第五章 路面工程.docVIP

第五章 路面工程 一、大纲要求 1、掌握基层、底基层、垫层施工的基本要求、方法及工艺流程。 2、掌握沥青路面施工的基本要求、方法及工艺流程；掌握水泥混凝土路面施工的基本要求、方法及工艺流程；掌握路面工程量、混合料综合运距的计算方法；熟悉（了解）路面工程设计的基本要求和内容。 路面分为铺装路面、简易铺装路面和砂石路面。 铺装路面可为沥青混凝土路面和水泥混凝土路面， 简易铺装路面可分为表面处治、沥青碎石、贯人式路面， 砂石路面等计入未铺装路面。 砂石路面包括级配碎(砾)石路面、泥结碎(砾)石路面、水结碎石路面、填隙碎石路面及其他粒料路面。 按材料分类，路而可分为沥青混凝土路面、水泥混凝土路面、砂石路面等；按路面力学特性、分为柔性、刚性及半刚性路面。 柔性路面的力学特点是：在行车荷载作用下的弯沉变形较大，路面结构本身抗弯拉强度小，在重复荷载作用下产生累积残余变形。路面的破坏取决于荷载作用下所产生的极限垂直变形和弯拉应力。 刚性路面的特点是：在行车荷载作用下产生板体作用，其抗弯拉强度和弹性模量较其他各种路而材料要大得多，故呈现出大的刚性。刚性路面在荷载作用下的弯沉变形极小，路面的破坏取决于荷载用下所产生的疲劳弯拉应力。刚性路面主要指水泥混凝土路面。 半刚性路面是指用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定类材料(常称半刚性材料)作为基、底基层的沥青路面结构。这种半刚性基层材料使用前期的力学特性呈柔性，而后期趋近刚性，如水泥或石灰粉煤灰稳定粒料类基层沥青路面。 三、路面结构组成 路面结构一般由面层、基层、底基层、垫层组成。 面层是直接承受车轮荷载反复作用和自然因素影响的结构层。 基层是设置在面层之下，并与面层一起将车轮荷载的反复作用传到底基层、垫层、土基，起主要承重作用的层次。基层太厚时，为保证工程质量分为两层或三层铺筑。当采用不同材料修筑基层时，基层的最下层称为底基层。基层可分为无机结合料稳定类(整体型)和粒料类(嵌锁型、级配型)。 垫层是设置在基层与土基之间的结构层，起排水、隔水、防冻、防污等作用。各级公路当需要设置垫层时，一般可采用水稳性好的粗粒料或各种稳定材料铺筑。 四、路面设计 路面设计应包括路面结构层原材料的选择、混凝土配合比设计、设计参数的测试与确定，路面结构层组合与厚度计算，路面结构的方案比选等内容，以及路面排水系统设计和路肩加固等设计。 路面设计的原则为： (4)路面设计方案应注意环境保护和施工人员的健康和安全。 (5)为提高路面工程质量，应推行机械化施工。对高速公路、一级公路，应采用大型、高效的成套机械设备施工，以确保工程质量。 (6)高速公路、一级公路的路面不宜分期修建。 第二节 基层、底基层及垫层 一、垫层 1．垫层的设置原则 处于下列状况的路基应设置垫层，以排除路面、路基中滞留的自由水，确保路面结构处于干燥或中湿状态。 (1)地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿、过湿状态的路段。 (2)排水不良的土质路堑，有裂隙水、泉眼等水文不良的岩石挖方路段。 (3)季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段，可能产生冻胀需设置防冻垫层的路段。 (4)基层或底基层可能受污染以及路基软弱的路段。 2．垫层材料 垫层材料可选用粗砂、砂砾、碎石、煤渣、矿渣等粒料以及水泥或石灰煤渣稳定粗粒土、石灰粉煤灰稳定粗粒土等。若采用粗砂和砂砾料时，通过0．074mm筛孔的颗粒含量应不大于5％；采用煤渣时，小于2mm的颗粒含量不宜大于20％。为防止软弱路基污染粒料底基层、基层，或为隔断地下水的影响，可在路基顶面设土工合成材料隔离层。 3．垫层设置宽度 高速公路、一级公路、二级公路的排水垫层应铺至路基同宽，以利路面结构排水，保持路基稳定。二级公路、四级公路的垫层宽度可比底基层每侧至少宽25cm。 二、基层、底基层 基层是沥青路面结构中的承重部分，主要承受车辆荷载的竖向力，并把面层传下来的应力扩散到垫层或土基。因此基层、底基层应具有足够的强度和稳定性，在冰冻地区还应具有一定抗冻性。高级路面下的半刚性基层应具有较小的收缩(温缩及干缩)变形和较强的抗冲刷能力。 如图5-2所示，一般公路的基层宽度每侧宜比面层宽出25cm，底基层每侧宜比基层宽15cm。在多雨地区，透水性好的粒料基层，宜铺至路基全宽，以利排水。 三、无机结合料稳定类基层(底基层) 无机结合料稳定类基层包括水泥稳定类、石灰稳定类和工业废渣稳定类基层。 半刚性基层材料的显著特点是整体性强、承载力高、刚度大、水稳性好，而且较为经济。半刚性材料已广泛用于修建高等级公路路面基层或底基层。 水泥稳定类、石灰粉煤灰稳定类材料适用于各级公路的基层和底基层，但水泥或石灰、粉煤灰稳定细粒土不能用做高级路面的基层。 石灰稳定类材料适用于各级公路的底基层，也可用做二级和二级以下公路的基层，但石灰稳定细粒土不能用做高级