城镇道路工程基本知识课件.ppt
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1、城镇道路工程基本知识,应城市建设工程质量监督检测站2010-07-16,第一章 城市道路的分类与分级 一、城市道路分类 我国现行城市道路设计规范(CJJ37)的规定,按城市道路的地位、交通功能、服务功能,将其分为四类,即快速路、主干路、次干路与支路。,1、快速路完全为交通功能服务,是解决城市大容量、长距离、快交通的主要道路。 2、主干路为连接城市各主要分区的干路,是城市道路网的主要骨架,以交通功能为主。,3、次干路是城市区域性的交通干道,为区域交通集散服务,兼有服务功能,配合主干路组成道路网。 4、支路为次干路联系各居住小区的连接线路,解决局部地区交通,直接与两侧建筑物出入口相接,以服务功能为
2、主。,二、城市道路分级 为了使道路既能满足使用要求,又节约投资及土地,有关规范规定:除快速路外的各类道路根据城市规模、设计交通量、地形等又分为I、级。一般情况下大城市应采用各类指标中的I级标准,中等城市应采用级标准,小城市采用级标准。,三、城市道路路面分类 按结构强度分类 1、高级路面:路面强度高、刚度大、稳定性好是高级路面的特点。适用于城市快速路、主干路。 2、次高级路面:路面强度、刚度、稳定性、使用寿命、车辆行驶速度、适应交通量等均低于高级路面。城市次干路、支路可采用。,城市道路分类、路面等级和面层材料表 城市道路分类 路面等级 面层材料 使用年限(年)快速路、主干路 高级路面 水泥混凝土
3、 30 沥青混凝土 沥青碎石 15 天然石材 次干路、支路 次高级路面 沥青贯人式碎石 12 沥青表面处治 8,二、按力学特性分类 1、柔性路面:荷载作用下产生的弯沉变形较大、抗弯强度小,在反复荷载作用下产生累积变形,它的破坏取决于极限垂直变形和弯拉应变。柔性路面主要代表是各种沥青类路面。 2、刚性路面:行车荷载作用下产生板体作用,抗弯拉强度大,弯沉变形很小,呈现出较大的刚性,它的破坏取决于极限弯拉强度。刚性路面主要代表是水泥混凝土路面。,第二章 城市道路的结构组成 城市道路主要分为刚性路面和柔性路面两大类,前者以水泥混凝土路面为代表,后者以各种形式的沥青路面为代表。,一、路基与路面的性能要求
4、 城市道路由路基和路面构成。 (一) 路基 对路基性能要求的主要指标有:,1整体稳定性 必须保证路基在不利的环境(地质、水文或气候)条件下具有足够的整体稳定性,以发挥路基在道路结构中的强力承载作用。,2变形量 路基及其下承的地基,在自重和车辆荷载作用下会产生变形,促使路面过早破坏并影响汽车行驶舒适性。必须尽量控制路基、地基的变形量,才能给路面以坚实的支承。,(二)路面 路面直接承受行车的作用。路面的使用要求指标是: 1平整度 为减缓路面平整度的衰变速率,应重视路面结构及面层材料的强度和抗变形能力。,2承载能力 路面必须满足设计年限的使用需要,具有足够抗疲劳破坏和塑性变形的能力,即具备相当高的强
5、度和刚度。 3温度稳定性 路面必须保持较高的稳定性,即具有较低的温度、湿度敏感度。,4抗滑能力 路表面应平整、密实、粗糙、耐磨,具有较大的摩擦系数和较强的抗滑能力。路面抗滑能力强,可缩短汽车的制动距离,降低发生交通安全事故的频率。 5透水性 路面应具有不透水性,以防止水分渗入道路结构层和土基,致使路面的使用功能丧失。 6噪声量 城市区域应尽量使用低噪声路面。,排水沥青路面表面层采用了一种具有较大空隙率的沥青混凝土。雨水通过表面层中的孔隙,汇集至设置于车行道边缘的排水系统。这种路面可避免雨天雨水在路表形成漫流,大大消除雨天车辆行驶时遇到的漂移、水雾、溅水、眩光等问题。,二、城市道路沥青路面的结构
6、组成 (一)路基 路基的断面型式有:路堤;路堑;半填半挖路基。从材料上分,路基可分为土路基、石路基、土石路基三种。 (二)路面 绝大部分路面的结构是多层次的;按使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同,在路基顶面采用不同规格和要求的材料分别铺设垫层、基层和面层等结构层。,1面层 面层是直接同行车和大气相接触的层位,承受行车荷载引起的竖向力、水平力和冲击力的作用,同时又受降水的侵蚀作用和温度变化的影响。因此面层应具有较高的强度、刚度、耐磨、不透水和高低温稳定性,并且其表面层还应具有良好的平整度和粗糙度。面层可由一层或数层组成,高等级路面面层可划分为磨耗层、上面层、中面层、下面层。
7、,常用的沥青类路面可分为沥青混凝土、热拌沥青碎石、沥青贯入式、沥青表面处治四种类型。各类路面的特点和适应范围是:,(1)沥青混凝土面层 其强度是按嵌挤密实原则构成的。采用优质沥青, 它是沥青路面中对稠度要求高,也是取粘稠的。另外采用相当数量的矿粉是沥青混凝土的一显著特点。 较高的粘结力使路面具有甚高的强度,可以承受比较繁重的车辆交通。但沥青混凝土路面的允许拉应变值较小,会产业规则横向裂缝,因而要求坚强的基层。对高温稳定性与低温稳定性均有要求。 较小的空隙率使沥青混凝土路面具有透水性小,水稳性好,耐久性高,有较大的抵抗自然因素的能力,使用年限达15-20年以上。 沥青混凝土路面适用于高速公路及一
8、、二级公路面层。,沥青混凝土面层的常用厚度和适宜层位见表 面层类别 骨料最大粒径 常用厚度适 宜 层 位 粗粒式沥青混凝土 265 6080 二或三层式面层的下面层 中粒式沥青混凝土 19 4060 三层式面层的中面层或二层式的下面层 16 4060 二或三层式面层的上面层 细粒式沥青混凝土 132 2540 二或三层式面层的上面层 95 1520 1沥青混凝土面层的磨耗层(上层); 2沥青碎石等面层的封层和磨耗层 4.75 1020 自行车道与人行道的面层,(2)热拌沥青碎石 热拌沥青碎石:高温稳定性好,路面不易产生波浪,冬季不易产生冻缩裂缝,行车荷载作用下裂缝少; 路面较易保持粗糙,有利于
9、高速行车; 对石料级配和沥青规格要求较宽,材料组成设计比较容易满足要求; 沥青用量少,且不用矿粉,造价低。 热拌沥青碎石适宜用于一般公路,不宜用于高等级公路。中粒式、粗粒式沥青碎石宜用作沥青混凝土面层下层、联结层或整平层。,(3) 石沥青贯入式: 贯入式路面的强度与稳定性主要由石料相互嵌挤作用构成。贯入式路面需要2-3周的成型期,在行车碾压与重力作用下,沥青逐渐下渗包裹石料,填充空隙,形成整体的稳定结构层,温度稳定性好,热天不宜出现推移、拥包,冷天不宜出现低温裂缝,贯入式路面的最上层应撒布封层料或加铺拌和层。沥青贯入式适用于二、三级公路,也可作为沥青混凝土面层的联结层。,(4) 沥青表面处治:
10、 沥青表面处治可改善路面行车条件,承担行车磨耗及大气作用,延长路面使用年限。所铺筑的沥青路面,其厚度可大于3厘米。在计算路面厚度时,其强度一般不计。 沥青表面处治,一般用于三级公路,也可用作沥青路面的磨耗层、防滑层。,2基层 基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的竖向力,并把由面层下传的应力扩散到土基,故基层应具有足够的、均匀一致的承载力和刚度。但沥青类面层下的基层应有足够的水稳定性,以防基层湿软后变形大,导致面层损坏。,用于基层的材料主要有: (1)整体型材料 无机结合料稳定粒料-石灰粉煤灰稳定砂砾、石灰稳定砂砾、石灰煤渣、水泥稳定碎砾石等,其强度高,整体性好,适用于交通量大、轴载重的
11、道路。工业废渣混合料的强度、稳定性和整体性均较好,适用于各种路面的基层。使用的工业废渣应性能稳定、无风化、无腐蚀。,(2)嵌锁型和级配型材料 级配碎(砾)石-应达到密实稳定。为防止冻胀和湿软,应控制小于o5mm颗粒的含量和塑性指数。在中湿和潮湿路段,用作沥青路面的基层时,应掺石灰。符合标准级配要求的天然砂砾可用作基层。不符合标准级配要求时,只宜用作底基层或垫层,并应按路基干、湿类型适当控制小于o5mm的颗粒含量。为便于碾压,砾石最大粒径宜不大于60mm。,泥灰结碎(砾)石适用于中湿和潮湿路段,掺灰量为其含土量的8一12。骨料的粒径宜小于或等于40mm,并不得大于层厚的o7倍。嵌缝料应与骨料的最
12、小粒径衔接。 水结碎石碎石的粒径宜小于或等于70mm,并不得大于层厚的o7倍。掺灰量为小于05mm颗粒含量的8一12。,3垫层 垫层是介于基层和土基之间的层位,其作用为改善土基的湿度和温度状况,保证面层和基层的强度稳定性和抗冻胀能力,扩散由基层传来的荷载应力,以减小土基所产生的变形。通常在土基湿、温状况不良时设置。垫层材料应具备良好的水稳定性。,(1)路基经常处于潮湿或过湿状态的路段,以及在季节性冰冻地区产生冰冻危害的路段应设垫层。 (2)垫层材料有粒料稳定土和无机结合料稳定土两类。粒料包括天然砂砾、粗砂、炉渣等。采用粗砂或天然砂砾时,小于0.075mm的颗粒含量应小于5;采用炉渣时小于2mm
13、的颗粒含量宜小于20。 (3)垫层厚度可按当地经验确定,一般宜大于或等于150mm。,(三)沥青路面结构组合的基本原则 1面层、基层的结构类型及厚度应与交通量相适应。交通量大、轴载重时,应采用高等级面层与强度较高的结合料稳定类材料基层。 2层间结合必须紧密稳定,以保证结构的整体性和应力传递的连续性。面层与基层之间应按基层类型和施工情况洒布透层沥青、粘层沥青或采用沥青封层。,3各结构层的材料回弹模量应自上而下递减,基层材料与面层材料的回弹模量比应大于或等于03;土基回弹模量与基层(或底基层)的回弹模量比宜为00804。 4层数不宜过多。 5在半刚性基层上铺筑面层时,城市主干路、快速路应适当加厚面
14、层或采取其它措施以减轻反射裂缝。,第三章 城市道路路基工程施工 路基施工多以人工配合机械施工,采用流水或分段平行作业方式。,一、路基施工程序 (一)准备工作 (二)修建小型构造物与埋设地下管线 小型构造物可与路基(土方)同时进行,但地下管线必须遵循“先地下,后地上”、“先深后浅”的原则来完成。 (三)路基(土、石方)工程 (四)质量检查与验收,二、路基施工要点 (一)路基施工测量 1恢复中线测量 恢复道路设计中线,对道路中线的各点进行复测,确认无误后进入施工测量。 2钉线外边桩由道路中心线测出道路宽度,在道路两侧边线外0.51Om处,以5m、10m或15m为间距钉木(边)桩。 3测标高,(二)
15、填土路基 1路基填土不得使用腐殖土、生活垃圾土、淤泥、冻土块或盐渍土。填土内不得含有草、树根等杂物,粒径超过100mm的土块应打碎。 2排除原地面积水,清除树根、杂草、淤泥等。应妥善处理坟坑、井穴,并分层填实至原基面高。 3填方段内应事先找平,当地面坡度陡于1:5时,需修成台阶形式,每层台阶高度不宜大于300mm,宽度不应小于1.0m。,4根据测量中心线桩和下坡脚桩,分层填土,压实。 5碾压前检查铺筑土层的宽度与厚度,合格后即可碾压,碾压“先轻后重”,最后碾压应采用不小于12t级的压路机。 6填方高度内的管涵顶面填土500mm以上才能用压路机碾压。 7填土至最后一层时,应按设计断面、高程控制填
16、土厚度,并及时碾压修整。,(三)挖土路基 1路基施工前,应将现况地面上积水排除、疏干,将树根坑、粪坑等部位进行技术处理。 2根据测量中线和边桩开挖。 3挖方段不得超挖,应留有碾压而到设计标高的压实量。,4压路机不小于12t级,碾压应自路两边向路中心进行,直至表面无明显轮迹为止。 5碾压时,应视土的干湿程度而采取洒水或换土、晾晒等措施。 6过街雨水支管沟槽及检查井周围应用石灰土或石灰粉煤灰砂砾填实。,(四)质量检验 路基碾压完成时,按质量验收项目(压实度、宽度、中线偏位、纵、横断面高程、平整度,路床还包括回弹弯沉等)检查,第四章 城市道路基层工程施工 基层是路面结构中直接位于面层下的承重层。基层
17、的材料与施工质量是影响路面使用性能和使用寿命的最关键因素。 目前大量采用的结构较密实、孔隙率较小、透水性较小、水稳性较好、适宜于机械化施工、技术经济较合理的水泥、石灰及工业废渣稳定材料做路面基层,通常称之为无机结合料稳定基层。,一、水泥稳定土基层 水泥稳定土有良好的板体性,其水稳性和抗冻性都比石灰稳定土好。水泥稳定土的初期强度高,其强度随龄期增长。水泥稳定土在暴露条件下容易干缩,低温时会冷缩,而导致裂缝。 水泥稳定细粒土(简称水泥土)的干缩系数、干缩应变以及温缩系数都明显大于水泥稳定粒料,水泥土产生的收缩裂缝会比水泥稳定粒料的裂缝严重得多;水泥土只用作高级路面的底基层。,二、石灰稳定土基层 石
18、灰稳定土有良好的板体性,但其水稳性、抗冻性以及早期强度不如水泥稳定土。石灰土的强度随龄期增长,并与养护温度密切相关,温度低于5时强度几乎不增长。石灰稳定土的干缩和温缩特性十分明显,且都会导致裂缝。与水泥一样,石灰土已被严格禁止用于高等级路面的基层,只能用作高级路面的底基层。,三、石灰工业废渣稳定土基层 石灰工业废渣稳定土中,应用最多、最广的是石灰粉煤灰类的稳定土,简称二灰稳定土,其特性在石灰工业废渣稳定土中具有典型性。 二灰稳定土有良好的力学性能、板体性、水稳性和一定的抗冻性,其抗冻性能比石灰土高很多。 二灰稳定土早期强度较低,随龄期增长,并与养生温度密切相关,温度低于4时强度几乎不增长;二灰
19、中的粉煤灰用量越多,早期强度越低,3个月龄期的强度增长幅度也越大。,第五章 沥青混凝土面层工程施工 沥青路面施工时气温不得低于10 (高等级道路)或5 (其他等级道路)。,一、混合料的运输 1施工中应做到摊铺机前有运料车等候。对高等级道路,开始摊铺前等候的运料车宜在5辆以上。 2为防止沥青混合料粘结运料车车厢板,装料前应喷洒一薄层隔离剂或防黏结剂。运输中沥青混合料上宜用篷布覆盖保温、防雨和防污染。,3运料车轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的脏物,施工时发现沥青混合料不符合施工温度要求或结团成块、已遭雨淋现象不得使用。 4运料车应在摊铺机前100300mm外空档等候,被摊铺机轻顶缓缓推动前进并逐
20、步卸料,避免撞击摊铺机。每次卸料必须倒净,如有余料应及时清除,防止硬结。,二、混合料的摊铺 1热拌沥青混合料应采用履带式或轮胎式沥青摊铺机。摊铺机的受料斗应涂刷薄层隔离剂或防粘结剂。 2铺筑高等级道路沥青混合料时,1台摊铺机的铺筑宽度不宜超过6m(双车道)75m(三车道以上),通常采用2台或多台摊铺机前后错开1020m呈梯队方式同步摊铺,两幅之间应有30一60mm左右宽度的搭接,并应避开车道轮迹带,上下层搭接位置宜错开200mm以上。,3摊铺机开工前应提前05lh预热熨平板使其不低于l00。铺筑时应选择适宜的熨平板振捣或夯实装置的振动频率和振幅,以提高路面初始压实度。 4,摊铺机必须缓慢、均匀
21、、连续不问断地摊铺,不得随意变换速度或中途停顿,以提高平整度,减少沥青混合料的离析。摊铺速度宜控制在26mmin的范围内。,5摊铺机应采用自动找平方式。下面层宜采用钢丝绳引导的高程控制方式。上面层宜采用平衡梁或雪橇式并辅以厚度控制方式摊铺。 6热拌沥青混合料的最低摊铺温度根据铺筑层厚度、气温、风速及下卧层表面温度,并按现行规范要求执行。例如,铺筑普通沥青混合料,下卧层的表面温度为1520 ,铺筑层厚度为80mm三种情况下,最低摊铺温度分别是140 、135 、130 。,7沥青混合料的松铺系数应根据试铺试压确定。应随时检查铺筑层厚度、路拱及横坡,并辅以使用的沥青混合料总量与面积校验平均厚度。
22、8摊铺机的螺旋布料器转动速度与摊铺速度应保持均衡。为减少摊铺中沥青混合料的离析,布料器两侧应保持有不少于送料器23高度的混合料。摊铺的混合料,不宜用人工反复修整。,9人工摊铺沥青混合料应做到:半幅施工时,路中一侧宜预先设置挡板;摊铺时应扣锹布料,不得扬锹远甩;边摊铺边整平,严防骨料离析;摊铺不得中途停顿,并尽快碾压;低温施工时,卸下的沥青混合料应覆盖篷布保温。,三、沥青混凝土路面的压实及成型 1压实层最大厚度不宜大于l00mm,各层应符合压实度及平整度的要求。 2沥青路面施工应配备足够数量、状态完好的压路机,选择合理的压路机组合方式,根据摊铺完成的沥青混合料温度情况严格控制初压、复压、终压(包
23、括成型)时机。,3碾压速度做到慢而均匀,应符合规范要求的压路机碾压速度(kmh)。 4压路机的碾压温度应根据沥青和沥青混合料种类、压路机、气温、层厚等因素经试压确定。 5初压应紧跟摊铺机后进行,宜采用钢轮压路机静压12遍。碾压时应将压路机的驱动轮面向摊铺机,从外侧向中心碾压,在超高路段和坡道上则由低处向高处碾压。,6复压应紧跟在初压后开始,不得随意停顿。碾压路段总长度不超过80m。密级配沥青混合料复压宜优先采用重型轮胎压路机进行碾压,以增加密水性,其总质量不宜小于25t。相邻碾压带应重叠1312轮宽。对粗骨料为主的混合料,宜优先采用振动压路机复压(厚度宜大于30mm),振动频率宜为3550Hz
24、,振幅宜为0308mm。层厚较大时宜采用高频大振幅,厚度较薄时宜采用低振幅,以防止骨料破碎。相邻碾压带宜重叠100200mm。当采用三轮钢筒式压路机时,总质量不小于12t,相邻碾压带宜重叠后轮的12轮宽,并不应小于200mm。,7终压应紧接在复压后进行。终压应选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机,碾压不宜少于2遍,至无明显轮迹为止。 8为防止沥青混合料粘轮,对压路机钢轮可涂刷隔离剂或防粘结剂,严禁刷柴油。亦可向碾轮喷淋添加少量表面活性剂的雾状水。 9压路机不得在未碾压成型路段上转向、掉头、加水或停留。在当天成型的路面上,不得停放各种机械设备或车辆,不得散落矿料、油料及杂物。,四、接缝 1
25、沥青混凝土路面接缝必须紧密、平顺。上、下层的纵缝应错开150mm(热接缝)或300400mm(冷接缝)以上。相邻两幅及上、下层的横向接缝均应错位lm以上。应采用3m直尺检查,确保平整度达到要求。,2采用梯队作业摊铺时应选用热接缝,将已铺部分留下100200mm宽暂不碾压,作为后续部分的基准面,然后跨缝压实。如半幅施工采用冷接缝时,宜加设挡板或将先铺的沥青混合料刨出毛槎,涂刷粘层油后再铺新料,新料重叠在已铺层上50100mm,软化下层后铲走,再进行跨缝压密挤紧。,五、开放交通 热拌沥青混凝土路面铺完待自然冷却至温度低于50时,方可开放交通。,第六章 水泥混凝土路面工程 水泥混凝土路面结构的组成包
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