道路工程结构.ppt

道路工程结构1柔性路面柔性路面主要包括使用各种基层(水泥混凝土除外)和各类沥青面层、碎(砾)石面层或块石面层所组成的路面结构。柔性路面刚度小,在荷载作用下产生的弯沉变形较大,路面本身抗弯拉强度较低。车轮荷载通过各结构层传递到土基,使土基受到较大的单位压力,因而土基的强度和稳定性对路面结构的整体强度有较大的影响。刚性路面刚性路面主要是指用水泥混凝土作面层或基层的路面结构。水泥混凝土的强度很高,特别是它的抗弯抗拉强度较之其他各种路面材料高很多,它的弹性模量也较其他材料大得多,故呈现较大的刚性。水泥混凝土路面板在车轮荷载作用下弯沉变形极小,荷载通过混凝土板体的扩散分布作用,传递到基层上的单位压力要较柔性路面小得多。从路面力学特征角度看,一般把路面划分为柔性路面和刚性路面两种类型(一)路面的分类2一、柔性路面1、路面结构的强度组合和最小厚度路面应力的分布规律是上大下小,故路面结构的强度组合应是面层弹性模量值要高,基层和土基的弹性模量值可依次递减,各层的强度一般应自上而下递减。道路厚度应根据路面结构的强度和稳定性计算决定。各类结构的最小厚度可参见下表各类结构层的最小厚度单位:cm注:表中带*者,在旧路补强时,最小厚度为8cm32、路面结构组合要有良好的稳定性稳定性包括气候稳定性和结构稳定性。路面结构气候稳定性是指水稳定性、干稳性、高温稳定性和冰冻稳定性。为了保证路面结构气候稳定性,防止路面冰冻,要求路面总厚度不小于下表的要求。结构稳定性要求各层次配合得当,连接牢靠。路面防冻层最小厚度单位:cm注:①表中数值以砂石材料为准,若采用其他防冻性能好的材料,如煤渣、矿渣及二灰类等,其值可酌情减少。②中级路面和低级路面可不考虑防冻最小厚度43、柔性路面厚度设计柔性路面设计是以双圆垂直均布荷载作用下的弹性层状体系理论为基础,以路面容许弯拉值作为路面整体强度的控制指标,进行厚度计算,并对整体性材料结构层的弯拉应力进行验算。城市道路还要对面层进行容许剪应力计算。5一、刚性路面1、路面结构的强度组合和最小厚度(1)基层水泥混凝土板刚性大、整体性强,在荷载作用下变形很小,基础上处于弹性工作状态。另外,板体在垂直荷载作用下产生的挠度很小,因而支承它的基层和土基的变形很小。因此,路基应具有足够的强度和稳定性,整体性好,透水性小,断面正确,表面平整。基层的作用不仅能给水泥混凝土板提供均匀而稳定的基础,而且要能防止唧泥和错台,抵御冰冻作用,防止水渗入路基。刚性路面是指水泥混凝土路面,其中路面由水泥混凝土板、基层、垫层所组成,三者形成统一整体,共同承受行车荷载和自然因素的作用。单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容6(2)垫层在水温状况不良路段的路基与基层之间宜设置垫层。垫层应具有一定的强度和较好的水稳定性,在冰冻地区还需具有较好的抗冻性。垫层的最小厚度为15cm。在季节性冰冻地区,当路面结构总厚度小于下表规定的最小厚度时,应通过设置垫层补足。水泥混凝土最小抗冻层厚度单位:cm注:①表中垫层部分所用材料以砂石为准。如采用隔温性能良好的材料炉渣等,其垫层厚度可约减小30%。②对于冻深小于50cm的地区,一般不设防冻和垫层,但对水文、地质条件恶劣的路段,路面抗冻层厚度可采用当地最大冻深。③在冻深大或挖方及地下水位高的路段,应采用高限;冻深小或填方路段,可采用低限。72、水泥混凝土面板的尺寸和厚度要求(1)板的平面尺寸水泥混凝土面板一般采用矩形。其纵向和横向接缝应垂直相交,纵缝两侧的横缝不得互相错位。纵向缩缝间距(即板宽)可按路面宽度和每个车道宽而定,。横向缩缝间距(即板长)应根据当地条件、板厚和已有经验确定,一般为4~5m,最大不得超过6m。(2)板的厚度《公路水泥混泥土路面设计规范》规定,混泥土板的厚度,按行车产生荷载疲劳应力叠加,温度疲劳(因板底和板顶温差产生的翘曲应力)之和不大于混泥土设计弯拉强度的条件确定的板厚。板的最小厚度为18cm。8(二)、道路工程特殊结构物1、隧道2、悬出路台3、防石廊在山区地形、地质复杂路段,为了保证道路行车安全,有时也修筑防石廊。它是为道路从底层内部或水层通过而修建的结构物。当道路翻越高山或穿过深水层时,为了改善平、纵面线性和缩短路线长度,可以开凿隧道。在山岭地带的悬崖峭壁上修筑道路时,为了保证道路连续、路基稳定和确保行车,有时还需要修筑悬出路台94、挡土墙2、悬出路台3、防石廊在山区地形、地质复杂路段,为了保证道路行车安全,有时也修筑防石廊。在横坡陡峻的上坡或沿河岸上修筑道路时,为了保证路基稳定和减少填、挖工程量,常需修筑挡土墙在山岭地带的悬崖峭壁上修筑道路时,为了保证道路连续、路基稳定和确保行车,有时还需要修筑悬出路台10