道路工程(路基路面3-4)ppt课件.ppt

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1、本次课内容1、路面结构分层构造形式如何？2、路面有哪些类型？3、路面结构分析的荷载形式如何？4、土基的力学特性、模型、参数及其测试方法如何？道路结构物路基路面在天然地表面按照道路的设计线型(位置)和设计横断面(几何尺寸)的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。路面结构及层位功能面层基层垫层路面的分层面层：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

2、有良好的抗滑性与平整度。基层：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。垫层：垫层介于基层和土基之间，它可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，也可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。路面各层的功能特点沪宁高速拓宽铣刨断面面层基层土基上路床下路床上路堤下路堤上基层下基层（底基层

3、）上面层（表面层）中面层下面层30cm50cm70cm20～40cm4～5cm5～6cm6～8cm70～80cm道路常用层位及厚度面层基层土基上路床下路床上路堤下路堤上基层下基层（底基层）上面层（表面层）中面层下面层砂石材料无机结合料稳定材料沥青混合料改良土或改善土级配碎石…AC、SMA、RAP…改良土或改善土ATB、LSAM、ATPB…沥青路面各层位常用材料面层基层土基上路床下路床上路堤下路堤上基层下基层（底基层）砂石材料无机结合料稳定材料改良土或改善土水泥混凝土级配碎石…改良土或改善土水泥路面常用层位和材料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

4、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。路面等级面层材料类型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、三级、四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、四级中级碎、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，不整齐石块四级路面的等级与分类路面类型可以从不同角度来划分，但是一般都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。但是在工程设计中，主要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。路面的分类包括

5、：各种粒料基层和各类沥青面层、碎（砾）石面层或块石面层组成的路面结构。特点：总体结构刚度相对较小，荷载作用下的弯沉变形（竖向位移）较大，抗弯拉强度较低，传递给土基的单位压力也较大。柔性路面包括：用水泥混凝土作面层或基层的路面结构。特点：强度高、弹性模量高、处于板体工作状态，传递给基础的单位压力小。刚性路面包括：由半刚性基层和铺筑其上的沥青面层组成的路面。特点：其刚度处于柔性路面和刚性路面之间。半刚性路面汽车对道路的静态作用1、汽车对路面的作用通过车轮产生；2、当汽车停驶，进行静力分析时，采用静态荷载，而行车荷载实际上是运动的，通过将动态荷载转换为静态荷载，可以近似模拟车辆的动态作用，这

6、称为拟静态方法；3、从宏观力学角度看，静态荷载和拟静态荷载的主要区别在于：（1）轮胎对路面的水平荷载作用；（2）轮胎在运动中可能产生的颠簸。道路工程中常采用的汽车荷载1、车辆轮胎最常见的情况是车轴一侧有一个或两个轮胎，称为单轮组或双轮组；2、一个轴两侧的轮组互相之间的影响因间隔距离较大而很小，所以在进行道路受力分析时，常针对一个轴单侧的轮组进行，而不考虑其他轮胎荷载的综合影响；3、在进行力学分析时，最常采用的是单圆荷载和双圆荷载。轮胎荷载的实际分布状态轮胎与路面的接触面形状如图所示，它的轮廓近似于椭圆形，因其长轴与短轴的差别不大，在工程设计中以圆形接触面积来表示单圆、双圆荷载的形式1、

7、这两种荷载是将分析对象轮组的荷载人为地规定为分布在一个圆或两个圆的面积范围内；2、在圆面积内只作用均布竖向荷载p。单圆荷载形式双圆荷载形式单圆、双圆荷载的适用性1、较好的抽象方式：单圆荷载-单轮组双圆荷载-双轮组2、有些情况下，也可以用单圆荷载抽象双轮组荷载；3、道路工程中，最常用的抽象方式是双圆荷载，有些情况下，为简化分析而采用单圆荷载（轴对称特性）。均布荷载p与荷载圆半径的关系单圆、双圆荷载都是对轴一侧荷载的表示，双轮组某汽车荷载，每个轮胎