第六章 路面设计与施工-1(精品).ppt

第六章第六章 路面设计与施工路面设计与施工徐州建筑职业技术学院徐州建筑职业技术学院市政工程学院市政工程学院1/26/20231第一节 概述1/26/20232案例1：某段路面结构层次示意图1/26/202331.1 1.1 面层面层w满足要求满足要求:强度强度 刚度刚度 稳定性稳定性 耐久性耐久性 平整度平整度 抗滑性抗滑性 少尘性及噪声低少尘性及噪声低w面层层次面层层次:一次或多一次或多层层w面层类型面层类型水泥混凝土面层水泥混凝土面层沥青混合料面层沥青混合料面层碎（砾）石混合料碎（砾）石混合料面层面层水泥混凝土嵌锁式水泥混凝土嵌锁式块料块料整齐或半整齐块石整齐或半整齐块石1/26/202341.2 1.2 基基层层w作用作用:起承重作用起承重作用w满足要求：满足要求：强度强度 刚度刚度 水稳定性水稳定性 耐久性耐久性 抗散应力要求抗散应力要求 具有一定平整性具有一定平整性 具有一定耐冲刷性具有一定耐冲刷性w基层层次基层层次:基层和底基层和底基层。基层。w当层厚较厚时，可当层厚较厚时，可设上基层和下基层设上基层和下基层或上底基层和下底或上底基层和下底基层基层w设置位置：面层下设置位置：面层下面面1/26/202351.2 1.2 基基层层w基层类型基层类型p结合料结合料(石灰、水泥或沥青等石灰、水泥或沥青等)稳定土或碎稳定土或碎(砾砾)石石混合料；混合料；p工业废渣混合料，如化铁炉溶渣工业废渣混合料，如化铁炉溶渣(简称水淬渣简称水淬渣)、煤渣或粉煤灰等同石灰煤渣或粉煤灰等同石灰(或石灰类渣等或石灰类渣等)组成的混组成的混合料合料(俗称二渣俗称二渣)，或外掺碎石或土的混合料，或外掺碎石或土的混合料(俗俗称三渣或二灰土称三渣或二灰土)；p贫水泥混凝土；贫水泥混凝土；p各种碎各种碎(砾砾)石混合料或天然砂砾；石混合料或天然砂砾；p片石、块石或圆石片石、块石或圆石1/26/202361.3 1.3 垫垫层层w设置位置：设置位置：基层下部基层下部w作用：作用：排水、隔水、防冻、防污排水、隔水、防冻、防污 w垫层材料要求：垫层材料要求：强度要求不一定高，但其水强度要求不一定高，但其水稳定性要好。稳定性要好。w垫层类型：垫层类型：透水性垫层透水性垫层:由松散的颗粒材料如砂、砾石、由松散的颗粒材料如砂、砾石、炉渣等组成；（粒状材料）炉渣等组成；（粒状材料）整体性材料整体性材料:由水泥或石灰稳定土等组成。由水泥或石灰稳定土等组成。1/26/202371.4 1.4 联结层联结层w设置位置：设置位置：面层与基层之间面层与基层之间w作用：作用：加强面层与基层的联结、减少基层裂缝加强面层与基层的联结、减少基层裂缝对面层的影响对面层的影响 w采用材料：采用材料：沥青贯入碎石或沥青碎石混合料沥青贯入碎石或沥青碎石混合料1/26/202382.路面基本要求路面的使用性能路面的使用性能 l功能性能功能性能l结构性能结构性能l断裂或开裂断裂或开裂l永久变形永久变形l耗损耗损路面的损坏路面的损坏路面的承载能力：路面的承载能力：路面使用的年限路面使用的年限 1/26/202392.路面基本要求w具有足够的强度和刚度具有足够的强度和刚度w具有足够的稳定性具有足够的稳定性 w具有足够的耐久性：抗疲劳强度、抗变形能具有足够的耐久性：抗疲劳强度、抗变形能力、抗老化能力力、抗老化能力 w具有足够的表面平整度具有足够的表面平整度 w具有足够的表面抗滑性能具有足够的表面抗滑性能 w少尘性少尘性 1/26/202310 3.路面分类3.1 3.1 3.1 3.1 根据材料分类根据材料分类根据材料分类根据材料分类沥青路面沥青路面水泥混凝土路面水泥混凝土路面块料路面块料路面 粒料路面粒料路面 复合式路面复合式路面 3.2 3.2 3.2 3.2 根据力学性质分类根据力学性质分类根据力学性质分类根据力学性质分类柔性路面柔性路面刚性路面刚性路面半刚性路面半刚性路面 front1/26/202311沥青路面l沥青碎石混合料沥青碎石混合料 l沥青混凝土沥青混凝土 l沥青表面处治沥青表面处治 l沥青贯入碎石沥青贯入碎石 back1/26/202312水泥混凝土路面l普通混凝土普通混凝土 l钢筋混凝土钢筋混凝土 l连续配筋混凝土连续配筋混凝土 l钢纤维混凝土钢纤维混凝土l预应力混凝土预应力混凝土 l碾压混凝土碾压混凝土 back1/26/202313复合式路面连续配筋混凝土连续配筋混凝土沥青混凝土沥青混凝土碾压混凝土碾压混凝土沥青混凝土沥青混凝土back1/26/202314块料路面和粒料路面嵌锁式混凝土块料嵌锁式混凝土块料整齐和半整齐块石整齐和半整齐块石块料路面块料路面级配碎级配碎(砾砾)石石粒料改善土粒料改善土粒料路面粒料路面泥灰结碎石泥灰结碎石back1/26/202315柔性路面l定义：定义：指刚度较小，在车轮荷载作用下产生指刚度较小，在车轮荷载作用下产生的弯沉较大，路面结构本身的抗弯拉强度较的弯沉较大，路面结构本身的抗弯拉强度较低，它通过各结构层将荷载传递给路基，使低，它通过各结构层将荷载传递给路基，使路基承受较大的单位压力。柔性路面依靠抗路基承受较大的单位压力。柔性路面依靠抗压、抗剪切强度来承受车轮荷载作用。压、抗剪切强度来承受车轮荷载作用。l分类：分类：沥青面层、块石面层、砂石路面中的沥青面层、块石面层、砂石路面中的级配碎级配碎(砾砾)石、水结碎石、填隙碎石及其他石、水结碎石、填隙碎石及其他粒料路面面层。粒料路面面层。back1/26/202316刚性路面l定义：定义：面层板刚度较大，抗弯拉强度较高的路面。面层板刚度较大，抗弯拉强度较高的路面。l分类：分类：水泥混凝土路面、修筑在水泥混凝土基层上水泥混凝土路面、修筑在水泥混凝土基层上的路面。的路面。l特点：特点：结构层处于板体工作状态，竖向弯沉较小，结构层处于板体工作状态，竖向弯沉较小，主要靠水泥混凝土的抗弯拉强度承受车轮荷载，板主要靠水泥混凝土的抗弯拉强度承受车轮荷载，板体的扩散分布作用大，传递给土基的单位压力很小。体的扩散分布作用大，传递给土基的单位压力很小。l对基层要求：对基层要求：基层的强度不一定很高，但基层应具基层的强度不一定很高，但基层应具有足够的稳定性、均匀性和耐冲刷能力。有足够的稳定性、均匀性和耐冲刷能力。back1/26/202317半刚性路面定义：定义：在半刚性基层上铺筑的路面结构型式在半刚性基层上铺筑的路面结构型式叫半刚性路面。叫半刚性路面。半刚性基层定义：半刚性基层定义：半刚性基层是指用水泥、半刚性基层是指用水泥、石灰、工业废渣等无机结合料进行稳定的基石灰、工业废渣等无机结合料进行稳定的基层。层。半刚性基层特点：半刚性基层特点：该基层在前期具有柔性路该基层在前期具有柔性路面的特点，随着时间的推移其强度和刚度会面的特点，随着时间的推移其强度和刚度会大幅度增长，但最终强度和刚度还是小于刚大幅度增长，但最终强度和刚度还是小于刚性路面。性路面。back1/26/202318 4.路面技术等级分类4.1 4.1 4.1 4.1 根据面层使用品质和材料组成分类根据面层使用品质和材料组成分类根据面层使用品质和材料组成分类根据面层使用品质和材料组成分类高级路面高级路面次高级路面次高级路面中级路面中级路面低级路面低级路面 详见表详见表1-31/26/202319 表1.3 路面等级与类型 公路等级公路等级路面等级路面等级面层类型面层类型设计年限设计年限(年年)高速公路高速公路一级公路一级公路高级路面高级路面沥青混凝土、水泥混凝土、厂拌沥沥青混凝土、水泥混凝土、厂拌沥青碎石青碎石 整齐石块或条石整齐石块或条石2020二级公路二级公路高级路面高级路面沥青混凝土、水泥混凝土沥青混凝土、水泥混凝土厂拌沥青碎石、整齐石块或条石厂拌沥青碎石、整齐石块或条石1515次高级路次高级路沥青贯入碎（砾）石、路拌沥青碎石沥青贯入碎（砾）石、路拌沥青碎石三级公路三级公路次高级面次高级面乳化沥青碎石混合料、沥青表面处治乳化沥青碎石混合料、沥青表面处治1515中级路面中级路面水结碎石混合料、沥青表面处治水结碎石混合料、沥青表面处治四级公路四级公路中级路面中级路面水结碎石、泥结碎石、级配碎（砾）石水结碎石、泥结碎石、级配碎（砾）石半整齐块石路面半整齐块石路面根据实际根据实际情况确定情况确定低级路面低级路面粒料改善土粒料改善土1/26/202320基层面层粘层油透层油表面层中面层下面层基层底基层土路基碎石路基粘层油路基底基层沥青路面结构层1/26/202321三层式三层式面层面层案案例例京津塘高速公路京津塘高速公路表面层：沥青混凝土表面层：沥青混凝土4 4中面层：沥青混凝土中面层：沥青混凝土6 6下面层：沥青碎石混合料下面层：沥青碎石混合料1212 连云港新墟公路连云港新墟公路抗抗滑滑表表面面层层：沥沥青青碎碎石石混混合合料料3 3中面层：沥青混凝土混合料中面层：沥青混凝土混合料5 5下面层：沥青贯入式下面层：沥青贯入式7 7 济青高速公路潍坊济青高速公路潍坊K135K135K177K177段段表面层：表面层：SACSAC多碎石沥青混合料多碎石沥青混合料4 4中面层：沥青混凝土中面层：沥青混凝土6 6下面层：沥青碎石混合料下面层：沥青碎石混合料7 78 8back1/26/202322二层式路面结构层104104104104国道徐州城区改线段路面结构层国道徐州城区改线段路面结构层国道徐州城区改线段路面结构层国道徐州城区改线段路面结构层l表面层：表面层：4 4细粒式沥青混凝土细粒式沥青混凝土AC-13CAC-13Cl下面层：下面层：6 6粗粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土AC-25FAC-25Fl封层：乳化沥青封层：乳化沥青l基层：基层：36cm36cm水泥稳定碎石水泥稳定碎石l底基层：底基层：20cm20cm石灰土石灰土1/26/2023231.1.3 单层结构型 适用范围：适用范围：适用范围：适用范围：多用于乡镇公路多用于乡镇公路采采用用类类型型：宜宜采采用用骨骨架架密密实实型型沥沥青青混混凝凝土土混混合料和合料和ACACF F型密级配沥表混合料。型密级配沥表混合料。最大矿料公称尺寸最大矿料公称尺寸：为结构层厚度的：为结构层厚度的2/32/3左右左右。1/26/2023241.3.1 沥青表面处治w定义：定义：用沥青和集料按用沥青和集料按层铺层铺层铺层铺法法法法或或拌和法拌和法施工的厚度不大施工的厚度不大于于3 3的一种薄层面层。的一种薄层面层。w适用范围：适用范围：三、四级公路的三、四级公路的面层；或旧沥青面层或水泥面层；或旧沥青面层或水泥混凝土路面的封层，以封闭混凝土路面的封层，以封闭旧面层的裂缝和改善旧面层旧面层的裂缝和改善旧面层的抗滑性等表面性能的抗滑性等表面性能w作用：作用：抵抗车轮磨耗，增抵抗车轮磨耗，增强抗滑和防水能力，提高强抗滑和防水能力，提高平整度，改善路面的行车平整度，改善路面的行车条件。条件。w适用场合适用场合：为碎石路面或基层为碎石路面或基层提供磨耗层或面层，提供磨耗层或面层，改善或恢复原有面改善或恢复原有面层的使用品质。层的使用品质。作为多空隙沥青面作为多空隙沥青面层的防水层。层的防水层。适用场合：1/26/202325分类：分类：分类：分类：单层式结构单层式结构 厚度为厚度为1 11.5cm1.5cm 双层式结构双层式结构厚度为厚度为1.51.52.5cm2.5cm 三层式结构三层式结构 厚度为厚度为2.52.53cm3cm1.3.1 沥青表面处治back1/26/2023261.3.4 沥青贯入碎石适用场合：在初步压实的碎石或碎砾石上分层浇洒沥青，在初步压实的碎石或碎砾石上分层浇洒沥青，撒布嵌缝料，或在上部铺筑热拌沥青混合料撒布嵌缝料，或在上部铺筑热拌沥青混合料封层，经压实而形成的沥青面层。封层，经压实而形成的沥青面层。定义定义l矿料颗粒间的锁结作用矿料颗粒间的锁结作用l沥青的粘结作用沥青的粘结作用沥青既是粘结剂又是防水剂。沥青既是粘结剂又是防水剂。强度强度来源来源1/26/2023271.3.5 沥青混合料1.1.按材料组成与结构分类按材料组成与结构分类w连续级配连续级配w间断级配间断级配3.3.根据骨料的公称最大根据骨料的公称最大粒径划分粒径划分w特粗式沥青混合料特粗式沥青混合料w粗粒式沥青混合料粗粒式沥青混合料w中粒式沥青混合料中粒式沥青混合料w细粒式沥青混合料细粒式沥青混合料w砂粒式沥青混合料砂粒式沥青混合料适用场合：2.2.按矿料组成与空隙率按矿料组成与空隙率w密级配：密级配：3%3%6%w开级配：开级配：18%18%w半开级配：半开级配：6%6%12%详见表详见表1.111.111/26/202328根据骨料的最大粒径划分适用场合：特粗式特粗式:公称最大粒径公称最大粒径31.5mm31.5mm 粗粒式粗粒式:公称最大粒径公称最大粒径26.5mm(AC-25)26.5mm(AC-25)中粒式中粒式:公称最大粒径公称最大粒径16mm16mm或或19mm(AC-2019mm(AC-20、AC-16AC-16）细粒式细粒式:公称最大粒径公称最大粒径9.5mm9.5mm或或13.2mm 13.2mm(AC-13(AC-13、AC-10AC-10）砂粒式砂粒式:公称最大粒径公称最大粒径9.5mm9.5mm（AC-5AC-5）1/26/202329混合混合料料代号代号最大集料最大集料粒径粒径(mm)(mm)高速公路、一级公路高速公路、一级公路二级、二二级、二级以下公级以下公路路适用层适用层位位沥青层沥青层 厚度厚度(cm)(cm)三层式三层式两层式两层式粗粒粗粒式式AC-30AC-30AC-25AC-25AC-25AC-2531.531.526.526.526.526.5AC-30AC-30AC-25AC-25AC-25AC-25AC-30AC-30AC-25AC-25AC-30AC-30AC-25AC-25下面层下面层下面层下面层中面层中面层6 68 85 56 65 56 6中粒中粒式式AC-20AC-20AC-20AC-20AC-16AC-16AK-16AK-1619.019.019.019.016.016.016.016.0AC-20AC-20AC-16AC-16AK-16AAK-16AAC-20AC-20AC-16AC-16AK-16AK-16AC-20AC-20AC-16AC-16AK-16AAK-16A下面层下面层中面层中面层表面层表面层抗抗滑滑表表层层4 45 54 46 64 45 53 35 5细粒细粒式式AC-13AC-13AK-13AK-1313.213.213.213.2AC_13AC_13AK-13AAK-13AAK-13BAK-13BAC_13AC_13AK-13AAK-13AAK-13BAK-13BAC_13AC_13AK-13AAK-13A表面层表面层抗抗滑滑表表层层2.52.54 42.52.54 4表1-8 沥青混凝土分类 1/26/2023304.沥青混合料分类按制造和摊铺工艺适用场合：分类分类l热拌热拌l冷拌冷拌l再生沥青混合料再生沥青混合料l热铺：热铺：120120160 160 l温铺：温铺：606080 80 l冷铺：冷铺：常温，不得低常温，不得低于于1010对沥青的要求不同对沥青的要求不同路面成形的时间不同路面成形的时间不同1/26/202331(2)沥青碎石混合料适用场合：是用是用粗、细集料粗、细集料与沥青按一定的配合比例均与沥青按一定的配合比例均匀拌和形成的。具有较高的强度和热稳定性匀拌和形成的。具有较高的强度和热稳定性定义定义密级配沥青稳定碎石：密级配沥青稳定碎石：ATBATB开级配沥青碎石：开级配沥青碎石：OGFCOGFC表面层表面层 ATPBATPB基层基层半开级配沥青碎石：半开级配沥青碎石：AMAM分类分类1/26/202332（4 4）沥青混凝土）沥青混凝土 w定义定义:采用不同粒级的碎石、砂、矿粉和沥青采用不同粒级的碎石、砂、矿粉和沥青按一定比例在拌和机中拌和得到的混合料。按一定比例在拌和机中拌和得到的混合料。w特点特点：使用寿命长、耐久性好，具有较高的强：使用寿命长、耐久性好，具有较高的强度和密实度度和密实度w适用范围：适用范围：高等级公路与重交通道路上主要采高等级公路与重交通道路上主要采用的路面面层形式用的路面面层形式 适用场合：1/26/2023331.3.6 抗滑表面层 w定义：定义：用作用作表面层或磨耗层的沥青混凝土表面层或磨耗层的沥青混凝土。适用场合：v 传统的密级配沥青混凝土传统的密级配沥青混凝土(AC)(AC)v 多孔隙沥青混凝土多孔隙沥青混凝土(SAC)(SAC)v 碎石沥青砂胶混凝土碎石沥青砂胶混凝土(SMA)(SMA)v 开级配抗滑磨耗层（开级配抗滑磨耗层（OGFCOGFC）v 乳化沥青碎石路面乳化沥青碎石路面 分类分类back1/26/202334多孔隙沥青混凝土(SAC)w适用范围：适用范围：用作排水磨耗层、吸音磨耗层。用作排水磨耗层、吸音磨耗层。w特点：特点：空隙率常在空隙率常在20%20%以上，甚至达以上，甚至达30%30%的沥青混凝的沥青混凝土。由于其空隙率大，雨水可以在其内部流通而减土。由于其空隙率大，雨水可以在其内部流通而减少表面溅水和喷射现象，并且具有吸音效果。少表面溅水和喷射现象，并且具有吸音效果。w层厚：层厚：它是一种粗碎石间断级配沥青混凝土，通常它是一种粗碎石间断级配沥青混凝土，通常层厚为层厚为35354040，也可铺成，也可铺成2020的超薄面层。的超薄面层。适用场合：back1/26/202335碎石沥青砂胶混凝土(SMA)wSMASMA的构成特性：的构成特性：俗称俗称“三多一少三多一少”v沥青用量多：达沥青用量多：达6%6%左左右右v矿粉用量多：达矿粉用量多：达8%8%12%12%v4.754.75以上粗集料多：以上粗集料多：高达高达70%70%80%80%v细集料少：细集料少：4.754.75以以下细集料少，约下细集料少，约12%12%20%20%；v纤维用量为沥青碎石纤维用量为沥青碎石混合料总用量的混合料总用量的0.30.30.5%0.5%。w定义：定义：以沥青、矿粉、纤维以沥青、矿粉、纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂胶稳定剂组成的沥青玛蹄脂胶泥结合料，填充并裹覆矿料泥结合料，填充并裹覆矿料表面和粗集料骨架空隙体积表面和粗集料骨架空隙体积中，形成空隙率为中，形成空隙率为2%2%4%4%的的沥青混凝土混合料。沥青混凝土混合料。w优点：优点：耐久性好、抗高温稳耐久性好、抗高温稳耐久性好、抗高温稳耐久性好、抗高温稳定性、抗低温开裂性，抗滑定性、抗低温开裂性，抗滑定性、抗低温开裂性，抗滑定性、抗低温开裂性，抗滑性能好。成型后的路面，高性能好。成型后的路面，高性能好。成型后的路面，高性能好。成型后的路面，高温车辙变形小。温车辙变形小。温车辙变形小。温车辙变形小。适用场合：back1/26/202336开级配抗滑磨耗层开级配抗滑磨耗层（OGFCOGFC）wOpen Graded Friction Open Graded Friction CoussesCousses定义：定义：用大孔隙的沥用大孔隙的沥青混合料铺筑，能迅速从其内青混合料铺筑，能迅速从其内部排走路表雨水、具有抗滑、部排走路表雨水、具有抗滑、抗车辙及降低噪声的路面。抗车辙及降低噪声的路面。w适用范围：适用范围：OGFCOGFC是一种间断级配沥青混合料，空隙率是一种间断级配沥青混合料，空隙率为为20%20%左右，一般用于旧路面罩面或新设计的路面表层。左右，一般用于旧路面罩面或新设计的路面表层。w特点特点v排水和抗滑性能好排水和抗滑性能好v降低噪声性能降低噪声性能v高温稳定性好高温稳定性好 v耐久性差耐久性差 back1/26/2023372.2.沥青路面基沥青路面基层层 1）半刚性基层、底基层半刚性基层、底基层v 水泥稳定集料水泥稳定集料v 石灰稳定集料石灰稳定集料v 石灰粉煤灰稳定集料石灰粉煤灰稳定集料 2 2）柔性基层、底基层）柔性基层、底基层 v 沥青碎石混合料沥青碎石混合料v 沥青贯入式碎石沥青贯入式碎石 v 级配碎石、级配砾石级配碎石、级配砾石 v 天然砂砾天然砂砾 v 填隙碎石填隙碎石 3）刚性基层刚性基层 v 贫混凝土贫混凝土 v 碾压式混凝土碾压式混凝土 v 水泥混凝土水泥混凝土 4 4）混合式基层）混合式基层 v上部为柔性基层，下部为上部为柔性基层，下部为半刚性基层半刚性基层 1/26/2023383.3.透层、粘层、封透层、粘层、封层层 透层透层 v定义定义：为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好，：为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好，在沥青路面的级配砂砾、级配碎石基层及半刚性在沥青路面的级配砂砾、级配碎石基层及半刚性基层上浇洒乳化沥青形成的透入基层表面的薄层基层上浇洒乳化沥青形成的透入基层表面的薄层v沥青材料：沥青材料：乳化沥青、改性乳化沥青、液体沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、液体沥青、煤沥青。透层使用的基质沥青应与上层沥青混合煤沥青。透层使用的基质沥青应与上层沥青混合料使用的沥青相同，以提高粘结性能。料使用的沥青相同，以提高粘结性能。v作用：增强沥青混合料面层与基层的结合力。作用：增强沥青混合料面层与基层的结合力。1/26/2023393.透层、粘层、封层l粘层定义粘层定义：双层式或三层式沥青混合料路面，底：双层式或三层式沥青混合料路面，底面层铺筑完成后，在铺筑中面层和表面层前铺设的面层铺筑完成后，在铺筑中面层和表面层前铺设的一层沥青。一层沥青。l粘层作用粘层作用：将沥青层与层之间紧密粘接，避免：将沥青层与层之间紧密粘接，避免层与层之间横向滑移。层与层之间横向滑移。1/26/202340v封层作用封层作用：使道路表面密封，防止雨水浸蚀道路。使道路表面密封，防止雨水浸蚀道路。v分类：分类：上封层、下封层。上封层、下封层。v上封层：上封层：铺筑在沥青面层的上表面。当沥青面层空铺筑在沥青面层的上表面。当沥青面层空隙大或旧沥青路面出现裂缝，造成严重透水时，铺隙大或旧沥青路面出现裂缝，造成严重透水时，铺筑上封层防止路面透水。也可改善道路防滑性、提筑上封层防止路面透水。也可改善道路防滑性、提高耐磨性。高耐磨性。v下封层：下封层：铺筑在沥青面层的下面。当沥青面层空隙铺筑在沥青面层的下面。当沥青面层空隙大，严重透水会对基层造成损坏时，铺筑下封层。大，严重透水会对基层造成损坏时，铺筑下封层。或在面层末铺筑前需开放交通时，在基层上铺筑下或在面层末铺筑前需开放交通时，在基层上铺筑下封层。封层。3.透层、粘层、封层1/26/202341