第一章总论课件教用.ppt
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1、覃媛媛覃媛媛ls_课时安排:n讲授56学时n实验课8学时n学分4学分教材:n路基路面工程(第三版)邓学钧 人民交通出版社 1、本课程在教学体系中的位置、本课程在教学体系中的位置 公共课程公共课程数学、英语、人文数学、英语、人文 等等 基础课程基础课程工程力学、结构力学、弹性力学工程力学、结构力学、弹性力学 等等 专业基础课程专业基础课程道路建筑材料、土木工程测量、土力道路建筑材料、土木工程测量、土力学等;学等;专业课程专业课程道路勘测设计、路基路面工程、桥梁工程道路勘测设计、路基路面工程、桥梁工程 等等 专业提高课程专业提高课程众多选修课程众多选修课程 2、本课程在工程实践中的重要性、本课程在
2、工程实践中的重要性实践环节实践环节室内试验室内试验 确定路面结构设计的主要参数确定路面结构设计的主要参数 等;等;野外试验野外试验 确定交通参数、路面结构参数确定交通参数、路面结构参数 等;等;结构综合设计结构综合设计 进行路面结构设计、施工组织设计进行路面结构设计、施工组织设计 本课程的设置及其重要性本课程的设置及其重要性路基工程路基工程路面工程路面工程道路组成1路基2路面3其他设施路基路面工程课程简介模块课程结构课程结构路基工程模块路面工程模块第一章 总论第二章 行车荷载、环境因素、材料性质第三章 路基一般设计第四章 路基边坡稳定性与设计第五章 路基防护与加固第六章 挡土墙设计第七章 路基
3、路面排水设计第八章 土质路基施工第九章 石质路基爆破施工(自学)第十章 碎、砾石路面第十一章 路基边坡稳定性与设计第十二章 无机结合料稳定路面第十三章 沥青路面第十四章 沥青路面设计第十五章 水泥混凝土路面第十六章 水泥混凝土路面设计第十七章 路面养护与管理掌握内容:原理、设计方法、构造要求、施工技术、附属设施设计第一章 总论第一节 道路工程发展概况第二节 路基路面工程的特点第三节 影响路基路面稳定的因素第四节 路基土的分类 第五节 公路自然区划第六节 路基的水温状况与干湿类型第七节 路面结构及层位功能第八节 路面等级与分类1.1.道路的演变道路的演变2.2.道路的分类道路的分类3.3.城市道
4、路的分类和等级城市道路的分类和等级4.4.公路的技术等级公路的技术等级5.5.公路的行政等级公路的行政等级6.6.路基路面工程系列成果路基路面工程系列成果主要内容:道路的发展可粗分为四个阶段:道路的发展可粗分为四个阶段:第一阶段第一阶段:供行人和牛马及其它兽类供行人和牛马及其它兽类行走、驮运货物的阶段。此时期的道行走、驮运货物的阶段。此时期的道路通常称为小路或小径路通常称为小路或小径(Trail)(Trail)。第二阶段:第二阶段:供蓄力车辆和行人供蓄力车辆和行人通行的大道通行的大道(Cart Way)(Cart Way)阶段。阶段。在中国,有在中国,有“康衢康衢”、“路路”、“驰道驰道”、“
5、驿道驿道”等名称;等名称;在欧洲,罗马道路非常发达,在欧洲,罗马道路非常发达,有有“条条大道通罗马条条大道通罗马”之说。之说。第一节第一节 道路工程发展概况道路工程发展概况古罗马道路和结构古罗马道路和结构 u1 1、道路的演变、道路的演变第三阶段第三阶段:行驶汽车的公路(行驶汽车的公路(HighwayHighway)阶段。内燃机汽车)阶段。内燃机汽车是德国在1886年由高特列希高特列希 戴姆勒发明,我国在戴姆勒发明,我国在1902年从国外引进年从国外引进汽车,汽车,1906年苏元春驻守广西时首建了龙州到镇南关的公路。年苏元春驻守广西时首建了龙州到镇南关的公路。通向柏林的通向柏林的A9A9公路公
6、路(东德东德),使用时间超过,使用时间超过5050年,年,图中为第一阶段的水泥路面图中为第一阶段的水泥路面u1 1、道路的演变、道路的演变第四阶段第四阶段:以高速度分层行驶为特征的高速公路阶段。以高速度分层行驶为特征的高速公路阶段。也称为也称为FreewayFreeway或或ExpresswayExpressway。u1 1、道路的演变、道路的演变 机场道面机场道面Airport lane 国家干线国家干线 分类分类 省干线省干线 县公路县公路 公路公路 乡公路乡公路 分级分级 高速公路、一级公路、二级、高速公路、一级公路、二级、三级、四级公路三级、四级公路 快速路快速路 主干道主干道 城市道
7、路城市道路 次干道次干道 支路及街道支路及街道 其它道路其它道路u2 2、道路的分类、道路的分类 道路道路是供各种车辆、行人等通行的工程设施,按其使用范围是供各种车辆、行人等通行的工程设施,按其使用范围分为公路、城市道路、机场跑道、厂矿道路、林区道路等。分为公路、城市道路、机场跑道、厂矿道路、林区道路等。公路公路 是指按现行部颁的是指按现行部颁的公路工程技术标准公路工程技术标准修建、经交通修建、经交通主管部门验收认定的城市间、城乡间、乡间主要供汽车行驶的主管部门验收认定的城市间、城乡间、乡间主要供汽车行驶的公共道路。城市道路,农牧场、厂矿、林区、港区、油田等内公共道路。城市道路,农牧场、厂矿、
8、林区、港区、油田等内部的生产作业道路,军事基地内道路及游览点内部道路等均不部的生产作业道路,军事基地内道路及游览点内部道路等均不属于公路。属于公路。城市道路城市道路 是指城市范围内,供车辆及行人通行的具备一定技是指城市范围内,供车辆及行人通行的具备一定技术条件和设施的道路,其中,城市系指直辖市、市、镇及未设术条件和设施的道路,其中,城市系指直辖市、市、镇及未设镇的县城。镇的县城。厂矿道路厂矿道路 是指主要供工厂、矿山运输车辆通行的道路;是指主要供工厂、矿山运输车辆通行的道路;林区道路林区道路 则建在林区、主要供各种林业运输工具通行的道路。则建在林区、主要供各种林业运输工具通行的道路。u2 2、
9、道路的分类、道路的分类 城市道路按其在城市道路系统中的地位及交通功能的不城市道路按其在城市道路系统中的地位及交通功能的不同分为四类:同分为四类:快速路:快速路:分向高速行驶、立体交叉、需控制出入,一般分向高速行驶、立体交叉、需控制出入,一般具有四车道以上、设中央分隔带。具有四车道以上、设中央分隔带。主干道:主干道:在城市道路网中起骨架作用、以解决区间交通在城市道路网中起骨架作用、以解决区间交通联系及对外交通为主的道路。联系及对外交通为主的道路。次干道:次干道:连接主干道之间的辅助性干道。连接主干道之间的辅助性干道。支路:支路:是次干道与街道的连接线,以服务功能为主,解是次干道与街道的连接线,以
10、服务功能为主,解决地区交通。决地区交通。u3 3、城市道路的分类和等级、城市道路的分类和等级技术等级含 义适应的交通量(年平均辆/天)高速公路为具有特别重要的政治、经济意义,专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的干线公路。(折合为小客车)四车道:2500055000六车道:4500080000八车道:6000010万一级公路为联结重要政治、经济中心,通往重点工矿区、港口、机场,供汽车分向、分车道行驶的公路。(折合为小客车)四车道:1500030000六车道:2500055000二级公路为联结政治、经济中心或工矿区、港口、机场等地的公路(折合为小客车)双车道:500015000三级公路为沟通县
11、以上城市的公路(折合为小客车)双车道:20006000四级公路为沟通县、乡(镇)、村等的公路(折合为小客车)双车道:2000单车道:400u4 4、公路的技术等级、公路的技术等级行政等级含 义国 道指具有全国性政治、经济、国防意义的国家干线公路,它包括重要的国际公路、国防公路、联结首都与各省和自治区的首府及直辖市的公路,以及联结各大经济中心、港站枢纽、商品生产基地和战略要地的公路。省 道指具有全省(自治区、直辖市)政治、经济意义的省级干线公路,包括联结省会与其卫星城市、中心城市、经济区的公路,以及不属于国道的国际公路和省际间的重要公路。县 道指具有全县(旗、县级市)政治、经济意义,联结县城和县
12、内主要乡(镇)、主要生产与集散地的公路,以及不属于国道、省道的县际间的公路。乡 道指主要为乡(镇)村经济、文化、生活服务的公路,以及不属于县道以上公路的乡与乡之间及乡村与外部联络的公路。专 用 公 路指专线或主要供厂矿、林区、油田、农(牧)场、旅游区、军事要地等与外部联络的公路。u5 5、公路的行政等级、公路的行政等级u6 6、路基路面工程系列成果、路基路面工程系列成果公路自然区划土的工程分类路基强度与稳定性高路堤修筑技术与支挡结构软土地基稳定技术岩石路基爆破技术沥青路面结构水泥混凝土路面结构柔性路面设计理论与方法刚性路面设计理论与方法半刚性路面结构路面使用性能与表面特性路面养护管理1.路基路
13、面工程内涵及构成2.路基路面工程的特点3.路基路面的使用要求4.路基路面的性能要求主要内容:第二节第二节 路基路面工程的特点路基路面工程的特点路基路基:是在天然地表面按照道路的设计线形(位置)和设计横断面(几何:是在天然地表面按照道路的设计线形(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。尺寸)的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。路面路面:是在路基顶面的行车部分由各种混合料铺筑而成的层状结构物。:是在路基顶面的行车部分由各种混合料铺筑而成的层状结构物。第二节第二节 路基路面工程的特点路基路面工程的特点u1 1、路基、路面的基本概念路基、路面的基本概念半刚性基层沥青路面结构半刚
14、性基层沥青路面结构表面层中、下面 层半刚性基 层底基层土 基面面 层层基基 层层路路 基基上路床上路床下路床下路床上路堤上路堤下路堤下路堤上基层上基层下基层(底基层)下基层(底基层)上面层(表面层)上面层(表面层)中面层中面层下面层下面层30cm50cm70cm2040cm45cm56cm68cm707080cm80cm道路常用层位及厚度道路常用层位及厚度707080cm80cm道路常用层位及厚度道路常用层位及厚度面 层基 层路 基上路床上路床下路床下路床上路堤上路堤下路堤下路堤上基层上基层下基层(底基层下基层(底基层)砂石材料改良土或改善土水泥混凝土水泥路面各层位常用材料水泥路面各层位常用材
15、料级配碎石CTB、LFTB改良土或改善土水泥路面各层位常用材料水泥路面各层位常用材料 工程数量可观工程数量可观 耗材、耗资、耗劳动力耗材、耗资、耗劳动力 涉及面广,工程复杂多变涉及面广,工程复杂多变u设计、施工、养护应有机结合设计、施工、养护应有机结合全天候畅通全天候畅通高速高速安全安全舒适舒适经济经济u3 3、路基路面的使用要求、路基路面的使用要求u3 3、路基路面的基本要求、路基路面的基本要求1.承载能力:要求具有足够的强度与刚度抵抗各种破坏变形的能力,即保持结构承载能力的性能。强度:抵抗行车作用下产生的各种应力(摩擦阻力、车轮水平力与垂直力、震动冲击力等),避免破坏。刚度:防止产生过量的
16、变形而形成车辙、沉陷、波浪等破坏。2.稳定性:对于土基即温度水分变化时保持相对稳定的性能。沥青混凝土路面:高温稳定性和低温抗裂性。水泥混凝土路面:高温拱胀、低温缩裂性。影响因素:应力状态和自然条件 路面结构的稳定性:自然条件下,抵抗各种因素作用,能够经受大气温度、降水与湿度变化的影响,而保持工程设计所要求的几何形态及物理力学性质。u3 3、路基路面的基本要求、路基路面的基本要求3.耐久性 重复荷载作用下可能产生疲劳破坏和累积变形。耐久性即在设计年限(通常15年)内保证正常工作状态而不发生疲劳破坏和累积变形破坏要求。4.表面平整度 不平整路面会增大行车阻力、行车颠簸,影响行车速度和行车安全性。5
17、.表面抗滑性能 即能够提供足够的摩擦阻力。安全性能指标:抗滑系数(相当于摩擦系数)。防滑措施:沥青路面采用耐磨石料;水泥混凝土路面采用刷毛刻槽。2023-2-72023-2-72023-2-72023-2-7主要内容主要内容稳定性概念稳定性影响因素 路基路面在车辆及自然因素的综合作用下,不致产生过大变形与破坏的性能。包括结构整体稳定性、温度稳定性、水稳定性。u1 1、稳定性概念、稳定性概念自然因素:地理条件:平原(plain)(保证排水设计和最小填土高度)山岭(mountain)地质条件(geologic condition):岩石种类、层理、倾向、夹层、断层气候条件:温度、湿度日照、风力(材
18、料老化和地下水位水文和水文地质条件(hydrogeologic condition):地表、地下土的类别:砂类土、黏性土、粉性土人为因素:设计(合理与否)施工方法和养护与管理措施u2 2、影响因素、影响因素主要内容主要内容土的粒组组成土的粒组组成土的种类土的种类各种土类的区分各种土类的区分各种土的工程性质各种土的工程性质土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物搬运、沉积搬运、沉积 风化风化岩石岩石地球土土地球形成过程形成过程形成条件形成条件物理、力学物理、力学性质性质影响影响 不同的使用目的和场合,划分原则不同,如农业、不同的使用目的
19、和场合,划分原则不同,如农业、公路等。公路等。公路用路基土,世界各国大致相近,均依据土颗粒公路用路基土,世界各国大致相近,均依据土颗粒的粒径组成、土颗粒的矿物成分或其余物质的含量、的粒径组成、土颗粒的矿物成分或其余物质的含量、土的塑性指标。土的塑性指标。u1 1、土的划分原则、土的划分原则u2 2、我国公路路基土的分类、我国公路路基土的分类划分依据划分依据:土的颗粒组成特征、土的塑性指标和土中有:土的颗粒组成特征、土的塑性指标和土中有机质存在情况机质存在情况 其中以其中以60mm60mm作为作为粗粒组与巨粒组粗粒组与巨粒组的分界,以的分界,以0.075mm0.075mm作为作为细粒细粒组与粗粒
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