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公路路面的基本結構包括哪些?
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(xiàn)的設計線(xiàn)性(位置)和設計橫斷面(幾何尺寸)的要求開(kāi)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(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(chēng)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(chēng)為上路堤。
下路堤:上路堤以下的填方部分稱(chēng)為下路堤。
高速公路、一級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(shí),有效氧化鈣含量應在20%以上,且混合料強度應滿(mǎn)足要求。
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,使路面結構內部產(chǎn)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(huì )出現斷裂、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(shí),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(wú)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(guò)程的壓實(shí)度檢測,應以每天現場(chǎng)取樣的擊實(shí)結果確定的最大干密度為標準,每天取樣的擊實(shí)試驗應符合下列規定:
A擊實(shí)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(shí)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(shí),應分析原因,及時(shí)處理。
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(tài)及物理、力學(xué)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(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會(huì )翹曲變形,在車(chē)輪荷載的反復作用下,容易產(chǎn)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(huì )產(chǎn)生大量收縮裂縫。
路面表面平整度是影響行車(chē)安全、行車(chē)舒適性及運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?jì)?yōu)良的施工裝備、精細的施工工藝、嚴格的施工質(zhì)量控制以及經(jīng)常和及時(shí)的養護來(lái)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。
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(zhù)力(摩擦力),在雨天高速行車(chē),當緊急制動(dòng)或突然起動(dòng)、爬坡或轉彎時(shí),車(chē)輪易產(chǎn)生空轉或打滑,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硬、耐磨、表面粗糙的粗集料來(lái)實(shí)現,而對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。
路面結構在行車(chē)荷載和冷熱、干濕氣候因素的多次重復作用下,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(cháng)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(jīng)常和及時(shí)地養護、維修和恢復路用性能也是十分必要的。
車(chē)身后面所產(chǎn)生的真空吸力會(huì )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(huì )影響行車(chē)視距,降低行車(chē)速度,給沿線(xiàn)環(huán)境衛生帶來(lái)不良影響。因此,要求路面在行車(chē)過(guò)程中應盡量減少揚塵。
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