1路基路面工程第一章总论1.ppt
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1、路基路面工程,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,2,第1章 总 论,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,3,1.1 道路工程发展概况,史记记载,4000多年前,我国就有了车和行车的道路。公元前1066年开始有驿道。秦代(公元前221年公元前206年)建立了规模宏大的道路交通网,道路总里程约1.2万公里。至唐代(公元618907年),建成了以长安城为中心的驿道网,总里程约2.2万公里。新中国成立前有道路13万公里。20世纪80年代中期,中国大陆开始修建高速公路,并以飞跃式的速度发展。,至2005年底,我国大陆地区公路总里程达到193.05万公里,其中,国道132674公里、省道2337
2、83公里、县道494276公里、乡道981430公里、专用公路88380公里,分别占公路总里程的6.9%、12.1%、25.6%、50.8%和4.6%。按公路技术等级分组,各等级公路里程分别为:高速公路41005公里、一级公路38381公里、二级公路246442公里、三级公路344671公里、四级公路921293公里,等外公路338752公里。,“十五”期间,高速公路建设实现历史性突破。“十五”期间建成高速公路2.47万公里,是“七五”、“八五”和“九五”建成高速公路总和的1.5倍。2005年,全国新增高速公路通车里程6717公里。,高速公路突破千公里的省(区、市)有19个。分别是:山东(31
3、63公里)、广东(3140公里)、江苏(2886公里)、河南(2678公里)、河北(2135公里)、浙江(1866公里)、辽宁(1773公里)、四川(1758公里)、山西(1686公里)、湖北(1649公里)、江西(1559公里)、安徽(1501公里)、云南(1421公里)、广西(1411公里)、湖南(1403公里)、陕西(1226公里)、福建(1208公里)、甘肃(1006公里)和内蒙古(1001公里,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,7,国家高速公路网规划,布局目标国家高速公路网的布局目标是:连接所有目前城镇人口超过20万的中等及以上城市,形成高效运输网络:(1)连接省会城市,形成国
4、家安全保障网络;(2)连接各大经济区,形成省际高速公路网络;(3)连接大中城市,形成城际高速公路网络;(4)连接周边国家,形成国际高速公路通道;(5)连接交通枢纽,形成高速集疏运公路网络。,布局方案国家高速公路网采用放射线与纵横网格相结合布局方案,由7条首都放射线、9条南北纵线和18条东西横线组成,简称为“7918”网,总规模约8.5万公里,其中主线6.8万公里,地区环线、联络线等其它路线约1.7万公里。具体路线是:,(1)首都放射线7条:北京上海、北京台北、北京港澳、北京昆明、北京拉萨、北京乌鲁木齐、北京哈尔滨(2)南北纵线9条:鹤岗大连、沈阳海口、长春深圳、济南广州、大庆广州、二连浩特广州
5、、包头茂名、兰州海口、重庆昆明,(3)东西横线18条:绥芬河满洲里、珲春乌兰浩特、丹东锡林浩特、荣成乌海、青岛银川、青岛兰州、连云港霍尔果斯、南京洛阳、上海西安、上海成都、上海重庆、杭州瑞丽、上海昆明、福州银川、泉州南宁、厦门成都、汕头昆明、广州昆明此外,国家高速公路网还包括辽中环线、成渝环线、海南环线、珠三角环线、杭州湾环线等5条地区环线,2段并行线和37段联络线。,建设进展与资金需求 据初步统计(至2004年底),在规划的8.5万公里国家高速公路网中,目前已建成2.9万公里、在建1.6万公里、待建4万公里,分别占总里程的34%、19%和47%。待建里程中,东部地区0.8万公里、中部地区1.
6、1万公里、西部地区2.1万公里,建设任务主要集中在中西部地区,特别是西部地区的建设任务还相当繁重。建成这个系统大约需要30年。按静态投资匡算,国家高速公路网未来建设所需资金约2万亿元,其中东部地区3900亿元、中部地区5200亿元、西部地区10900亿元。在2020年前国家高速公路网将处于较快的建设阶段,预计2010年前,年均投资规模约1400亿元,20102020年年均投资约1000亿元。,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,12,道路工程中的主要技术难题,软土地基问题高边坡稳定问题生态保护问题路面结构问题路面设计理论,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,13,道路工程实例图片,20
7、23/8/9,武汉理工大学 胡幼常,14,阳逻长江大桥接线高速公路,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,15,阳逻长江大桥接线高速公路,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,16,路基填筑施工,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,17,桥头路基防护,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,18,岩石边坡厚层基材植被防护,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,19,预应力空心板的预制施工,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,20,沥青混凝土面层施工,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,21,路基表面回弹模量现场检测,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,22,路面水泥稳定碎
8、石基层压实度检测,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,23,落锥自动弯沉仪检测路面弯沉,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,24,落锥式自动弯沉仪,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,25,路面摩擦系数现场检测,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,26,路面构造深度检测,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,27,核子湿度密度仪,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,28,1.2路基路面工的特点,1.概念路基: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。路面: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。两者关系:
9、路基是路面结构的基础,坚强而又稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要的保证,而路面结构层的存在又保护了路基,使之避免了直接经受车辆和大气的破坏作用,长期处于稳定状态。,地基,路基,路面,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,30,2.路基路面应具有的基本性能承载能力:强度(抵抗应力)、刚度(抗变形)稳定性:结构稳定性、水稳定性、温度稳定性耐久性:抗疲劳破坏能力,抗水损、抗老化等能力表面平整性:舒适表面抗滑性能:安全,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,31,1.3影响路基路面稳定的因素,(1)自然因素地理条件地质条件气候条件水文和水文地质条件土的类别,2023/8/9,武汉理工大
10、学 胡幼常,32,(2)人为因素荷载路基、路面结构施工方法和质量养护措施,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,33,1.4 路基土的分类,我国按公路土工试验规程JTJ051-93进行分类(1)粒组划分(2)分类原则(3)分类步骤老分类法不同土类的工程性质:砂土,砂性土,粉性土,粘土,砾石土,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,34,1.5 公路自然区划,(自学),2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,35,1.6 路基水温状况及干湿类型,一、路基潮湿的来源大气降水(雨、雪)地面水地下水毛细水水蒸气及凝结水薄膜水,二、土的天然稠度三、路基干湿类型的划分,2023/8/9,武汉理工大学
11、胡幼常,37,路面工程,路面结构层次及层位功能路面的等级与类型路面结构功能要求路面工程的发展,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,38,路面结构层次及层位功能,路面横断面槽式横断面:在路基上挖槽铺筑路面全铺式横断面:在路基上全宽内铺筑路面,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,39,路面结构层次及层位功能,路拱横坡度(1)作用:利于路面排水。横坡大利于排水,不利于抗滑。(2)类型直线型路拱:等级高的路面抛物线型路拱:等级低的路面各类路面横坡度如表110。路肩横坡度一般较路面横坡大12。高速公路和一级公路的硬路肩采用与路面相同结构时,两者横坡相同,土路肩大2%。,2023/8/9,武汉理工
12、大学 胡幼常,40,各类路面横坡度,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,41,路面结构层次及层位功能,可划分为三个层次:面层、基层、垫层面层Surface直接承受车轮荷载反复作用和自然因素(湿度、温度、阳光、雨水等)影响的结构层。材料:水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料、碎(砾)石、块料等。由一层、或两层、或三层组成。要求:平整、抗滑、耐磨、透水性小、水稳定性和 温度稳定性好。,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,42,路面结构层次及层位功能,基层Base设置在面层之下,将荷载传递给垫层、土基,是主要起承重和扩散荷载的作用。应有足够的水稳定性和一定的强度和刚度。可分为基层、底基层。
13、材料天然砂砾、各种碎(砾)石结合料(石灰、水泥、沥青、工业废渣)稳定土或碎(砾)石贫混凝土,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,43,路面结构层次及层位功能,垫层Cushion 排水、隔温防冻设置在基层与土基Subgrade之间。功能:排水隔温,保证路面基层和面层不受路基水温状况变化的影响。其次可起扩散荷载的作用材料:松散性粒料:排水。要求水稳性好,透水。稳定类材料:加强路面结构强度,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,44,路面的等级与类型,公路分级(公路工程技术标准JTG B001-2003)高速公路Freeway,Expressway 四车道、六车道、八车道(交通量以小客车为标准
14、车型,换算系见上述技术标准)远景设计年AADT为25000100000辆(小客车)一级公路 远景设计年AADT为1500055000辆(小客车)二级公路 远景设计年AADT为500015000辆(小客车)三级公路 远景设计年AADT为20006000辆(小客车)四级公路 远景设计年AADT为2000辆以下(小客车)(AADTannual average daily traffic 年平均日交通量),2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,45,路面的等级与类型,路面等级高级路面:强度高,刚度大,稳定性好,平整无尘,寿命长;投资大。养护费用较少。次高级路面中级路面低级路面,2023/8/9,武汉
15、理工大学 胡幼常,46,路面的等级与类型,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,47,路面类型,柔性路面Flexibility Pavement在柔性基层上铺筑沥青面层的路面;粒料类路面。传给路基的荷载较大半刚性基层沥青路面Semi Rigid base Asphalt Pavement刚性路面(水泥混凝土路面)Cement Concrete Pavement。传给路基的荷载较小,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,49,路面结构功能要求,强度与刚度(开裂、变形)稳定性(高、低温、水稳定性)耐久性(疲劳、老化)平整性(舒适、动荷)抗滑性(安全)少尘性、低噪声(环保),2023/8/9,武
16、汉理工大学 胡幼常,50,我国公路建设的规划,建设国道主干线公路系统为主的全国公路主骨架分层次地发展与国道主干线相连接的省、市干线公路和县乡公路同时建设大中城市出入口公路及城市绕行线(公路环线)相应建设其它公路配套设施,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,51,中国高速公路网规划中国高速公路网目前已完成规划,其总里程将超过8万公里。规划后的高速公路网,将形成由中心城市向外放射以及横贯东西、纵贯南北的大通道,并且实现“东部加密、中部成网、西部连通”的新局面,其中东部地区只需要30分钟就可以达到高速公路,预计这些高速公路将用20年左右全部建设完成。现在该规划已提请中央有关部门最后敲定。,我国公
17、路建设的规划,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,52,国家高速公路网规划主要由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线共同组成,这些高速公路简称为“7918网”,现在“7918网”已建成2.5万公里,正在建设的有1.6万公里,还有4万多公里将在20内建设完成。其具体目标是:覆盖10多亿人口;直接服务范围东部地区超过90%、中部地区达83%、西部地区近70%;实现东部地区平均30分钟、中部地区平均60分钟、西部地区平均120分钟上高速;连接全国所有省会城市,以及目前城镇人口超过50万的大城市、超过20万的中等城市;连接全国重要的交通枢纽城市;连接重要的对外公路口岸;在环渤海、长三角
18、、珠三角三大都市圈内部,形成较为完善的城际高速公路网。并且逐步形成“首都连接省会、省会彼此相通、连接主要地市、覆盖重要县市”的新高速公路网络。,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,53,“五纵七横”线打造公路网主骨架,现在正在建设“五纵七横”是目前我国规划建设的以高速公路为主的公路网主骨架,总里程约3.5万公里。其中,“五纵”指同江三亚、北京珠海、重庆北海、北京福州、二连浩特河口。“七横”指连云港霍尔果斯、上海成都、上海瑞丽、衡阳昆明、青岛银川、丹东拉萨、绥芬河满洲里。现在这些国道主干线也在建设之中,预计2007年底之前完成建设。,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,54,我国公路建设
19、的规划,国道主干线公路规划方案五纵七横三个重要路段五纵15590KM同江(黑龙江边境口岸)三亚 5700KM北京福州 2540KM北京珠海 2310KM二连浩特(内蒙古口岸)河口(云南边境口岸)3610KM重庆湛江 1430KM,2023/8/9,武汉理工大学 胡幼常,55,我国公路建设的规划,国道主干线公路规划方案五纵七横三个重要路段七横 20300KM绥芬河(黑龙江东部边境口岸)满洲里 1280KM丹东拉萨 4590KM青岛银川 1610KM连云港霍尔果斯(新疆西部边境口岸)3980KM上海成都 2770KM上海瑞丽(云南西部边境口岸)4090KM衡阳昆明 1980KM,2023/8/9,
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- 路基 路面 工程 第一章 总论
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