第九章 道路路面概述

第九章道路路面概述§9－1對路面的使用要求§9－2路面結(jié)構(gòu)組成與層次劃分§9－3路面分級與分類§9－4路面設(shè)計內(nèi)容、原則與理論§9－5路面行車荷載一、強(qiáng)度與剛度二、穩(wěn)定性三、平整度四、防滑性能五、耐久能力六、不透水性七、環(huán)境質(zhì)量要求（少沉性、噪聲?。?－1對路面的使用要求

§9－2路面結(jié)構(gòu)組成與層次劃分一、面層：強(qiáng)度、抗變形能力、水溫穩(wěn)定性、平整度和抗滑性，耐久性。二、基層：強(qiáng)度和剛度，擴(kuò)散荷載能力、水溫穩(wěn)定性。三、墊層：水穩(wěn)定性和隔溫性能。注意每個層次的作用、特點(diǎn)、材料、常用結(jié)構(gòu)通常路面由基層及面層兩部分組成，如圖所示。如滬嘉高速公路某段路面結(jié)構(gòu)厚為69cm，面層由5cm中粒式瀝青混凝土（防滑面）、6cm粗粒式瀝青混凝土組成；基層由8cm貫入式碎石、35cm粉煤式三渣、15cm礫石砂組成。路面結(jié)構(gòu)示意圖滄州市解放路快、慢車道路面結(jié)構(gòu)§9－3路面分級與分類一、路面分級按面層類型的使用品質(zhì)、材料組成、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及穩(wěn)定性劃分為四個等級：高級路面、次高級路面、中級路面、低級路面。不同等級的路面特點(diǎn)不同。強(qiáng)度、耐久性、平整度、建設(shè)投資、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、運(yùn)輸成本等。

二、路面分類（一）按材料和施工方法分類碎石類、結(jié)合料穩(wěn)定類、瀝青類、水泥類、塊料類（二）按力學(xué)特性分類柔性路面、剛性路面、半剛性路面§9－4路面設(shè)計內(nèi)容、原則與理論一、設(shè)計內(nèi)容1)原材料的選擇；2)混合料的配合比設(shè)計；3)設(shè)計參數(shù)的測試和確定；4)路面結(jié)構(gòu)組合與厚度的確定；5)路面方案的比選?！?－4路面設(shè)計內(nèi)容、原則與理論二、設(shè)計原則1）路基路面綜合設(shè)計；2）因地制宜，合理選材；3）便于施工，利于養(yǎng)護(hù)；4）考慮分期施工，節(jié)省投資；5）技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，運(yùn)行安全，環(huán)境協(xié)調(diào)。三、設(shè)計理論我國路面設(shè)計經(jīng)過幾十年的研究，現(xiàn)已建立了一整套較成熟的路面設(shè)計模式（有理論法、經(jīng)驗(yàn)法）。

1、柔性路面柔性路面理論法設(shè)計是以彈性層狀體系理論為基礎(chǔ)，結(jié)合路表容許回彈彎沉指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，城市道路還應(yīng)驗(yàn)算整體性層次的底面彎拉應(yīng)力和面層的剪應(yīng)力。2、剛性路面剛性路面設(shè)計以半無限地基的彈性薄板理論五基礎(chǔ)，計算混凝土面板的板內(nèi)應(yīng)力，并以混凝土面板的抗折疲勞強(qiáng)度為控制指標(biāo)，確定面板厚度。同時驗(yàn)算溫度翹曲應(yīng)力與一次行車荷載共同作用下的綜合應(yīng)力不超過混凝土面板的抗折疲勞強(qiáng)度。§9－5路面行車荷載一、汽車軸型與荷載作用

汽車軸型：固定車身類牽引車類掛車類行車荷載對路面的作用1、靜力作用取決于輪載大小、輪胎與路面接觸面上的平均豎向壓力、輪胎接地面積等因素。輪胎接地壓力輪胎與路面接觸面上的平均豎向壓力與輪胎內(nèi)壓力Pi、輪胎類型和輪載大小有關(guān)。對于滾動的車輪，接地壓力由（0.8-0.9）Pi增大到（0.9-1.1）Pi。直接取輪胎內(nèi)壓力作為接觸壓力，并假定在接觸面上壓力是均勻分布的。輪胎接地面積2、動載特性軸載變化的變異系數(shù)影響因素：1)行車速度：車速越高，變異系數(shù)越大；2)路面的平整度：平整度越差，變異系數(shù)越大；3)車輛的振動特性：輪胎的剛度低，減振裝置的效果越好，變異系數(shù)越小。沖擊系數(shù)＝動輪載/靜輪載3、瞬時性瞬時荷載作用使路面及下層應(yīng)力減小4、水平荷載水平力與車輪垂直壓力及路面與車輪間的附著系數(shù)有關(guān)。正常行駛時彎道行駛制動或驅(qū)動時水平力可使路面產(chǎn)生波浪、擁抱、推擠等現(xiàn)象，因此要求路面面層材料應(yīng)具有足夠的抗剪強(qiáng)度，尤其在彎道、交叉口、公交車?？空靖浇?。行車荷載對路面的作用是隨時間推延累計增加的，即荷載作用具有瞬時性和重復(fù)性，也就是說行車荷載對路面的作用主要取決于兩方面：一是軸載重量大小，二是重復(fù)作用次數(shù)多少。由于作用在路面的設(shè)計荷載千變?nèi)f化，一般選用一種標(biāo)準(zhǔn)軸載作為設(shè)計車型。而設(shè)計車型的選用必須使該車型對路面作用的響應(yīng)較大，同時又能反映設(shè)計的車輛水平。重復(fù)作用次數(shù)多少是指一定時間內(nèi)通過道路某一斷面的車輛總數(shù)，來源于交通量的統(tǒng)計與預(yù)測，也和其橫向分布情況有關(guān)。二、路面設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)軸載設(shè)計車型的問題涉及運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)和路面設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性兩個方面。國外目前有貨車重型化、載客汽車小型化的趨勢。對中國，由于市場經(jīng)濟(jì)的逐步建立，公路貨運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性為貨運(yùn)部門主要考慮的因素。因此，目前的公路路面設(shè)計必須適應(yīng)這一變化。目前各國的規(guī)定不完全一致。例如：中國10噸；美國18000lbf（80.1KN）（1KN＝224.809lbf）單軸、32000lbf（142.3KN）雙軸；德國11噸；印尼5噸；黎巴嫩14噸；聯(lián)合國141個成員國的比例如下：＜10噸67.36％11.1～12噸5.44％

10.1～11噸11.56％＞12.1噸15.64％標(biāo)準(zhǔn)軸載：我國路面設(shè)計以雙輪組單軸載100KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以BZZ-100表示（低等級公路可取BZZ-60）。道路的動載問題按動載系數(shù)進(jìn)行考慮。主要參數(shù)：軸重100KN,單輪荷載25KN,輪胎接地壓強(qiáng)0.7MPa,單輪傳壓面當(dāng)量圓半徑10.65cm。標(biāo)準(zhǔn)軸載換算：不同汽車軸載與通行次數(shù)可以按照等效原則換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)（當(dāng)量軸次）。同一種路面結(jié)構(gòu)在不同軸載作用下，要達(dá)到相同的疲勞損壞程度。當(dāng)進(jìn)行彎沉值設(shè)計及瀝青面層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算時，凡軸載大于25KN的各級軸載（包括車輪的前、后軸）Pi的作用次數(shù)Ni均應(yīng)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)。式中：Nci—設(shè)計初期，機(jī)動車車行道上日交通量換算為日標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次/日）；

Ni—被換算某級軸載的作用次數(shù)（次/日）；

P，d—標(biāo)準(zhǔn)軸載的輪胎觸地壓強(qiáng)(MPa)及傳壓面當(dāng)量圓直徑(cm)；

Pi，di—被換算軸載的輪胎觸地壓強(qiáng)(MPa)及傳壓面當(dāng)量圓直徑(cm)；

Ci—被換算軸載的輪組系數(shù)，雙輪組1.0；單輪組0.25；四輪組4.0；當(dāng)軸間距大于3m時,應(yīng)按單獨(dú)的一個軸載進(jìn)行計算；當(dāng)軸間距小于3m時,按雙軸或多軸進(jìn)行計算。三、設(shè)計年限內(nèi)設(shè)計車道上的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計當(dāng)量軸次Ne—設(shè)計年限內(nèi)設(shè)計車道上的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù)；Nci—設(shè)計初期，機(jī)動車車行道上日交通量換算為日標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次（次/日）；r—機(jī)動車年增長率，調(diào)查確定；t—路面設(shè)計年限；ηn—軸數(shù)分配系數(shù)。交通量的統(tǒng)計與預(yù)測交通量:一定時間內(nèi)通過道路某一斷面的車輛總數(shù)。平均日交通量:每晝夜通過道路某一橫斷面的車輛總數(shù)。交通量觀測方法:1）直接記錄不同類型車輛的通行次數(shù)；2）軸載譜調(diào)查。當(dāng)年平均日交通量→設(shè)計年限→增長率→設(shè)計年限內(nèi)累計交通量輪跡橫向分布ηn輪跡橫向分布的圖形和峰值取決于交通的渠化程度，它隨許多因素變化，如：交通組織類型(不分車道混合交通，劃標(biāo)線分道行駛或設(shè)分隔帶分道行駛)、車道寬、交通密度、交通組成、車速以及司機(jī)的駕駛習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)等。瀝青路面設(shè)計:即車道系數(shù)，指不同情況車道的橫向分布系數(shù)與單車道的橫向分布系數(shù)之比。水泥混凝土路面設(shè)計:橫向分布系數(shù)。車輛在路面上行使時，輪跡的橫向分布是不均勻的。影響車輪輪跡橫向分布規(guī)律的主要因素有車輛的類型、主輪軸數(shù)量、主輪軸間距及其車輪數(shù)量