第3章 路面工程

1、第三章 路 面 工 程第一節(jié) 概 述一、路面的功能與構造 1路面的功能1) 全天候-不受任何季節(jié)和氣候的影響。2) 平整度-良好的行車性能。3) 粗糙度-安全性能。2基本要求1) 強度和剛度。 2) 穩(wěn)定性。3) 耐久性。4) 表面性能。3結構層次1) 面層。2) 基層。3) 墊層。二、路面的分級與分類1路面的分級路面等級面層類型所適用的公路等級高 級水泥混凝土、瀝青混凝土、廠拌瀝青碎石、整齊石塊或條石高速、一級、二級次高級瀝青貫入碎(礫)石、路拌瀝青碎(礫)石、瀝青表面處治、半整齊石塊二級、三級中 級泥結或級配碎(礫)石、水結碎石、不整齊石塊、其他粒料三級、四級低 級各種粒料或當?shù)夭牧细纳仆?/p>

2、，如爐渣土、礫石土和砂礫土等四級2路面的分類按面層材料劃分：水泥混凝土路面、瀝青路面、砂石路面等。按力學特性劃分：柔性路面、剛性路面、半剛性路面三類。三、路面設計設計內容：結構方案比選、材料選擇、配合比設計、設計參數(shù)的測試與確定、結構層組合與厚度計算、以及路面排水系統(tǒng)設計、路肩加固設計等。設計原則：(1) 自然條件、當?shù)貙嵺`。(2) 就地取材、經(jīng)濟合理。(3) 技術先進、最新成果。 (4) 安全可靠、注意環(huán)保。(5) 機械施工、確保質量。3第二節(jié) 基層、底基層及墊層一、墊層1.設置原則(1) 地下水位高，排水不良，路基經(jīng)常處于潮濕、過濕狀態(tài)的路段。(2) 排水不良的土質路塹，有裂隙水、泉眼等水

3、文不良的巖石挖方路段。(3) 季節(jié)性冰凍地區(qū)的中濕、潮濕路段，可能產(chǎn)生凍脹需設置防凍墊層的路段。(4) 基層或底基層可能受污染以及路基軟弱的路段。2. 墊層材料粒料：粗砂、砂礫、碎石等廢料：煤渣、礦渣等穩(wěn)定料：水泥、石灰煤渣穩(wěn)定粗粒土，二灰穩(wěn)定粗粒土等。3. 墊層設置寬度高速公路、一、二級公路的排水墊層應鋪至路基同寬。三、四級公路的墊層寬度可比底基層每側至少寬25cm。二、路面基層的類型粒料類、穩(wěn)定類。1粒料類基層(底基層)嵌鎖形：（嵌鎖和摩阻作用）填隙碎石等。級配型：（內摩阻角和粘結力）級配碎(礫)石、天然砂礫等。特點：透水性大、施工方便、取材較易。2無機結合料穩(wěn)定類基層(底基層)-半剛性基

4、層1) 水泥穩(wěn)定類。2) 石灰穩(wěn)定類。3) 綜合穩(wěn)定類。4) 石灰工業(yè)廢渣類。優(yōu)點：強度高、力學性能好、水穩(wěn)定性好、板體性好。缺點：易開裂（干縮、低溫收縮裂縫）。3貧混凝土基層 強度最高的基層類型，發(fā)達國家已廣泛用作高速公路的上基層。三、混合料配合比設計1混合料試驗項目1) 重型擊實試驗2) 承載比3) 抗壓強度4) 耐久性2混合料配合比設計的一般方法1) 一般原則劑量合理、集料級配、綜合穩(wěn)定。2) 設計方法過程：按照強度標準、選取適宜材料、確定材料配比、確定最大干密度和最佳含水量。步驟：見教材。四、基層(底基層)施工穩(wěn)定類為例：如水泥穩(wěn)定砂礫(碎石)、石灰粉煤灰穩(wěn)定砂礫(碎石)施工(1)拌和

5、與運輸 拌和應采用廠拌法。 運輸中應覆蓋以防水分蒸發(fā)，井保證裝載高度均勻以防離析，應控制 好卸料速度、數(shù)量與攤鋪厚度及寬度。拌和好的餛合料要盡快攤鋪。(2)攤鋪和整型 機械攤鋪、均勻攤埔、及時攤鋪。 含水量宜高于最佳含水量051%，補償攤碾水分損失。 松鋪厚度、寬度。(3)碾壓 碾壓順序： 直線段，由兩側向中心碾壓； 超高段，由內側向外側碾壓。 碾壓過程中，混合料的表面應始終保持潮濕。 嚴禁“調頭”和急剩車，以保證結構層表面不受破壞。 從加水拌和到碾壓終了的延遲時間不應超過規(guī)定。(4)接縫和“調頭”的處理：應按施工技術規(guī)范處理。(5)養(yǎng)生：時間不應少于7天。(6)氣候條件 * 工地氣溫低于5時

6、，不應進行施工。 * 雨季施工，勿使水泥和混合料受雨淋。降雨時應停止施工。 * 已攤鋪的混合料應盡快壓實。(7)取樣和試驗第三節(jié) 瀝 青 路 面一、瀝青路面概述 1瀝青混合料的分類1) 按密實類型分為5類：(1) 密級配瀝青混凝土混合料：剩余空隙率為3%5%(對重載道路為4%6%)。(2) 開級配瀝青混合料：剩余空隙率通常大于15%18%。(3) 半開級配瀝青混合料：剩余空隙率在8%10%。(4) 間斷級配瀝青混合料：礦料級配組成中缺少1個或幾個檔次。(5) 瀝青穩(wěn)定碎石混合料(瀝青碎石)：分為三種類型： 密級配瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料(ATB) 開級配排水式瀝青穩(wěn)定基層混合料(ATPB) 半開

7、級配瀝青穩(wěn)定混合料2) 按瀝青結合料分為5類：(1) 普通瀝青和改性瀝青混合料(2) 乳化瀝青碎石混合料(3) 瀝青馬蹄脂碎石混合料SMA。(4) 瀝青馬蹄脂(5) 瀝青膠漿3) 按顆粒最大粒徑和級配又可以分成5個同級別：(1) 砂粒式瀝青混合料：最大粒徑4.75mm。又稱瀝青石屑、或瀝青砂(2) 細粒式瀝青混合料：最大粒徑為9.5mm、或13.2mm。(3) 中粒式瀝青混合料：最大粒徑為16mm、或19mm。(4) 粗粒式瀝青混合料：最大粒徑為26.5mm、或31.5mm。(5) 特粗式瀝青混合料：最大粒徑37.5mm。4) 按瀝青生產(chǎn)工藝分為2 類：(1) 熱拌熱鋪瀝青混合料。(2) 再生

8、瀝青混合料。 5) 按強度構成原則分為2類 按嵌擠原則構成的結構 按密實級配原則構成的結構。2瀝青混合料結構類型按其結構組成三種組成方式：1) 懸浮密實結構。 2) 骨架空隙結構。 3) 骨架密實結構。圖3-3 瀝青混合料結構示意圖二、瀝青面層材料選擇 純?yōu)r青天然瀝青 瀝青巖地瀝青 巖瀝青 石油瀝青瀝青產(chǎn)源 煤瀝青木瀝青焦油瀝青 頁巖瀝青 其他焦油瀝青圖3-4 瀝青材料按產(chǎn)源分類1. 瀝青的分類按產(chǎn)源：石蠟基瀝青石油瀝青 中間基瀝青基屬環(huán)烷基瀝青按基屬：圖3-5 石油瀝青基屬按狀態(tài)：可分為液體瀝青、粘稠瀝青。按交通等級：可分為重交通瀝青、輕交通瀝青、和中交通瀝青。按道路等級：可分為A級瀝青、B

9、級瀝青、和C級瀝青。按生產(chǎn)工藝：蒸餾法、氧化法、半氧化法、溶劑脫瀝青法、和調配法等。2. 瀝青路面材料的選擇1) 瀝青 (1) 考慮氣候條件。 (2) 考慮交通條件。(3) 考慮路面類型。2) 集料粗集料：可采用碎石、破碎礫石、篩選礫石、礦渣等。細集料：可采用天然砂、機制砂及石屑等。選擇要求： 規(guī)格：粒徑規(guī)格應符合規(guī)范規(guī)定、有良好的顆粒形狀。 品質：潔凈、干燥、無風化、無雜質、有足夠強度和耐磨性。 性質：避免選用酸性集料。 酸性巖石的集料(花崗巖、石英巖)用于高速公路、一級公路和城市快速路、主干路時，宜使用針人度較小的瀝青。為保證與瀝青的粘附性，應采用下列抗剝離措施： (A)用干燥磨細消石灰或

10、生石灰粉、水泥作為填料的一部分。 其用量宜為礦料總量的1-2； (B)在瀝青中摻加抗剝離劑； (C)將粗集料用石灰漿處理后使用。3) 填料 宜采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細得到的礦粉。 礦粉要求潔凈、干燥，質量符合技術規(guī)范要求。 當采用水泥、石灰、粉煤灰作填料時，其用量不宜超過礦料總量的2。 高速公路、一級公路的瀝青混疑土面層不宜采用粉煤灰作為填料。三、瀝青混合料配合比設計設計方法：馬歇爾實驗法設計流程：瀝青混合料配和比設計流程圖（圖3-7）四、瀝青路面施工1、瀝青混凝土（熱拌瀝青混合料）面層施工（1）施工準備：a、原材料質量檢查 b、施工機械選型配套 c、拌和廠選址與備料

11、 d、實驗路鋪筑（2）瀝青混合料拌和（3）混合料的運輸 * 避免離析 * 避免雨淋 * 運至鋪筑現(xiàn)場的混合料當班完成壓實。（4）攤鋪 * 下層準備 * 全幅攤鋪 * 勻速攤鋪 * 攤鋪溫度 * 特殊位置人工攤鋪（5）碾壓 * 碾壓前檢查（寬度、厚度、平整度、路拱及溫度檢查） * 初壓、復壓、終壓 * 由輕到重、由慢到快、由低到高 * 溫度、重疊、不得中途停留轉向或制動、接縫處理 (6)接縫處理(7)氣候條件 施工氣溫不低于lO (8)取樣和實驗、瀝青表處路面施工 適用條件：二級以下公路、及高等級公路施工便道 主要用于改善行車條件，（厚度不大于3CM）（1）拌和法施工：熱拌熱鋪（同熱拌瀝青碎石混

12、合料路面） 冷拌冷鋪（同乳化瀝青碎石混合料路面）（2）層鋪法施工：單層式、雙層式、三層式 下承層準備（澆灑透層、粘層、或鋪筑封層） 澆灑第一層瀝青 撒布第一層集料 碾壓 （雙層式、三層式重復 - 步）、瀝青貫入式路面施工 適用條件：二級以下公路面層、瀝青砼路面基層。（厚度48 CM）（1）撒布主層集料（2）碾壓主層集料 （6）澆灑第二層瀝青、撒布第二層嵌縫料、（3）澆灑第一層瀝青 碾壓、再澆灑第三層瀝青（4）撒布第一層嵌縫料（7）撒布封層料（5）碾壓 （8）終壓第四節(jié) 水泥混凝土路面一、水泥混凝土路面概述優(yōu)點： 1. 強度高 2. 穩(wěn)定性好 3. 耐久性好， 4. 有利于夜間行車。 缺點： 1

13、. 水泥和水用量大。 2. 有接縫，影響舒適性，接縫是薄弱點。 3. 開放交通遲。 4. 修復困難。二、水泥混凝土配合比設計設計要求：強度、耐久性，抗磨性好、質量均勻、離散性小、施工和易性。設計指標：混凝土配合比設計以抗折強度為指標。設計方法：采用石子用量法、或砂率法。三、水泥混凝土路面施工1、人工、小型配套機具施工（1）設備：拌和機、運輸車輛、振搗器、振動梁、抹面機、鋸縫機、模板等。 （2）工序：施工準備"模板安裝"傳力桿安設"砼拌和運輸"攤鋪振搗" 接縫施工"表面整修"養(yǎng)護與填縫"模板拆卸。2、滑模式攤鋪機施工

14、（1）準備工作：基層質量檢查驗收 測量放樣 混凝土配合比與外加劑 調整滑模寬度、置放縱縫拉桿（2）施工過程：3、軌模式攤鋪機施工（1）施工準備（2）拌和與運輸 （3）攤鋪與振搗（4）表面修整 （5）養(yǎng)護 （6）接縫施工 、特種路面施工 半剛性路面：特殊水泥乳漿灌入瀝青砼空隙 透水性路面：空隙率大、單粒徑骨料為主的開級配。 主要用于人行道、非機動車道等。 彩色路面： 彩色特種混合料：有色骨料和顏料聯(lián)合使用 涂布、噴灑彩色稀漿封層 彩色砌塊鋪砌 復合式路面層間裸化及施工技術1) 復合式路面：如PCC+AC、CRC+AC等。剛度、模量相差大，層間形成薄弱面，容易發(fā)生剪切破壞。2) 裸化技術是一種清除水泥混凝土表面浮漿，使碎石露出骨料的施工技術。 裸化時間：裸露化時間控制在160200·h進行裸化比較合適。 裸化深度：控制在23mm，以露出碎石面為準。 思 考 題1. 公路路面的基本要求包括哪些內容？2. 公路路面的組成如何？路面設計的一般原則是什么？3. 公路路面的分類及適用范圍是什么？4. 公路路面墊層的