路基路面工程(课堂PPT)
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路基路面工程14电子教案PPT课件
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• 3）计算回弹模量Etc • 4）水泥混凝土的设计强度与弯拉弹性模量 • 设计弯拉强度fcm • 混凝土的试配强度
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• 14.4.3 荷载疲劳应力 • (1)临界荷位 • (2)荷载疲劳应力计算 • 修正后的荷载疲劳应力
图14-13 临界荷位
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• 14.4.4 温度疲劳应力 • 温度疲劳应力
• ③确定材料参数—试验确定混凝土的设计弯拉强 度和弹性模量，基层、垫层和路基的回弹模量， 基层顶面的当量回弹模量。
• ④计算荷载疲劳应力—由应力计算图或公式得到 标准轴载作用下板边缘中部的最大荷载应力；按 接缝类型选定接缝传荷系数；按标准轴载累计作 用次数计算得到疲劳应力系数；按交通等级选定 综合系数；综合上述计算结果可得到荷载疲劳应
• 1)荷载作用于板中（荷位①），荷载中心处板底最大弯拉 应力
• 2)荷载作用于板边缘中部（荷位②），荷位下板底的最大 弯拉应力
• 3)荷载作用于板角隅（荷位③），最大拉应力产生在板的 表面离荷载圆中心为x1的分角线上
7
图14-4 三种荷载位置
8
• 14.1.3 弹性半空间地基板的荷载应力分析
• 对于外荷载与弹性地基板本身均属于轴对称的情 况下
• 14.4.5 板厚确定 • ①收集并分析交通参数—收集日交通量和轴载组
成数据，确定轮载分布系数，计算设计车道标准 轴载日作用次数，由此确定道路的交通等级，并 进而选定设计年限、选定交通量年平均增长率， 计算使用年限内标准轴载的累计作用次数。
34
35
• ②初拟路面结构—初选路面结构层次、类型和材 料组成；拟定各层的厚度、面层板平面尺寸和接 缝构造。
• 由第②、③点假设，应用几何方程可得到应变与竖向位移 的关系式
路基路面复习课课件课件.pptx
第35页/共103页
§5 挡土墙设计
基本内容： 1、概述；
（挡土墙的用途、类型与特点，重力式挡土墙的构造与布置，挡土墙的基础要求与类型）
2、土压力计算；
（作用于挡土墙的力系、特定条件下的土压力计算、土压力的简易计算）
3、重力式挡土墙的设计与稳定性验算。
（行车荷载的换算、滑动与倾覆稳定性、地基应力与墙身应力、示例）
即： H1相对应于wc1，为干燥和中 湿状态的分界标准； H2相对应于wc2，为中湿与潮 湿状态的分界标准； H3相对应于wc3，为潮湿和过 湿状态的分界标准。
临界高度参考值（见教材P19）
第11页/共103页
路基干湿类型
干燥 中湿 潮湿 过湿
原有公路
新建公路
路基平均稠度wc与分 界相对稠度的关系
滑坡。 Ⅴ区——西南潮暖：该区土基软湿，注意路基整体稳定
性。 Ⅵ区——西北干旱区：气候干燥，可采用沥青混凝土层
解决砂石路面搓泥、松散。注意沙漠地区风蚀和沙埋。 Ⅶ区——青藏高寒区：有多年冻土，注意保温设计，且
沥青路面在日照下易老化。
第9页/共103页
§1-4 、路基干湿类型 路基干湿类型划分方法
（1）已建公路：不利季节测定路床80cm内土层的含水 量，确定其平均稠度；按自然区划、土类查表确定 分界稠度；比较平均稠度与分界稠度，确定干湿类 型。
第15页/共103页
§Ⅱ 路基部分
路基工程部分 路基的力学特点及影响因素 一般路基设计 路基边坡稳定性分析 路基防护与加固 挡土墙设计 路基排水设计
第16页/共103页
§1 路基的力学特点
§1-1 路基工作区
σ 概念：在路基某一深度Za处，当车轮荷载引起的垂直应力 z与路基土自重引起
§5 挡土墙设计
基本内容： 1、概述；
（挡土墙的用途、类型与特点，重力式挡土墙的构造与布置，挡土墙的基础要求与类型）
2、土压力计算；
（作用于挡土墙的力系、特定条件下的土压力计算、土压力的简易计算）
3、重力式挡土墙的设计与稳定性验算。
（行车荷载的换算、滑动与倾覆稳定性、地基应力与墙身应力、示例）
即： H1相对应于wc1，为干燥和中 湿状态的分界标准； H2相对应于wc2，为中湿与潮 湿状态的分界标准； H3相对应于wc3，为潮湿和过 湿状态的分界标准。
临界高度参考值（见教材P19）
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路基干湿类型
干燥 中湿 潮湿 过湿
原有公路
新建公路
路基平均稠度wc与分 界相对稠度的关系
滑坡。 Ⅴ区——西南潮暖：该区土基软湿，注意路基整体稳定
性。 Ⅵ区——西北干旱区：气候干燥，可采用沥青混凝土层
解决砂石路面搓泥、松散。注意沙漠地区风蚀和沙埋。 Ⅶ区——青藏高寒区：有多年冻土，注意保温设计，且
沥青路面在日照下易老化。
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§1-4 、路基干湿类型 路基干湿类型划分方法
（1）已建公路：不利季节测定路床80cm内土层的含水 量，确定其平均稠度；按自然区划、土类查表确定 分界稠度；比较平均稠度与分界稠度，确定干湿类 型。
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§Ⅱ 路基部分
路基工程部分 路基的力学特点及影响因素 一般路基设计 路基边坡稳定性分析 路基防护与加固 挡土墙设计 路基排水设计
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§1 路基的力学特点
§1-1 路基工作区
σ 概念：在路基某一深度Za处，当车轮荷载引起的垂直应力 z与路基土自重引起
路基路面工程教学PPT2-路面结构荷载及材料
第2章
交通荷载 环境因素和力学参数
主要内容
第一节 第二节 第三节
路面结构及其分类 Pavement Structure and Types 环境因素对道路的影响 Environmental Factors 交通荷载参数 Traffic and its Parameters 路面结构设计参数 Structure Design Parameters 路面材料的累积变形与疲劳破坏
半刚性基层沥青路面 (Asphalt pavement with semi-rigid base) 刚性基层沥青路面 (Asphalt pavement with rigid base) 全厚式沥青路面 (Full Depth asphalt pavement)
第一节 路面结构及其分类
2、我国常用的高速公路沥青路面的结构
低温开裂ห้องสมุดไป่ตู้
第二节 环境因素对道路的影响
◆2、温度湿度对道路的影响概述
• 温度
动弹性模量（ M P a ）
图2-9 温度对沥青混凝土动弹性模量的影响
第二节 环境因素对道路的影响
◆2、温度对道路的影响
表面下2cm
50 7cm
40
15cm
30 温度（℃） 20 10 4 6 8 10 12 14 时刻（h） 16 18 20 22 24
构，其强度高、弹性模量高、处于板体工作状态，传递给 基础的单位压力小。 半刚性路面 通过改善沥青混凝土性能使其呈半刚性特 性，其刚度介于沥青混凝土和水泥混凝土之间。
第二节 环境因素对道路的影响
◆1、温度对道路的影响
温度造成路基体的膨胀与收缩，甚至引起路
基的冻胀
温度造成水泥砼路面的温度应力及条块分割 温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及
交通荷载 环境因素和力学参数
主要内容
第一节 第二节 第三节
路面结构及其分类 Pavement Structure and Types 环境因素对道路的影响 Environmental Factors 交通荷载参数 Traffic and its Parameters 路面结构设计参数 Structure Design Parameters 路面材料的累积变形与疲劳破坏
半刚性基层沥青路面 (Asphalt pavement with semi-rigid base) 刚性基层沥青路面 (Asphalt pavement with rigid base) 全厚式沥青路面 (Full Depth asphalt pavement)
第一节 路面结构及其分类
2、我国常用的高速公路沥青路面的结构
低温开裂ห้องสมุดไป่ตู้
第二节 环境因素对道路的影响
◆2、温度湿度对道路的影响概述
• 温度
动弹性模量（ M P a ）
图2-9 温度对沥青混凝土动弹性模量的影响
第二节 环境因素对道路的影响
◆2、温度对道路的影响
表面下2cm
50 7cm
40
15cm
30 温度（℃） 20 10 4 6 8 10 12 14 时刻（h） 16 18 20 22 24
构，其强度高、弹性模量高、处于板体工作状态，传递给 基础的单位压力小。 半刚性路面 通过改善沥青混凝土性能使其呈半刚性特 性，其刚度介于沥青混凝土和水泥混凝土之间。
第二节 环境因素对道路的影响
◆1、温度对道路的影响
温度造成路基体的膨胀与收缩，甚至引起路
基的冻胀
温度造成水泥砼路面的温度应力及条块分割 温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及
路基路面工程第二章PPT课件
=
2
得到：
Zα＝3
• 路基工作区内，土基的强度和稳定性对保证路面结构的强度和稳 定性极为重要，对工作区范围内的土质选择、路基的压实度应提 出较高的要求。
《路基路第面11工页/程共2》6页精品课程
三、路基土的应力－应变特性
• 路基土的变形包括弹性变形和塑性变形，过大的塑性变形导致沥青 路面出现车辙和纵向不平整，会导致水泥混凝土路面板的断裂。在 柔性路面结构中，土基的变形占很大部分。
一、累积变形
路面结构在车轮荷载重复作用下因塑性变形累积而 产生的沉陷或车辙，是路面结构的主要病害。这种永久 性的变形是路基路面各结构层材料塑性变形的综合。
2.边坡滑塌 3.碎落和崩塌 4.路基沿山坡滑动 5.不良地质和水文条件造
成的路基破坏
《路基路第面17工页/程共2》6页精品课程
二、路Байду номын сангаас病害防治
• 正确设计路基横断面； • 选择良好的路基填料，必要时进行稳定处理； • 采用正确的填筑方法，充分压实； • 适当提高路基，防止水分从侧面渗入或从地下水位上升进入到路基工作区
量的逐年变化； • 汽车的静态荷载与动态荷载特性比较。
《路基路面第2工页/共程26》页精品课程
一、车辆的种类
道路上通行的车辆主要分为客车与货车两大类。
客车：小客车、中客车、大客车；
货车：整车、牵引式半挂车、牵引式挂车。
• 汽车的总重量通过车轴和车轮传递给路面，所以路面结 构设计主要以轴重作为荷载标准。因此，在众多的车辆 组合中，重型货车和大客车起决定作用。对于小客车， 则主要对路面的表面特性如：平整性、抗滑性等，提出 较高的要求。 《路基路面第3工页/共程26》页精品课程
某一标准轴载的当量通行次数。我国的标准轴载为BZZ-100。
市政道路工程施工课件PPT(ppt110张)
密度法：每1000m2每压实层测3处
竣工测量。竣工测量包括：中心线的位置、标高、 1、施工负责人应会同设计或勘测部门现场交接中线控制桩和设计水准点，并设置护桩。
砌筑料石基础的第一皮石块应用丁砌层座浆砌筑。
横断面图式、附属结构和地下管线的实际位置和 聚合物改性沥青混合料的正常施工温度范围（℃）
1）、粒料应符合要求，并应根据当地料源选择质坚干净的粒料。 上面层：设计值的-10%
施工测量
1、施工负责人应会同设计或勘测部门现场交接中线控制 桩和设计水准点，并设置护桩。
在不受施工影响的位置引测辅助基线，设平面控制桩， 以备施工过程中及时补桩。
定出路边线及上下边坡线桩，核对占地和拆迁是否满 足施工需要，施工范围内尚存的障碍应作明显标志。
临时水准点应与设计水准点复测闭合，允许闭合差： 快速路、主、次干路±12√Lmm,支路为±20√Lmm（L为水 准线长度公里数）
标高。测量成果应在竣工图中标明。 3m直尺：每200m测2处×10尺
4、支架的弹性、非弹性变形及基础的允许下沉量应满足施工后梁体设计标高的要求。
路基施工技术
路基施工在确保设计要求的前提下，可 因地制宜合理利用当地材料和工业废料。 同时应防止有害物质的污染路基用地范围 内的各种管线工程及附属结构物，应按 “先地下，后地上”“先深后浅”的原则 避免道路反复开挖。必须重视管线沟槽回 填土的质量，使其达到与路基相同的设计 强度
水准仪：每200m测4处
路堑开挖
边坡修整
2）、大、中桥和地基土质复杂、结构对地基有特殊要求的地基检验，一般采用触探和钻探(钻深至少4m)取样做土工试验，或按设计的
特殊要求进行荷载试验。
1、路堑开挖施工流程
取土坑、弃土堆、护坡道飞碎落台的位置适当，外形整齐、美观，防止水土流失。
竣工测量。竣工测量包括：中心线的位置、标高、 1、施工负责人应会同设计或勘测部门现场交接中线控制桩和设计水准点，并设置护桩。
砌筑料石基础的第一皮石块应用丁砌层座浆砌筑。
横断面图式、附属结构和地下管线的实际位置和 聚合物改性沥青混合料的正常施工温度范围（℃）
1）、粒料应符合要求，并应根据当地料源选择质坚干净的粒料。 上面层：设计值的-10%
施工测量
1、施工负责人应会同设计或勘测部门现场交接中线控制 桩和设计水准点，并设置护桩。
在不受施工影响的位置引测辅助基线，设平面控制桩， 以备施工过程中及时补桩。
定出路边线及上下边坡线桩，核对占地和拆迁是否满 足施工需要，施工范围内尚存的障碍应作明显标志。
临时水准点应与设计水准点复测闭合，允许闭合差： 快速路、主、次干路±12√Lmm,支路为±20√Lmm（L为水 准线长度公里数）
标高。测量成果应在竣工图中标明。 3m直尺：每200m测2处×10尺
4、支架的弹性、非弹性变形及基础的允许下沉量应满足施工后梁体设计标高的要求。
路基施工技术
路基施工在确保设计要求的前提下，可 因地制宜合理利用当地材料和工业废料。 同时应防止有害物质的污染路基用地范围 内的各种管线工程及附属结构物，应按 “先地下，后地上”“先深后浅”的原则 避免道路反复开挖。必须重视管线沟槽回 填土的质量，使其达到与路基相同的设计 强度
水准仪：每200m测4处
路堑开挖
边坡修整
2）、大、中桥和地基土质复杂、结构对地基有特殊要求的地基检验，一般采用触探和钻探(钻深至少4m)取样做土工试验，或按设计的
特殊要求进行荷载试验。
1、路堑开挖施工流程
取土坑、弃土堆、护坡道飞碎落台的位置适当，外形整齐、美观，防止水土流失。
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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、杭州湾环线等共5条地区环线，2段并行线和37段联络线。
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3、我国公路建设成果
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3、我国公路建设成果
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3、我国公路建设成果
143.89万km
有铺装+简易铺装279.86万km +未铺装149.07万Km =总里程423.75万Km
号区间为11~89。
➢③横向路线编号为2位偶数，由北向南升序编排，编
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第一节 路基路面工程发展概况
核心内容：
➢道路的衍变
➢道路的分类
➢我国公路建设成果
➢国家高速公路网命名
➢路基路面建设的技术成果
➢交叉学科的发展
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1、道路的衍变
道路的发展可粗分为四个阶段：
第一阶段：供行人和牛马及其他兽类
行走、驮运货物的阶段。此时期的道 路通常称为小路或小径(Trail)。
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2、道路分类
道路是供各种车辆、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。
机场Airport
分类 干线公路： 国家干线
省干线
公路
县公路
乡公路
支线公路
分级 高速公路、一级公路
二级、三级、四级公路
Highway 公路 城市道路 快速路
主干道
次干道
支路及街道
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3、我国公路建设成果 ——高速公路“7918”网
7条：北京－哈尔滨（G1）、北京－上海（G2）、北京－台北
（G3）、北京－港澳（G4）、北京－昆明（G5）、北京－拉萨 （G6）、北京－乌鲁木齐（G7）
9条：鹤岗－大连（G11)、沈阳－海口(G15)、长春－深圳(G25)、
济南－广州(G35)、大庆－广州（G45）、二连浩特－广州(G55)、 包头－茂名(G65)、兰州－海口(G75)、重庆－昆明(G85)
Design parameters)
路基设计
(Embankment Design)
路基防护与支挡设计
(design of retaining wallห้องสมุดไป่ตู้)
路基施工
(construction)
.
12
◇ 课程的具体内容
路面工程部分
交通荷载及路面设计参数(ESAL and Parameters) 路面基层(Base) 沥青路面设计 (Asphalt Pavement Design) 水泥混凝土路面设计(Cement Concrete Pavement Design) 路面施工(Construction) 路基路面养护与管理
(Maintenance and rehabilitations)
.
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第一章 概论
.
14
第一章 概论(Introduction)
➢第一节 路基路面工程发展概况(Development) ➢第二节 路基路面工程的特点与性能要求(Characteristics) ➢第三节 路基路面结构及层位功能(Pavement layers) ➢第四节 路基路面结构的影响因素(Factors) ➢第五节 公路自然区划 (Nature Categories)
《路基路面工程》
Subgrade and Pavement Engineering
张锐（副教授） 长沙理工大学交通运输工程学院
.
1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
主要内容(Contents)
本课程的设置及其重要性 第一章 概述(Introduction)
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8
◇ 本课程的设置及其重要性
1、本课程在教学体系中的位置 公共课程—数学、英语、人文 等
年由高特列希戴姆勒发明，我国在1902年从国外引进汽车，1906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A9公路(东德)，使用时间超过50年，
图中为第一阶段的水泥. 路面
19
1、道路的衍变
第四阶段：以高速度分车道行驶为特征的高速公路阶段。
也称为Freeway或Expressw.ay。
18条：绥芬河－满洲里（G10）、珲春－乌兰浩特(G12)、丹东－
锡林浩特(G16)、荣成－乌海(G18)、青岛－银川(G20)、青岛－兰 州(G22)、连云港－霍尔果斯(G30)、南京－洛阳(G36)、上海－西 安(G40)、上海－成都(G42)、上海－重庆(G50)、杭州－瑞丽(G56)、 上海－昆明(G60)、福州－银川(G70)、泉州－南宁(G72)、厦门－ 成都(G76)、汕头－昆明(G78)、广州－昆明(G80)
—野外试验 确定交通参数、路面结构参数 等；
—结构综合设计
进行路面结构设计、施工组织设计
.
10
◇ 本课程的设置及其重要性
3、本课程的内容
路基路面工程
路基工程
路面工程
公路路基 机场道基 公路路面 机场道面
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11
◇ 课程的具体内容
概论
路基工程部分
路基土的特性及设计参数
(Characteristics and
其他道路 厂矿道路 .
21
林区道路
3、我国公路建设成果 ——高速公路“7918”网
到2020年，高速公路总规模约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。
7 条北京放射线
9 条纵向路线
18 条横向路线
.
22
3、我国公路建设成果
普通国道网（2013年-2030年）
基础课程—工程力学、结构力学、弹性力学 等
专业基础课程—土木工程材料、测量学、土力 学与土质学、水力学、交通工程基础等；
专业课程—道路勘测设计、路基路面工程、桥 梁工程、结构设计原理、基础工程 等
专业提高课程—众多选修课程
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9
◇ 本课程的设置及其重要性
2、本课程在工程实践中的重要性
实践环节—室内试验 确定路面结构设计的主要参数 等；
简50.35万km
229.51万km中有 64.19万km沥青
229.51万km中有 165.32万km水泥
2012年底资料
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4、国家高速公路网命名
数字及数字与字母编号 ➢①首都放射线编号为1位数，由正北开始按顺时针方
向升序编排，编号区间为1~9。
➢②纵向路线编号为2位奇数，由东向西升序编排，编
第二阶段：供蓄力车辆和行人
通行的大道(Cart Way)阶段。 在中国，有“康衢”、“路”、 “驰道”、“驿道”等名称； 在欧洲，罗马道路非常发达， . 有“条条大道通罗马”之说。 17
1、道路的衍变
古罗马道路和结构
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18
1、道路的衍变
第三阶段：行驶汽车的公路（Highway）阶段。内燃机汽车是德国在1886