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Ch4 Ch4 道路结构设计道路结构设计§4-1 §4-1 概述概述§4-2 §4-2 路基设计路基设计§4-4 §4-4 水泥混凝土路面水泥混凝土路面§4-3 §4-3 沥青混凝土路面沥青混凝土路面ch6道路结构设计概述 §4-1 §4-1 概述概述1 1 路基路面工程的定义、分级分类路基路面工程的定义、分级分类 ◆◆路基工程路基工程 路基是按照路线位置和一定的技术要求修筑的带状构造物，是路面的基础，承受由路面传来的行车荷载作为路面的支承结构物，路基必须具有足够的强度、稳定性和耐久性 ◆◆路面工程路面工程 路面是指用各种筑路材料在公路路基上供车辆行驶的构造物 ch6道路结构设计概述◆◆ 路面的分层路面的分层 路面结构通常是分层铺筑的，按照使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同分成若干层次通常按照各个层位功能的不同划分为三个层次：面层、基层和垫层面层、基层和垫层，基层有时包括底基层 ch6道路结构设计概述◆◆ 路面各层的功能特点路面各层的功能特点面面层层：面层是直接同行车及大气接触的表面层次，它承受较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降雨的浸蚀和气温变化的影响，因此，同其它层次相比，它应具有较高的结构强度、抗变形能力和较好的水稳定性与温度稳定性，且应耐磨、不透水，表面还应有良好的抗滑性与平整度基基层层：主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的垫层及土基，因此，它也应具有足够的强度与刚度，并应具有良好的扩散应力的能力；基层受大气影响较面层小，但仍可能受地下水及面层渗入雨水的浸湿，故也应具有足够的水稳定性；同时，为保证面层平整，它还应具有较好的平整度垫垫层层：垫层介于基层和土基之间，改善土基的湿度和温度状况、使面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态；同时，扩散基层传递的荷载应力、减小土基的应力与变形，并可阻止路基土挤入基层ch6道路结构设计概述◆◆ 路面的等级与面层类型路面的等级与面层类型 通常按照路面面层的使用品质、材料组成类型以及结构的强度与稳定性，将路面分为高级、次高级、中级和低级等四个等级，各等级对应的面层类型材料如下表所示 路面等级路面等级面层材料类型面层材料类型适用的技术等级适用的技术等级高 级 沥青混凝土，水泥混凝土高速、一级、二级次高级沥青贯入式 ，沥青碎石 ，沥青表面处治 ，整齐石块或条石二级、三级中 级碎、砾石（泥结或级配） ，半整齐块石 ，其它粒料 三级、四级低 级粒料加固土 ，其它当地材料加固或改善土，不整齐石块四级ch6道路结构设计概述◆◆ 路面的分类路面的分类 按照面层所用的材料区分，如水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面等等 从路面结构的力学特性和设计方法的相似性出发，将路面划分为柔性路面、刚性路面和半刚性路面三类 ch6道路结构设计概述2 2 影响影响路基路面稳定的因素路基路面稳定的因素◆◆ 地理条件地理条件一、地形地貌一、地形地貌二、海拔高度二、海拔高度三、路线与地势地貌的结合程度三、路线与地势地貌的结合程度◆◆ 地质条件地质条件一、岩石或土的种类与成因一、岩石或土的种类与成因二、地质走向与层理二、地质走向与层理三、有无软弱层或软弱夹层三、有无软弱层或软弱夹层四、有无地震、泥石流或岩溶等不良地质情况四、有无地震、泥石流或岩溶等不良地质情况 ch6道路结构设计概述◆◆ 气候条件气候条件 一、气温（季节性与地形性）一、气温（季节性与地形性） 二、降水二、降水 三、日照三、日照 四、风力风向四、风力风向 ◆◆ 水文和水文地质条件水文和水文地质条件 一、地表水的水文条件一、地表水的水文条件 1、地表积水水位与存水时间、地表水的排泄、地表积水水位与存水时间、地表水的排泄 3、河流的常水位与洪水水位、河流的常水位与洪水水位 4、河流的河岸及河床的淤积、河流的河岸及河床的淤积 二、地下水的水文地质条件二、地下水的水文地质条件 1、地下水的移动规律、地下水的移动规律 2、地质内的层间水、裂隙水、泉水的存在情况、地质内的层间水、裂隙水、泉水的存在情况ch6道路结构设计概述◆◆ 土的类别土的类别 一、土的不同颗粒组成形成不同的材料强度机理一、土的不同颗粒组成形成不同的材料强度机理 二、不同类别的土受水温影响的程度不同二、不同类别的土受水温影响的程度不同 三、不同的土类有不同的工程特征与性质三、不同的土类有不同的工程特征与性质ch6道路结构设计概述3 3 环境因素对路基路面的影响环境因素对路基路面的影响◆◆ 温度对路基路面的影响温度对路基路面的影响 一、温度造成路基体的膨胀与收缩，甚至引起路一、温度造成路基体的膨胀与收缩，甚至引起路 基的冻胀基的冻胀.二、温度造成水泥砼路面的温度应力及条块分割二、温度造成水泥砼路面的温度应力及条块分割三、温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及三、温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及 低温开裂低温开裂ch6道路结构设计概述◆◆ 湿度对路基路面的影响湿度对路基路面的影响 一、一、湿度对路基的影响：湿度对路基的影响： 湿软、冰冻及整体不稳定，需设置良好湿软、冰冻及整体不稳定，需设置良好的排水设施，并控制路基的干湿类型的排水设施，并控制路基的干湿类型 二、二、湿度对路面的影响：湿度对路面的影响： 水分积蓄于路基路面体内，降低路基路水分积蓄于路基路面体内，降低路基路面的强度与刚度，造成路面破坏，并可进面的强度与刚度，造成路面破坏，并可进一步加剧路面透水性一步加剧路面透水性 ch6道路结构设计概述◆◆ 公路区划依据的原则公路区划依据的原则 一、道路工程特征相似的原则一、道路工程特征相似的原则 二、地表气候区划差异性原则二、地表气候区划差异性原则 三、自然气候因素既有综合又三、自然气候因素既有综合又 有主导作用的原则有主导作用的原则4 公路自然区划公路自然区划ch6道路结构设计概述◆◆ 我国的公路自然区划我国的公路自然区划 我国的公路自然区划分为三级：一级区划按多我国的公路自然区划分为三级：一级区划按多年冻土、季节冻土及全年不冻土三大地带考虑冰年冻土、季节冻土及全年不冻土三大地带考虑冰冻、水热平衡和地理位置分为冻土、温润、干湿冻、水热平衡和地理位置分为冻土、温润、干湿过渡、湿热、潮暖、干旱和高寒等七个大区；二过渡、湿热、潮暖、干旱和高寒等七个大区；二级区划是在一级区划内再以潮湿系数为依据分为级区划是在一级区划内再以潮湿系数为依据分为过湿、中湿、润湿、润干、中干和过干等六个等过湿、中湿、润湿、润干、中干和过干等六个等级，结合各区的地理、气候特征等因素进行二级级，结合各区的地理、气候特征等因素进行二级区和二级副区的划分；三级区划则是二级区划的区和二级副区的划分；三级区划则是二级区划的具体化具体化ch6道路结构设计概述◆◆ 区划与路基路面设计的相关性区划与路基路面设计的相关性不不同同地地区区自自然然条条件件的的差差异异同同公公路路建建设设关关系系密切密切n路路基基路路面面与与地地势势地地貌貌、、地地质质、、水水文文、、水水热热及土质等不同区划特征紧密相关及土质等不同区划特征紧密相关ch6道路结构设计概述ch6道路结构设计概述。