淺談路面結(jié)構(gòu)及層位功能

楊淑云

(甘南縣農(nóng)村公路管理站)

1 路面橫斷面

1.1 槽式橫斷面

在路基上按路面行車道及硬路肩設(shè)計(jì)寬度開(kāi)挖路槽，保留土路肩，形成淺槽，在槽內(nèi)鋪筑路面。也可采用培槽方法，在路基兩側(cè)培槽，或半填半挖的方法培槽。

1.2 全鋪式橫斷面

在路基寬度范圍內(nèi)全幅鋪筑路面。在高等級(jí)公路建設(shè)中，有時(shí)為了將路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分迅速排出，在全寬范圍內(nèi)鋪筑基層材料，保證水分由橫向排入邊溝。有時(shí)考慮到道路交通的迅速增長(zhǎng)，為適應(yīng)擴(kuò)建的需要，將硬路肩及土路肩的位置全部按行車道標(biāo)準(zhǔn)鋪筑面層。在盛產(chǎn)石料的山區(qū)或較窄的路基上，全寬鋪筑中、低級(jí)路面。

2 路拱橫坡度

為了保證路表面的雨水及時(shí)排出，減少雨水對(duì)路面的浸潤(rùn)和滲透而減弱路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，路面表面應(yīng)做成直線形或拋物線形的路拱。等級(jí)高的路面，平整度和水穩(wěn)定性較好，透水性也小，通常采用直線形路拱和較小的路拱橫坡度。等級(jí)低的路面，為了有利于迅速排除路表積水，一般采用拋物線形路拱和較大的路拱橫坡度。表1列出了各種不同類型路面的路拱平均橫坡度。

表1 各類路面的路拱平均橫坡度

選擇路拱橫坡度，應(yīng)充分考慮有利于行車平穩(wěn)和有利于橫向排水兩方面的要求。在干旱和有積雪、浮冰地區(qū)，應(yīng)采用低值，多雨地區(qū)采用高值;當(dāng)?shù)缆房v坡較大或路面較寬，或行車速度較高時(shí)，或交通量和車輛載重較大時(shí)，或常有拖掛汽車行駛時(shí)，應(yīng)采用平均橫坡度的低值;反之則應(yīng)取用高值。

高速公路和一級(jí)公路設(shè)有中央分隔帶，通常采用兩種方式布置路拱橫斷面。若中央分隔帶未設(shè)置排水設(shè)施，則做成中間高，兩側(cè)路面低，由單向橫坡向路肩方向排水;若中央分隔帶設(shè)置排水設(shè)施，則兩側(cè)路面分別單獨(dú)做成中間高兩邊低的路拱，向中間排水設(shè)施和路肩兩個(gè)方向排水。

3 路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能

行車荷載和自然因素對(duì)路面的影響，隨路面結(jié)構(gòu)深度的增加而逐漸減弱。因此，對(duì)路面材料的強(qiáng)度、抗變形能力和穩(wěn)定性的要求也隨深度的增加而逐漸降低。為了適應(yīng)這一特點(diǎn)，路面結(jié)構(gòu)通常是分層鋪筑的，按照使用要求、受力狀況、土基支承條件和自然因素影響程度的不同，分成若干層次。通常按照層位功能的不同，劃分為三個(gè)層次，即面層、基層和墊層，如圖1所示。

3.1 面層

面層是直接同行車和大氣接觸的表面層次，它承受較大的行車荷載的垂直力、水平力和沖擊力的作用，同時(shí)還受到降水的浸蝕和氣溫變化的影響。因此，同其他層次相比，面層應(yīng)具備較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，抗變形能力，較好的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性，而且應(yīng)當(dāng)耐磨，不透水;其表面還應(yīng)有良好的抗滑性和平整度。

圖1 路面結(jié)構(gòu)層次劃2分示意圖

修筑面層所用的材料主要有:水泥混凝土、瀝青混凝土、瀝青碎(礫)石混合料、砂礫或碎石摻土或不摻土的混合料以及塊料等。

面層有時(shí)分兩層或三層鋪筑，如高速公路瀝青面層總厚度18～20cm，可分為上、中、下三層鋪筑，并根據(jù)各分層的要求采用不同的級(jí)配等級(jí)。水泥混凝土路面也有分上下兩層鋪筑，分別采用不同強(qiáng)度等級(jí)的水泥混凝土材料。水泥混凝土路面上加鋪4～8cm瀝青混凝土這樣的復(fù)合式結(jié)構(gòu)也是常見(jiàn)的。但是砂石路面上所鋪的2～3cm厚的磨耗層或1cm厚的保護(hù)層，以及厚度不超過(guò)1cm的簡(jiǎn)易瀝青表面處治，不能作為一個(gè)獨(dú)立的層次，應(yīng)看作為是面層的一部分。

3.2 基層

基層主要承受由面層傳來(lái)的車輛荷載的垂直力，并將力擴(kuò)散到下面的墊層和土基中去。

實(shí)際上基層是路面結(jié)構(gòu)中的承重層，它應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，并具有良好的擴(kuò)散應(yīng)力的能力?；鶎釉馐艽髿庖蛩氐挠绊戨m然比面層小，但是仍然有可能經(jīng)受地下水和通過(guò)面層滲入雨水的浸蝕，所以基層結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的水穩(wěn)定性?；鶎颖砻骐m不直接供車輛行駛，但仍然要求有較好的平整度，這是保證面層平整性的基本條件。

修筑基層的材料主要有各種結(jié)合料(如石灰、水泥或?yàn)r青等)穩(wěn)定土或穩(wěn)定碎(礫)石、貧水泥混凝土、天然砂礫、各種碎石或礫石、片石、塊石或圓石，各種工業(yè)廢渣(如煤渣、粉煤灰、礦渣、石灰渣等)和土、砂、石所組成的混合料等。

基層厚度太厚時(shí)，為保證工程質(zhì)量可分為兩層或三層鋪筑。當(dāng)采用不同材料修筑基層時(shí)，基層的最下層稱為底基層，對(duì)底基層材料質(zhì)量的要求較低，可使用當(dāng)?shù)夭牧蟻?lái)修筑。

3.3 墊層

墊層介于土基與基層之間，它的功能是改善土基的濕度和溫度狀況，以保證面層和基層的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性不受土基水溫狀況變化所造成的不良影響。另一方面的功能是將基層傳下的車輛荷載應(yīng)力加以擴(kuò)散，以減小土基產(chǎn)生的應(yīng)力和變形;同時(shí)也能阻止路基土擠入基層中，影響基層結(jié)構(gòu)的性能。

修筑墊層的材料，強(qiáng)度要求不一定高，但水穩(wěn)定性和隔溫性能要好。常用的墊層材料分為兩類，一類是由松散粒料如砂、礫石、爐渣等組成的透水性墊層;另一類是用水泥或石灰穩(wěn)定土等修筑的穩(wěn)定類墊層。