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1、市政公用工程管理与实务（第二版）1K410000 市政公用工程技术1K411000 城市道路工程1K411010 城市道路工程的结构与材料1K411011 掌握城市道路的级别与类别本条介绍了我国现行城市道路设计规范(CJJ 37)中关于城市道路的分类和分级，常规的城市道路路面等级和面层的类型。一、城市道路分类规范以道路在城市道路网中的地位和交通功能为基础，同时也考虑对沿线的服务功能，将城市道路分为四类，即快速路、主干路、次干路与支路。快速路完全为交通功能服务，是解决城市大容量、长距离、快速交通的主要道路。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。次干路是城市区域
2、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。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人口相接，以服务功能为主。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(一)按结构强度分类(参见表1K411011)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
3、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1K411011 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 30 沥青混凝土，沥青碎石、天然石材 15 次干路、支路 次高级路面 沥青贯人式碎(砾)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
4、度。刚性路面主要代表是水泥混凝土路面。IK411012 掌握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城市道路由路基和路面构成。(一)路基的性能要求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)路面的使用要求路面直接承受行车的作用。
5、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。二、城市道路沥青路面的结构组成(一)路基路基的断面型式有：填
6、方路基；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、面层上层、面层下层，或称之为上(表)面层、中面层、下(底)面层。(
7、1)沥青混凝土面层的常用厚度和适宜层位见表1K411012。沥青混凝土面层常用厚度及适宜层位表IK411012 面层类别 骨料最大粒径(mm) 常用厚度(mm) 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、热铺的沥青碎石可用作双层式沥青面层的下层或单层式面层。
8、作单层式面层时，应加铺沥青封层或磨耗层。沥青碎石的常用厚度为5070mm。(3)沥青贯人式碎(砾)石可做面层或沥青混凝土路面的下层。作面层时，应加铺沥青封层或磨耗层(4)沥青表面处治主要起防水层、磨耗层、防滑层或改善碎(砾)石路面的作用。常用厚度为1530mm。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，
9、整体性好，适用于交通量大、轴载重的道路。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
10、o7倍。嵌缝料应与骨料的最小粒径衔接。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
11、炉渣时小于2mm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
12、面层或采取其它措施以减轻反射裂缝。IK411013 掌握不同形式挡土墙的结构特点本条介绍了城市工程中常用的重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、柱板式、锚杆式、自立式、加筋土等不同挡土墙结构形式及结构特点。见教材第6页。1K411014熟悉水对城市道路工程的影响对道路施工建设和使用影响最大、最持久的是地下水。地下水是埋藏在地面以下土颗粒之间的孔隙、岩石的孔隙和裂隙中的水。土中水有固、液、气三种形态，其中液态水有吸着水、薄膜水、毛细水和重力水，其中毛细水可在毛细作用下逆重力方向上升一定高度，在0以下毛细水仍能移动、积聚，发生冻胀。从工程地质的角度，根据地下水的埋藏条件又可将地下水分为上层滞水、潜水、承
13、压水。路基排水分为地面和地下两类。一般情况下可以通过设置各种管渠、地下排水构筑物等办法达到迅速排水的目的。路面结构除满足其他设计要求外，其总厚度要满足防冻层厚度的要求，避免路基出现较厚的聚冰带而导致路面开裂和过量的不均匀冻胀。如果面层厚度不足，可设置以水稳定性好的砂砾料或隔温性好的材料组成垫层。IK411015 熟悉土的分类及不良土质的处理土的物理性质除与其颗粒粒径级配有关外，还与土中三相组成部分之间的比例有关。黏性土中含水量的变化能使土状态发生改变；砂土的密实状态决定其力学性质。土的强度性质通常是指土体的抗剪强度，即土体抵抗剪切破环的能力。工程中的地基承载力、土坡稳定以及挡土墙的土压力等计算
14、，主要考虑剪切问题。土的三相(固体颗粒、水和气)组成特性(见图1K411015)，构成了其许多物理力学特性。土的物理力学基本指标主要有：1、 质量密度：2、 孔隙比e3、 孔隙率n4、 含水量W5，饱和度S6、界限含水量：黏性土由一种物理状态向另一种物理状态转变的界限状态所对应的含水量；7液限：土由流动状态转入可塑性状态的界限含水量，是土的塑性上限，称为液性界限，简称液限；8，塑限：土由可塑状态转为半固体状态时的界限含水量为塑性下限，称为塑性界限，简称塑限；9，塑性指数：土的液限与塑限之差值，即土处于塑性状态的含水量变化范围，表征土的塑性大小；10液性指数：土的天然含水量与塑限之差值对塑性指数
15、之比值，可用以判别土的软硬程度；IL0坚硬、半坚硬状态0IL05硬塑状态0.5IL 100。台背填料应有良好的水稳定性与压实性能，以碎石土、砾石土为宜。土工合成材料与填料之间应有足够的摩阻力。土工合成材料与构造物应相互连接，并在相互平行的水平面上分层铺设，加筋材料间距应经计算。在路基顶面以下5.Om的深度内，铺网间距宜不大于1.Om。纵向铺设长度宜上长下短，可采用缓于或等于1 ：1的坡度自下而上逐层增大，最下一层的铺网长度应不小于计算的最小纵向铺设长度。台背加筋的施工程序：清地表一地基压实一锚固土工合成材料、摊铺、张紧并定位，分层摊铺、压实填料至下一层土工合成材料的铺设标高，进行下一层土工合成
16、材料锚固、摊铺、张紧与定位。相邻两幅加筋材料应相互搭接，宽度宜不小于200mm，并用牢固方式连接，连接强度不低于合成材料强度的60。(三)路面裂缝防治土工合成材料可减少或延缓由旧路面对沥青加铺层的反射裂缝，或半刚性基层对沥青面层的反射裂缝。用于裂缝防治的玻纤网和土工织物应分别满足抗拉强度、最大负荷延伸率、网孔尺寸、单位面积质量等技术要求。玻纤网网孔尺寸宜为其上铺筑的沥青面层材料最大粒径的0510倍。土工织物应能耐1700C以上的高温。用土工合成材料和沥青混凝土面层对旧沥青路面裂缝进行防治，首先要对旧路进行外观评定和弯沉值测定，进而确定旧路处理和新料加铺方案。施工要点是：旧路面清洁与整平，土工合
17、成材料张拉，搭接和固定，洒布黏层油，按设计或规范规定铺筑新沥青面层。旧水泥混凝土路面裂缝处理要点是：对旧水泥混凝土路面评定；旧路面清洁和整平，土工合成材料张拉、搭接和固定，洒布黏层油，铺沥青面层。(四)路基防护路基防护主要包括：坡面防护；冲刷防护。土质边坡防护可采用拉伸网草皮、固定草种布或网格固定撒草种。岩石边坡防护可采用土工网或土工格栅。沿河路基可采用土工织物软体沉排、土工模袋等进行防冲刷保护：1坡面防护土质边坡防护的边坡坡度宜在1：l.01：20之间；岩石边坡防护的边坡坡度宜缓于1：0.3。土质边坡防护应做好草皮的种植、施工和养护工作。施工步骤是：整平坡面，铺设草皮或土工网，草皮养护。易碎
18、岩面和小量的岩崩可采用土工网或土工格栅加固。以裸露式或埋藏式两种方式进行防护。岩石边坡防护施工步骤是：清除坡面松散岩石，铺设固定土工网或土工格栅，喷护水泥砂浆，岩面排水设置孔。2冲刷防护冲刷防护是保证路基坚固与稳定的重要措施。土工织物软体沉排系指在土工织物上放置块石或预制混凝土块体为压重的护坡结构，适用于水下工程及预计可能发生冲刷的路基坡面。排体材料宜采用聚丙烯编织型土工织物。(五)过滤与排水土工合成材料可单独或与其他材料配合，作为过滤体和排水体用于暗沟、渗沟、坡面防护，支挡结构壁墙后排水，软基路堤地基表面排水垫层，处治翻浆冒泥和季节性冻土的导流沟等道路工程结构中。(六)施工质量管理施工质量管
19、理包括新型材料的验收、铺筑试验段、施工过程中的质量管理和检查验收。由于土工合成材料大多用于隐蔽工程，应加强旁站监理和施工日志记录。工程质量检验基本要求：(1)土工合成材料质量应符合设计要求或相关标准规定，外观无破损、无老化、无污染。(2)在平整的下承层上按设计要求铺设、固定土工合成材料，并应按设计要求张拉、无皱折、紧贴下承层，锚固端施工应符合设计要求。(3)接缝连接强度应符合要求，上、下层土工合成材料搭接缝应交替错开。案例IK4110301.背景为防止新建道路的半刚性基层养护期的收缩开裂，应将土工合成材料置于半刚性基层某市对北部外环线道路进行了翻修，由于在道路基层施工中，施工工艺控制不当，导致
20、基层表面松散、集料明显离析、厚度无法达到设计和规范要求等重大质量的隐患。负责施工的现场管理失控，没能及时发现问题并果断处理，是造成这起严重质量问题的主要原因。2问题(1)道路基层在整个路面结构中起到什么作用?(2)骨料若产生离析会严重影响混合料的使用功能，为了避免这种现象要做好哪些方面的工作?3分析与答案(1)道路基层是设置在面层之下，并与面层一起将车轮荷载的反复作用传布到底基层、垫层、土基，起主要的承重作用。对基层材料的强度指标应有较高的要求。基层视道路等级或交通量的需要可设置一层或两层。当基层较厚需要分两层施工时，可分为上基层、下基层。(2)为了防止基层材料离析现象的发生要注意以下情况：1
21、)骨料堆放要采用小料堆，避免大料堆放时大颗粒流到外侧；2)填料的含量应严格控制，减少混合料中小于0075mm颗粒的含量；3)通常干拌时间不少于10s，对于粗骨料含量大的混合料干拌时间是1315s，混合料的湿拌时间一般在35s左右。4)卡车装料时应分三个不同的位置往车中装料，第一次靠近车厢的前部，第二次靠近后部车厢门，第三次在中间，可以消除装料时的离析现象。卸料时要尽量使混合料整体卸落。5)每辆卡车卸料之间不要完全用受料斗中的混合料，留少部分混合料在受料斗内；尽可能减少将两侧板翻起的次数，仅在受料斗中的混合料需要弄平时，才将受料斗的两块侧板翻起；尽可能宽地打开受料斗的后门，以保证分料室中的料饱满
22、，并使分料器连续运转；尽可能连续摊铺混合料；调整摊铺机的速度，使摊铺机的产量和拌合机的产量相匹配等。1K411040 沥青混凝土面层工程施工IK411041 掌握沥青混凝土面层施工要求本条重点介绍热拌沥青混凝土路面施工工艺，其主要包括沥青混合料的运输、摊铺、沥青路面的压实和成型、接缝，开放交通等内容。沥青路面施工时气温不得低于100C(高等级道路)或50C(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。
23、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
24、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l000C。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、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15200C，铺筑层厚度为80m
25、m三种情况下，最低摊铺温度分别是1400C、13500、1300C。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。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
26、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)(表1K4110411)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。规范规定的碾压温度见表1K4110412。热拌沥青混合料的碾压温度() 表1K411041-2 施工工序 石油沥青的标号 50号 70号 90号 110号 开始碾压的混合料内部温度，不低于 正常施工 135 130 125 120 低温施工 150 145 135 130 钢轮压路机 80 70 65 60 碾压终了的表面温度，不低于 轮胎压路机 85 80 75 70 振动压路机 75 70 60 55 开放交通的路表温度，不高于 50 50 50 455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