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现代道路养护技术沥青专题系列1-2

发布时间:2022-01-15


现代道路养护技术沥青专题系列


第一章 道路养护技术基础(续)


第三节 道路路基路面工程基础

 

道路主体工程包括路基工程、路面工程、桥涵工程、隧道工程、交通工程设施及站场工程等。

 

一、路基工程

1、路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的,作为路面基础的带状构造物,亦称为路基工程,包括路堤、路堑、半填半挖路基、路基挡土墙、路基防护工程。

 

路基是路面工程的基础,它承受由路面传递下来的行车荷载,贯穿公路全线,与桥梁和隧道相连,构成公路的整体。

 

2、路基路面设计和施工中,要按照“路基稳定、基层坚实、面层耐用等原则进行设计、施工及养护。

路基破坏可归纳为地质灾害、气象破坏和水的损坏。

 

路基的总体要求是能正常使用、不能损坏。

对路基的具体要求是:整体稳定、水温稳定、承载能力

 

二、路面工程

1、 路面是用各种坚硬材料铺筑于路基顶面的单层或多层供汽车直接行驶的结构层。

 

路面按其使用品质、材料组成和结构强度可分为高级、次高级、中级、低级。按其力学性质可分为柔性路面、刚性路面和半刚性路面三大类。常用材料有沥青、水泥、碎(砾)石、砂、黏土等。

 

路面结构按其层位置和功能及材料的不同,可分为面层、基层和垫层。各层又可详细划分,如面层可分为上面层、中面层、下面层;基层又可分为上基层、中基层和底基层。

 

2、现代道路,特别是高等级公路上常用的面层类型可归纳为黑色(沥青类)和“白色”(水泥混凝土类)及彩色三大类。第一类主要有沥青表面处治、沥青混凝土、厂拌沥青碎石、沥青贯入碎石、路拌沥青碎石、沥青上拌下贯式等;第二类主要有水泥混凝土、碾压混凝土、连续配筯混凝土、混凝土砌块、整齐的条石和块石面层;第三类是指主要用于人行步道的彩色地砖和景观道路工程及公交专道等。


路面结构基本分层与各层要求

层位

层位功能

对材料要求

常用材料

铺筑

面层

承受较大的行车荷载的各种力的作用,同时受到降水的侵蚀和气温影响

较高的强度、抗变形能力;较好的水稳定性和温度稳定性;耐磨、耐久、不透水;良好的抗滑性和平整度

水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料、砂砾或碎石掺土或不掺土混合料等

分两层或三层铺筑

基层

承受由面层传来的车辆荷载的垂直力,并扩散到垫层和土基中,是路面结构的承重层

足够的强度和刚度;良好的应力扩散能力;足够的水稳定性

各种结合料稳定土、稳定碎石、天然砂砾、各种工业废渣和土、砂、石的混合

分两层或三层铺筑

垫层

改善土基的湿度和温度状况;进一步扩散车辆荷载应力;阻止路基土挤入基层

强度不一定高,但水稳定性和隔温性能要好

松散粒料;水泥或石灰稳定土

单层铺筑

 

(一)路面的分类和分级

1、路面结构按强度构成原理分为嵌挤类和密实类两类;按照力学性能分为刚性路面、柔性路面、半刚性路面。

 

路面按力学特性分类

分类

路面结构

结构特点

柔性路面

由各种未经处理的粒料基层和各种沥青面层、碎石面层或块石面层组成

总体结构刚度小,弯沉较大,抗弯拉强度低;靠抗压和抗剪强度承受荷载

刚性路面

水泥混凝土做面层或基层及条石或块石面层

抗弯拉强度高,较大的刚性,弯沉较小;靠混凝土的抗弯拉强度承受荷载

半刚性路面

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建的基层和沥青面层。

碾压混凝土路面、化学加固土路面等具有柔刚相济的路面均属于半刚性路面

前期具有柔性路面的力学性质,后期强度和刚度有较大幅度增长,但仍远小于水泥混凝土

 

按照面层材料将路面分为沥青路面、水泥混凝土路面、块料路面、砂石路面。

 

其中,沥青路面是指由沥青作为面层材料的所有沥青类路面结构,通常使用的沥青路面有沥青表面处治、沥青碎石、热拌和冷拌沥青混合料等。按照施工工艺的不同,可分为层铺法、路拌法、厂拌法等。

 

按照沥青路面的技术特性可将沥青路面分为沥青表面处治(用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过3cm的沥青路面)、沥青贯入式(用沥青和集料按层铺法铺筑而成,厚度一般为4~8cm的沥青路面)、热拌沥青碎石(以沥青和嵌挤结构集料热拌铺筑的路面)、乳化/溶剂沥青碎石(以常温熔融的沥青和嵌挤结构的集料冷拌或热拌,冷铺而成的路面)、沥青混凝土(以沥青和密实结构集料热拌铺筑而成的路面)。

 

沥青表面处治是用沥青和细集料铺筑的厚度不大于3cm的一种薄层,适用于三级及三级以下公路的沥青面层。各种封层适用于加铺薄层罩面、磨耗层、水泥混凝土路面上的应力缓冲层、各种防水和密水层、预防性养护罩面层。沥青表面处治与封层宜选择在干燥和较热的季节施工,并在最高温度低于15以前半个月及雨季前结束。

 

沥青贯入式路面是在初步压实的碎石或破碎砾石上分层洒布沥青,使沥青贯入石料间隙中,然后再分层撒布嵌缝料,经压实并借助行车压实而形成的一种路面结构层,其厚度一般为4~8cm。当沥青贯入式路面罩封面层后常用于次高级路面(三级及三级以下公路)的面层,其上不罩封面层有时用作路面面层与稳定土类基层之间的连接层,以防止反射裂缝向上扩展,国外也有用做路面基层,也可作为沥青路面的联结层或基层,但乳化沥青贯入式路面的厚度不宜超过5cm。当贯入层上部加铺拌和的沥青混合料面层时,即成为上拌下贯式路面。此时,拌和层的厚度宜不小于1.5cm。沥青贯入式路面的最上层应撒布封层料或加铺拌和层。沥青贯入式作为黏结层使用时,可不撒表面封层料。沥青贯入式路面宜选择在干燥和较热的季节施工,并宜在日最高温度降低至15以前半个月结束,使贯入式结构层通过开放交通碾压成型。


两种沥青混合料的不同比较

序号

区别点

沥青混合料(沥青结合料+矿料)

沥青碎石

沥青混凝土

1

强度构成原则不同

以嵌锁为原则构成的强度

按照逐级填充原则构成的强度,矿料有严格的级配

2

矿粉含量不同

可以没有矿粉,即使有,

也是少量的

必须有足够的矿粉,以增加比表面积从而减薄沥青膜厚度以提高黏结力

3

矿料级配不同

没有严格的级配

有严格的级配,通常采用连续密实级配

4

用途不同

透水性好,不宜直接用于

上面层

封闭水的能力强,可以直接用于沥青路面的上面层

 

沥青混合料的分类

序号

分类方法

相应名称

1

按材料组成及结构的不同

连续级配

间断级配

2

按矿料级配组成及空隙率大小的不同

密级配

半开级配

开级配

3

按公称最大粒径大小的不同

特粗式

粗粒式

中粒式

细粒式

砂粒式

4

按制造工艺的不同

热拌沥青混合料

冷拌沥青混合料

再生沥青混合料


沥青稳定碎石混合料

1

按空隙率、集料最大粒径、添加矿粉数量的多少

密级配沥青碎石(ATB

开级配沥青碎石(OGFC表面层及ATPB基层)

半开级配沥青碎石(AM











 (二)对沥青路面工程的基本要求

对路面工程总的要求是能够承载、不宜变形、不易破坏、利于行车。

 

具体表现在以下两方面:

1、结构功能要求

针对路面直接承受车辆荷载和自然因素影响所造成的疲劳断裂、塑性变形累计和表面磨损,要求路面结构要高强度、稳定、坚实且耐久。

 

2、使用品质要求:路面表面应平整、抗滑性好且耐磨。

 

三、桥涵工程、隧道工程、交通工程设施及站场工程等略。

 


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