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公路工程施工技术:路面分类与结构解析

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:在国内,主要从路面结构的力学特性的相似性出发,将路面结构划分为沥青混合料路面、复合式路面和水泥混凝土路面3类。柔性基层沥青路面主要包括各种未经处理的粒料基层和各类沥青层组成的路面结构。图4.4水泥混凝土路面立体结构示意图1—纵缝;2—横缝;3—表面构造;4—拉杆;5—路基;6—基层;7—传力杆;8—路面板;9—板厚

公路工程施工技术:路面分类与结构解析

在国外,路面分类如下:

①有铺装路面:一般包含水泥混凝土路面和沥青混凝土路面形式;

②简易铺装路面:包含表面处治、沥青碎石、沥青贯入式路面形式;

③未铺装路面:砂石路面(砂石路面是以砂、石为骨料,以土、水、灰为结合料,通过一定的配合比铺筑而成的路面,包括级配砂(砾)石路面、泥结碎石路面、水结碎石路面、填隙碎石路面及其他粒料路面)等归入未铺装路面。

在国内,主要从路面结构的力学特性的相似性出发,将路面结构划分为沥青混合料路面、复合式路面和水泥混凝土路面(也称刚性路面)3类。根据基层材料类型及组合不同,又将沥青混合料路面划分为柔性基层沥青路面、半刚性基层沥青路面、组合式基层沥青路面、刚性基层沥青路面。

在工程现场,一般习惯于按照面层所用的材料进行分类,如沥青混合料路面、水泥混凝土路面、砂石路面等。本章节主要介绍常用的沥青类路面和水泥混凝土类路面。

1)沥青类路面

根据沥青类路面基层类型,沥青类路面可分为柔性基层沥青路面、半刚性基层沥青路面、刚性基层沥青路面及组合式基层沥青路面。

(1)柔性基层(主要是沥青结合料类基层及粒料类基层)沥青路面

柔性基层沥青路面的总体结构刚度较小,在车辆荷载作用下产生的表面变形较半刚性基层沥青路面大。虽然路面结构某一层的抗拉强度较低,但通过合理的结构组合和厚度设计可以保证路面结构整体具有很强的抵抗荷载作用能力。同时通过各结构层将车辆荷载传递给路基,可使路基承受的压应力控制在一定范围内。路基路面结构主要靠抗压强度和抗剪强度承受车辆荷载的作用。柔性基层沥青路面主要包括各种未经处理的粒料基层和各类沥青层组成的路面结构。

(2)半刚性基层(主要是无机结合料类基层)沥青路面

用水泥、石灰等无机结合料处治的土或碎(砾)石及含有水硬性结合料的工业废渣修筑的基层,在前期具有柔性基层的力学性质,而后期的强度和刚度均有较大幅度增长,但是最终的强度和刚度仍小于水泥混凝土。由于这种材料的刚度处于柔性基层与刚性基层之间,因此把这种基层和铺筑在它上面的沥青面层统称为半刚性基层沥青路面。这种路面结构是目前我国高速公路采用的主要结构形式(图4.2、图4.3)。

(3)刚性基层(主要是水泥混凝土基层)沥青路面(www.xing528.com)

图4.2 某高速公路沥青路面结构构造示意图

图4.3 某高速公路沥青路面结构边部构造示意图

刚性基层主要是用水泥混凝土做基层,沥青混凝土做面层的路面结构,这种路面结构有时也称为复合式路面结构。水泥混凝土具有强度高、稳定性好等特点,沥青混凝土具有行车舒适、噪声小等特点。这种路面可以避免各自的缺点,具有良好的使用性能和耐久性。普通混凝土(JPCP)、钢筋混凝土(JRCP)基层沥青路面,由于接缝处存在反射裂缝,对使用性能有一定的影响;连续配筋混凝土基层(CRCP)沥青混凝土路面由于连续配筋将水泥混凝土裂缝宽度约束在一定范围内(一般要求小于1 mm),故其有良好的使用性能和耐久性,但必须采取措施保证沥青层与沥青层、沥青层与水泥混凝土层之间有良好的黏结状态。

(4)组合式基层沥青路面

该种沥青路面结构主要是沥青路面的基层含有无机结合料稳定材料、水泥混凝土材料等刚度较大或相对较大的材料,但是在沥青层与刚度相对较大的材料之间夹有柔性材料,如沥青混凝土层+级配碎石+无机结合料稳定材料层路面结构、沥青混凝土层+级配碎石+普通水泥混凝土材料层路面结构、沥青混凝土层+级配碎石+碾压式水泥混凝土材料层路面结构等。

2)水泥混凝土路面

水泥混凝土路面主要指用水泥混凝土[包括普通混凝土(JPCP)、钢筋混凝土(JRCP)、连配筋混凝土(CRCP)、钢纤维混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土、碾压混凝土]做面层的路面结构(图4.4)。水泥混凝土强度高,与其他筑路材料相比,抗弯拉强度高,并且有较高的弹性模量,故呈现出较大的刚性。在车辆荷载作用下,水泥混凝土结构层处于板体工作状态,竖向弯沉较小,路面结构主要靠水泥混凝土板的抗弯拉强度承受车辆荷载,通过板体的扩散分布作用,传递给基础上的单位压力较柔性路面小得多。

图4.4 水泥混凝土路面立体结构示意图

1—纵缝;2—横缝;3—表面构造;4—拉杆;5—路基;6—基层;7—传力杆;8—路面板;9—板厚

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