公路概论-路面

路面路面及其功能1.路面——是在路基顶面上用各种材料或混合料分层铺筑的供车辆行驶的一种层状构造物，是直接为汽车服务的。2.功能：没有铺筑路面的路基虽然能行驶车辆，但它的抵御自然因素和车辆荷载能力很差。铺筑路面后，车辆可以全天候地通行，安全、舒适且经济。二、路面基本要求1.具有足够的强度和刚度在设计年限内，路面必须有足够的强度和刚度，才能承受行车的荷载作用，不会产生影响汽车正常行驶的各种破坏和变形。例如，产生磨损、开裂、坑槽、沉陷、车辙、波浪、龟裂等。坑槽——指的是在行车作用下，路面骨料局部脱落而产生的坑洼。沉陷——指的是由于路基的竖向变形而导致路面下沉的现象。车辙——车辆长时间在路面上行驶后留下的车轮永久压痕。路面车辙深度直接反映了车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用期限。波浪——在基层平整度较差、面层厚度较薄的地段往往由于施工质量等原因，基层不平整会反映到路面上，车辆荷载作用下面层不平整会愈加明显，形成呈现中间低、两边高的横向波浪形路面。龟裂——是在重复交通荷载作用下，面层或基层疲劳破坏产生的一系列相互贯通的裂缝。龟裂只发生在重复荷载作用的地方。2.具有足够的稳定性路面不仅要承受行车作用，还要受到各种自然因素的作用，水分、温度等自然因素对路面具有破坏性的侵蚀作用。在自然因素的长期侵蚀下，路面不发生过大的变形，并保持其强度足以承受性车荷载的作用，这就是路面的稳定性。3.具有足够的平整度为保证高速行车，提高安全性和舒适性，路面应保持足够的平整度。设计车速越高，对平整度的要求也越高。路面平整度越差，行车阻力越大，将使车速降低、耗油上升、轮胎加速磨损。低、中级路面平整度差还会使路面积水下渗，加速路面破坏。4.具有足够的抗滑性路面要平整，但不宜光滑，抗滑性直接关系到路面行车的安全和经济效益。行车速度越高，对抗滑性的要求也越高。光滑路面将使车轮与路面之间缺乏足够的摩擦阻力，车轮容易产生打滑和空转，此外，抗滑性能差将使汽车制动距离增加，容易引起交通事故。5.具有足够的不透水性应重视路面的不透水性，从路面结构、路供横坡等方面考虑，使雨水渗入路面的可能性减少。6.具有低噪音和低扬尘性噪音和扬尘会对环境造成污染，影响正常的行车秩序。噪音一方面因路面的平整度差、路面面层材料的刚度大而引起，另一方面因不良线形设计导致车辆频繁加速、减速、转向有关。扬尘主要发生在砂石路面，因车轮后面产生真空吸力将面层细滑料吸起来而引起。三、路面结构层次划分路面分层修筑，在路基顶面采用不同规格和要求的材料分别铺设垫层、基层、面层。1.面层直接同行车和大气相接触的表面层次，它直接承受行车荷载的竖向力，同时又受到降水的侵蚀作用和温度变化的影响。高等级道路常用较高级的材料来铺筑，如，水泥混凝土、沥青混凝土等。低等级道路主要有沥青碎石、石块、粒料加固土等。高等级道路的面层也通常由二层（面上层、面下层）和三层（上、中、下层）组成。粒料加固土路面：目前我国农村公路中的碎（砾）石路面基本上是就地取材，没有进行级配设计，称为粒料加固土路面。2.基层位于面层之下，是路面结构中的主要承重层，主要承受面层传递下来的车轮荷载竖向力，并将其扩散到下面的层次去。用于基层的材料有水泥稳定碎石、二灰（石灰、粉煤灰）碎石、级配碎石、水泥稳定土、石灰稳定土、石灰工业废渣等。当基层较厚或材料来源广泛时，常分两层（上基层和下基层）或三层（上、中、下层）铺筑。水泥稳定碎石基层水泥稳定碎石基层——水泥、砂、碎石等组成的基层。水泥稳定碎石基层以其水稳性好，早期强度高等优点被应用于高速公路路面基层。二灰碎石基层二灰碎石基层——石灰、粉煤灰、碎石组成的基层，也叫“石灰粉煤灰稳定碎石基层”。二灰碎石基层属半刚性路面，在高等级道路路面结构中，应用较多，由于其料源丰富，并具有良好的力学性能、板体性、水稳性及较好的抗冻性，虽然早期强度较低，但随着时间的推移，强度增长快，后期的整体强度高，是理想的路面基层结构类型。级配碎石基层级配碎石基层——般是由预先筛分成几个(如四个)大小不同粒级的碎石组配而成的基层。级配碎石作为一种基层材料在欧洲和非洲各国被广泛应用，其原因不仅在于其价格低廉，而且可加强路面结构排水和减少半刚性基层的反射裂缝，其缺点为强度较低和塑性变形较大。水泥稳定土基层水泥稳定土基层——在经过粉碎的或原来松散的土中，掺入足量的水泥和水，经拌和得到的混合料在压实和养生后，当其抗压强度符合规定的要求时，称为水泥稳定土基层。水泥稳定土不得用做二级和二级以上公路路面的基层。石灰稳定土基层石灰稳定土基层——将消石灰粉或生石灰粉掺入各种粉碎或原来松散的土中，经拌合、压实及养护后得到的基层。石灰工业废渣基层——用适合于路用的工业废渣和石灰等材料修筑的基层。可利用的工业废渣包括：粉煤灰、煤渣、锅炉矿渣、钢渣及其他冶金矿渣和煤矸石等。石灰稳定土基层3.垫层介于基层和土基层之间的层次，作用是调节和改善土基的湿度和温度状况，通常在土基水温状况不良时设置。垫层材料的强度要求不高，但水稳性、隔热性和透水性要好。常用的是松散的颗粒材料（砂砾、碎石）组成的透水性好垫层，或是稳定土（石灰土、炉渣石灰土）组成的保温性好的垫层。综上所述，面层、基层、垫层、土基是路面的基本层次，但实际路面结构层不一定如上述那样完整，有时一个层次可以起到两个层次的作用。例如，一层碎石铺筑在土基上，可同时做面层和基层（无垫层）；旧碎石路面上铺筑沥青路面，则该旧碎石路面由面层变为新路面基层（无垫层）。四、路面分级与分类1.路面分级分为四个等级（1）高级路面（2）次高级路面（3）中级路面（4）低级路面高级路面：特点是强度高、平整度高、稳定性好、使用寿命长，能适应较繁忙的交通量，能保证高速行车。它的养护周期长，运输成本低，但投资大，需要较高质量的材料来修筑。次高级路面：与高级路面相比，它的强度较低，使用寿命较短，所适应的交通量较小，行车速度也较低。它的造价虽较高级路面低，但要求定期维修，养护费用和运输成本也较高。中级路面：强度低、平整度差、稳定性差、使用期限短、易扬尘，适应的交通量较小。需要经常维修和补充路面材料才能延长使用年限。造价虽低，但养护工程量大，运输成本也高。低级路面：强度最低，水稳性和平整度均差，易扬尘，故只能保证低速行车，所适应的交通量最小，在雨季有时不能通车。造价低，养护工程量大，运输成本很高。2.路面分类从路面的力学性能出发，一般把路面分为柔性路面和刚性路面两大类。

刚性路面指水泥混凝土做基层和面层的路面，俗称为白色路面。它的强度高，刚性大，板体性能好，有较强的扩散应力的能力。

柔性路面主要指除用水泥混凝土做面层和基层以外的路面，俗称为黑色路面。例如，各类沥青路面、碎石路面，它的刚度较小，在荷载作用下弯沉变形较大。土基和基层的强度对路面结构整体强度有较大的影响。此类路面有弹性，柔性较好，路面无接缝，有较好行车舒适性能。五、路面结构的厚度路面结构的厚度指的是各结构层厚度总和。路面各结构层最小厚度结构层类型施工最小厚度（cm）结构层适宜厚度（cm）沥青混凝土、沥青碎石粗粒式5.05~8中粒式4.04~6细粒式2.52.5~4沥青贯入式4.04~8沥青表面处治4.04~8水泥稳定类15.016~20石灰稳定类15.016~20石灰工业废渣类15.016~20级配碎、砾石8.010~15填隙碎石10.010~12六、环境因素对路面体系的影响1.湿度路面在水的作用下，其组成材料黏附力降低，导致互相剥落，从而使路面发生松散、坑槽等病害。路面结构中的水主要有三个来源：（1）路面结构中本身土体的毛细水；（来源于地下水）（2）边沟渗水；（来源于雨水和地面径流）（3）路面面层渗水。（来源于雨水和地面径流）2.温度同一路面，在不同的季节，有