道路工程施工基础知识

第1章 道路工程施工基础知识

【学习目标】

本章介绍了道路的分类及组成、道路施工图组成、路基路面的分类与基本要求和土的工程分类方法。通过本章学习，应能对道路工程有基本了解，重点掌握公路与城市道路各自的组成与特点、识读道路施工图、清楚路基典型横断面型式、路面的分类方法等基本概念及路基用土的工程性质。

1.1 道路的分类、组成与施工特点

1.1.1 道路的分类

道路是一个总称，它可分为四类，即城市道路、公路、乡村道路、厂矿道路。 1.城市道路

在城镇内联系各组成部分的道路叫城市道路。按照城市道路在道路系统中的地位、交通功能与对沿线建筑物的服务功能等来划分，城市道路分为快速路、主干路、次干路与支路。

（1）快速路

快速路是为较高车速的长距离交通而设置的重要道路。快速路对向车道之间应设中间带以分隔对向交通，当有自行车通行时，应加设两侧带。快速路的进出口应采用全控制或部分控制。快速路与高速公路、快速路、主干路相交时，必须采用立体交叉；与交通量较小的次干道相交时，可采用平面交叉；与支路不能直接相交。在过路行人集中地点应设置过街人行天桥或地道。

（2）主干路

主干路是城市道路网的骨架，为连接城市各主要分区的交通干路，以交通功能为主。自行车交通多时，宜采用机动车与非机动车分流形式。如三幅路或四幅路。

（3）次干路

次于路是城市的交通干路，兼有服务功能。次干路配合主干路组成道路网，起广泛连接城市各部分与集散交通的作用。

（4）支路

支路是次干路与街巷路的连接线，解决局部地区交通，以服务功能为主。 街巷内部道路，作为街巷建筑的公共设施组成部分，不列入等级道路以内。

2.公路

在城镇以外(大城市远郊工业点以及其他独立工矿区以外)，联系相邻市县或工矿区的道路称为公路。

根据交通量和公路的使用任务和性质，公路可分为以下五个等级：

（1）高速公路

一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜汽车交通量（四车道：25000～55000；六车道：45000～80000；八车道：60000～100000），为具有特别重要的政治、经济意义，专供汽车汽车分道高速行驶并全部控制出入的公路。

（2）一级公路

一般能适应按各种汽车折合成小客车的远景设计年限年平均昼夜汽车交通量为15000～30000辆，为连接重要政治、经济中心，通往重点工矿区，可供汽车分道行驶并部分控制出入、部分立体交叉的公路。

（3）二级公路

一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为3000～7500辆，为连接政治、经济中心或大工矿区等地的干线公路，或运输任务繁忙的城郊公路。

（4）三级公路

一般能适应按各种车辆折中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量为为1000～4000辆以下，为沟通县及县以上城市的一般干线公路。

（5）四级公路

一般能适应按各种车辆折合成中型载重汽车的远景设计年限年平均昼夜交通量（单车道：200辆以下；双车道：1500辆以下），为沟通县、镇、乡的支线公路。

3.农村道路

在农村中联系乡、村、居民点的主要道路，因其交通性质、特点、技术标准要求等均与公路不同，一般称为农村道路。

4.厂矿道路

工厂、矿区内部的道路以及厂矿到公路、城市道路、车站、港口衔接处的对

外公路，由于其交通性质、功能等与城市道路和公路均不相同，通称为厂矿道路。 1.1.2 道路的组成与施工特点

1.城市道路的组成

在城市里，沿街道两侧建筑红线之间的空间范围为城市道路用地，该用地由以下各个不同功能部分所组成：

（1）供各种车辆行驶的车行道。其中供汽车、无轨电车、摩托车等行驶的为机动车道；供有轨电车行驶的为有轨电车道；供自行车、三轮车等行驶的为非机动车道；

（2）专供行人步行交通用的人行道(地下人行道、人行天桥)； （3）交叉口、交通广场、停车场、公共汽车停靠站台；

（4）交通安全设施。如交通信号灯、交通标志、交通岛、护栏等；

（5）排水系统。如街沟、边沟、雨水口、雨水管、污水管等； （6）沿街地上设施。如照明灯柱、电杆、邮筒、清洁箱等；

（7）地下各种管线。如供电电缆、通讯电缆、煤气管、给水管、供热管道等； （8）具有卫生、防护和美化作用的绿带；

（9）交通发达的现代化城市，还建有地下铁道、高架路、公交专用车道等。 2.公路的组成与特点

公路的基本组成部分包括：路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、防护与加固工程、排水设施、山区特殊构造物等。以及为保证汽车行驶的安全、畅通和舒适，还需要有各种附属工程，如公路标志、路用房屋、加油站及绿化栽植等。此外，为防止路基填土或山坡土体坍塌而修筑的承受土体侧压力的墙式构造物称为挡土墙。它是路基加固工程的一种结构形式。为保持路基稳定和强度而修建的地表和地下排水措施称为路基排水设施，包括边沟、截水沟、排水沟、急流槽、跌水、蒸发池、渗沟、渗水井等。 1.1.3 城市道路施工的特点

1.充分做好准备工作，包括施工管理和组织计划工作；施工中实行流水作业，严格施工管理，健全岗位责任制、加强质量保证体系工作，每道工序都要严格把关，前一道工序未经验收不得进行下道工序。

2.道路施工耗费筑路材料多，每千米达数千吨，单方造价中材料款一般占50％以上。我国幅员辽阔，各地可供修筑道路的材料很多。所以要认真做好调查研究，充分利用当地材料和工业废渣，以求修建经济而适用的道路。

3.城市道路施工从直观上看无论是新建、改造或扩建都会不同程度地存在着三多一少的特点。

（1）城市交通拥挤、车辆及行人多，所以尽可能不断路施工，多采用半幅通车、半幅施工的方案。必要时封锁交通断路施工，务必做好交通疏导工作，协商安排车辆绕道行驶的路线和落实交通管理措施。为了减少扰民和保证车辆正常行驶，也可在夜间组织连续作业，快速施工。

（2）施工障碍多，无论是沿线房屋拆迁，还是地上立体交叉的各种架空线杆或是地下纵横交错的各种管网和设施或古墓文物，这些影响施工的障碍物的解决都具有很大的工作量，也极其繁杂，必须引起高度重视，务必进行妥善规划、细致实施。

（3）施工涉及面广。道路施工除了面对众多的沿线居民外，还涉及到：规划、公安、公交、供电、通信、供水、供热、燃气、消防、环保、环卫、路灯、绿化和街道及有关企、事业等单位，所以必须加强协作、配合工作，以取得各单位各部门的支持和谅解，使施工得以顺利进行，避免出现大量耗费人力、物力和时间的“扯皮”现象。

（4）施工用地少。城市土地极其珍贵，施工平面布置必须“窄打窄用”，乃至“见缝插针”，有条件要在郊外建造搅拌站等基地或采用商品混凝土方案。

1.2 道路工程施工图

道路工程是一种带状构筑物，它具有高差大、曲线多且占地狭长的特点，因此道路工程施工图的表现方法与其它工程图有所不同。道路工程施工图是由道路平面图、道路纵断面图、横断面图及构造详图组成。道路平面图是在测绘的地形图的基础上绘制形成的平面图；道路纵断面图是沿路线中心线展开绘制的立面图；横断面图是沿路线中心线垂直方向绘制的剖面图；而构造详图则是表现路面结构构成及其它构件、细部构造的图样。用这些图样来表现道路的平面位置、线型状况、沿线地形和地物情况、高程变化、附属构筑物位置及类型、，地质情况、纵横

坡度、路面结构和各细部构造、各部分的尺寸及高程等。 1.2.1 道路施工平面图

道路平面图是应用正投影的方法，先根据标高投影(等高线)或地形地物图例绘制出地形图，然后将道路设计平面的结果绘制在地形图上。道路施工平面图是用来表现道路的方向、平面线型、两侧地形地物情况、路线的横向布置、路线定位等内容的主要施工图。以图1-1某工程道路平面图为例，分析道路平面图的图示内容。

1.地形部分的图示内容

(1)图样比例的选择:根据地形地物情况的不同，地形图可采用不同的比例。一般常用比例为1:500，也可采用1:1000的比例。比例选择应以能清晰表达图样为准。

(2)方位确定:为了表明该地形区域的方位及道路路线的走向，地形图样中需要标示方位。方位确定的方法有坐标网或指北针两种，如采用坐标网定位，则应在图样中绘出坐标网并注明坐标。如采用指北针，应在图样适当位置按标准画出指北针。

(3)地形地物情况:地形情况一般采用等高线或地形点表示。城市道路一般比较平坦，多采用大量的地形点来表示地形高程。公路有时采用等高线表示，地物情况一般采用标准规定的图例表示。

(4)水准点位置及编号应在图中注明，以便路线控制高程。 2.路线部分的图示内容

(1)道路规划红线是道路的用地界限，常用双点划线表示。道路规划红线范围内为道路用地，一切不符合设计要求的建筑物、构筑物、各种管线等均需拆除。 (2)道路中心线用细点划线表示。道路中机动车道、非机动车道、人行道、分隔带等均可按比例绘制在图样中。以图1-1为例，机动车道宽度为31m，非机动车道宽度为7.5m，人行道宽度为8 m，绿化带宽度为4m，均以粗实线表示。

(3)里程桩号反映了道路各段长度及总长，一般在道路中心线上从起点到终点，沿前进方向注写里程桩号；也可向垂直道路中心线方向引一细直线，再在图样边上注写里程桩号。如K1+760，即距路线起点为1760m。如里程桩号直接注写在道

路中心线上，则“+”号位置即为桩的位置。

(4)路线定位采用坐标网或指北针结合地面固定参照物定位的方法。 (5)道路中曲线的几何要素的表示及控制点位置的图示。以图1-2缓和曲线线型为例说明曲线要素标注问题。在平面图中是用路线转点编号来表示的，JD3表示为第三个路线转点。α角为路线转向的折角(度)，它是沿路线前进方向向左或向右偏转的角度。R为圆曲线半径，T为切线长，L为曲线长，E为外矢距。图中曲线控制点有ZH(直缓)为曲线起点，HY为“缓圆”交点，QZ表示曲线中点，YH为“圆缓”交点，HZ为“缓直”的交点。当为圆曲线时，ZY为“直圆”交点，QZ为曲线中点，YZ为“圆直”交点。

图1-2 平曲线要素

3.道路平面图的阅读

根据道路平面图的图示内容，可按以下程序阅读:

(1)首先了解地形地物情况:根据平面图图例及地形点高程，了解该图样反映的地形地物状况、地面各控制点高程、构筑物的位置、道路周围建筑的情况及性质、已知水准点的位置及编号、坐标网参数或地形点方位等。

(2)阅读道路设计情况:依次阅读道路中心线、规划红线、机动车道、非机动车道、人行道、分隔带、交叉口及道路中曲线设置情况等。 (3)道路方位及走向，路线控制点坐标、里程桩号等。

(4)根据道路用地范围了解原有建筑物及构筑物的拆除范围以及拟拆除部分的性质、数量，所占农田性质及数量等。

(5)结合路线纵断面图掌握道路的填挖工程量。

(6)查出图中所标注水准点位置及编号，根据其编号到有关部门查出该水准点的绝对高程，以备施工中控制道路高程。 1.2.2 道路纵断面图

通过沿道路中心线用假想的铅垂面进行剖切，展开后进行正投影所得到的图样称为道路纵断面图。由于道路中心线是由直线和曲线组合而成的，因此垂直剖切面也就由平面和曲面组成。

道路路线纵断面图主要反映了道路沿纵向的设计高程变化、地质情况、填挖情况、原地面标高、桩号等多项图示内容及数据。所以道路纵断面图中包括图样和资料表两大部分，如图1-3所示。 1.图样部分的图示内容

(1)图样中水平方向表示路线长度，垂直方向表示高程。为了清晰反映垂直方向的高差，规定垂直方向的比例按水平方向比例放大10倍，如水平方向为1:1000，则垂直方向为1:100。图上所画出的图线坡度较实际坡度大，看起来明显。 (2)图样中不规则的细折线表示沿道路设计中心线处的原地面线，是根据一系列中心桩的地面高程连接形成的，可与设计高程结合反映道路的填挖状态。 (3)路面设计高程线:图上比较规则的直线与曲线组成的粗实线为路面设计高程线，它反映了道路路面中心的高程。

(4)竖曲线:当设计路面纵向坡度变更处的两相邻坡度之差的绝对值超过一定数值时，为了有利于车辆行驶，应在坡度变更处设置圆形竖曲线。在设计高程线上方用“

”表示的是凸形竖曲线，用“

”表示的为凹形竖曲线，

并在符号处注明竖曲线半径R、切线长T、曲线长L、外矢距E，如图1-3某城市道路纵断面图中所设置的竖曲线:R＝25000m，T＝39.42m， E＝0.03m。竖曲线符号的长度与曲线的水平投影等长。

(5)路线中的构筑物:路线上的桥梁、涵洞、立交桥、通道等构筑物，在路线纵断面图的相应桩号位置以相关图例绘出，注明桩号及构筑物的名称和编号等。 (6)标注出道路交叉口位置及相交道路的名称、桩号。

(7)沿线设置的水准点，按其所在里程注在设计高程线的上方，并注明编号、

高程及相对路线的位置。 2.资料部分的图示内容

道路纵断面图的资料表设置在图样下方并与图样对应，格式有多种，有简有繁，视具体道路路线情况而定。

(1)地质情况:道路路段土质变化情况，注明各段土质名称。

(2)坡度与坡长:斜线上方注明坡度，斜线下方注明坡长，使用单位为米。 (3)设计高程:注明各里程桩的路面中心设计高程，单位为米。

(4)原地面标高:根据测量结果填写各里程桩处路面中心的原地面高程，单位为米。

(5)填挖情况:即反映设计标高与原地面标高的高差。

(6)里程桩号:按比例标注里程桩号，一般设公里桩号、百米桩号(或50m桩号)、构筑物位置桩号及路线控制点桩号等。

(7)平面直线与曲线:道路中心线示意图，平曲线的起止点用直角折线表示， “

”表示左偏角的平曲线；而“

”则表示右偏角的曲

线，且注明曲线几何要素。可综合纵断面情况反映出路线空间线型变化。 3.道路纵断面图的阅读

道路路线纵断面图应根据图样部分和资料部分结合阅读，并与道路平面图对照，得出图样所表示的确切内容。

(1)根据图样的横、竖比例读懂道路沿线的高程变化，并对照资料表了解确切高程。

(2)竖曲线的起止点均对应里程桩号，图样中竖曲线的符号长、短与竖曲线的长、短对应，且读懂图样中注明的各项曲线几何要素，如切线长、曲线半径、外矢距、转角等。

(3)道路路线中的构筑物图例、编号、所在位置的桩号是道路纵断面示意构筑物的基本方法；了解这些，可查出相应构筑物的图纸。

(4)找出沿线设置已知水准点，根据编号、位置查出已知高程，以备施工使用。 (5)根据里程桩号、路面设计高程和原地面高程，读懂道路路线的填挖情况。

(6)根据资料表中坡度、坡长、平曲线示意图及相关数据，读懂路线线型的空

间变化。

1.2.3 道路横断面图

道路横断面图是沿道路中心线垂直方向的断面图。图样中表示了机动车道、人行道、非机动车道、分隔带等部分的横向构造组成。道路横断面的设计结果用标准横断面设计图表示。图样中要表示出车行道、人行道及分隔带等各组成部分的构造和相互关系。

一般采用1:100或1:200的比例尺，在图上绘出红线宽度、车行道、人行道、绿地、照明、新建或改建的地下管道等各组成位置、宽度、横坡度等。如图1-4为某城市道路横断面设计图。

(1)用细点划线段表示道路中心线，车行道、人行道用粗实线表示，并注明构造分层情况，标明排水横坡度，图示出红线位置。 (2)用图例示意绿地、树木、灯杆等。 (3)用中实线图示出分隔带设置情况。 (4)注明各部分的尺寸，尺寸单位为厘米。

(5)与道路相关的地下设施用图例示出，并注以文字及必要的说明。

2.道路路面结构图及路拱详图 (1)道路路面结构图的图示内容

路面结构形式分为两大类:柔性路面和刚性路面。每一大类中又可分为快车道路面结构、慢车道路面结构、人行道路面结构。

a.由于沥青类路面是多层结构层组成的，在同车道的结构层沿宽度一般无变化。因此选择车道边缘处，即侧石位置一定宽度范围作为路面结构图图示的范围，这样既可图示出路面结构情况又可将侧石位置的细部构造及尺寸反映清楚，也可只反映路面结构分层情况，见图1-5所示。

b.路面结构图图样中，每层结构应用图例表示清楚，如灰土、沥青混凝土、侧石等。

c.分层注明每层结构的厚度、性质、标准等，并将必要的尺寸注全。 (2)路拱大样图的图示内容

路拱采用什么曲线形式，应在图中予以说明，如抛物线型的路拱，则应以大

样的形式标出其纵、横坐标以及每段的横坡度和平均横坡度，以供施工放样使用。如图1-5所示。

1.2.4平面交叉口平面图

道路交叉口位置的路面高程设计称为交叉口竖向设计。通过合理地设计交叉口的标高，以有利于行车和排水。一般采用等高线设计方法，通过交叉口平面图表示出来，如图1-6。每根等高线的高差为5cm，道路纵坡由路口中心向东，向西下坡，故交叉口形成向东向西的双面坡。为了便于施工放线，平行道路中心线画方格网，方格尺寸通常为5m×5m。每个方格的四角按设计等高线用内插法插入高程。

1.3 路基工程简述

按照路线位置和一定技术要求填筑或开挖出来，作为路面基础的带状构造物，称为路基。路基是道路工程的重要组成部分，它既是路线的主体，又是路面的基础。路基施工质量的好坏，直接影响路面的使用效果。因此，提高路基的强度和稳定性，保证路基施工质量，是关系到道路施工质量的关键。

路基工程的特点是路线长，通过的地带类型多，技术条件复杂，受地形、气候和水文地质条件影响很大。除一般的施工技术外，还要考虑软土压实、边坡稳定、挡土墙和其它人工结构物等。此外，路基工程的土石方数量大，劳力和机械用量多，施工工期长。在城市道路中，除征地拆迁外，碰到的隐蔽工程多，如给水、污水、煤气、电缆或热力管线等，需与有关部门相互协调，公共关系比较复杂。 1.3.1 路基典型横断面

为了满足行车要求，路线有些部分高出原地面，需要填筑；有些部分低于原地面，需要开挖。因此，路基横断面形状各不相同。典型的路基横断面有路堤、路堑、填挖结合及零填零挖。

高于原地面的填方路基称路堤（见图1-7）。低于原地面的挖方路基称为路堑（见图1-8）。在一个断面内，部分为路堤，部分为路堑的路基称为填挖结合路基（见图1-9）。原地面与路基标高基本相同，构成零填零挖的路基断面形式。（见图1-10）

图1-7 填方路基横断面的基本形式

图1-8 路堑横断面的基本形式

图1-9 填挖结合路基横断面的基本形式

图1-10 零填零挖路基横断面的基本形式

B—路基宽度；b—路面宽度；a—路肩宽度

1.3.2 对路基的基本要求 1.具有足够的整体稳定性

路基是直接在地面上填筑或挖去一部分地面建成的。路基修建后，改变了原地面的自然平衡状态。在工程地质不良的地区，修建路基可能加剧原地面的不平衡状态，从而导致路基发生各种破坏现象。因此，为防止路基结构在行车荷载及自然因素作用下不致发生不允许的变形或破坏，必须因地制宜地采取一定的措施来保证路基整体结构的稳定性。 2.具有足够的强度

路基的强度是指在行车荷载作用下，路基抵抗变形与破坏的能力。因为行车荷载及路基路面的自重使路基下层和地基产生一定的压力，这些压力可使路基产生一定的变形，直接损坏路面的使用品质。为保证路基在外力作用下不致产生超过容许范围的变形，要求路基应具有足够的强度。 3.具有足够的水温稳定性

路基的水温稳定性在这里主要是指路基在水和温度的作用下保持其强度的能力。路基在地面水和地下水的作用下，其强度将会显著地降低。特别是季节性冰冻地区，由于水温状况的变化，路基将发生周期性冻融作用，形成冻胀和翻浆，使路基强度急剧下降。因此，对于路基，不仅要求有足够的强度，而且还应保证在最不利的水温状况下强度不致显著降低，这就要求路基应具有一定的水温稳定性。

1.3.3 路基用土的工程性质

按照土的工程分类方法，将土分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四大类，

分类总体系如图1-11所示。各类土的主要工程性质如下：

图1-11 土分类总体系图

1.巨粒土

巨粒土有很高的强度及稳定性，是填筑路基的很好材料。对于漂石土，在码砌边坡时，应正确选用边坡值，以保证路基稳定。对于卵石土，填筑时应保证有足够的密实度。 2.粗粒土

砾类土由于粒径较大，内摩擦力亦大，因而强度和稳定性均能满足要求。级配良好的砾类土混合料，密实程度好。对于级配不良的砾类土混合料，填筑时应保证密实度，防止由于空隙大而造成路基积水、不均匀沉陷或表面松散等病害。 砂类土又可分为砂、砂土和砂性土三种。砂和砂土无塑性，透水性强，毛细上升高度很小，具有较大的摩擦系数，强度和水稳定性均较好。但由于粘性小，易于松散，压实困难，需用振动法才能压实。为克服这一缺点，可添加一些粘质土，以改善其使用质量。

砂性土既含有一定数量的粗颗粒，使路基具有足够的强度和水稳性，又含有一定数量的细颗粒，使其具有一定的粘性，不致过分松散。一般遇水干得快，不膨胀，干时有足够的粘结性，扬尘少，容易被压实。因此，砂性土是修筑路基的良好材料。 3.细粒土

粉质土为最差的筑路材料。它含有较多的粉土粒，干时稍有粘性，但易被压碎，扬尘性大，浸水时很快被湿透，易成稀泥。粉质土的毛细作用强烈，上升速度快，毛细上升高度一般可达0.9～1.5m，在季节性冰冻地区，水分积聚现象严重，

造成严重的冬季冻胀，春融期间出现翻浆，故又称翻浆土。如遇粉质土，特别是在水文条件不良时，应采取一定的措施，改善其工程性质。

粘质土透水性很差，粘聚力大，因而干时坚硬，不易挖掘。它具有较大的可塑性、粘结性和膨胀性，毛细管现象也很显著，用来填筑路基比粉质土好，但不如砂性土。浸水后粘质土能较长时间保持水分，因而承载能力小。对于粘质土如在适当的含水量时加以充分压实和有良好的排水设施，筑成的路基也能获得稳定。 有机质土(如泥碳、腐殖土等)不宜作路基填料，如遇有机质土均应在设计和施工上采取适当措施。 4.特殊土

黄土属大孔和多孔结构，具有湿陷性；膨胀土受水浸湿发生膨胀，失水则收缩；红粘土失水后体积收缩量较大；盐渍土潮湿时承载力很低。因此，特殊土也不宜作路基填料。

1.4 路面工程简述

1.4.1 路面分级、分类及结构划分

1.路面技术分级

路面的技术等级主要是按面层的使用品质和材料组成等划分的。目前我国的路面分为四级。 （1）高级路面

它包括由沥青混凝土、水泥混凝土、热拌沥青碎石和整齐块石或条石等面层所组成的路面。一般适用于交通量大、行车速度高的高速公路和一、二级公路及城市快速路、主干道。

（2）次高级路面

它包括由沥青贯人式，冷拌沥青碎(砾)石、沥青表面处治和半整齐块石或条石等面层组成的路面。一般适用于交通量较大、行车速度较高的二、三级公路及城市次干道和支路。 （3）中级路面

它是包括由水结碎石、泥结碎石、级配砾(碎)石、不整齐块石等作面层的路面。一般适用于中等交通的三级以下公路及城市支路、街巷道路。

（4）低级路面

它包括由各种粒料或当地材料改善土所筑成的路面，例如炉渣土、砂砾土等。一般适用于交通量小的乡村公路。

2.路面的分类

路面的分类从路面力学特性出发，可分为： （1）柔性路面

柔性路面是指刚度较小、抗弯拉强度较低，主要靠抗压、抗剪强度来承受车辆荷载作用的路面。

柔性路面主要包括：用各种基层、垫层(水泥混凝土基层除外)与各种沥青面层、碎(砾)石面层、块石面层所组成的路面结构。

柔性路面的主要特点是：

1)刚度小。刚度是指构件或结构受力时抵抗变形的能力。

2)在车轮荷载的作用下产生的弯沉变形较大。弯沉是指路基或路面在荷载作用下产生的垂直弹性变形。

3)车轮荷载通过路面各结构层向下传递到路基的压应力较大，因而对路面基层和路基的强度和稳定性要求较高。 （2）刚性路面

刚性路面是指面层板体刚度较大，抗弯拉强度较高的路面。

刚性路面主要包括：素混凝土路面、钢筋混凝土路面、碾压混凝土路面、钢纤维混凝土路面等。

刚性路面的主要特点是：

1)面板的弹性模量及力学强度大大高于基层和土基的相应模量和强度。 2)抗弯拉强度远小于抗压强度，约为其1/7～1/6。

3)水泥混凝土是一种脆性材料，水泥混凝土路面面板在断裂时的相对拉伸变形很小。

3.路面结构层的划分

由于行车荷载对路面的作用随着深度而逐渐减弱，同时，路基的湿度和温度状况也会影响路面的工作状况。因此，从受力情况、自然因素等对路面作用程度

的不同以及经济的角度考虑，一般将路面分成若干层次来铺筑。 （1）面层

直接承受车轮荷载反复作用和自然因素影响的结构层叫面层，可由1～3层组成。高等级路面的面层常由2～3层组成，分别称为表面层、中面层和底面层。中、低级路面如砂石路面面层上所设的磨耗层和保护层亦包括在面层之内。 （2）基层

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和土基中。底基层是设置在基层之下，并与面层、基层一起承受车轮荷载反复作用，起次要承重作用。 （3）垫层

它是底基层和土基之间的层次，它的主要作用是加强土基、改善基层的工作条件。修筑垫层常用材料有两类：一类是用松散粒料，如级配碎石、填隙碎石等；另一类是用整体性材料，如水泥稳定土、石灰稳定土等。 （4）联结层

联结层是在面层和基层之间设置的一个层次。主要作用是加强面层与基层的共同作用或减少基层的反射裂缝。联结层所用的材料一般是沥青贯入式和沥青碎石以及沥青透层、粘层。 1.4.2 路面的基本要求

汽车在路面上行驶，除了克服各种阻力外，还会通过车轮把垂直力和水平力传给路面。在水平力中又分为纵向力和横向力两种。另外，路面还会受到车辆的振动力和冲击力的作用；在车身后面还会产生真空吸力作用。在上述各种力的综合作用下，路面结构层内会产生大小不同的压应力、拉应力和剪应力。这些力作用的特点是：具有瞬时性、重复性、复杂多样性、综合性和波动性。如果产生的上述这些应力超过了路面结构整体或某一组成部分的强度，路面就会出现断裂、沉陷、波浪、松散、啃边、麻面、磨损等破坏。同时，路面还是暴露于大自然中的构造物，直接承受自然因素的影响和破坏，例如太阳照射，高温将导致沥青路面泛油、拥包等病害，同时沥青材料逐渐老化的特性，使其逐步失去原有的粘结力、塑性等技术品质，低温时又将导致沥青路面产生收缩而开裂；又如雨水，将

导致路面泛油、沥青材料老化、开裂、抗滑能力降低、路面材料松散、强度和刚度下降等。自然因素对路面的影响和破坏作用的特点归纳为：具有季节性、循环性、区域性和偶然性。由于以上因素影响，路面必须满足以下各项基本要求： 1.具有足够的强度和刚度

由于受到行驶的汽车荷载所产生的各种力的综合作用。路面结构整体及各组成部分必须具备足够的强度以抵抗行车荷载的作用，避免路面产生过大的变形与破坏。刚度，是指路面结构整体或某一组成部分抵抗变形的能力。如刚度不足，即使强度足够，在车轮荷载作用下也会产生过量的变形而形成车辙、沉陷或波浪等破坏。

2.具有足够的稳定性

路面结构袒露于大气之中，经常受到温度和水分变化的影响，其力学性能随之不断发生变化，强度和刚度不稳定，路况时好时坏。例如：沥青路面在夏季高温时会变软而产生车辙和推挤，冬季低温时又可能因收缩或变脆而产生开裂；水泥混凝土路面在高温时可能发生拱胀现象，温度急剧变化时会翘曲而产生破坏；砂石路面在雨季时因雨水渗入路面结构而强度下降，产生沉陷、车辙或波浪。因此，要求路面结构在各种气候条件下应能够保持其强度。

3.具有足够的平整度

不平整的路面表面会增大行车阻力，并使车辆产生附加的振动作用。振动作用会造成行车颠簸，影响行车速度、行车安全和舒适性。振动作用还会对路面施加冲击力，从而加剧路面和汽车机件的损坏与轮胎的磨耗，并增大油料的消耗。不平整的路面还会积滞雨水，加速路面的破坏。为了减小车辆对路面的冲击力，提高行车速度和增进行车舒适性、安全性，路面应保持一定的平整度。道路路等级越高，设计行车速度越快，对路面平整度的要求也越高。

4.具有足够的抗滑性能

汽车在光滑的路面上行驶时，车轮与路面之间缺乏足够的附着力(或摩擦阻力)。在雨天高速行车，或紧急制动或突然起动，或爬坡或转弯时，车轮易产生空转或打滑，致使行车速度降低，油料消耗增多，甚至引起严重的交通事故。因此，路面表面应具有足够的抗滑性能，即具有足够的粗糙度。设计车速越快，对路面

抗滑性能的要求也越高。

5.具有足够的耐久性

路面结构承受行车荷载和冷热、干湿气候因素的多次重复作用，由此而逐渐产生疲劳破坏和塑性形变累积。路面材料还可能由于老化衰变而导致破坏。这些都将缩短路面的使用年限，增加养护工作量。因此，路面结构必须具备足够的抗疲劳、抗老化和抗形变累积的能力，以保持或延长路面的使用寿命。

6.具有尽可能低的扬尘性

汽车在砂石路面上行驶时，车身后面所产生的真空吸力会将面层表面或其中的细粒料吸起而飞扬尘土，甚至产生路面松散、脱落和坑洞等病害。扬尘还会加速汽车机件的损坏，影响行车视距和旅客的舒适及沿线居民的卫生条件。因此，应尽量减少路面的扬尘性。

【小结】

1.道路可分为城市道路、公路、乡村道路、厂矿道路四类。

2.公路的基本组成部分包括路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、防护与加固工程以及排水设施等，而城市道路组成一般划分为车行道、慢车道、人行道、广场、停车场、公交汽车停靠站，地下多种管线等。

3.道路工程常用施工图有道路平面图、纵断面图、横断面图及附属工程图。

4.典型的路基横断面有路堤、路堑、挖填结合及零填零挖等形式。并要求路基具有足够的整体稳定性、强度和水温稳定性。

5.路面一般分为柔性路面和刚性路面，按结构层次划分为面层、基层、垫层和联结层。并要求路面具有足够的强度、刚度和稳定性，还应具有足够的耐久性、平整度和抗滑性能。

6.土的分类方法很多，按照土的工程分类方法，将土分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四大类。

【复习与思考】

1.城市道路与公路组成有何不同？ 2.对路基、路面的基本要求有那些？

3.按照土的工程分类方法、一般将土分为几类？各有那些特点？ 4.一般道路工程图有哪几部分组成？主要表示的内容是什么？

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