(一)基本原則
1.城鎮(zhèn)瀝青路面結(jié)構(gòu)由面層、基層和路基(水泥路面多墊層)組成,層間結(jié)合必須緊密穩(wěn)定,以保證結(jié)構(gòu)的整體性和應(yīng)力傳遞的連續(xù)性。大部分道路結(jié)構(gòu)組成是多層次的,但層數(shù)不宜過多。
2.行車載荷和自然因素對路面的影響隨深度的增加而逐漸減弱;對路面材料的強度、剛度和穩(wěn)定性的要求也隨深度的增加而逐漸降低。各結(jié)構(gòu)層的材料回彈模量應(yīng)自上而下遞減,基層材料與面層材料的回彈模量比應(yīng)≥0.3;土基與基層(或底基層)的回彈模量比宜為0.08~0.4。
3.按使用要求、受力狀況、土基支承條件和自然因素影響程度的不同,在路基頂面采用不同規(guī)格和要求的材料分別鋪設(shè)基層和面層等結(jié)構(gòu)層。
4.面層、基層的結(jié)構(gòu)類型及厚度應(yīng)與交通量相適應(yīng)。交通量大、軸載重時,應(yīng)采用高等級面層與強度較高的結(jié)合料穩(wěn)定類材料基層。
5.基層的結(jié)構(gòu)類型可分為柔性基層、半剛性基層;在半剛性基層上鋪筑面層時,城市主干路、快速路應(yīng)適當加厚面層或(+土工布)采取其他措施以減輕反射裂縫。(判定剛性非剛性的指標:彎沉值)
柔性基層:帶瀝青的、級配形式的 --彎沉大,主控項目測彎沉
半剛性基層:水泥、石灰穩(wěn)定形式的 --彎沉大,主控項目測彎沉
剛性基層:水泥混凝土、鋼筋混凝土 --彎沉很小,主控項目不測彎沉
(二)路基與填料
1.路基分類
從材料上,路基可分為土方路基、石方路基、特殊土路基。路基斷面形式有:路堤--路基頂面高于原地面的填方路基;路塹--全部由地面開挖出的路基(又分全路塹、半路塹、半山峒三種形式);半填、半挖--橫斷面一側(cè)為挖方,另一側(cè)為填方的路基。
2.路基填料
高液限黏土、高液限粉土及含有機質(zhì)細粒土,不適用做路基填料。因條件限制而必須采用上述土做填料時,應(yīng)摻加石灰或水泥等結(jié)合料進行改善。
地下水位高時,宜提高路基頂面標高。在設(shè)計標高受限制,未能達到中濕狀態(tài)的路基臨界高度時,應(yīng)選用粗粒土或低劑量石灰或水泥穩(wěn)定細粒土做路基填料。同時應(yīng)采取在邊溝下設(shè)置排水滲溝等降低地下水位的措施。(地下水位高:提高基面、選粗粒土、泥灰穩(wěn)定、設(shè)溝排水--高粗穩(wěn)溝)
巖石或填石路基頂面應(yīng)鋪設(shè)整平層。整平層可采用未篩分碎石和石屑或低劑量水泥穩(wěn)定粒料,其厚度視路基頂面不平整程度而定,一般100~150mm!
(三)基層與材料
1.基層是路面結(jié)構(gòu)中的承重層,主要承受車輛荷載的豎向力,并把面層下傳的應(yīng)力擴散到土基;鶎涌煞譃樯匣鶎雍偷谆鶎,各類基層結(jié)構(gòu)性能、施工或排水要求不同,厚度也不同。
2.應(yīng)根據(jù)道路交通等級和路基抗沖刷能力來選擇基層材料。濕潤和多雨地區(qū),宜采用排水基層。未設(shè)墊層,且路基填料為細粒土、黏土質(zhì)砂或級配不良砂(承受特重或重交通),或者為細粒土(承受中等交通)時,應(yīng)設(shè)置底基層。底基層可采用級配粒料、水泥穩(wěn)定粒料或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料等。
3.常用的基層材料
(1)無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料(半剛性)
無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料基層屬于半剛性基層,包括石灰穩(wěn)定土類基層、石灰粉煤灰穩(wěn)定砂礫基層、石灰粉煤灰鋼渣穩(wěn)定土類基層、水泥穩(wěn)定土類基層等,其強度高,整體性好,適用于交通量大、軸載重的道路。所用的工業(yè)廢渣(粉煤灰、鋼渣等)應(yīng)性能穩(wěn)定、無風(fēng)化、無腐蝕。
。2)嵌鎖型和級配型材料(柔性)
級配砂礫及級配礫石屬于柔性基層,可用作城市次干道及其以下道路基層。為防止凍脹和濕軟,天然砂礫應(yīng)質(zhì)地堅硬,含泥量不應(yīng)大于砂質(zhì)量(粒徑小于5mm)的10%,礫石顆粒中細長及扁平顆粒的含量不應(yīng)超過20%。級配礫石作次干道及其以下道路底基層時,級配中最大粒徑宜小于53mm,做基層時最大粒徑不應(yīng)大于37.5mm。
(四)面層與材料
1.高等級瀝青路面面層可劃分為磨耗層、面層上層、面層下層,或稱之為上(表)面層、中面層、下(底)面層。
2.瀝青路面面層類型
、贌岚铻r青混合料面層
熱拌瀝青混合料(HMA),包括SMA(瀝青瑪蹄脂碎石混合料)和OGFC(大空隙開級配排水式瀝青磨耗層)等嵌擠型熱拌瀝青混合料;適用于各種等級道路的面層,其種類應(yīng)按集料公稱最大粒徑、礦料級配、孔隙率劃分。
、诶浒铻r青混合料面層
冷拌瀝青混合料適用于支路及其以下道路的路面、支路的表面層,以及各級瀝青路面的基層、連接層或整平層;冷拌改性瀝青混合料可用于瀝青路面的坑槽冷補。
、蹨匕铻r青混合料面層
溫拌瀝青混合料是通過在瀝青混合料拌制過程中添加合成沸石產(chǎn)生的發(fā)泡潤滑作用、拌合溫度在120~130℃條件下生產(chǎn)的瀝青混合料,與熱拌瀝青混合料的適用范圍相同。
④瀝青貫入式面層
瀝青貫入式面層宜做城市次干路以下道路面層使用,其主石料層厚度應(yīng)依據(jù)碎石的粒徑確定,厚度不宜超過100mm。
⑤瀝青表面處治面層(貫冷次支)(表處水磨滑改)
主要起防水層、磨耗層、防滑層或改善碎(礫)石路面的作用。瀝青表面處治面層的集料最大粒徑與處治層厚度相匹配。
二、結(jié)構(gòu)層與性能要求
(一)路基
1.路基既為車輛在道路上行駛提供基礎(chǔ)條件,也是道路的支撐結(jié)構(gòu)物,對路面的使用性能有重要影響。路基應(yīng)穩(wěn)定、密實、均質(zhì),對路面結(jié)構(gòu)提供均勻的支承,即路基在環(huán)境和荷載作用下不產(chǎn)生不均勻變形。
2.性能主要指標(路基整體變形)
、僬w穩(wěn)定性
在地表上開挖或填筑路基,必然會改變原地層(土層或巖層)的受力狀態(tài);原先處于穩(wěn)定狀態(tài)的地層,有可能由于填筑或開挖而引起不平衡,導(dǎo)致路基失穩(wěn)。軟土地層上填筑高路堤產(chǎn)生的填土附加荷載如超出了軟土地基的承載力,就會造成路堤沉陷;在山坡上開挖深路塹使上側(cè)坡體失去支承,有可能造成坡體坍塌破壞。在不穩(wěn)定的地層上填筑或開挖路基會加劇滑坡或坍塌。因此,必須保證路基在不利的環(huán)境(地質(zhì)、水文或氣候)條件下具有足夠的整體穩(wěn)定性,以發(fā)揮路基在道路結(jié)構(gòu)中的強力承載作用。
、谧冃瘟靠刂
路基及其下承的地基,在自重和車輛荷載作用下會產(chǎn)生變形,如地基軟弱填土過分疏松或潮濕時,所產(chǎn)生的沉陷或固結(jié)、不均勻變形,會導(dǎo)致路面出現(xiàn)過量的變形和應(yīng)力增大,促使路面過早破壞并影響汽車行駛舒適性。因此,必須盡量控制路基、地基的變形量,才能給路面以堅實的支承!
(二)基層
1.基層是路面結(jié)構(gòu)中的承重層,主要承受車輛荷載的豎向力,并把面層下傳的應(yīng)力擴散到土基。且為面層施工提供穩(wěn)定而堅實的工作面,控制或減少路基不均勻凍脹或沉降變形對面層產(chǎn)生的不利影響;鶎邮茏匀灰蛩氐挠绊戨m不如面層強烈,但面層下的基層應(yīng)有足夠的水穩(wěn)定性,以防基層濕軟后變形大,導(dǎo)致面層損壞。
2.性能主要指標(基層:強擴不凍水)
、賾(yīng)滿足結(jié)構(gòu)強度、擴散荷載的能力以及水穩(wěn)性和抗凍性的要求。
、诓煌杆院。底基層頂面宜鋪設(shè)瀝青封層或防水土工織物;為防止地下滲水影響路基,排水基層下應(yīng)設(shè)置由水泥穩(wěn)定粒料或密級配粒料組成的不透水底基層。
(三)面層
1.面層直接承受行車的作用。設(shè)置面層結(jié)構(gòu)可以改善汽車的行駛條件,提高道路服務(wù)水平(包括舒適性和經(jīng)濟性),以滿足汽車運輸?shù)囊蟆?/p>
2.面層是直接同行車和大氣相接觸的層位,承受行車荷載引起的豎向力、水平力和沖擊力的作用,同時又受降水的侵蝕作用和溫度變化的影響。
3.面層使用指標(面層:承平溫、滑水聲)
①承載能力
當車輛荷載作用在路面上,使路面結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變,如果路面結(jié)構(gòu)整體或某一結(jié)構(gòu)層的強度或抗變形能力不足以抵抗這些應(yīng)力和應(yīng)變時,路面便出現(xiàn)開裂或變形(沉陷、車轍等),降低其服務(wù)水平。路面結(jié)構(gòu)暴露在大氣中,受到溫度和濕度的周期性影響,也會使其承載能力下降。路面在長期使用中會出現(xiàn)疲勞損壞和塑性累積變形,需要維修養(yǎng)護,但頻繁維修養(yǎng)護勢必會干擾正常的交通運營。為此,路面必須滿足設(shè)計年限的使用需要,具有足夠抗疲勞破壞和塑性變形的能力,即具備相當高的強度和剛度。
、谄秸
平整的路表面可減小車輪對路面的沖擊力,行車產(chǎn)生附加的振動小不會造成車輛顛簸,能提高行車速度和舒適性,不增加運行費用。依靠先進的施工機具、精細的施工工藝、嚴格的施工質(zhì)量控制及經(jīng)常、及時的維修養(yǎng)護,可實現(xiàn)路面的高平整度。為減緩路面平整度的衰變速率,應(yīng)重視路面結(jié)構(gòu)及面層材料的強度和抗變形能力。
、蹨囟确(wěn)定性
路面材料特別是表面層材料,長期受到水文、溫度、大氣因素的作用,材料強度會下降,材料性狀會變化,如瀝青面層老化,彈性-黏性-塑性逐漸喪失,最終路況惡化,導(dǎo)致車輛運行質(zhì)量下降。為此,路面必須保持較高的穩(wěn)定性,即具有較低的溫度、濕度敏感度。
、芸够芰
光滑的路表面使車輪缺乏足夠的附著力,汽車在雨雪天行駛或緊急制動或轉(zhuǎn)彎時,車輪易產(chǎn)生空轉(zhuǎn)或溜滑危險,極有可能造成交通事故。因此,路表面應(yīng)平整、密實、粗糙、耐磨,具有較大的摩擦系數(shù)和較強的抗滑能力。路面抗滑能力強,可縮短汽車的制動距離,降低發(fā)生交通安全事故的頻率。
、萃杆
一般情況下,城鎮(zhèn)道路路面應(yīng)具有不透水性,以防止水分滲入道路結(jié)構(gòu)層和土基,致使路面的使用功能喪失。
、拊肼暳
城市道路使用過程中產(chǎn)生的交通噪聲,使人們出行感到不舒適,居民生活質(zhì)量下降。城市區(qū)域應(yīng)盡量使用低噪聲路面,為營造靜謐的社會環(huán)境創(chuàng)造條件。
近年我國城市開始修筑降噪排水路面,以提高城市道路的使用功能和減少城市交通噪聲。降噪排水路面的面層結(jié)構(gòu)組合一般為:上面(磨耗層)層采用OGFC瀝青混合料,中面層、下(底)面層等采用密級配瀝青混合料。這種組合既滿足瀝青路面強度高、高低溫性能好和平整密實等路用功能,又實現(xiàn)了城市道路排水降噪功能。