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1、第一节路面工程概述一、路面的功能与构造I.路面的功能路面是用各种筑路材料铺筑在路基上供车辆行驶的层状构造物。高速公路、一级公路的路面 必须具备下述功能：（1）全天候地、稳定地供汽车行驶。（2）应具有和保持较好的平整度。（3）路面外表应具有和保持一定的粗糙度。2.对路面的基本要求路面应具有下述一系列性能：（1）强度和刚度（2）稳定性（3）耐久性（4）外表性能：指路面外表的平整度和粗糙度。3.路面构造及结构层次的划分路面由行车道、硬路肩、土路肩、路缘石及中央分隔带等组成。路面结构层次自上而下可分 为面层、基层、功能层，有时在面层之下还设有联结层。图1-3路面构造及结构组成（1）面层。应具备较高的结
2、构强度，抗变形能力好，有较好的水稳定性和温度稳定性，而且 应 当耐磨，不透水，其外表还应有良好的抗滑性和平整度。修筑面层所用的材料主要有：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎（砾）石混合料、砂砾或碎 石掺土或不掺土的混合料以及块料等。（2）基层。基层是路面结构中的承重层，它应具有足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力的能力； 应具有足够的水稳定性。修筑基层的材料主要有各种结合料（如石灰、水泥或沥青等）稳定土或稳定碎（砾）石、贫水 泥 混凝土、天然砂砾、各种碎石或砾石、片石、面屋下层块石或圆石，各种工业废渣（如煤渣、粉 煤灰、 矿渣、石灰渣等）和土、砂、石所组成的混合料等。（3）功能层（垫层）改善土层
3、的湿度和温度状况，以保证面层及基层的强度、刚度和稳定性不受土层水文状况变 化而产生不良影响。常用的功能层（垫层）材料分为两种，一类是由松散粒料，如砂、砾石、炉渣等组成的透水性 垫 层；另一类是用水泥或石灰稳定土等修筑的稳定类垫层。二、路面分类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。1 .柔性路面主要包括各种未经处理的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。2 .刚性路面刚性路面主要指用水泥混凝土作面层或基层的路面结构。3.半刚性路面用水泥、石灰等无机结合料处治的土或碎（砾）石及含有水硬性结合料的工业废渣修筑的基 层
4、，在前期具有柔性路面的力学性质，后期的强度和刚度均有较大幅度的增长，但是最终的强度 和刚度仍远小于水泥混凝土。三、路面工程材料选择（一）沥青面层材料选择1.沥青的分类石油沥青的化学组分按三组分法分为油分、树脂和沥青质；按四组分法分为饱和分、芳香分、 胶质和沥青质。沥吉路面采用的沥青结合料，主要有两大类：一类来源于石油系统，天然存在或经人工提炼 而得到，称为地沥青；另一类为各种有机物干储的焦油，经过再加工而得到，称为焦油沥青。地沥青按其产源又可分为天然沥青和石油沥青。石油沥青分为石蜡基沥青、中间基沥青和环烷基沥青。按状态可分为液体沥青和黏稠沥青。按照交通标准分，可分为重交通沥青、轻交通沥青和中交
5、通沥青。按照使用的道路等级和层位，可分为A级沥青、B级沥青和C级沥青。23 .沥青路面材料的选择1）沥青拌制沥青混合料用的沥青材料的技术性质，随气候条件、交通性质、沥青混合料的类型和施 工条件等因素而异。在较热的气候区、较繁重的交通情况下，细粒式或砂粒式的混合料那么应采用黏度较高的沥青；反之，采用黏度较低的沥青。较黏稠的沥青配置的混合料具有较高的力学强度和稳定性，但如果黏度过高，那么沥青混合料 的低温变形能力较差，沥青路面容易产生裂缝。采用黏度较低的沥青，虽然配置的混合料在低温时具有较好的变形能力，但在夏季高温时， 往往由于稳定性缺乏而使路面产生推挤现象。高速公路的下面层、沥青稳定碎石基层、一
6、级和二级公路沥青质量应符合A级或B级沥青技 术要求，C级沥青宜用于三级及三级以下的公路。沥吉面层所采用的沥青标号，宜根据公路的等级、气候条件、交通条件、路面类型及在结构 层位、施工方法。（1）按照沥青路面气候分区的条件。对夏季温度高、高温时间长的地区，宜采用猫度大的沥青, 也可提高一个高温气候分区选用沥青等级；对冬季寒冷的地区，宜选用黏度小、低温延度大的沥 青；对温度日温差、年温差大的地区应选用针入度指数大的沥青。（2）根据交通条件。对重载交通量路段、高速公路等实行渠化交通的路段、行车速度慢的路段, 宜采用黏度大的沥青，也可提高一个高温气候分区选用沥青等级，同时又是炎热地区时可以提高 两个气候
7、分区选择沥青等级；对交通量小、公路等级低、混合交通的路段选用黏度较小的沥青等 级；对旅游公路应选用黏度较小的沥青等级。（3）沥青面层用的沥青标号，应根据气候、路面类型、施工方法和矿料类型等来选用。通常 面 层的上层采用较稠的沥青，下层或黏结层采用较稀的沥青。对于渠化交通的道路，宜采用较稠的 沥青。2）粗集料沥青混合料用的粗集料，可以采用碎石、破碎砾石和矿渣等。洁净、干燥、无风化、不含杂 质。在力学性质方面，压碎值和洛杉矶磨耗率符合要求。抗滑表层的粗集料，应该选用坚硬、耐磨、韧性好的碎石或碎砾石，矿渣及软质集料不得用于 防滑 表层。钢渣作为粗集料时，仅限于一般道路，并应经过试验论证取得许可后使用
8、。酸性岩石花岗岩、石英岩等用于高速公路、一级公路、城市快速路、主干路时，宜使用针入度 较 小的沥青，并采用抗剥离措施，使其对沥青的黏附性符合要求： 用干燥的生石灰或消石灰粉、水泥作为填料的一局部，其用量宜为矿料总量的现2机在沥青中掺加抗剥离剂。将粗集料用石灰浆处理后使用。3）细集料用于拌制沥青混合料的细集料，可以采用天然砂、人工砂或石屑。细集料应洁净、干燥、无风化、不含杂质，并有适当的级配范围。3）细集料热拌沥青混合料的细集料宜采用优质的天然砂或人丁.砂，在缺砂地区，也可使用石屑，但用 于高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青混凝土面层及抗滑表层石屑用量不得超过砂的 用量。细集料应与沥青有
9、良好的黏结能力，高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青面层使用 与 沥青黏结性能差的天然砂及用花岗岩、石英岩等酸性岩石破碎的人工砂或石屑时，应采用前述的 粗集料的抗剥离措施。4）填料沥青混合料地矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石（憎水性石料）经磨细得到。高速公路、一级公路的沥青面层不宜采用粉煤灰作填料拌和机采用干法除尘，石粉尘可作为矿粉的一局部同收使用。5）沥青改性剂的性能和要求改性沥青可单独或复合采用高分子聚合物、天然沥青或其他改性材料制作。用作改性剂的SBR乳胶中的固体物含量不宜少于45%,使用中严禁长时间暴晒或遭冰冻。改 性沥青宜在固定式工厂或在现场设厂集中制作，也可在拌和场现
10、场边制作边使用，改性沥 青的加工温度不宜超过180。现场制作的改性沥青宜随配随用，需做短时间保存。运送到附近的工地时，使用前必须搅拌 均匀，在不发生离析的状态下使用。（二）水泥混凝土面层材料选择1.水泥配制水泥混凝土一般可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸 盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。必要时也可采用快硬硅酸盐水泥或其他水泥。1）定义（1）硅酸盐水泥。凡由硅酸盐水泥熟料、0%5%&灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称为I型硅酸盐水泥，代号P.I;在硅酸盐水泥熟 料粉磨时掺加不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合
11、材料的称为II型硅酸盐水泥，代号 P. Iio（2）普通硅酸盐水泥。凡由硅酸盐水泥熟料、6%15%混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号P.Oo 2）组分材料（1）硅酸盐水泥熟料（2）石甘（3）活性混合材料（4）非活性混合材料（5）窑灰硅酸盐水泥熟料主要由CaO、Si02、A1203和Fe2O3四种氧化物组成。水泥粉磨时还允许加入主要起助磨作用不损害水泥性能的助磨剂。3）强度等级硅酸盐水泥分为42.5、42. 5R、52.5、52. 5R、62.5, 62. 5R六个强度等级；普通硅酸盐水泥分 为32. 5、32. 5R、42.5、42. 5R、52.5、52. 5R六个强度等级。R
12、型水泥属于快硬型，对其3d强度 有较高的要求。4）技术要求不溶物、氧化镁、三氧化硫、烧失量、细度、凝结时间、安定性、强度、碱。2.粗集料的技术性质普通混凝土常用的粗集料有碎石和卵石，由天然岩石或卵石经破碎、筛分而得。1）物理性质（1）物理常数表观密度、毛体积密度、堆积密度、空隙率。（2）级配（3）坚固性（4）针片状颗粒含量（5）含泥量和泥块含量2）化学性质（1）有害杂质含帚（2）碱活性反响3）力学性质（1）强度（2）压碎值3.细集料的技术性质（1）物理常数（2）级配（3）有害杂质含量泥、泥块、云母轻物质、硫酸盐硫化物和有机质。4.粗集料的技术要求1）粗集料技术要求2）粗集料的坚固性3）有害物质含量4）碱活性反响用岩相法检验、用砂浆长度法检验。5.细集料技术要求1）分类、等级和规格用于水泥混凝土中的砂是指粒径小于5mm的岩石碎屑，主要是在江河湖海水域中水流冲刷自 然形成的，也可以是在破碎岩石的过程中形成的岩石碎屑（人工砂）。2）颗粒级配3）含泥量及泥块含量6 .水7 .外加剂路面基层（底基层）