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公路路面結(jié)構(gòu)識(shí)圖及施工規(guī)范

新聞時(shí)間：2024-03-16 文章來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 文章作者：admin
一、路面的基本結(jié)構(gòu)
路基和路面是公路的主要工程結(jié)構(gòu)物。路基是在天然地表面按照路線的設(shè)計(jì)線性（位置）和設(shè)計(jì)橫斷面（幾何尺寸）的要求開(kāi)挖或填筑而成的巖土結(jié)構(gòu)物，是路面的基礎(chǔ)，承受由路面?zhèn)鱽?lái)的行車(chē)荷載。路面是在路基頂面的行車(chē)部分用各種混合料分層鋪筑的供車(chē)輛行駛的一種層狀結(jié)構(gòu)物。
路床：路面結(jié)構(gòu)層底面以下0.8 m范圍內(nèi)的路基部分稱為路床。路床分為上路床（0～0.3 m）和下路床（0.3～0.8 m）兩層。
上路堤：路面結(jié)構(gòu)層底面以下0.8～1.5 m的填方部分稱為上路堤。
下路堤：上路堤以下的填方部分稱為下路堤。
高速公路、一級(jí)公路的路基寬度一般是由車(chē)道、中間帶和路肩組成的，如圖1-1所示。
二、三、四級(jí)公路的路基寬度一般是由車(chē)道和路肩組成的，如圖1-2所示。
【施工規(guī)范】高速、一級(jí)公路石灰應(yīng)不低于Ⅱ級(jí)，二級(jí)公路石灰應(yīng)不低于Ⅲ級(jí)，二級(jí)以下公路宜不低于Ⅲ級(jí)。高速、一級(jí)公路的基層，宜采用磨細(xì)消石灰。二級(jí)以下公路使用等外石灰時(shí)，有效氧化鈣含量應(yīng)在20%以上，且混合料強(qiáng)度應(yīng)滿足要求。
一、具有足夠的承載力
行駛在公路上的汽車(chē)，通過(guò)車(chē)輪把垂直力、水平力以及汽車(chē)產(chǎn)生的振動(dòng)力和沖擊力傳給路面，使路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力、應(yīng)變和位移。如果路基和路面結(jié)構(gòu)整體或某一組成部分的強(qiáng)度或抵抗變形的能力不足，路面就會(huì)出現(xiàn)斷裂、沉陷、波浪或車(chē)轍等病害，影響路基、路面的正常使用。
【施工規(guī)范】高速、一級(jí)公路極重、特重交通荷載等級(jí)基層的4.75 mm以上粗集料應(yīng)采用單一粒徑的規(guī)格料。
在路基和路面交工驗(yàn)收時(shí)，一般情況下，柔性材料（如級(jí)配碎石、瀝青混凝土）用彎沉表示承載力，剛性材料（如水泥混凝土）、半剛性材料（如無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料）用強(qiáng)度表示承載力。
【施工規(guī)范】混合料攤鋪應(yīng)保證足夠的厚度，碾壓成型后每層攤鋪厚度宜不小于160㎜，最大厚度宜不大于200㎜。
施工過(guò)程的壓實(shí)度檢測(cè)，應(yīng)以每天現(xiàn)場(chǎng)取樣的擊實(shí)結(jié)果確定的最大干密度為標(biāo)準(zhǔn)，每天取樣的擊實(shí)試驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定：
A擊實(shí)試驗(yàn)應(yīng)不少于3次平行試驗(yàn)，且相互之間的最大干密度差值應(yīng)不大于0.02g/cm3；否則，應(yīng)重新試驗(yàn)，并取平均值作為當(dāng)天壓實(shí)度的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
B該數(shù)值與設(shè)計(jì)階段確定的最大干密度差值大于0.02g/cm3時(shí)，應(yīng)分析原因，及時(shí)處理。
具有足夠的穩(wěn)定性
路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指路面結(jié)構(gòu)在水和溫度等自然因素的作用下，能較好地保持其工程設(shè)計(jì)要求的幾何形態(tài)及物理、力學(xué)性能。路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要包括整體穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性（高溫穩(wěn)定性或低溫穩(wěn)定性）等。
氣溫的周期性變化對(duì)路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有重要影響。高溫季節(jié)瀝青路面因軟化，會(huì)在車(chē)輪荷載的作用下產(chǎn)生較大的變形。水泥混凝土路面面板在高溫季節(jié)會(huì)翹曲變形，在車(chē)輪荷載的反復(fù)作用下，容易產(chǎn)生裂縫或造成斷板。北方在低溫冰凍季節(jié)，瀝青路面、水泥混凝土路面、半剛性基層由于低溫會(huì)產(chǎn)生大量收縮裂縫。
具有足夠的表面平整度
路面表面平整度是影響行車(chē)安全、行車(chē)舒適性及運(yùn)輸效益的重要使用性能。不平整的路面表面會(huì)增大行車(chē)阻力，并使車(chē)輛產(chǎn)生附加的振動(dòng)作用。這種振動(dòng)會(huì)造成行車(chē)顛簸，影響行車(chē)的速度和安全、駕駛的平穩(wěn)和乘客的舒適感。此外，不平整的路面還會(huì)積滯雨水，加速路面的破壞。
優(yōu)良的路面平整度，要依靠?jī)?yōu)良的施工裝備、精細(xì)的施工工藝、嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制以及經(jīng)常和及時(shí)的養(yǎng)護(hù)來(lái)保證，路基交工驗(yàn)收要驗(yàn)收平整度，路面的所有結(jié)構(gòu)層次均要驗(yàn)收平整度。
具有足夠的表面抗滑性能
路面表面要求平整，但不能光滑。汽車(chē)在光滑的路面上行駛，車(chē)輪與路面之間缺乏足夠的附著力（摩擦力），在雨天高速行車(chē)，當(dāng)緊急制動(dòng)或突然起動(dòng)、爬坡或轉(zhuǎn)彎時(shí)，車(chē)輪易產(chǎn)生空轉(zhuǎn)或打滑，致使行車(chē)速度下降，油料消耗增加，甚至引發(fā)交通事故。
瀝青路面表面的抗滑能力通常選用堅(jiān)硬、耐磨、表面粗糙的粗集料來(lái)實(shí)現(xiàn)，而對(duì)水泥混凝土路面則會(huì)采取一些工藝性措施（如刻槽）來(lái)實(shí)現(xiàn)。
具有足夠的耐久性
路面結(jié)構(gòu)在行車(chē)荷載和冷熱、干濕氣候因素的多次重復(fù)作用下，路面材料會(huì)產(chǎn)生老化衰變，路面的使用性能將逐步降低，從而逐漸產(chǎn)生疲勞破壞和塑性形變累積，縮短路面的使用年限。因此，路面結(jié)構(gòu)必須具備足夠的抗疲勞強(qiáng)度及抗老化和抗累積形變的能力，以保持或延長(zhǎng)路面的使用壽命。
為了提高路面的耐久性，除了精心設(shè)計(jì)、精選材料和精細(xì)施工外，經(jīng)常和及時(shí)地養(yǎng)護(hù)、維修和恢復(fù)路用性能也是十分必要的。
具有盡可能低的揚(yáng)塵性
車(chē)身后面所產(chǎn)生的真空吸力會(huì)將路表的細(xì)小顆粒吸出而造成塵土飛揚(yáng)，導(dǎo)致路面出現(xiàn)松散、脫落和坑洞等破壞。路面揚(yáng)塵會(huì)影響行車(chē)視距，降低行車(chē)速度，給沿線環(huán)境衛(wèi)生帶來(lái)不良影響。因此，要求路面在行車(chē)過(guò)程中應(yīng)盡量減少揚(yáng)塵。
二、路面結(jié)構(gòu)層次
路面結(jié)構(gòu)通常是分層鋪筑的，即按照使用的要求、受力狀況、土基支撐條件和自然因素影響程度的不同分成若干層次。
按照各個(gè)層位功能的不同，路面結(jié)構(gòu)層一般可劃分為面層、基層、底基層和墊層等多層，如圖1-3所示。
面層
面層是直接承受車(chē)輪荷載的反復(fù)作用和自然因素影響的結(jié)構(gòu)層，它承受較大的行車(chē)荷載的垂直力、水平力和沖擊力的作用，同時(shí)還受到雨水侵蝕和氣溫變化的影響。因此，面層應(yīng)具備較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗變形能力、較好的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性，而且應(yīng)當(dāng)耐磨、不透水；其表面還應(yīng)具有良好的抗滑性和平整度。
修筑面層所用的材料主要有水泥混凝土、瀝青混凝土、瀝青碎（礫）石、砂礫（碎石）摻土（或不摻土）的混合料及塊料等。路面面層的材料類(lèi)型及適用范圍見(jiàn)表1-2。
基層與底基層
基層主要承受由面層傳來(lái)的車(chē)輛荷載的垂直力，并將力擴(kuò)散到下面的墊層和土基中。當(dāng)基層太厚時(shí)，為保證工程質(zhì)量，可將其分為兩層或三層鋪筑。當(dāng)采用不同材料修筑基層時(shí)，下層為底基層。當(dāng)?shù)谆鶎訛殡p層時(shí)，可分別稱為上底基層、下底基層。
修筑基層和底基層的材料主要有各種結(jié)合料（如石灰、水泥、瀝青等）穩(wěn)定土或穩(wěn)定碎（礫）石、貧水泥混凝土、天然砂礫、碎石、礫石、片石、塊石，各種工業(yè)廢渣（如煤渣、粉煤灰、礦渣、石灰渣等）和土、砂、石所組成的混合料等。常用的基層和底基層類(lèi)型見(jiàn)表1-3。
【施工規(guī)范】用作基層時(shí)，高速公路和一級(jí)公路公稱最大粒徑應(yīng)不大于26.5mm，二級(jí)及二級(jí)以下公路公稱最大粒徑應(yīng)不大于31.5mm;用作底基層時(shí)，公稱最大粒徑應(yīng)不大于37.5mm
基層在養(yǎng)生過(guò)程中出現(xiàn)裂縫，經(jīng)過(guò)彎沉檢測(cè)，結(jié)構(gòu)層的承載能力滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可繼續(xù)鋪筑上面的瀝青面層，也可采取下列措施處理裂縫:
1）在裂縫位置灌縫。
2）在裂縫位置鋪設(shè)玻璃纖維格柵。
3） 灑鋪熱改性瀝青。
灌縫時(shí)原則上不對(duì)裂縫擴(kuò)縫。鋪設(shè)玻璃纖維格柵與灑鋪熱改性瀝青綜合處治是當(dāng)前處治裂縫向上反射最佳措施，適用于基層裂縫比較嚴(yán)重路段。
墊層
墊層是設(shè)置在基層（或底基層）和土基之間的結(jié)構(gòu)層，它的主要作用體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面是改善土基的濕度和溫度狀況，以保證面層及基層的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性不受土基水溫狀況變化的影響；另一方面是將基層傳來(lái)的車(chē)輛荷載應(yīng)力加以擴(kuò)散，以減少土基產(chǎn)生的應(yīng)力和變形，同時(shí)也能阻止路基土擠入基層中影響基層結(jié)構(gòu)的性能。
墊層應(yīng)具有排水、隔水、防凍、防污等功能，故對(duì)修筑墊層所用材料的強(qiáng)度要求并不是很高，但要求其水穩(wěn)定性和隔溫性能要好。墊層常用的材料有兩類(lèi)。
路拱及路拱橫坡度
為了保證路面上的雨水能夠被及時(shí)排出，減少雨水對(duì)路面的浸潤(rùn)和滲透，從而保證路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，路面表面應(yīng)做成中間高、兩側(cè)低的形狀，稱之為路拱，如圖1-3所示。在橫斷面上，路拱常采用直線形（直線-直線）和直線拋物線組合線形（直線-拋物線-直線）兩種形式。
路面排水結(jié)構(gòu)
路面排水的目的是迅速排除路面表面的大氣降水和滲入路面結(jié)構(gòu)中的水，防止水對(duì)路面結(jié)構(gòu)層造成損害（水損害），確保路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
路面排水設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、降水量、路線縱坡等因素，結(jié)合路基、橋涵結(jié)構(gòu)物的排水設(shè)計(jì)，合理選擇排水方案，布置排水設(shè)施，形成完整、暢通的排水體系，保證路基和路面的穩(wěn)定。路面排水包括路面表面排水、中央分隔帶排水及路面內(nèi)部排水。
路面表面排水
路面表面排水常采用分散排水和集中排水兩種形式。分散排水由路面橫坡、路肩和邊坡防護(hù)組成，適用于路線縱坡平緩、匯水量較小、路堤高度較低的路段。集中排水由路面橫坡、攔水緣石或矩形槽、泄水口和急流槽組成，適用于路堤高度較高或路堤邊坡易受沖刷的粉性土、砂性土路段及凹形曲線的底部等。
對(duì)于新建高速公路超高段的集中排水，宜采用在左側(cè)路緣帶的左側(cè)設(shè)置帶有鋼筋混凝土蓋板的預(yù)制整體式U形混凝土溝或縫隙式排水溝，每25～50 m設(shè)一處集水井，并通過(guò)橫向排水管引至邊坡的急流槽或暗管中，如圖1-7所示。
中央分隔帶排水
中央分隔帶的排水設(shè)施由排水溝（明溝、暗溝）、滲溝、雨水井、集水井、橫向排水管等組成。中央分隔帶可采用凸式（見(jiàn)圖1-8）、平式或凹式，一般不封閉，但也可封閉。
路面內(nèi)部排水
1）路面邊緣排水系統(tǒng)由縱向排水管、橫向出水管、集水溝和反濾織物（土工布）等組成，如圖1-9所示。
2）排水基層。當(dāng)路面內(nèi)部可能出現(xiàn)自由水滯留時(shí)，可采用瀝青碎石或骨架空隙型水泥穩(wěn)定碎石或級(jí)配碎石做排水基層。
縱向集水溝可設(shè)在面層邊緣外側(cè)、路肩下或路肩邊緣外側(cè)，如圖1-10所示。集水溝中的填料應(yīng)采用與排水基層相同的透水性材料。水溝的下部設(shè)置帶槽口或圓孔的縱向排水管，并間隔適當(dāng)距離設(shè)置不帶槽孔的橫向出水管。
3）排水墊層。為攔截地下水、滯水或泉水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)，或排出因負(fù)溫差作用而積聚在路基上層的自由水， 可直接在路基頂面設(shè)置透水性排水墊層，并適當(dāng)配置縱向集水溝、排水管或出水管等，如圖1-11所示。
三、路面的分級(jí)與分類(lèi)
路面等級(jí)分為高級(jí)、次高級(jí)、中級(jí)和低級(jí)，不同路面等級(jí)的面層類(lèi)型和所適用的公路等級(jí)見(jiàn)表1-5。


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