道路工程结构与材料

1、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分为四类：即快速路、主干路、次干路和支路。分类主要是满足道路在交通运输方面的功能。

①快速路---完全为交通功能服务，大容量、长距离、快速交通②主干路---以交通功能为主，连接主要分区，道路网主要骨架③次干路---区域性交通干道，兼有服务工程④支路---与建筑物出入口相接，以服务为主。

2、除快速路外根据城市规模、设计交通量、地形分为1、2、3级，大城市1级，中等2级，小城市3级。

3、根据作用：全市性、区域性、环路、放射路、过境道路;根据性质：公交、货运、客货运道路

4、路面按结构强度分类：高级路面和次高级路面

①高级路面---强度高、刚度大、稳定性好，用于快速路、主干路和公交专用道路。包括水泥混凝土路面(30年)、沥青混凝土、沥青碎石、天然石材(15年)②次高级路面---用于次干路和支路，包括沥青贯入式(12年)、沥青表面处治(8年)。

5、路面按力学特性分类：刚性路面和柔性路面

①刚性路面：板体作用，抗弯强度大，弯沉小;破坏取决于极限弯拉强度;代表是水泥混凝土路面②柔性路面：抗弯强度小，弯沉变形大，产生累积变形;破坏取决于极限垂直变形和弯拉应变;代表是各类沥青路面。

沥青路面结构特点

1、沥青路面由面层、基层和路基构成。多层次、层数不宜多;层间必须结合紧密，保证整体性和应力传递连续性。

2、行车荷载和自然因素对路面影响随深度增加而减弱，对路面材料的强度、刚度、稳定性的要求也降低。基层与面层回弹模量比≥0.3，土基与基层宜为0.08-0.4。回填模量是土的抗压强度指标。

3、面层、基层的结构类型与厚度与交通量相适应。

4、基层分为柔性基层、半刚性基层;在快速路、主干路半刚性基层上铺筑面层时，应加厚面层或采取其他措施减轻反射裂缝。

5、路基分类：按材料分为土方路基、石方路基、特殊土路基。按断面形式分为路堤、路堑(重路堑、半路堑、半山峒)、半填半挖。

6、高液限黏土、高液限粉土、含有机质细粒土，不宜做路基填料。必须使用时加水泥或石灰改善。

7、地下水位高，宜提高路基顶面标高。在标高受限制未能达到中湿状态时，采用粗粒土、低剂量石灰、水泥稳定细粒土填筑，并在边沟下设排水渗沟降低地下水位。

8、岩石路基设整平层，采用未筛分碎石、石屑或低剂量水泥稳定粒料，厚度100-150mm。

9、基层是路面结构中的承重层。分为基层和底基层。应根据道路交通等级和路基抗冲刷能力来选择基层材料。湿润和多雨地区，宜采用排水基层。排水基层下设由水泥稳定粒料和密级配粒料组成的不透水底基层，底基层顶面铺设防水土工织物或沥青封层。未设垫层，路基填料为细粒土、粘土质砂或级配不良砂(特重、重交通)、或者为细粒土(中等交通)时应设底基层，底基层可采用水泥稳定粒料、石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料。

10、常用的基层材料：无机结合料稳定粒料(半刚性)、嵌锁型和级配型材料(柔性)

①级配砂砾、级配砾石基层可用做次干路及以下道路的基层。含泥量不大于砂质量的10%(防冻胀和湿软)②级配碎石和级配碎砾石可用于各级道路的基层、底基层。

11、沥青面层分为：磨耗层、面层上层、面层下层。或上(表)面层、中面层、下(底)面层。

12、面层种类：①热拌沥青混合料：适用于各级道路面层，其种类按集料公称最大粒径、矿料级配、孔隙率划分②冷拌沥青混合料：适用于支路及以下道路，各级道路的基层、连接层、整平层。冷拌改性沥青混合料用于坑槽冷补。③温拌沥青混合料：添加合成沸石产生发泡润滑作用，在120-130℃拌合，与热拌同样适用④沥青贯入式：次干路及以下道路，厚度不超过100mm⑤沥青表面处治：防水、防滑、磨耗、改善碎石路面作用。其集料粒径与处置层厚度相匹配。(填石路基整平层100-150、垫层150、沥青贯入式100)，贯入式属面层，任何面层都不超过100。

13、路基性能要求：路基应稳定、密实、均匀，在环境和荷载作用下不产生不均匀变形，指标是整体稳定性(竖向横向位移)和变形量(刚度强度)。

14、基层性能要求：水稳定性好，较大的承载力和刚度，抗冲刷、抗变形，不透水性好。

15、面层性能要求：较高的强度、刚度、耐磨、不透水和高低温稳定性，且表面层应具有良好的平整度和粗糙度。

16、路面使用指标：承载能力、平整度、抗滑能力、温度稳定性、透水性、噪声量。(承平温抗水声)

承载能力：抗疲劳破坏和抗塑性变形能力，即具备相当高的强度和刚度

平整度：重视路面结构和面层材料的强度和抗变形能力。

温度稳定性：较低的温度、湿度敏感性。

17、降噪排水路面构成：上面层(磨耗层)采用OGFC沥青混合料，中、下面层采用密级配沥青混合料。

18、SMA----密级配、间断级配;OGFC----开级配、间断级配;AC、沥青稳定碎石----密级配、连续级配;沥青碎石----半开级配。带排水的----开级配、间断级配。

19、SMA----沥青玛蹄脂碎石混合料;OGFC----大空隙开级配排水式沥青磨耗层

水泥混凝土路面特点

1、水泥混凝土路面构成：面层、基层、垫层、路基

2、垫层：在温度和湿度不良环境，设置垫层。

①防冻垫层：季节性冰冻地区，道路总厚度小于最小防冻层厚度时设置②排水垫层：水文地质不良，湿度较大时设置③半刚性垫层：路基可能产生不均匀沉降或不均匀变形时设置④垫层与路基同宽，最小厚度150mm⑤防冻、排水垫层采用砂、砂砾等颗粒材料;半刚性垫层采用低剂量石灰、水泥无机结合稳定粒料或土类材料。⑥防冻、排水垫层属于柔性结构。

3、基层作用：①防止或减轻由于唧泥产生板底脱空和错台;②与垫层共同作用，可控制或减少路基不均匀冻胀或体积变形对混凝土面层产生的不利影响;③为混凝土面层施工提供稳定而坚实的工作面，并改善接缝的传荷能力。

4、基层的选用原则：根据道路的交通等级和路基抗冲刷能力选择基层材料。①特重交通宜选用贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土;②重交通道路宜选用水泥稳定粒料或沥青稳定碎石;③中、轻交通道路宜选择水泥或石灰粉煤灰稳定粒料或级配粒料。④湿润和多雨地区，繁重交通路段宜采用排水基层。

5、基层宽度：根据混凝土面层施工方式的不同比混凝土面层每侧至少宽出300mm(小型机具施工时)或500mm(轨模摊铺机施工时)或650mm(滑模摊铺机施工时)

6、碾压混凝土基层应设置与混凝土面层相对应的接缝。

7、面层砼板通常分为普通、钢筋、连续配筋、预应力砼板等。我国多采用普通(素)混凝土板。

8、板缝设置：①纵向接缝是根据路面宽度和施工铺筑宽度设置。一次铺筑宽度小于路面宽度时，应设置带拉杆的平缝形式的纵向施工缝。一次铺筑宽度大于4.5m时，应设置带拉杆的假缝形式的纵向缩缝②横向施工缝尽可能选在缩缝或胀缝处。前者采用加传力杆的平缝形式，后者同胀缝形式。特殊情况下，采用设拉杆的企口缝形式。纵缝与线路中线平行。

9、胀缝设置：①除夏季施工的板，且板厚≥200mm时可不设胀缝外，其他季节施工时均应设胀缝。胀缝间距一般为100-200m。胀缝宽20-25mm，灌料深度15-20mm。热天缝料与板平，冷天为凹液面，中央低于板面1-2mm。②混凝土板边与邻近桥梁等其他结构物相接处或板厚有变化或有竖曲线时，一般也设胀缝。横向缩缝为假缝时，可等间距或变间距布置，一般不设传力杆③对于特重及重交通等级的混凝土路面，横向胀缝、缩缝均设置传力杆。④不能设传力杆时，加设边缘钢筋、角隅钢筋。

胀缝设置位置：①按距离100-200m②与其他构筑物相接处③板厚度变化④竖曲线

10、抗滑构造：刻槽、压槽、拉槽、拉毛(深度1-2mm)。

11、面层材料要求

①水泥：城市快速路、主干路应采用道路硅酸盐或硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥;其他道路可采用矿渣水泥。水泥应有出厂合格证，并经复验合格，方可使用;不同等级、厂牌、品种、出厂日期的水泥不得混存、混用。出厂期超过3个月或受潮的水泥，必须经过试验，合格后方可使用。

②粗骨料：粗骨料应采用碎石、砾石、破碎砾石。粗骨料宜采用人工级配。碎石不大于31.5mm，碎砾石不大于26.5mm，砾石不大于19mm，钢纤维混凝土最大粒径不大于19mm。

③细骨料：宜采用细度模数2.5以上的粗、中砂。使用机制砂时，应检验砂浆磨光值>35，不宜使用水成岩类机制砂。海砂不得直接用于砼面层。淡化海砂可用于支路。

④钢筋具有生产厂的牌号、炉号，检验报告和合格证，并经复试(含见证取样)合格

⑤胀缝板：厚20mm，水稳定性好、柔性板材、防腐处理。填缝料可用橡胶类、树脂类、聚氯乙烯胶泥类、改性沥青类，宜加入耐老化剂。

沥青混合料组成与材料

1、沥青混合料：沥青、粗骨料、细骨料、矿粉，有的还加入聚合物和木纤维。

2、沥青混合料的力学强度由颗粒间的嵌挤力和内摩阻力，沥青胶结物与矿料之间的粘结力构成。

沥青混合料的结构取决于下列因素：矿物骨架结构、沥青结构、矿物材料与沥青相互作用的特点、沥青混合料的密实度及其毛细孔隙结构的特点。

3、基本分类：①按材料组成及结构分为连续级配和间断级配;按矿料级配组成和空隙率大小分为密级配、开级配、半开级配。②按粒径分为特粗(>31.5)、粗粒(≥26.5)、中粒(16或19)、细粒(9.5或13.2)、砂粒(<9.5)。

4、结构类型：①嵌挤原则(嵌挤力和内摩阻力为主，粘结力为辅，温度影响小)和密实级配原则(粘结力为主，温度影响大)②按级配原则有三种形式：密实—悬浮结构(较大的粘聚力，内摩擦角小，高温稳定性差，通常按最佳级配原理设计，代表是AC);骨架空隙结构(内摩擦角大，粘聚力小，较大的空隙，代表是AM、OGFC);骨架密实结构(粘聚力和内摩擦角均较高，代表是SMA);三种结构的沥青混合料密度、空隙率和矿料间隙率不同。

5、沥青优先采用A级沥青，不宜使用煤沥青。

6、沥青性能指标：粘结性、感温性、耐久性、塑性、安全性。

①粘结性：抵抗变形的能力即粘度，指标有条件粘度(常用)和60℃动力粘度(绝对粘度);夏季温度高持续时间长、重载交通、停车场等行车速度慢的路段，尤其是汽车荷载剪应力大的结构层，宜采用稠度大(针入度小)的沥青;对冬季寒冷地区、交通量小的道路宜选用稠度小的沥青。优先满足高温性能要求。

②感温性：沥青材料的黏度随温度变化的感应性。表征指标之一是软化点(达到一定粘度时的条件温度)。表征的另一指标是：针入度指数(PI)，它是应用针入度和软化点的试验结果来表征沥青感温性的一项指标。对日温差、年温差大的地区宜选用针入度指数大的沥青。高等级道路，夏季高温持续时间长的地区、重载交通、停车站、有信号灯控制的交叉路口、车速较慢的路段或部位需选用软化点高的沥青;反之，则用软化点较小的沥青。

③耐久性：耐久性即抗老化性，改变原有的黏度和低温性能，这种变化称为沥青的老化。通过薄膜烘箱加热试验测定耐久性(测定老化后沥青的质量变化、残留针入度比、残留延度)。通过水煮法试验沥青和骨料的黏附性，反映其抗水损害能力，等级越高，黏附性越好。

④塑性：反映沥青抵抗开裂的能力。10℃或15℃延度。一般认为，低温延度越大，抗开裂性能越好。在冬季低温或高、低温差大的地区，要求采用低温延度大的沥青。

⑤安全性:闪点。沥青标号高→沥青越软→闪点越小

7、粗骨料：①粗骨料应洁净、干燥、表面粗糙。②粗骨料应具有较大的表观相对密度，较小的压碎值、洛杉矶磨耗损失、吸水率、针片状颗粒含量。压碎值≤26%，吸水率≤2%③粗骨料磨光值36-42，粗骨料与沥青的黏附性应有较大值，快速路、主干道≥4，次干路及以下道路≥3.

8、细骨料：①细骨料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的级配。②热拌密级配沥青混合料天然砂用量不宜超过骨料总量的20%，SMA、OGFC不宜使用天然砂。

9、矿粉：①采用石灰岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉，且应洁净、干燥，不含泥土成分，外观无团粒结块。②城市快速路、主干道的沥青路面不宜采用粉煤灰作填料。

10、纤维稳定剂：①使用木质纤维素②不宜使用石棉纤维③250℃高温不变质

11、热拌沥青混合料主要类型

①普通沥青混合料即AC型沥青混合料，适用于次干道、辅路或人行道等场所。

②改性沥青混合料：改性沥青是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料。与AC比优点是辙磨寿裂(高温抗车辙、耐磨、延长寿命、低温抗开裂)。改性沥青混合料适用于城市主干道和城镇快速路。③SMA：SMA是以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成，填充于间断级配的矿料骨架中。SMA适用于城市主干道和城镇快速路。选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青。特点：粗骨料多、矿粉多、沥青多，细骨料少。SMA是当前国内外使用较多的一种抗变形能力强、耐久性较好的沥青面层混合料。

④改性SMA：高温抗车辙、低温变形、水稳定性。抗滑、耐老化、耐久性有较大提高。适用于交通量剧增、轴重增加、分车道单向行驶

沥青再生

1、沥青老化特征：针入度减小、粘度增大、延度降低、复合流动度降低。

2、沥青路面材料的再生关键在于沥青的再生，沥青再生是沥青老化的逆过程。再生使旧沥青复合流动度提高，流变性质大为改善。

3、再生剂主要采用低黏度石油系的矿物油(抽出油、润滑油、机油、重油，上述的废料)。再生剂作用是调节过高的粘度并使脆硬的旧沥青软化;调节沥青胶体结构，改善沥青流变性质。

4、再生剂技术要求：①软化和渗透能力，具备适当的粘度②良好的流变性质，复合流动度接近1③溶解分散沥青质的能力，富含芳香分④较高的表面张力⑤良好的耐热化和耐候性。

5、再生剂选择与用量的确定应考虑下列因素：旧沥青的黏度、再生沥青的黏度、再生剂的黏度。

6、旧料用量取决于面层层位和交通量。交通量大取低值30-40%，交通量小取高值50-80%。

7、间歇拌合旧料不超过30%，滚筒拌合旧料取40-80%。

8、再生沥青混合料最佳沥青用量的确定方法采用马歇尔试验方法。

9、再生沥青混合料试验指标有：空隙率、矿料间隙率、饱和度、马歇尔稳定度、流值等。(空间溜宝马)

10、再生沥青混合料检测项目有：车辙试验动稳定度、残留马歇尔稳定度、冻融劈裂抗拉强度比等。

11、再生沥青混合料配合比设计可采用普通热拌沥青混合料的设计方法，经验表明：再生沥青混合料的配合比设计，应考虑旧路面材料的品质，即回收沥青的老化程度，旧料中沥青的含量和骨料级配。

12、再生沥青混合料生产可根据再生方式、再生场地、使用机械设备不同而分为热拌、冷拌再生技术，人工、机械拌合，现场再生、厂拌再生等

道路路基施工

1、路基工程包括路基本身及有关的土石方、沿线的涵洞、挡墙、路肩、边坡、排水管线等。(无给水)

2、路基施工以机械作业为主，人工配合为辅。人工配合时必须设专人指挥。采用流水或分段平行作业。

施工准备：设置围挡、导行临时交通;技术安全交底;测量放样。

3、涵洞可与路基同时进行。地下管线的施工必须遵循“先地下，后地上”、“先深后浅”的原则。

4、填土路基

①路基填料和粒径：不得使用腐殖土、生活垃圾土、淤泥、冻土块或盐渍土、沼泽土、泥炭土、有机土。填土内不得有草、树根等杂物，粒径超过100mm的土块应打碎。

②原地面处理：排除地面积水，清除树根、杂草、淤泥等，妥善处理坟坑井穴，分层填实。

③防路基侧向滑移：当地面坡度陡于1：5时，需修成台阶形式，每层台阶高度≯300mm，宽度≮1.0m。

④填筑措施：根据中线桩和下坡脚桩，分层填土、压实，严禁倾填。

⑤路基压路机质量要求：碾压前检查土层的厚度和宽度，合格后可碾压，先轻后重，采用≮12t的压路机。

⑥填土高度超过管涵顶面500mm以上才能用压路机碾压

⑦最后一层按设计断面和高程控制填土厚度。

5、挖土路基

①原地面处理方面：排除地面积水并疏干，妥善处理坟坑井穴。

②根据测量中线和边桩开挖。

③挖方段不得超挖，应留有余量。

④压路机质量要求：采用≮12t的压路机。

⑤碾压时，视土的干湿情况洒水或换土、晾晒等措施。

⑥雨水支管及检查井四周无法使用大型压实机械压实，用石灰土或石灰粉煤灰砂砾填实。

⑦翻浆地段要换料重做。

6、石方路基

①修筑填石路堤应进行地表清理，先码砌边部，然后逐层水平填筑石料。

②先修筑试验段。

③填石路堤宜选用12t以上的振动、25t以上轮胎压路机或2.5t的夯锤。

④管线、构筑物四周沟槽宜回填土料。

7、检验与验收项目：主控项目为压实度和弯沉值。(石方不做弯沉)

8、意外情况处理：报告监理→征得设计变更→重做(修改)方案→重新审批→技术交底→实施。

每层铺筑后，报验宽度和厚度，合格后方可碾压，碾压后报验合格后再填筑下一层。