《市政公用工程管理与实务》版教材Word下载.docx

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（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。

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。

（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26．560~80二或三层式面层的下面层

中粒式沥青混凝土1940~60三层式面层的中面层或二层式的下面层

1640~60二或三层式面层的上面层

细粒式沥青混凝土13．225～40二或三层式面层的上面层

9．515～201．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4.7510～20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。

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50～70mm。

（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15～30mm。

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，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o．5mm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o．5mm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o．7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o．7倍。

掺灰量为小于0．5mm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0．3；

土基回弹模量与基层（或底基层）的回弹模量比宜为0．08～0．4。

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，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ρ：

2、孔隙比e

3、孔隙率n

4、含水量W

5，饱和度S

6、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之比值，可用以判别土的软硬程度；

IL<

0坚硬、半坚硬状态

0≤IL<

0．5硬塑状态

0.5≤IL<

1．0软塑状态

IL≥1．0流塑状态

11、渗透系数：

12．内摩擦角与黏（内）聚力：

内摩擦角反映了土的摩阻性质。

因而内摩擦角与黏聚力是土抗剪强度的两个力学指标。

砂土的内摩擦角甲值取决于砂粒间的摩擦阻力以及联锁作用。

一般可以取中砂、粗砂、砾砂的甲＝320～400；

粉砂、细砂的甲＝280一360。

孔隙比愈小时，甲愈大。

含水饱和的粉砂、细砂很容易失动稳定，有时规定取甲＝200左右。

黏性土的抗剪强度，主要是黏聚力c。

包括：

（1）由于土粒间水膜与相邻土粒之间的分子引力所形成之黏聚力，即“原始黏聚力”。

（2）由于土中化合物的胶结作用而形成的黏聚力，即“固化黏聚力”。

黏性土的抗剪强度指标变化范围很大，与土的种类、土的天然结构是否被破坏，试样在法向压力下的排水固结，试验方法等因素有关。

可以认为黏性土的黏聚力从小于9．81kPa到近似于200kPa以上。

13．冻结深度。

工程中常用标准冻结深度z。

，即在地表无积雪和草皮覆盖条件下，多年实测最大冻结深度的平均值。

不良土质路基的处理方法

1、软土。

这些土都具有天然含水量较高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、强度低等特点。

软土路基的主要破坏形式是沉降过大引起路基开裂损坏。

在较大的荷载作用下，地基易发生整体剪切、局部剪切或刺入破坏，造成路面沉陷和路基失稳。

常用的处理方法有换填法、挤密法、排水固结法等。

2．湿陷性黄土土。

质较均匀、结构疏松、孔隙发育。

在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小。

当在一定压力下受水浸湿，土结构会迅速破坏，产生较大附加下沉，强度迅速降低。

由于大量节理和裂隙的存在，黄土的抗剪强度表现出明显的各向异性。

为保证路基的稳定，在湿陷性黄土地区施工应注意采取特殊的加固措施，可采取灰土垫层法、强夯法、灰土挤密桩等成本低、施工简便、效果好的方法进行处理，并采取措施做好路基的防冲、截排、防渗。

加筋土挡土墙是湿陷性黄土地区得到迅速推广的有效防护措施。

3．膨胀土主要由具有吸水膨胀性或失水收缩性黏土矿物组成。

可采取的措施包括用灰土桩、水泥桩或用其他无机结合料进行加固和改良；

也可用开挖换填、堆载预压对路基进行加固。

同时应采取措施做好路基的防水和保湿，如设置排水沟，采用不透水的面层结构，在路基中设不透水层，在路基裸露的边坡等部位植草、植树等措施；

可调节路基内干湿循环，减少坡面径流，并增强坡面的防冲刷、防变形、防溜塌能力。

4．冻土分为季节性冻土和多年性冻土两大类。

对于季节性冻土，为了防止路面因路基冻胀发生变形而破坏，在工程设计和施工中应注意以下几点：

（1）应尽量减少和防止道路两侧地表水或地下水在冻结前或冻结过程中渗入到路基顶部，可增加路基总高度，使其满足最小填土高度要求。

（2）选用不发生冻胀的路面结构层材料。

了解不同路面材料、土基及路面下的冰冻深度与温度之间的关系，使土基冻层厚度不超过一定限度1控制土基的冻脓量不超过允许值。

（3）对于不满足防冻胀要求的结构，可采用调整结构层的厚度或采用隔温性能好的材料等措施来满足防冻胀要求。

多孔矿渣是较好的隔温材料。

（4）为防止不均匀冻胀，防冻层厚度（包括路面结构层）应不低于标准的规定。

1K411016了解挡土结构土压力的计算

土压力理论是研究土与挡土结构之间相互作用的大小和分布规律的理论。

土压力计算的两个常用的经典理论是库仑土压力理论和朗金土压力理论。

静止土压力：

主动土压力：

被动土压力：

三种土压力中，主动土压力最小；

静止土压力其次；

被动土压力最大，位移也最大。

lK411020城市道路路基工程施工

1K411021掌握城市道路的路基工程施工要求

路基施工多以人工配合机械施工，采用流水或分段平行作业方式。

一、路基施工程序

（一）准备工作

（二）修建小型构造物与埋设地下管线

小型构造物可与路基（土方）同时进行，但地下管线必须遵循“先地下，后地上”、“先深后浅”的原则来完成。

（三）路基（土、石方）工程

（四）质量检查与验收

二、路基施工要点

（一）路基施工测量

1．恢复中线测量

恢复道路设计中线，对道路中线的各点进行复测，确认无误后进入施工测量。

2．钉线外边桩由道路中心线测出道路宽度，在道路两侧边线外0.5—1．Om处，以5m、10m或15m为间距钉木（边）桩。

3．测标高

（二）填土路基

1．路基填土不得使用腐殖土、生活垃圾土、淤泥、冻土块或盐渍土。

填土内不得含有草、树根等杂物，粒径超过100mm的土块应打碎。

2．排除原地面积水，清除树根、杂草、淤泥等。

应妥善处理坟坑、井穴，并分层填实至原基面高。

3．填方段内应事先找平，当地面坡度陡于1：

5时，需修成台阶形式，每层台阶高度不宜大于300mm，宽度不应小于1.0m。

4．根据测量中心线桩和下坡脚桩，分层填土，压实。

5．碾压前检查铺筑土层的宽度与厚度，合格后即可碾压，碾压“先轻后重”，最后碾压应采用不小于12t级的压路机。

6．填方高度内的管涵顶面填土500mm以上才能用压路机碾压。

7．填土至最后一层时，应按设计断面、高程控制填土厚度，并及时碾压修整。

（三）挖土路基

1．路基施工前，应将现况地面上积水排除、疏干，将树根坑、粪坑等部位进行技术处理。

2．根据测量中线和边桩开挖。

3．挖方段不得超挖，应留有碾压而到设计标高的压实量。

4．压路机不小于12t级，碾压应自路两边向路中心进行，直至表面无明显轮迹为止。

5．碾压时，应视土的干湿程度而采取洒水或换土、晾晒等措施。

6．过街雨水支管沟槽及检查井周围应用石灰土或石灰粉煤灰砂砾填实。

（四）质量检验

路基碾压完成时，按质量验收项目（压实度、宽度、中线偏位、纵、横断面高程、平整度，路床还包括回弹弯沉等）检查

1K411022掌握城市道路路基压实作业要求

一、合理选用压实机具

二、压实方法与压实厚度

土质路基压实的原则：

“先轻后重、先静后振、先低后高、先慢后快，轮迹重叠。

”压实方法（式）：

重力压实（静压）和振动压实两种。

三、掌握土层含水量

使其处于最佳含水量±

2％范围内时开始碾压。

四、土质路基压实质量检查

五、有条件时应做试验段，以便取得路基或基层施工相关的技术参数。

1K411023熟悉影响城市道路路基稳定的因素

一、地理、地质条件

二、气候条件

三、水文和水文地质条件

四、土的种类及其工程性质。

五、其他因素

例1：

高等级路面的特点是路面强度高、刚度大、（）

A稳定性好

B建造成本大

C车速高

D养护费用高

答案：

A

例2：

由道路中心线测出道路宽度，在道路边线外（）m两侧，以5、10或15m为距离钉木边桩。

A0.5~1.0

B0.5~1.5

C0.8~1.0

D1.0~1.5

例3：

影响路基稳定的因素有（）

A地理、地质条件

B气候条件

C水文地质条件

D基层强度及质量

E路基高度

ABC

例4：

路面的使用要求指标有（）

A平整度

B承载能力

C温度稳定性

D透水性

E经济性

ABCD

例5道路工程中软土地基常用的处理方法有（）

A换填法

B灰土垫层法

C挤密法

D排水固结法

E振动压实法

ACD

1K411030　　城市道路基层工程施工

一、内容提要

1、城市道路基层施工

2、沥青面层施工

3、水泥砼路面

二、重点、难点

1、不同无机结合料稳定基层的特性

2、不同基层的施工要求

3、沥青砼面层施工要求

4、改性沥青混合料面层施工要求

5、水泥砼路面的构造特点

6、水泥砼路面的施工要求

1K411030城市道路基层工程施工

1K411031掌握不同无机结合料稳定基层的特性

基层是路面结构中直接位于面层下的承重层。

基层的材料与施工质量是影响路面使用性能和使用寿命的最关键因素。

目前大量采用的结构较密实、孔隙率较小、透水性较小、水稳性较好、适宜于机械化施工、技术经济较合理的水泥、石灰及工业废渣稳定材料做路面基层，通常称之为无机结合料稳定基层。

一、水泥稳定土基层

水泥稳定土有良好的板体性，其水稳性和抗冻性都比石灰稳定土好。

水泥稳定土的初期强度高，其强度随龄期增长。

水泥稳定土在暴露条件下容易干缩，低温时会冷缩，而导致裂缝。

水泥稳定细粒土（简称水泥土）的干缩系数、干缩应变以及温缩系数都明显大于水泥稳定粒料，水泥土产生的收缩裂缝会比水泥稳定粒料的裂缝严重得多；

水泥土只用作高级路面的底基层。

二、石灰稳定土基层

石灰稳定土有良好的板体性，但其水稳性、抗冻性以及早期强度不如水泥稳定土。

石灰土的强度随龄期增长，并与养护温度密切相关，温度低于5℃时强度几乎不增长。

石灰稳定土的干缩和温缩特性十分明显，且都会导致裂缝。

与水泥一样，石灰土已被严格禁止用于高等级路面的基层，只能用作高级路面的底基层。

三、石灰工业废渣稳定土基层

石灰工业废渣稳定土中，应用最多、最广的是石灰粉煤灰类的稳定土，简称二灰稳定土，其特性在石灰工业废渣稳定土中具有典型性。

二灰稳定土有良好的力学性能、板体性、水稳性和一定的抗冻性，其抗冻性能比石灰土高很多。

二灰稳定土早期强度较低，随龄期增长，并与养生温度密切相关，温度低于4℃时强度几乎不增长；

二灰中的粉煤灰用量越多，早期强度越低，3个月龄期的强度增长幅度也越大。

二灰稳定土也具有明显的收缩特性，但小于水泥土和石灰土，也被禁止用作高等级路面的基层，而只能做底基层。

二灰稳定粒料可用于高等级路面的基层与底基层。

1K411032掌握不同基层的施工要求

本条介绍了石灰稳定土、水泥稳定土、石灰粉煤灰稳定砂砾等半刚性基层的施工技术要点，同时也介绍了级配碎石、级配砾石等柔性基层的施工技术要点。

一、石灰稳定土基层与水泥稳定土基层

石灰、水泥、土、拌合用水等原材料应进行检验，符合要求后方可使用，并严格按照标准规定进行材料配合比设计。

宜在春末和气温较高季节施工。

施工最低气温为5℃。

雨期施工应防止石灰、水泥和混合料淋雨。

降雨时应停止施工，已摊铺的应尽快碾压密实。

稳定土拌合前，应先筛除骨料中不符合要求的粗颗粒。

宜用强制式拌合机进行拌合。

配合比应准确，拌合应均匀。

应根据原材料含水量变化、骨料的颗粒组成变化，及时调整拌合用水量。

拌成的稳定土应及时运送到铺筑现场。

运输中应采取防止水分蒸发和防扬尘措施。

在城镇人口密集区，应使用厂拌石灰土，不得使用路拌石灰土。

压实系数应经试验确定。

摊铺好的稳定土应当天碾压成活，碾压时的含水量宜在最佳含水量的土2％范围内。

直线和不设超高的平曲线段，应由两侧向中心碾压；

设超高的平曲线段，应由内侧向外侧碾压。

纵、横接缝（槎）均应设直槎。

纵向接缝宜设在路中线处，横向接缝应尽量减少。

稳定土成活后应立即洒水（或覆盖）养护，保持湿润，直至上部结构施工为止。

稳定土养护期应封闭交通。

二、石灰工业废渣（石灰粉煤灰）稳定砂砾（碎石）基层（也可称二灰混合料）

混合料应在春末和夏季组织施工，施工期的日最低气温应在5℃以上，并应在第一次重冰冻（--3～一5℃）到来之前一个月到一个半月完成。

施工时由拌合厂集中拌制，宜采用强制式拌合机拌制，配料应准确，拌合应均匀。

拌合时应先将石灰、粉煤灰拌合均匀，再加入砂砾（碎石）和水均匀拌合。

混合料含水量宜略大于最佳含水量。

运到施工现场的混合料含水量接近最佳含水量。

运送混合料应加覆盖，防止遗撒、扬尘。

混合料每层最大压实厚度为200mm，，且不宜小于100mm。

碾压时采用先轻型、后重型压路机碾压。

禁止用薄层贴补的方法进行找平。

混合料的养生采用湿养，始终保持表面潮湿，也可采用沥青乳液和沥青下封层进行养护，养护期为7～14d。

三、级配碎石、级配砂砾（砾石）基层

宜采用机械摊铺且符合级配要求的厂拌级配碎石，级配砂砾应摊铺均匀一致，发生粗、细骨料离析（“梅花”、“砂窝”）现象时，应及时翻拌均匀。

每层应按虚铺厚度一次铺齐，颗粒分布应均匀，厚度一致，不得多次找补。

碾压前和碾压中应先适量洒水。

控制碾压速度，碾压至轮迹不大于5mm，表面平整、坚实，未铺装上层前不得开放交通。

1K411033熟悉土工合成材料的应用

土工合成材料可设置于岩土或其他工程结构内部、表面或各结构层之间，具有加筋、防护、过滤、排水、隔离等功能。

土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。

（一）路堤加筋

采用土工合成材料加筋，以提高路堤的稳定性。

当加筋路堤的原地基的承载力不足时，应先行技术处理，以确保路堤的整体稳定。

加筋路堤填方的压实度必须达到现行路基设计规范规定的压实标准。

土工格栅、土工织物、土工网等土工合成材料均可用于路堤加筋，其中用作路堤单纯加筋目的时，宜选择强度高、变形小、糙度大的土工格栅。

土工合成材料应具有足够的抗拉强度，且应具有较高的撕破强度、顶破强度和握持强度等性能。

加筋路堤的施工原则是应能充分