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城市道路工程基本知识教学市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx
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1、第一章:城市道路工程第一节:城市道路工程分类与结构目标要求目标要求:1.掌握城市道路分类掌握城市道路分类2.掌握城市道路结构组成掌握城市道路结构组成3.了解了解水对城市道路工程影响水对城市道路工程影响4.熟悉土分类及不良土质处理熟悉土分类及不良土质处理重点:重点:1.城市道路分类城市道路分类2.城市道路结构组成。城市道路结构组成。难点:难点:1.不良土质处理不良土质处理第1页一、城市道路分类按城市道路网中地位和交通功效为基础,同时考虑对沿按城市道路网中地位和交通功效为基础,同时考虑对沿线服务功效分线服务功效分(1)快速路)快速路 快速路为完全为交通功效服务,是处理城市大容量、快速路为完全为交通
2、功效服务,是处理城市大容量、长距离、快速交通主要道路。长距离、快速交通主要道路。(2)主干路)主干路 为连接城市各主要分区道路,是城市道路网主要骨架,为连接城市各主要分区道路,是城市道路网主要骨架,以交通功效为主。以交通功效为主。(3)次干路)次干路 次干路是城市区域性交通干道,为区域交通集散服次干路是城市区域性交通干道,为区域交通集散服务,兼有服务功效,配合主干路组成道路网。务,兼有服务功效,配合主干路组成道路网。1、按按交通功效分交通功效分第2页(4)支路)支路 支路为次干路联络各居住小区连接线路,处理局支路为次干路联络各居住小区连接线路,处理局部地域交通,直接与两侧建筑物出入口连接,以部
3、地域交通,直接与两侧建筑物出入口连接,以服务功效为主。服务功效为主。除快速路外各类道路依据城市规模、设计交通量、除快速路外各类道路依据城市规模、设计交通量、地形等又分为地形等又分为、级。级。普通情况下大城市应采取各类指标中普通情况下大城市应采取各类指标中级标准,中级标准,中等城市采取等城市采取级标准,小城市采取级标准,小城市采取级标准。级标准。第3页2按结构强度分按结构强度分第4页(1)高等级路面高等级路面:路面强度高、刚度大、稳定性好路面强度高、刚度大、稳定性好,使用使用年限长,适应繁重交通量,且路面平整、车速高、年限长,适应繁重交通量,且路面平整、车速高、运输成本低,建设投资高,养护费用少
4、。运输成本低,建设投资高,养护费用少。(2)次高等级路面次高等级路面:路面强度、刚度、稳定性、使用寿路面强度、刚度、稳定性、使用寿命、车辆行驶速度、适应交通量等均低于高级路命、车辆行驶速度、适应交通量等均低于高级路面,维修、养护、运输费用较高。面,维修、养护、运输费用较高。(3)中等级路面中等级路面:强度、稳定性差、平整度差,使用寿强度、稳定性差、平整度差,使用寿命短,易扬尘、车速低,早期造价低,但养护维命短,易扬尘、车速低,早期造价低,但养护维修运输成本高。修运输成本高。(4)低等级路面低等级路面:低级路面强度、水稳定性、平整度最低级路面强度、水稳定性、平整度最差,易扬尘,可大量使用当地材料
5、,只能确保低差,易扬尘,可大量使用当地材料,只能确保低速行车,早期投入少,运输成本高,普通雨季影速行车,早期投入少,运输成本高,普通雨季影响通车。响通车。第5页3、按路面力学特征分柔性路面柔性路面 荷载作用下产生弯沉变形较大、抗弯强度小,它荷载作用下产生弯沉变形较大、抗弯强度小,它破坏取决于极限垂直变形和弯拉应变破坏取决于极限垂直变形和弯拉应变。如。如沥青路沥青路面。面。刚性路面刚性路面 荷载作用下产生板体作用,弯拉强度大,弯沉变荷载作用下产生板体作用,弯拉强度大,弯沉变形很小,它破坏取决于极限弯拉强度。主要代表形很小,它破坏取决于极限弯拉强度。主要代表是水泥砼路面。是水泥砼路面。半半刚性路面
6、刚性路面 以沥青混合料为面层,水硬性无机结合稳定材料以沥青混合料为面层,水硬性无机结合稳定材料为基层路面。前期呈柔性,后期呈刚性。如水泥为基层路面。前期呈柔性,后期呈刚性。如水泥或石灰粉煤灰稳定料为基层或石灰粉煤灰稳定料为基层沥青路面沥青路面第6页4、按道路平面及横向布置分单幅路机动车与非机动车混合行驶双幅路机动车与非机动车分流向混合行驶三幅路机动车与非机动车分道行驶,非机动车分流向行驶四幅路机动车与非机动车分道、分流向行驶第7页二、道路工程平面图(一)平面图(二)纵断面图(三)横断面图第8页三、城市道路结构组成由路基、路面组成,路面由面层、基层、垫层组成由路基、路面组成,路面由面层、基层、垫
7、层组成(一)路基(一)路基是路面结构基础,用土石填筑或在原地面开挖而成是路面结构基础,用土石填筑或在原地面开挖而成断面形式断面形式有有:(P148页图)页图)路堤路堤:高于天然地面填方路基称为路堤:高于天然地面填方路基称为路堤 路堑路堑:低于天然地面挖方路基称为路堑:低于天然地面挖方路基称为路堑 半填半挖半填半挖:介于:介于路堤路堤、路堑路堑之间之间 (不(不填填不不挖挖)路基性能要求路基性能要求 合理断面型式和尺寸、足够强度、足够合理断面型式和尺寸、足够强度、足够整体稳定性整体稳定性、足够水温稳定性足够水温稳定性第9页(二)路面(二)路面结结构构按按其组成结构层次从下至上其组成结构层次从下至
8、上分为垫层、基层和面层。分为垫层、基层和面层。路基表面上用各种不一样材料或混合料分层铺筑而成一路基表面上用各种不一样材料或混合料分层铺筑而成一个层状结构物。应含有性能:个层状结构物。应含有性能:(1)足够)足够强度强度和刚度和刚度 强度强度:车辆荷载作用下不产生形变或破坏能力。:车辆荷载作用下不产生形变或破坏能力。刚度:抵抗变形能力。刚度:抵抗变形能力。(2)足够稳定性)足够稳定性外界各种原因影响下,路面强度改变幅度。可分为水稳外界各种原因影响下,路面强度改变幅度。可分为水稳定性、干稳定性、温度稳定性。定性、干稳定性、温度稳定性。(3)足够耐久性)足够耐久性抗疲劳强度、看老化和抗形变积累能力抗
9、疲劳强度、看老化和抗形变积累能力第10页(4)足够平整度)足够平整度是使用质量一项主要标准。是使用质量一项主要标准。(5)足够抗滑性)足够抗滑性(6)尽可能低扬尘)尽可能低扬尘第11页1垫层垫层(1)功效:改进土基湿度和温度情况,以确保面功效:改进土基湿度和温度情况,以确保面层和基层强度、刚度和稳定性不受土基水温层和基层强度、刚度和稳定性不受土基水温情况改变所造成影响。情况改变所造成影响。(2)要求:强度不一定高,但水稳定性和隔温性要求:强度不一定高,但水稳定性和隔温性能要好。能要好。惯用有碎石垫惯用有碎石垫层层、砾石沙垫层等、砾石沙垫层等(3)其它其它路基经常处于潮湿或过湿路段,以及在季节路
10、基经常处于潮湿或过湿路段,以及在季节性冰冻地域应设垫层。性冰冻地域应设垫层。垫层厚度普通垫层厚度普通150mm第12页2基层基层(1)功效:基层是路面结构主要承重层,功效:基层是路面结构主要承重层,承受承受由面层传来车辆荷载垂直力由面层传来车辆荷载垂直力,并扩散到下,并扩散到下面垫层和土基中。面垫层和土基中。基层、底基层。基层、底基层。(2)要求:足够强度和刚度,良好扩散应力能要求:足够强度和刚度,良好扩散应力能力,足够水稳定性、平整度。力,足够水稳定性、平整度。惯用惯用基层基层有石灰土基层、水泥稳定土(碎石)有石灰土基层、水泥稳定土(碎石)基层、二灰土基层、二灰稳定碎石基层等基层、二灰土基层
11、、二灰稳定碎石基层等第13页3.面层面层(1)功效:直接同行车和大气接触,承受垂直功效:直接同行车和大气接触,承受垂直力、水平力和冲击作用,还受降水和气温力、水平力和冲击作用,还受降水和气温改变影响改变影响(2)要求:应具备较高结构强度,抗变形能力,要求:应具备较高结构强度,抗变形能力,很好水稳定性和温度稳定性,耐磨、不透很好水稳定性和温度稳定性,耐磨、不透水水、平整、抗滑性平整、抗滑性、低噪声。低噪声。惯用有惯用有水泥砼面水泥砼面层、层、沥青砼面沥青砼面层层第14页三三、水对城市道路工程影响、水对城市道路工程影响水与土石相互作用,能够使岩土强度和稳定性降低,水与土石相互作用,能够使岩土强度和
12、稳定性降低,在工程中可使道路路基软化,能够产生滑坡、沉在工程中可使道路路基软化,能够产生滑坡、沉陷、潜蚀、管涌、冻胀、翻浆等不良自然地质和陷、潜蚀、管涌、冻胀、翻浆等不良自然地质和工程地质现象,给道路工程施工和使用造成危害,工程地质现象,给道路工程施工和使用造成危害,而影响最亲密最持久是地下水而影响最亲密最持久是地下水从工程地质角度,依据地下水埋藏条件又可将地下从工程地质角度,依据地下水埋藏条件又可将地下水分为上层滞水、潜水、承压水。水分为上层滞水、潜水、承压水。(1)上层滞水上层滞水 上层滞水分布范围有限,但靠近地表,水位受上层滞水分布范围有限,但靠近地表,水位受气候、季节影响大,大幅度水位
13、改变会给工程施气候、季节影响大,大幅度水位改变会给工程施工带来困难。工带来困难。第15页(2)潜水潜水 潜水分布广,与道路工程关系亲密。在干旱和潜水分布广,与道路工程关系亲密。在干旱和半干旱平原地域,若潜水矿化度较高,而水位埋藏半干旱平原地域,若潜水矿化度较高,而水位埋藏较浅,应注意土盐渍化,盐渍土可使路基出现盐胀较浅,应注意土盐渍化,盐渍土可使路基出现盐胀和吸湿软化,所以在该地域筑路要做好排水工作,和吸湿软化,所以在该地域筑路要做好排水工作,并能够采取隔离层等办法。并能够采取隔离层等办法。(3)承压水承压水 承压水存在于地下两个隔水层之间、含有高水承压水存在于地下两个隔水层之间、含有高水头补
14、给,普通须注意其向上排泄,即对潜水和地表头补给,普通须注意其向上排泄,即对潜水和地表水补给或以上升泉形式出露。水补给或以上升泉形式出露。第16页四四、不良土质对道路工程影响、不良土质对道路工程影响土质名称特点惯用处理方法软土天然含水量高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、强度低。换填法、挤密法、排水固结法湿陷性黄土质较均匀、结构疏松、孔隙发达。在未受水浸湿时,普通强度较高,压缩性较小。但若在一定压力下受水浸湿,会产生较大附加下沉,强度快速降低。抗剪强度表现出显著各向异性。采取灰土垫层法、强夯法、灰土挤密桩等方法,并采取方法做好路基防冲、截排、防渗。加筋土挡土墙是湿陷性黄土地域得到快速推广有效防护方
15、法。第17页四四、不良土质对道路工程影响、不良土质对道路工程影响土质名称特点惯用处理方法膨胀土吸水膨胀、失水收缩包含用灰土桩、水泥桩或用其它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。同时应采取方法做好路基防水和保湿,冻土分为季节性冻土和多年性冻土两大类。冻结状态时强度较高,压缩性较低。融化后承载力急剧下降,压缩性提升(1)可增加路基总高度,使其满足最小填土高度要求。(2)选取不发生冻胀路面结构层材料。(3)对于不满足防冻胀要求结构,可采取调整结构层厚度或采取隔温性能好材料等方法来满足防冻胀要求。多孔矿渣是很好隔温材料。(4)为预防不均匀冻胀,防冻层厚度(包含路面结构层)
16、应不低于标准要求。第18页思索题1.按城市所处地位,并考虑其服务功效,城市道路怎样分类。2.按结构强度分,道路怎样分类,并阐述它们各自特点。3.按力学性质分,道路怎样分类,并阐述它们各自特点。4.阐述城市道路结构组成,并说明各自作用。5.阐述软土特点及处理办法。第19页第二节:城市道路路基施工介绍目标要求:目标要求:1.熟悉路基类型与结构2.熟悉路基施工工艺;3.熟悉路基压实详细要求4.熟悉路基工程施工质量控制重点:重点:1.路基类型2.路基工程施工难点:难点:路基工程施工质量控制第20页一、地基加固处理方法分类处理方法原理及作用适 用 范 围v碾压及扎实v重锤扎实,机械碾压,振动压实,强夯动
17、力固结v利用压实原理,经过机械碾压夯击把表层地基土压实,强夯则利用强大夯击能在地基中产生强烈冲击波和动应力,迫使土动力固结密实v适适用于碎石土、砂土、粉土、低饱和度黏性土,杂填土等。对饱和黏性土慎用换土垫层砂石垫层,素土垫层,灰土垫层,矿渣垫层v以砂石、素土,灰土和矿渣等强度较高材料,置换地基表层软弱土,提升持力层承载力,扩散应力,减小沉降量v适适用于处理暗沟、暗塘等软弱土浅层处理排水固结天然地基预压砂井预压,塑料排水带预压,真空预压,降水预压v在地基中增设竖向排水体加速地基固结和强度增加,提升地基稳定性,加速沉降发展,使基础沉降提前完成v适适用于处理饱和软弱土层。对于渗透性极低泥炭土,必须慎
18、重对待第21页第22页分类分类处理方法处理方法原理及作用原理及作用适适 用用 范范 围围振密挤密振冲挤密,灰土挤密桩,砂桩,石灰桩爆破挤密v采取一定技术方法,经过振动或挤密,使土体孔隙降低,强度提升;必要时,在振动挤密过程中,回填砂、砾石。灰土,素土等,与地基土组成复合地基,从而提升地基承载力,降低沉降量v适适用于处理松砂、粉土,杂填土及湿陷性黄土置换及拌入振冲置换,深层搅拌,高压喷射注浆,石灰桩等v采取专门技术方法,以砂、碎石等置换软弱土地基中部分软弱土,或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体,与未处理部分土组成复合地基,从而提升地基承载力,降低沉降量黏性土、冲填土、粉砂、细砂
19、等,振冲置换法对于不排水剪切强度20kPa时慎用加筋土工聚合物,锚固,树根桩,加筋土,v在地基或土体中埋设强度较大土工聚合物、钢片等加筋材料,使地基或土体能承受抗拉力,预防断裂,保持整体性,提升刚度,改变地基土体应力场和应变场,从而提升地基承载力,改进变形特征软弱土地基、填土及陡坡填土、砂土第23页v土工布,又称土工织物,它是由合成纤维经过针刺或编织而成透水性土工合成材料。成品为布状,普通宽度为4-6米,长度为50-100米。土工布分为有纺土工布和无纺土工布。土工布含有优异过滤、排水、隔离、加筋、防渗、防护作用,含有重量轻、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀特点。路基加设土工
20、聚合物能够降低地基不均匀沉降,提升地基承载力,同时不影响排水,大大增强路堤整体性和稳定性。第24页第25页二、城市道路路基工程施工介绍(一)路基施工程序1、准备工作组织准备、技术准备、物资准备、现场准备2、修建小型结构物与埋设地下管线地下管线施工必须遵照“先地下,后地上”、“先深后浅”标准。3、路基(土、石方)工程第26页必须依照路基设计平面、横断面位置、标高等几何尺寸进行施工,并确保路基强度和稳定性1、路基施工测量两个水准点之间最好保持在500m左右中线测量钉线外边桩在道路两侧边线外0.51.0m处钉边桩。测标高(二)(二)路基施工关键点路基施工关键点第27页2、填土路基路基填料和粒径方面:
21、不得使用腐殖土、生活垃圾土、淤泥、冻土块或盐渍土。填土内不得有草、树根等杂物,粒径超出100mm土块应打坏。原地面处理方面:排除地面积水,去除树根、杂草、淤泥等,妥善处理坟坑井穴,分层填实。防路基侧向滑移方面: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。第28页填筑办法:分层填土、压实,禁止倾填。路基压路机质量要求:采取12t压路机。管涵顶面高度控制方面:为预防压路机对管涵造成破坏或移位,应在填土高度超出管涵顶面500mm以上才能用压路机碾压。第29页3、挖土路基原地面处理方面:排除地面积水并疏干,妥善处理坟坑井穴依据测量中线和边桩开挖。挖方段不得超挖,应留有
22、余量。压路机质量要求:采取12t压路机。碾压时,视土干湿情况洒水或换土、晾晒等办法雨水支管及检验井回填:雨水支管及检验井四面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。第30页三、城市道路路基压实关键点1.合理选取压实机具。分静力式、夯击式和振动式三大类。对于砂性土压实效果:振动式夯击式静力式对于粘性土:宜选取静力式或夯击式,振动式较差甚至无效2.正确压实方法与适宜压实厚度。土质路基压实标准:先轻后重、先稳后振、先低后高、先慢后快、轮迹重合。应做试验段取得摊铺厚度、碾压遍数、碾压机具组合、压实效果等施工参数。3.掌握土层含水量:使其处于最正确含水量2范围时碾压,其压实最有功效。4.
23、压实质量检验。采取重型击实试验方法。第31页四、城市道路路基工程施工及验收规范相关要求(一)质量检验。质量验收项目:压实度、宽度、中线偏位、纵、横断面高程、平整度,路床还包含回弹弯沉。(二)最低压实度要求快速路和主干道普通情况用重击、特殊用轻击。填挖范围深度范围 最低压实度%填 方0-809580-1509315090挖 方0-3095第32页(三)路基压实密度测定方法重型或轻型击实试验:求得施工用土最正确含水量和最大干(质量)密度。现场实测密度和含水量:普通黏性土采取环刀法,砂质土及粗粒石质土采取灌砂法。计算压实度:实测干(质量)密度与最大干(质量)密度比值,普通以百分率表示。第33页(四)
24、压实质量评定按照土路基填挖类型、填筑深度及道路类型,判断是否到达质量要求。当验收测点20点时,压实度应满足:测定平均值-标准差规范要求值要求,且任一点不得小于要求绝对值0.05为合格。达不到要求时,应加强碾压。第34页思索题1.阐述路基施工施工步骤。2.阐述路基质量检验验收项目。3.压实度怎样测定第35页第三节城市道路第三节城市道路基层基层施工施工介绍介绍目标要求:目标要求:1.熟悉基层分类2.熟悉无机结合料稳定基层特征;3.熟悉各基层施工与质量控制;重点:重点:1.基层分类2.无机结合料基层特征3.半刚性基层施工与质量控制难点:难点:1.半刚性基层施工质量控制第36页在粉碎或原状涣散土中掺人
25、一定量水泥或石灰或工业废渣等无机结合料和水,经拌合得到混合料在压实与养生后,其抗压强度符合要求要求材料称为无机结合料稳定材料(半刚性材料),用此材料建筑基层称为无机结合料稳定基层(半刚性基层)。特点:结构较密实、孔隙率较小、透水性小、水稳性很好。常见基层:水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣稳定土基层不一样基层相同点不一样基层相同点:施工期日最低气温要求均在5度以上。均应封闭交通。半刚性基层第37页包含:石灰土、石灰碎石土、石灰砂砾土。包含:石灰土、石灰碎石土、石灰砂砾土。特点:石灰稳定土含有较高抗压强度,一定抗弯强度特点:石灰稳定土含有较高抗压强度,一定抗弯强度和抗冻性,稳定性很好,但干缩性
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