如何选择合适的路床

一、路面的基本结构

路基和路面是公路的主要工程结构物。路基是在天然地表面按照路线的设计线性(位置)和设计横断面(几何尺寸)的要求开挖或填筑而成的岩土结构物,是路面的基础,承受由路面传来的行车荷载。路面是在路基顶面的行车部分用各种混合料分层铺筑的供车辆行驶的一种层状结构物。

路床:路面结构层底面以下0.8 m范围内的路基部分称为路床。路床分为上路床(0~0.3 m)和下路床(0.3~0.8 m)两层。

上路堤:路面结构层底面以下0.8~1.5 m的填方部分称为上路堤。

下路堤:上路堤以下的填方部分称为下路堤。

高速公路、一级公路的路基宽度一般是由车道、中间带和路肩组成的,如图1-1所示。

如何选择合适的路床

【施工规范】高速、一级公路石灰应不低于Ⅱ级,二级公路石灰应不低于Ⅲ级,二级以下公路宜不低于Ⅲ级。高速、一级公路的基层,宜采用磨细消石灰。二级以下公路使用等外石灰时,有效氧化钙含量应在20%以上,且混合料强度应满足要求。

一、具有足够的承载力

行驶在公路上的汽车,通过车轮把垂直力、水平力以及汽车产生的振动力和冲击力传给路面,使路面结构内部产生应力、应变和位移。如果路基和路面结构整体或某一组成部分的强度或抵抗变形的能力不足,路面就会出现断裂、沉陷、波浪或车辙等病害,影响路基、路面的正常使用。

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具有足够的稳定性

路面结构的稳定性是指路面结构在水和温度等自然因素的作用下,能较好地保持其工程设计要求的几何形态及物理、力学性能。路面结构的稳定性主要包括整体稳定性、水稳定性、温度稳定性(高温稳定性或低温稳定性)等。

气温的周期性变化对路面结构的稳定性有重要影响。高温季节沥青路面因软化,会在车轮荷载的作用下产生较大的变形。水泥混凝土路面面板在高温季节会翘曲变形,在车轮荷载的反复作用下,容易产生裂缝或造成断板。北方在低温冰冻季节,沥青路面、水泥混凝土路面、半刚性基层由于低温会产生大量收缩裂缝。

具有足够的表面平整度

路面表面平整度是影响行车安全、行车舒适性及运输效益的重要使用性能。不平整的路面表面会增大行车阻力,并使车辆产生附加的振动作用。这种振动会造成行车颠簸,影响行车的速度和安全、驾驶的平稳和乘客的舒适感。此外,不平整的路面还会积滞雨水,加速路面的破坏。

优良的路面平整度,要依靠优良的施工装备、精细的施工工艺、严格的施工质量控制以及经常和及时的养护来保证,路基交工验收要验收平整度,路面的所有结构层次均要验收平整度。

具有足够的表面抗滑性能

路面表面要求平整,但不能光滑。汽车在光滑的路面上行驶,车轮与路面之间缺乏足够的附着力(摩擦力),在雨天高速行车,当紧急制动或突然起动、爬坡或转弯时,车轮易产生空转或打滑,致使行车速度下降,油料消耗增加,甚至引发交通事故。

沥青路面表面的抗滑能力通常选用坚硬、耐磨、表面粗糙的粗集料来实现,而对水泥混凝土路面则会采取一些工艺性措施(如刻槽)来实现。

具有足够的耐久性

路面结构在行车荷载和冷热、干湿气候因素的多次重复作用下,路面材料会产生老化衰变,路面的使用性能将逐步降低,从而逐渐产生疲劳破坏和塑性形变累积,缩短路面的使用年限。因此,路面结构必须具备足够的抗疲劳强度及抗老化和抗累积形变的能力,以保持或延长路面的使用寿命。

为了提高路面的耐久性,除了精心设计、精选材料和精细施工外,经常和及时地养护、维修和恢复路用性能也是十分必要的。

具有尽可能低的扬尘性

车身后面所产生的真空吸力会将路表的细小颗粒吸出而造成尘土飞扬,导致路面出现松散、脱落和坑洞等破坏。路面扬尘会影响行车视距,降低行车速度,给沿线环境卫生带来不良影响。因此,要求路面在行车过程中应尽量减少扬尘。

二、路面结构层次

路面结构通常是分层铺筑的,即按照使用的要求、受力状况、土基支撑条件和自然因素影响程度的不同分成若干层次。

按照各个层位功能的不同,路面结构层一般可划分为面层、基层、底基层和垫层等多层,如图1-3所示。

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基层与底基层

基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力,并将力扩散到下面的垫层和土基中。当基层太厚时,为保证工程质量,可将其分为两层或三层铺筑。当采用不同材料修筑基层时,下层为底基层。当底基层为双层时,可分别称为上底基层、下底基层。

修筑基层和底基层的材料主要有各种结合料(如石灰、水泥、沥青等)稳定土或稳定碎(砾)石、贫水泥混凝土、天然砂砾、碎石、砾石、片石、块石,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。常用的基层和底基层类型见表1-3。

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路拱及路拱横坡度

为了保证路面上的雨水能够被及时排出,减少雨水对路面的浸润和渗透,从而保证路面的结构强度,路面表面应做成中间高、两侧低的形状,称之为路拱,如图1-3所示。在横断面上,路拱常采用直线形(直线-直线)和直线抛物线组合线形(直线-抛物线-直线)两种形式。

路面排水结构

路面排水的目的是迅速排除路面表面的大气降水和渗入路面结构中的水,防止水对路面结构层造成损害(水损害),确保路面结构的强度和稳定性。

路面排水设计应根据公路**、降水量、路线纵坡等因素,结合路基、桥涵结构物的排水设计,合理选择排水方案,布置排水设施,形成完整、畅通的排水体系,保证路基和路面的稳定。路面排水包括路面表面排水、中央分隔带排水及路面内部排水。

路面表面排水

路面表面排水常采用分散排水和集中排水两种形式。分散排水由路面横坡、路肩和边坡防护组成,适用于路线纵坡平缓、汇水量较小、路堤高度较低的路段。集中排水由路面横坡、拦水缘石或矩形槽、泄水口和急流槽组成,适用于路堤高度较高或路堤边坡易受冲刷的粉性土、砂性土路段及凹形曲线的底部等。

对于新建高速公路超高段的集中排水,宜采用在左侧路缘带的左侧设置带有钢筋混凝土盖板的预制整体式U形混凝土沟或缝隙式排水沟,每25~50 m设一处集水井,并通过横向排水管引至边坡的急流槽或暗管中.

中央分隔带排水

中央分隔带的排水设施由排水沟(明沟、暗沟)、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管等组成。中央分隔带可采用凸式(见图1-8)、平式或凹式,一般不封闭,但也可封闭。

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3)排水垫层。为拦截地下水、滞水或泉水进入路面结构,或排出因负温差作用而积聚在路基上层的自由水, 可直接在路基顶面设置透水性排水垫层,并适当配置纵向集水沟、排水管或出水管等,如图1-11所示。

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三、路面的分级与分类

路面**分为高级、次高级、中级和低级,不同路面**的面层类型和所适用的公路**见表1-5。

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