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【行業知識】公路路面結構識圖及施工規范,滿滿的都是干貨!
作者: 發布于:2019/4/18 13:59:26 點擊量:
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一、路面的基本結構

路基和路面是公路的主要工程結構物。路基是在天然地表面按照路線的設計線性(位置)和設計橫斷面(幾何尺寸)的要求開挖或填筑而成的巖土結構物,是路面的基礎,承受由路面傳來的行車荷載。路面是在路基頂面的行車部分用各種混合料分層鋪筑的供車輛行駛的一種層狀結構物。

 

路床:路面結構層底面以下0.8 m范圍內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:路面結構層底面以下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、一級公路的路基寬度一般是由車道、中間帶和路肩組成的,如圖1-1所示。

 

 二、三、四級公路的路基寬度一般是由車道和路肩組成的,如圖1-2所示。

 

【施工規范】高速、一級公路石灰應不低于Ⅱ級,二級公路石灰應不低于Ⅲ級,二級以下公路宜不低于Ⅲ級。高速、一級公路的基層,宜采用磨細消石灰。二級以下公路使用等外石灰時,有效氧化鈣含量應在20%以上,且混合料強度應滿足要求。

 

一、具有足夠的承載力

行駛在公路上的汽車,通過車輪把垂直力、水平力以及汽車產生的振動力和沖擊力傳給路面,使路面結構內部產生應力、應變和位移。如果路基和路面結構整體或某一組成部分的強度或抵抗變形的能力不足,路面就會出現斷裂、沉陷、波浪或車轍等病害,影響路基、路面的正常使用。

【施工規范】高速、一級公路極重、特重交通荷載等級基層的4.75 mm以上粗集料應采用單一粒徑的規格料。

 

在路基和路面交工驗收時,一般情況下,柔性材料(如級配碎石、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(如無機結合料穩定材料)用強度表示承載力。

 

【施工規范】混合料攤鋪應保證足夠的厚度,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㎜。

施工過程的壓實度檢測,應以每天現場取樣的擊實結果確定的最大干密度為標準,每天取樣的擊實試驗應符合下列規定:

    A擊實試驗應不少于3次平行試驗,且相互之間的最大干密度差值應不大于0.02g/cm3;否則,應重新試驗,并取平均值作為當天壓實度的檢測標準。

   B該數值與設計階段確定的最大干密度差值大于0.02g/cm3時,應分析原因,及時處理。

 

具有足夠的穩定性

路面結構的穩定性是指路面結構在水和溫度等自然因素的作用下,能較好地保持其工程設計要求的幾何形態及物理、力學性能。路面結構的穩定性主要包括整體穩定性、水穩定性、溫度穩定性(高溫穩定性或低溫穩定性)等。

 

氣溫的周期性變化對路面結構的穩定性有重要影響。高溫季節瀝青路面因軟化,會在車輪荷載的作用下產生較大的變形。水泥混凝土路面面板在高溫季節會翹曲變形,在車輪荷載的反復作用下,容易產生裂縫或造成斷板。北方在低溫冰凍季節,瀝青路面、水泥混凝土路面、半剛性基層由于低溫會產生大量收縮裂縫。

 

具有足夠的表面平整度

路面表面平整度是影響行車安全、行車舒適性及運輸效益的重要使用性能。不平整的路面表面會增大行車阻力,并使車輛產生附加的振動作用。這種振動會造成行車顛簸,影響行車的速度和安全、駕駛的平穩和乘客的舒適感。此外,不平整的路面還會積滯雨水,加速路面的破壞。

 

優良的路面平整度,要依靠優良的施工裝備、精細的施工工藝、嚴格的施工質量控制以及經常和及時的養護來保證,路基交工驗收要驗收平整度,路面的所有結構層次均要驗收平整度。

 

具有足夠的表面抗滑性能

路面表面要求平整,但不能光滑。汽車在光滑的路面上行駛,車輪與路面之間缺乏足夠的附著力(摩擦力),在雨天高速行車,當緊急制動或突然起動、爬坡或轉彎時,車輪易產生空轉或打滑,致使行車速度下降,油料消耗增加,甚至引發交通事故。

 

瀝青路面表面的抗滑能力通常選用堅硬、耐磨、表面粗糙的粗集料來實現,而對水泥混凝土路面則會采取一些工藝性措施(如刻槽)來實現。

 

具有足夠的耐久性

路面結構在行車荷載和冷熱、干濕氣候因素的多次重復作用下,路面材料會產生老化衰變,路面的使用性能將逐步降低,從而逐漸產生疲勞破壞和塑性形變累積,縮短路面的使用年限。因此,路面結構必須具備足夠的抗疲勞強度及抗老化和抗累積形變的能力,以保持或延長路面的使用壽命。

 

為了提高路面的耐久性,除了精心設計、精選材料和精細施工外,經常和及時地養護、維修和恢復路用性能也是十分必要的。

 

具有盡可能低的揚塵性

車身后面所產生的真空吸力會將路表的細小顆粒吸出而造成塵土飛揚,導致路面出現松散、脫落和坑洞等破壞。路面揚塵會影響行車視距,降低行車速度,給沿線環境衛生帶來不良影響。因此,要求路面在行車過程中應盡量減少揚塵。

二、路面結構層次

路面結構通常是分層鋪筑的,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。

 

按照各個層位功能的不同,路面結構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

面層是直接承受車輪荷載的反復作用和自然因素影響的結構層,它承受較大的行車荷載的垂直力、水平力和沖擊力的作用,同時還受到雨水侵蝕和氣溫變化的影響。因此,面層應具備較高的結構強度、抗變形能力、較好的水穩定性和溫度穩定性,而且應當耐磨、不透水;其表面還應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。路面面層的材料類型及適用范圍見表1-2。

 

基層與底基層

基層主要承受由面層傳來的車輛荷載的垂直力,并將力擴散到下面的墊層和土基中。當基層太厚時,為保證工程質量,可將其分為兩層或三層鋪筑。當采用不同材料修筑基層時,下層為底基層。當底基層為雙層時,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合料(如石灰、水泥、瀝青等)穩定土或穩定碎(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型見表1-3。

 

【施工規范】用作基層時,高速公路和一級公路公稱最大粒徑應不大于26.5mm,二級及二級以下公路公稱最大粒徑應不大于31.5mm;用作底基層時,公稱最大粒徑應不大于37.5mm

 

基層在養生過程中出現裂縫,經過彎沉檢測,結構層的承載能力滿足設計要求時,可繼續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)在裂縫位置鋪設玻璃纖維格柵。

3) 灑鋪熱改性瀝青。

灌縫時原則上不對裂縫擴縫。鋪設玻璃纖維格柵與灑鋪熱改性瀝青綜合處治是當前處治裂縫向上反射******措施,適用于基層裂縫比較嚴重路段。

 

墊層

墊層是設置在基層(或底基層)和土基之間的結構層,它的主要作用體現在兩個方面: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度、剛度和穩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的車輛荷載應力加以擴散,以減少土基產生的應力和變形,同時也能阻止路基土擠入基層中影響基層結構的性能。

 

墊層應具有排水、隔水、防凍、防污等功能,故對修筑墊層所用材料的強度要求并不是很高,但要求其水穩定性和隔溫性能要好。墊層常用的材料有兩類。

 

路拱及路拱橫坡度

為了保證路面上的雨水能夠被及時排出,減少雨水對路面的浸潤和滲透,從而保證路面的結構強度,路面表面應做成中間高、兩側低的形狀,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。

 

路面排水結構

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構中的水,防止水對路面結構層造成損害(水損害),確保路面結構的強度和穩定性。

 

路面排水設計應根據公路等級、降水量、路線縱坡等因素,結合路基、橋涵結構物的排水設計,合理選擇排水方案,布置排水設施,形成完整、暢通的排水體系,保證路基和路面的穩定。路面排水包括路面表面排水、中央分隔帶排水及路面內部排水。

 

  • 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。

 

對于新建高速公路超高段的集中排水,宜采用在左側路緣帶的左側設置帶有鋼筋混凝土蓋板的預制整體式U形混凝土溝或縫隙式排水溝,每25~50 m設一處集水井,并通過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(見圖1-8)、平式或凹式,一般不封閉,但也可封閉。

 

  • 路面內部排水

1)路面邊緣排水系統由縱向排水管、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。當路面內部可能出現自由水滯留時,可采用瀝青碎石或骨架空隙型水泥穩定碎石或級配碎石做排水基層。

縱向集水溝可設在面層邊緣外側、路肩下或路肩邊緣外側,如圖1-10所示。集水溝中的填料應采用與排水基層相同的透水性材料。水溝的下部設置帶槽口或圓孔的縱向排水管,并間隔適當距離設置不帶槽孔的橫向出水管。

 

3)排水墊層。為攔截地下水、滯水或泉水進入路面結構,或排出因負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置透水性排水墊層,并適當配置縱向集水溝、排水管或出水管等,如圖1-11所示。

 

三、路面的分級與分類

路面等級分為高級、次高級、中級和低級,不同路面等級的面層類型和所適用的公路等級見表1-5。

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