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第二章 公路工程结构物的构造1 第一节 路基的构造 一、路基横断面类型 二、挡土墙的构造 第二节 路面的构造 一、路面横断面形式 二、路面结构层的划分 三、路面的分级 第三节 桥涵工程构造 一、桥梁的主要类型 二、桥梁上部构造 三、桥梁下部结构 四、涵洞构造 2 公路是一种空间线形工程构造物从大的方面来讲，它是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、防护工程、排水设施、山区特殊构造物等基本部分组成的 此外，为了保证汽车行驶的安全、畅通和舒适，还需有各种附属工程，如公路标志、护栏、路用房屋、加油站、通讯设施及绿化植被等 要确定公路工程造价，做好公路工程概、预算工作，基本前提就是要熟悉公路工程结构物的构造，为准确计算其工程数量打下基础3第一节 路基的构造 路基是路面的基础，并与路面共同承担行车荷载的作用为使路面坚固、稳定，或不占用太多的土地，路基还必须有一些其他附属构造物，如挡土墙、护坡、护脚、排水沟、跌水、急流槽等4 一、路基横断面类型 路基横断面是指在垂直于路中线方向所作的一垂直剖面路基横断面图反映了路基的形状和尺寸，是路基设计的主要技术文件 路基横断面图是由行车道、路肩、分隔带、边沟以及截水沟、护坡道等组成的，对于高速公路还有变速车道、爬坡车道、紧急停车带、慢行道及路上设施等。

根据原地面起伏状况和设计要求不同，路基横断面设计有四种基本类型，即路堤、路堑、半填半挖及不填不挖 5 1、路堤 路堤是指高于原地面，由填方筑成的路基如图2-1所示路堤都应设置边坡，坡度以1:m表示当地面横坡太陡，或填方数量太大，占地太多时，在填方坡脚处常设置石砌护脚，以防止填方沿山坡向下滑动如图2-1d)所示 67 2、路堑 路堑是低于原地面，由挖方构成的路基如图22所示 路堑的典型断面为全挖路堑，如图22a)所示，该路基两侧均需设置边沟，为防止山坡水流进路基，在路堑边坡的上方应设置截水沟，其位置要求距坡顶大于5m 陡峻山坡上的半路堑，为避免局部填方，可挖成台口式路基，如图22b) 在整体坚硬的岩层上，有时可采用半山洞路基如图22c)，但要确保安全，不可滥用(例P13悬崖峭壁坐副驾驶) 89 3、半填半挖 半填半挖路基横断面类型如图23所示它的特征是在同一个断面既有挖方又有填方 以挖做填是一种比较经济的断面型式由于半填半挖断面往往用在横坡较陡的山坡上，为了 使路基稳定，避免填方部分在自重作用下沿地面下滑，此时路基往往要采取一些措施如将原地面拉毛，或将原地面做成台阶，或修筑护肩、护墙、砌石及挡土墙等支挡建筑物。

1011 4、不填不挖 不填不挖路基横断面指路基标高与原地面相同的路基，如图24所示这种路基虽节省 土石方，但对排水非常不利，容易发生水淹等病害常用于干旱的平原，丘陵区或山岭区的山脊线1213 二、挡土墙的构造(P13 例林老板) 挡土墙是一种能够抵抗侧向土压力，防止墙后土体坍塌的建筑物，在路基工程中可以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量尤其是在山区公路中，挡土墙的运用更加广泛14 (一) 挡土墙的类型 1、按照墙的位置分 公路上常用的挡土墙按其设置的位置可分为路堑墙、路肩墙和山坡墙等类型，如图25所示1516 2、按照墙体材料分 按照墙体材料，挡土墙又可分为：石砌挡 土墙、砖砌挡土墙、混凝土挡土墙、钢筋混凝土挡土墙和木质挡土墙等类型17 3、按照墙的结构型式分 按照墙的结构型式，挡土墙还可分为：重 力式、衡重式、半重力式、悬臂式、扶壁式、拱式、锚杆式、锚碇板式、带卸荷板的柱板式、桩板式和垛式(又称框架式)等类型(图26) 其中，重力式、衡重式多用石砌(缺乏石料地区也有用砖砌的)半重力式用混凝土浇筑，视需要也可在受拉区加少量钢筋，以节省圬工其他类型多用钢筋混凝土就地制作或预制拼装 1819 (二) 石砌挡土墙的构造 石砌挡土墙是工程中常用的挡土墙，它由墙身、基础、排水设施和伸缩缝等几部分组成。

1、墙身 墙身是挡土墙的主体结构，根据墙背的倾斜方向，墙身断面型式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线和衡重式等，如图2-7所示2021 2、基础 基础是挡土墙的关键，稍有不慎就有可能导致墙体的破坏挡土墙常用的基础类型有： (1) 扩大基础，如图28a)、b)所示，是将墙趾和墙踵部分加宽成台阶，也可同时将两侧加宽，以加大承压面积，减少基底应力 (2) 切割台阶基础，图28c)所示，当地面陡峻而地基为完整坚硬岩石时，为节省圬工和基础开挖数量，可采用此基础 (3) 拱形基础，图28d)所示，当挖基困难或跨越沟涧时，可采用拱形基础 2223 3、排水设施 挡土墙的墙后排水是十分重要的为了排除墙内的积水，要求在墙身的适当高处，设置一排或数排泄水孔如图29所示2425 4、沉降缝与伸缩缝 沉降缝与伸缩缝是为了防止地基不均匀沉降或为防止圬工砌体硬化收缩及因温度变化而产生不均匀伸缩而设置的，如图210所示 沉降缝与伸缩缝一般都设在一起，称为沉降伸缩缝，一般每隔1015m设置一道，缝宽23cm，自墙顶作到基底，缝内用胶泥或沥青麻筋等弹性材料沿墙的内、外、顶三侧填塞而成2627第二节 路面的构造一、路面横断面形式28 路面的横断面形式主要有两种： 1、槽式 槽式横断面是在整个车行道宽度范围内将路基挖成同深的槽形，然后分层铺筑路面的结构形式，如图211a)所示。

2、全铺式 全铺式横断面是在整个路基宽度范围内部铺筑路面的结构形式，如图211b)所示2930 二、路面结构层的划分 路面是用各种材料铺筑而成的如图212所示 1、面层 (P16 例海南高速公路) 面层是路面结构层最上面的一层，直接受行车荷载和大气作用因此，面层材料应具备较好的力学强度和稳定性当面层为双层时，上面一层称上面层下面一层称下面层中、低级路面上设的磨耗层和保护层亦包括在面层之内 3132 2、基层 基层是路面结构层中承重部分，主要承受车轮荷载的竖向力，并将面层传下来的应力扩散到垫层或土基上去因此，它应具有足够的强度和稳定性，同时还应具有良好的应力扩散能力当基层为双层时，上面一层称基层，下面一层称底基层33 3、垫层 垫层是介于基层与土基之间的一层起排水、隔水、防冻等多方面的作用，以保证基层、面层有足够的强度和稳定性，同时扩散由基层传来的应力，以减少土基所产生的变形所以，在路基水温状况不良的地段，都应设置垫层 用于垫层的材料主要有两种：一是松散颗粒材料，如砂、砾石、炉渣、片石等起透水作用；二 是水泥稳定土、石灰煤渣稳定土等起稳定性作用 34 三、路面的分级 根据路面的使用品质和服务能力，将路面分为高级、次高级、中级和低级四个技术等级。

35 1、高级路面 高级路面平整无尘，结构强度高，使用寿命长，养护费用少，运输成本低，能保证高速行驶和较大的交通量适于高速公路和一级公路 高级路面主要有： (1) 沥青混凝土路面将沥青、砂、碎石、矿粉等材料加热后按比例拌和，并趁热碾压成型的路面这种路面坚实平整，密实不透水 (2) 水泥混凝土路面以水泥作为胶结材料，将其与砂、石、水等材料均匀拌和，经摊铺振捣整平养护后形成的路面这种路面强度高，耐久性好、使用寿命长 36 2、次高级路面 次高级路面适于二级公路和三级公路，其主要类型有： (1) 热拌沥青碎石混合料 用沥青、砂、碎石加热拌和，并趁热碾压成型的路面 (2) 沥青贯入式 在初步压实且有许多空隙的新铺碎石层表面浇灌沥青，使沥青灌入石缝 中，然后用小碎石铺上一薄层作为嵌缝料，压实后再浇一次沥青，最后用石屑铺一薄层，再经压实而形成的路面 (3) 沥青表面处治 在原有的石灰土路面或级配路面的表层上加铺薄层的沥青与小石子的混合料，然后碾压成型37 3、中级路面 中级路面适于四级公路，其结构类型主要有： (1) 泥结碎石路面 用粘土作填充粘结料修筑的碎石路面这种路面施工方便，造价低廉，但强度低，平整度差，易扬尘，养护工作量大，适于道路的分期修建和改善。

(2) 级配碎石路面 将粒径不同的碎石和砂(石屑)及粘土组成良好级配的混合料，在最佳含水量状态下经碾压形成的路面这种路面比泥结碎石路面平整度好，力学强度也较高38 4、低级路面 低级路面是用当地的各种材料如炉渣、碎石和砂砾土等修筑的路面这种路面平整度差， 强度低，仅适于四级公路或乡村道路 39第三节 桥涵工程构造 一、桥梁的主要类型 桥梁是人类为克服天然障碍而建造的建筑物它既是一种功能性的构造物，同时又是一个壮观、美丽的建筑工程 桥梁种类繁多，姿态各异，下面仅按其不同的结构体系阐述桥梁的主要类型 40 1、梁式桥 梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，如图213所示这种结构由于外力的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，故梁内易产生很大的弯矩，需用抗弯能力强的材料来建造目前在公路上应用最广泛的是预制装配式的钢筋混凝土简支梁桥，这种桥梁的结构简单、施工方便，对地基的承载力要求不高，但其跨径较小，一般在25m以下 414243 2、拱式桥 拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋，如图214所示这种结构在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力，如图214b)所示同时这种水平推力将显著抵消荷载所引起的在拱圈内的弯矩作用。

因此，常用抗压能力强的圬工材料(砖、石、混凝土)来建造 4445 3、刚构桥 刚构桥的主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚构结构，梁和柱的连接处具有很大的刚性，如图215所示在竖向荷载作用下，梁部主要受弯，而在柱脚处也有水平反力，其受力状态介于梁桥与拱桥之间464748 4、悬索桥(又称吊桥) 悬索桥如图216所示它的主要承重结构是悬挂在两边桥塔上的强大缆索悬索桥一般结构自重较轻，跨度很大，便于无支架悬吊拼装但在车辆动荷栽和风载作用下，有较大的变形和振动495051 5、斜拉桥 斜拉桥由斜索、索塔和主梁组成，如图217所示用高强钢材制成的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的荷载和车辆荷载传至索塔，再通过索塔基础传至地基 与悬索桥相比，斜拉桥的结构刚度大，且抵抗风振的能力也很好525354 二、桥梁上部构造 桥梁是由上部结构和下部结构两个主要部分组成的上部结构是指桥墩以上部分，下部构造是指桥墩、桥台和基础，如图218所示55 桥梁上部结构类型很多，其横断面形式主要有： (一) 梁式桥主梁横断面形式 1、承受正弯矩的简支梁桥 (1) 实心板梁，如图219a)所示 (2) 矮肋板梁，如图219b)所示 (3) 空心板梁，如图219c) 、d)所示。

5657 (二) 拱式桥主拱横断面形式 1、实心板拱圈 如图220a)，b)所示 2、双曲供圈 如图220c)所示 3、箱形供圈 如图220d)所示 4、钢筋混凝土拱肋 如图220e)，f)，g) 5、钢管混凝土供 如图220h)l)5859 三、桥梁下部结构(P22例桂林炸桥) 桥墩、桥台主要由墩(台)帽、墩(台)身、基础三部分组成的，如图221所示 桥墩、桥台的作用是承受上部结构传来的荷载，并通过基础又将此荷载及墩、台本身的自重传递到地基上 目前，公路上常用的墩、台主要荷重力式墩、台和轻型墩、台两种606162 (一)重力式墩、台构造 重力式墩、台是靠自身重量来平衡外力而保持其稳定的因此，这类墩、台比较厚实，可以不用钢筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑这种墩、台适于地基良好或漂浮物较多的河流中63 1、梁桥重力式桥墩构造 (1) 墩帽 墩帽是桥墩顶端的传力部分，它通过支座承托着上部结构，并将相邻两孔上的荷载传递到墩身上因此，墩帽的强度要求较高，一般用20号以上钢筋混凝土材料建造如图222所示6465 (2) 墩身 墩身是桥梁的主体通常由块石、混凝土或钢筋混凝土建造为了便于水流或漂浮物流 过，墩身平面形状可以做成圆端形或尖端形，无水的岸墩或高架桥墩可以做成矩形，如图223 所示。

6667 (3) 基础 基础是介于墩身与地基之间的传力结构 天然地基上的。