075mm，50%总
10、），见p10图1-3粉性土毛细作用强烈，毛细上升高度大(可达1.5m)，在季节性冰冻区易造成冻胀、翻浆等病害。粉性土属于不良的公路用土，如用，则应采取技术措施改良土质并加强排水。 粘性土毛细现象显著，内摩擦系数小而粘聚力大，透水性小而吸水能力强，有较大的可塑 性。在适当含水量时充分压实和设置良好的排水设施，筑成的路基也能获得稳定。 重粘土工程性质与粘性土相似，但其含粘土矿物（蒙脱土、伊里土、高岭土）成分不同时，性质有很大差别。一般重粘土不透水，粘聚力特强，塑性很大，干燥时很坚硬，施工时难以挖掘与破碎。 总之，土作为路基建筑材料，砂性土最优 粘性土次之 粉性土和重粘土，特别是蒙脱土属不良材料，最
11、容易引起路基病害。此外，还有一些特殊土类，如有特殊结构的土(黄土)、含有机质的土(腐殖土)以及含易溶盐的土(盐渍土)等，用以填筑路基时必须采取相应技术措施。 1-5 公路自然区划一、区划的原则与分级 1、区划原则 （1）道路工程特征相似的原则：在同一区划内，同样自然因素下，筑路特性具有相似性 （2）地表气候区划差异性的原则 地带性差异：地表气候随当地纬度而变 非地带性差异：与高程变化有关，青藏高原与纬度相同的其他地区相比，更加寒冷 （3）自然气候因素既有综合又有主导作用的原则 自然气候的变化是各种因素综合作用的结果，但其中又有某种因素起着主导作用。 2、区划分级 （1）一级区划：将全国划分为7
12、个大区。从p13的图1-5中找出包头地区所属区划。 （2）二级区划：以潮湿系数为主要区分标志，在一级区划内进一步分为33个二级区和19个二级副区。 （3）三级区划：二级区划的具体化，各省、自治区自行划定。 二、各自然区划的筑路特点 区北部多年冻土区 对于泥沼地多年冻土层保温，不可轻易挖覆盖层对泥沼地非多年冻土层需将泥炭层挖除，排干水分，填筑路堤 区东部湿润季冻区 防止冻胀、翻浆，使路基尽量保持干燥。缺乏砂石，采用稳定土基层取得一定的经验。 区黄土高原干湿过渡区 黄土对水分的敏感性。干燥土基强度高，稳定性好。潮湿土基差。 区东南湿热区 雨量大、集中，路面结构应结合排水系统综合设计西南潮暖区 筑路材料丰富，充分利用西北干旱区 大部分地区地下水位低
