路面工程

　　路面分级：按面层类型的使用品质、材料组成、结构强 度及稳定性划分为四个等级：高级路面、次高级路面、中级 路面、低级路面。 不一样的等级的路面特点不同。强度、耐久性、平整度、建 设投资、养护费用、运输成本等

　　公路等级 路面等级 面层类型 设计年限（车） 设计年限内累计 标准轴次万次／ 一车道

　　水平力可使路面产生波 浪、拥抱、推挤等现象， 因此要求路面面层材料 应有充足的抗剪强度， 尤其在弯道、交叉口、 公交车停靠站附近。

　　– 行车荷载对路面的作用是随时间推延累计增加的，即荷载作 用具有瞬时性和重复性，也就是说行车荷载对路面的作用主 要取决于两方面：一是轴载重量大小，二是重复作用次数多 少。 – 由于作用在路面的设计荷载千变万化，一般都会采用一种标准轴 载作为设计车型。而设计车型的选用必须使该车型对路面作 用的响应较大，同时又能反映设计的车辆水平。 – 重复作用次数多少是指一段时间内通过道路某一断面的车辆 总数，来源于交通量的统计与预测，也和其横向分布情况有 关。

　　路面：是位于路基上方，直接承受荷载和自然因素的作用， 由很多材料接受不同比例拌和，铺筑而成的一种带状构造物。

　　重点提示：路面的基础要求；路面结构及其层次划分；路面的 等级及分类；行车荷载、自然因素对路面的影响及材料力学特 性。

　　沥青路面设计与施工 水泥砼路面设计与施工 其他路面及基(垫)层 路面排水

　　表面还应有良好的抗滑性和平整度。 – 结构：面层有时分两层或三层铺筑，如高速公路沥青面

　　– 标准轴载：我国路面设计以双轮组单轴载100KN为标准轴载，以 BZZ-100表示（低等级公路可取BZZ-60）。道路的动载问题按动 载系数进行考虑。 – 主要参数：轴重100KN,单轮荷载25KN,轮胎接地压强0.7MPa,单 轮传压面当量圆半径10.65cm。

　　 标准轴载换算：不一样的汽车轴载与通行次数可根据等效原则换 算成标准轴载的作用次数（当量轴次）。同一种路面结构在不 同轴载作用下，要达到相同的疲劳损坏程度。

　　③特点： a.强度、刚度较高； b.常规使用的寿命较长，适应交通量较多； c.行车速度较高； d.造价较低； e.费用和成本比较高。 3、中级路面 ①公路等级：四级公路； ②面层类型：碎（砾）石、半整齐块石、粒料类。 ③特点： a.强度、刚度低，稳定性差； b.平整度差，易扬尘； c.仅适应较小交通量； d.行车速度低，造价低； e.养护费用高、运输成本高。

　　– 作用：垫层介于地基与基层之间，它的功能是改善土基的 湿度和温度状况，水稳定性和隔温性能。 – 材料：强度要求不一定高，但水稳定性和隔热能力好。常 用的垫层材料分为两类，一类是由松散粒料，如砂、砾石、 炉渣等组成的透水性垫层；另一类是用水泥或石灰稳定土 的修筑的稳定类垫层。

　　– 为了保证路面上雨水及时排出，减少雨水对路面的浸润和渗 透而减落路面结构强度，路面表面应做成直线和抛物线、低级路面 ①公路等级：四级公路； ②面层类型：粒料、当地材料。 ③特点： a.强度、刚度最低；

　　c.仅适应较小交通量； d. 低速行车，适用较小交通量； e.造价低，养护运输成本高。

　　1)原材料的选择； 2)混合料的配合比设计； 3)设计参数的测试和确定； 4)路面结构组合与厚度的确定；

　　沥青碎石混合料（面层） （12%）石灰土（基层） （10%）石灰土（垫层）

　　①沥青类 ②水泥砼 ③粒料 ④块料 2.按强度构成原理分： ①嵌锁法 ②级配法

　　3．按荷载作用下的力学性质分： ①柔性路面 : 各种基层（除水泥砼外) 各类沥青面层，碎 石面层，块料面层.

　　2）因地制宜，合理选材； 3）便于施工，利于养护； 4）考虑分期施工，节省投资； 5）技术先进，经济合理，运行安全，环境协调。

　　我国路面设计经过几十年的研究，现已建立了一整套较成 熟的路面设计模式（有理论法、经验法）。

　　– 路肩横坡度一般较路面横坡度大1%。但是高速公路和一级公 路的硬路肩采用与路面行车道相同的结构时，应采用与路面 行车道相同的路面横坡度。

　　①碎砾石类: a.泥结碎石：以碎石为骨料，黏土作填充料粘结料经压实 而成的路面结构层。适用于基层和中级路面基层。

　　b.泥灰结碎石：以碎石为骨料，用少数的石灰和作粘 结料,经压实而成的路面结构,适用于基层。 c.级配碎（砾）石：由各种集料和土，按最佳级配原理 配制并铺压而成的路面结构. 适用于基层和中层路面面 层。 d.水结碎石：用大小不同的扎制碎石从大到小分层铺 ， 洒水碾压，依靠碎石嵌锁和石粉胶结作用形成的路面结 构层，适用于基层。 ②结合料稳定类： a.石灰（稳定）土：将一定量的石灰同粉碎土拌和，摊 铺，在最佳含水量时压实，经养生成型的路面结构，适 用于基，垫层。

　　2、路面设计的标准轴载 设计车型的问题涉及运输经济和路面设计的经济性两个 方面。国外目前有货车重型化、载客汽车小型化的趋势。 – 对中国，由于市场经济的逐步建立，公路货运的经济性为 货物运输部门主要考虑的因素。因此，目前的公路路面设计必 须适应这一变化 。 – 目 前 各 国 的 规 定 不 完 全 一 致 。 例 如 ： 中 国 10 吨 ； 美 国 18000lbf（80.1KN）（1KN＝224.809lbf）单轴、32000lbf （142.3KN）双轴；德国11吨；印尼5吨；黎巴嫩14吨；联 合国141个成员国的比例如下： ＜10吨 67.36％ 11.56％ 11.1～12吨 ＞12.1吨 5.44％ 15.64％ 10.1～11吨

　　④ 水泥砼：以水泥与水合成水泥浆为结合料，碎（砾）石为骨 料，砂为填充料，按适当的配合比例，经加水拌和、摊铺、 振揭、整平、养生所筑成的路面结构层。适用于高级路面面 层、基层。 ⑤块料类 a.整齐块石 b.半整齐块石 c.水泥石砼联锁块 分别以加工的整齐块石、半整齐块石、预制的水泥砼联锁 铺砌而成的路面面层。分别适用于高级路面面层、次高等级路 面面层、高级路面面层。

　　②面层类型：沥青砼、水泥砼； ③特点： a.强度、刚度高，稳定性高； b.常规使用的寿命长，能适应较繁重的交通量； c.平整无尘，能保证高速行车； d.养护费用少，运输成本低； e.投资大。

　　①公路等级：二、三级公路； ②面层类型：沥青贯入式，沥青碎石、沥青表面处治；

　　柔性路面理论法设计是以弹性层状体系理论为基础，结合 路表容许回弹弯沉指标进行设计，城市道路还应验算整体性 层次的底面弯拉应力和面层的剪应力。

　　算混凝土面板的板内应力，并以混凝土面板的抗折疲劳 强度为控制指标，确定面板厚度。同时验算温度翘曲应 力与一次行车荷载共同作用下的综合应力不超过混凝土 面板的抗折疲劳强度。

　　6cm粗粒式沥青混凝土组成； 基层由8cm贯入式碎石 35cm粉煤式三渣 15cm砾石砂

　　细粒式沥青混凝土（上面层） 中粒式沥青混凝土（下面层） 沥青稳定碎石（联结层） （12%）石灰土（基层） （12%）石灰土（底基层） （10%）石灰土（垫层）

　　b.水泥稳定土：在粉碎的和原来松散的土中掺入适量的水泥和 水经拌和，压实，养生成型的路面结构层。适用于基，垫层。 c.沥青稳定土用沥青做结合料，与粉碎的土或土集料混合经拌 和，铺压而成的路面结构.用于基，垫层。 d.工业废渣:用石灰或石灰下脚料做结合料,与活性材料及土或 其他集料按一定配合比,加适量水拌和，铺压，养生成型的路 面结构层.适用于基层，垫层。

　　热拌沥青碎石混合 料、沥青表面处治 水结碎石、泥结碎 石、级配碎砾石、 半整齐石块路面

　　③沥青类 a.沥青表面处治：用沥青和矿料按层或拌和方法，铺筑厚 度不大于3cm的一种薄层路面面层，防水层，磨耗层，防滑层。 b.沥青贯入碎石：用大小不同的碎石或砾石分层铺筑，颗 粒尺寸自下而上逐层减小，同时分层贯人沥青，经分层压实而 成的路面结构层。适用于次高级路面面层，高级路面基层，联 结层。 c.沥青碎石：以一定级配的矿料用沥青做不结合料，按一 定比例配合，拌匀，铺压而成的路面结构层。适用于高级，次 高级路面面层，高级路面基层，联结层。 d.沥青砼：由适当比例的各种不同大小颗粒的矿料和沥 青在一定温度下拌和成混合料，经铺压而成的路面结构层。

　　(1)、静力作用 取决于轮载大小、轮胎与路面接触面上的平均竖向压力、轮 胎接地面积等因素。 轮胎接地压力 轮胎与路面接触面上的平均竖向压力与轮胎内压力Pi 、轮胎 类型和轮载大小有关。 对 于 滚 动 的 车 轮 ， 接 地 压 力 由 （ 0.8-0.9 ） Pi 增 大 到 （0.9-1.1）Pi。 直接取轮胎内压力作为接触压力，并假定在接触面上压力是 均匀分布的。

　　(2)、动载特性 轴载变化的变异系数影响因素： 1)行车速度：车速越高，变异系 数越大； 2)路面的平整度：平整度越差， 变异系数越大； 3)车辆的振动特性：轮胎的刚度 低，减振装置的效果越好，变异 系数越小。

　　作用：基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并 扩散到下面的垫层和土基层中去，是路面结构中的承重层。因 此，基层应具有强度和刚度，扩散荷载能力、水温稳定性。 结构：基层也可分为两层或三层铺筑，称为基层（或上基 层、基层）、底基层。对底基层材料的品质的要求可低些，可使 用当地材料来修筑。 材料：主要有各种结合料（如石灰、水泥或沥青等）稳定 土或稳定碎（砾）石、贫水混凝土、天然砂砾、各种碎石和砾 石、片石、块石或圆石，各种工业废渣（如煤渣、粉煤灰、矿 渣、石灰渣等）和土、砂、石所组成的混合料等。