道路工程技術(shù)網(wǎng)上輔導(dǎo)材料11

1、道路工程技術(shù)網(wǎng)上輔導(dǎo)材料 11第 11 章 路面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介【教學(xué)基本要求】 通過(guò)本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)了解路基、 路面各結(jié)構(gòu)層參數(shù)的確定方法、 軸載換算與累計(jì)交通量的計(jì) 算方法、 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)的幾個(gè)基本原則及設(shè)計(jì)方法、 水泥砼路面板厚計(jì)算方法， 理 解瀝青路面及砼路面破壞狀態(tài)的種類(lèi)與設(shè)計(jì)指標(biāo)、 水泥砼路面橫縫 （縮縫、 脹縫、 施工縫）； 縱縫（縮縫、施工縫）的構(gòu)造與要求?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1瀝青路面破壞狀態(tài)的種類(lèi)與預(yù)防措施設(shè)計(jì)指標(biāo) 2瀝青路面的設(shè)計(jì)控制指標(biāo) 3水泥砼路面橫縫（縮縫、脹縫、施工縫） ；縱縫（縮縫、施工縫）的構(gòu)造與要求?！緝?nèi)容提要和學(xué)習(xí)指導(dǎo)】城市道路路面類(lèi)型廣泛采用瀝青路面與水泥砼路面，

2、 而該類(lèi)型路面的修建費(fèi)用一般占整 個(gè)工程造價(jià)的 6080% ，故路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性與合理性，不僅關(guān)系到建成后的道路在設(shè) 計(jì)使用年限內(nèi)能否保持原有的技術(shù)狀況滿(mǎn)足車(chē)輛行駛的要求， 同時(shí)也是節(jié)約道路工程建設(shè)投 資的重要方面。 瀝青路面的設(shè)計(jì)的內(nèi)容一般包括： 原材料的調(diào)查與選擇、 瀝青混合料配合比 及基層配合比設(shè)計(jì)、 各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)的測(cè)試與選定、 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 路面結(jié)構(gòu)層厚度驗(yàn)算以及 路面結(jié)構(gòu)方案的比選等。 水泥砼路面的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括： 選擇水泥砼面層類(lèi)型和結(jié)構(gòu)組合方案、 混合料組成配合比設(shè)計(jì)、 砼面板的接縫構(gòu)造設(shè)計(jì)、 公路水泥砼路面還要求作路面和路肩排水 設(shè)計(jì)。路面設(shè)計(jì)中有關(guān)資料和參數(shù)包括路基與路面

3、各結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度系數(shù)、 標(biāo)準(zhǔn)軸載與累計(jì)當(dāng)量 軸次等。合理地選擇與確定路面設(shè)計(jì)資料和參數(shù)是路面設(shè)計(jì)的重要前提。本章將對(duì)強(qiáng)度系數(shù)的確定與軸載換算的方法逐一介紹， 對(duì)瀝青路面與水泥砼路面分別從 分析破壞現(xiàn)象入手闡述路面設(shè)計(jì)指標(biāo)、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組合要求、 并簡(jiǎn)述其結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)的思路。 11.1 路面設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)的確定方法1 路基設(shè)計(jì)參數(shù) 我國(guó)在路面力學(xué)計(jì)算中采用的是彈性半空間體地基模型，用反映土基應(yīng)力-應(yīng)變特性的彈性模量E和泊松比口作為土基的剛度指標(biāo)。設(shè)計(jì)宜使路基處于干燥或中濕狀態(tài)，公路瀝 青路面設(shè)計(jì)規(guī)范要求土基回彈模量值應(yīng)大于30MPa，重交通、特重交通公路土基回彈模量值應(yīng)大于40MPa。城規(guī)要求土基回

4、彈模量值大于或等于20MPa。路基回彈模量設(shè)計(jì)值可以按以下方法確定：（ 1）新建道路初步設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)查表法、室內(nèi)試驗(yàn)法、換算法等，經(jīng)綜合分析、論 證，確定沿線(xiàn)不同路基狀況的路基回彈模量設(shè)計(jì)值。（2） 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定路基回彈模量值與壓實(shí)度 K路基稠度Wc或室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定路基土回 彈模量值與室內(nèi)路基土 CBR值等資料，建立可靠的換算關(guān)系，利用換算關(guān)系計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)路基回 彈模量。（3）當(dāng)路基建成后，在不利季節(jié)實(shí)測(cè)各路段路基回彈模量代表值，以檢驗(yàn)是否符合設(shè)計(jì)值的要求，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)方法宜采用承載板法，也可采用貝克曼梁彎沉儀法。2. 各結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)參數(shù)瀝青路面設(shè)計(jì)參數(shù)包括各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、劈裂強(qiáng)度。水泥混凝

5、土路面設(shè)計(jì)參數(shù)主要有基層、底基層材料的抗壓回彈模量和水泥混凝土彎拉彈性模量。路面設(shè)計(jì)中各結(jié)構(gòu)層的材料設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)和設(shè)計(jì)階段的要求確定。(1) 高速公路、一級(jí)公路施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選取工程用路面材料按有關(guān)試驗(yàn)規(guī)程的標(biāo) 準(zhǔn)試驗(yàn)方法確定設(shè)計(jì)參數(shù)；各級(jí)公路采用新材料時(shí)，也必須實(shí)測(cè)設(shè)計(jì)參數(shù)。(2) 高速公路、一級(jí)公路初步設(shè)計(jì)或二級(jí)及二級(jí)以下公路設(shè)計(jì)時(shí)可借鑒本地區(qū)已有的 試驗(yàn)資料或工程經(jīng)驗(yàn)確定。(3) 可行性研究階段可參考規(guī)范推薦值確定設(shè)計(jì)參數(shù)。具體取值要求如下：1)瀝青混合料面層當(dāng)以路表彎沉值為設(shè)計(jì)或驗(yàn)算指標(biāo)時(shí)，選用試驗(yàn)溫度為20C的抗壓回彈模量；當(dāng)以瀝青層或半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)或驗(yàn)

6、算指標(biāo)時(shí)，選用試驗(yàn)溫度為15C的抗壓回彈模量。瀝青針入度大于 100時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)采用低值。瀝青路面在計(jì)算層底拉應(yīng)力時(shí)，應(yīng)考慮模量的最不利組合，計(jì)算層以下各層的模量通過(guò)計(jì)算求得。3)水泥混凝土面層強(qiáng)度系數(shù)設(shè)計(jì)參考值可根據(jù)交通等級(jí)選定，見(jiàn)下表?；炷翉澙瓘?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值交通等級(jí)輕中等重、特重水泥混凝土的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 (MPa)4.04.55.0水泥混凝土的抗壓強(qiáng)度(MPa)29.735.841.8水泥混凝土的彎拉彈性模量(GPa)2729313. 標(biāo)準(zhǔn)軸載與軸次換算方法(1)標(biāo)準(zhǔn)軸載道路上行駛的車(chē)輛種繁多， 不同車(chē)型和不同作用次數(shù)對(duì)路面影響不同，為方便路面設(shè)計(jì)， 需將不同車(chē)型組合而成的混合交通量， 以

7、某種統(tǒng)一軸載為準(zhǔn)，換算成一定的當(dāng)量軸次。這種統(tǒng) 一的軸載，稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)軸載。路面設(shè)計(jì)采用雙輪組單軸載100kN作為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以 BZZ-100表示。標(biāo)準(zhǔn)軸載的計(jì)算參數(shù)按下表確定。標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載P(kN)100單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑 d(cm)21.30輪胎接地壓強(qiáng)p(MPa)0.70兩輪中心距(cm)1.5d當(dāng)把各種軸載換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載時(shí)，為使換算前后軸載對(duì)路面的作用達(dá)到相同的效果，應(yīng)該遵循等效原則。第一， 換算以達(dá)到相同的臨界狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)，即對(duì)同一種路面結(jié)構(gòu)，甲軸載作用N1次后路面達(dá)到預(yù)定的臨界狀態(tài)，路面彎沉為11,乙軸載作用路面達(dá)到相同臨界狀態(tài)作

8、用次數(shù)為N2，彎沉為12此時(shí)甲乙兩種軸載作用是等效的。因此應(yīng)按此等效原則建立兩種 軸載作用次數(shù)之間的換算關(guān)系。第二，對(duì)某一種交通組成， 不論以哪種軸載的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行軸載換算，由換算所得軸載作用次數(shù)計(jì)算的路面厚度是相同的。(2) 換算方法1)瀝青路面設(shè)計(jì)中，當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)，各級(jí)軸載均應(yīng)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載 P的當(dāng)量軸次N。kN C1C2 nii 14.35Pi式中：N 以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次/d)；ni被換算車(chē)型的各級(jí)軸載作用次數(shù)(次/d)；P 標(biāo)準(zhǔn)軸載(KN)；Pi 被換算車(chē)型的各級(jí)軸載 (KN)；Cl 被換算車(chē)型的軸數(shù)系數(shù)，當(dāng)軸間

9、距大于3m時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算； 當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，按雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)計(jì)算，此時(shí)Ci 1 1.2(m 1)，m為軸數(shù)；C2被換算車(chē)型的輪組系數(shù)，雙輪組為1.0，單輪組為6.4，四輪組為0.38；K被換算車(chē)型的軸載級(jí)別。瀝青路面設(shè)計(jì)中，當(dāng)以半剛性材料層的拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，各級(jí)軸載均應(yīng)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載 P的當(dāng)量軸次N。kN C1C2 nii 1PiP式中：N以半剛性材料層的拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次/d);C1被換算車(chē)型的軸數(shù)系數(shù)；當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，c1 1 2(m 1);C2被換算車(chē)型的輪組系數(shù)，雙輪組為1.0,單輪組為18.5，四輪組為0.09。2)水泥混凝

10、土設(shè)計(jì)中，采用疲勞斷裂為標(biāo)準(zhǔn)建立的疲勞方程，可以推導(dǎo)出產(chǎn)生等效疲勞損壞時(shí)的軸載換算公式見(jiàn)下式。NsiNii 110016式中：Ns -標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次/d)；P單軸-單輪、單軸-雙輪組或三軸-雙輪組軸型i級(jí)軸載的總重(kN)； n軸型和軸載級(jí)位數(shù)；Ni -各類(lèi)軸型i級(jí)軸載的作用次數(shù);軸-輪型系數(shù)，單軸-雙輪組時(shí)，i=1 ;單軸-單輪時(shí)，按 i 2.22 103P 0.43計(jì)算；雙軸-雙輪組時(shí)，按i 1.07 10 5 P 0.22計(jì)算；三軸-雙輪組時(shí)，按i 2.24 10 8P 0.22計(jì)算。4累計(jì)當(dāng)量軸次與交通等級(jí)(1) 累計(jì)當(dāng)量軸次累計(jì)遠(yuǎn)景交通量是指從 (當(dāng)前)路面開(kāi)始使用時(shí)起， 一

11、到設(shè)計(jì)年限未某一繁重車(chē)道的標(biāo) 準(zhǔn)軸載當(dāng)量軸載的總量。由于它是建立在累積疲勞的基礎(chǔ)上，因此累計(jì)遠(yuǎn)景交通量被作為路面設(shè)計(jì)的一個(gè)重要依據(jù)。設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ne可用下式計(jì)算。Ne(1)1 %式中：Ne 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道的累計(jì)當(dāng)量軸次（次/車(chē)道）；t 瀝青路面設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)年限，水泥混凝土路面設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期； N1 營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次/d）；設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長(zhǎng)率（）；瀝青路面設(shè)計(jì)中的車(chē)道系數(shù)，為設(shè)計(jì)車(chē)道的交通流量與斷面交通流量之比，見(jiàn)下表1;水泥混凝土路面設(shè)計(jì)中的車(chē)輪輪跡橫向分布系數(shù)。（2）交通等級(jí)瀝青路面交通量根據(jù)下表的規(guī)定劃分為 4個(gè)等級(jí)。設(shè)計(jì)時(shí)可

12、根據(jù)累計(jì)當(dāng)量軸次或每車(chē) 道、每日平均大型客車(chē)及中型以上的各種貨車(chē)交通量，選擇一個(gè)較高的交通等級(jí)作為設(shè)計(jì)交通等級(jí)。交通等級(jí)交通等級(jí)BZZ-100累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次Ne大客車(chē)及中型以上的各種貨車(chē)交通量（次/車(chē)道）輛/(d 車(chē)道)輕交通3 X 10625 X 1063000水泥混凝土路面所承受的軸載作用，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作 用次數(shù)分為4級(jí),分級(jí)范圍如下表。交通分級(jí)表交通等級(jí)特重重中等輕設(shè)計(jì)車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ne（104）200010020003 100311.2瀝青路面的破壞狀態(tài)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)路面的結(jié)構(gòu)性能是指路面保持其較好的結(jié)構(gòu)完整性而不出現(xiàn)損壞的能力。路面在使用過(guò)程中受到行

13、車(chē)荷載和環(huán)境等因素的作用而出現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)損壞稱(chēng)為結(jié)構(gòu)性破壞。路面的功能性破壞是路面不平整或太光滑，使路面不具有預(yù)定的使用功能。如路面出現(xiàn)泛油、磨光等導(dǎo)致路面表面的抗滑指標(biāo)不滿(mǎn)足要求。結(jié)構(gòu)承載能力同損壞狀況有內(nèi)在的聯(lián)系。在使用過(guò)程中，承載能力逐漸下降，而損壞逐步發(fā)展，承載能力低的路面結(jié)構(gòu)，其損壞必然較嚴(yán)重。因此，分析路面產(chǎn)生各種破壞之前， 必須首先進(jìn)行路面破壞狀況的調(diào)查，了解破壞的類(lèi)型，才能找出原因。1. 瀝青路面的破壞狀態(tài)瀝青路面在行車(chē)荷載的反復(fù)作用和自然因素不斷影響下，會(huì)逐漸出現(xiàn)損壞。由于環(huán)境、 材料組成、結(jié)構(gòu)層組合、荷載、施工和養(yǎng)護(hù)等條件的變異，損壞的形態(tài)多種多樣。從表面上 看，有各式各樣的

14、裂縫，如橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫等；也有各種類(lèi)型的變形，如凹 陷和隆起、車(chē)轍、搓板、推擠和擁包等，有時(shí)可能還有各種露骨、松散、剝落、坑槽、泛油 等現(xiàn)象出現(xiàn)。這些損壞現(xiàn)象，有時(shí)單獨(dú)出現(xiàn)，有時(shí)則幾種形態(tài)同時(shí)出現(xiàn)，顯得錯(cuò)綜復(fù)雜。然 而，如果透過(guò)現(xiàn)象，進(jìn)一步分析造成這些損壞的原因，便可發(fā)現(xiàn)其中存在一定的規(guī)律性。根據(jù)這些損壞現(xiàn)象的肇因，它們的危害性和對(duì)使用性能的影響，可以把瀝青路面常見(jiàn)的 損壞劃分為下列幾種主要模式:（ 1）沉 陷沉陷是路面在車(chē)輪作用下其表面產(chǎn)生的較大的凹陷變形， 有時(shí)凹陷兩側(cè)伴有隆起現(xiàn)象出 現(xiàn)。造成路面沉陷的主要原因是路基土的壓縮， 路基由于水文條件差或翻漿而過(guò)于濕軟， 通 過(guò)路面

15、傳給路基的輪載應(yīng)力超過(guò)了土抗剪強(qiáng)度。（ 2）車(chē) 轍 車(chē)轍是渠化交通的高等級(jí)道路瀝青路面的主要損壞類(lèi)型之一。 路面并未出現(xiàn)很大的凹陷 和隆起變形， 但輪帶處出現(xiàn)相對(duì)其兩側(cè)來(lái)說(shuō)較大的變形（ 1020mm 以?xún)?nèi)） ，在縱向形成車(chē)轍。車(chē)轍一般是在溫度較高的季節(jié)， 瀝青面層在車(chē)輛的反復(fù)碾壓作用下產(chǎn)生永久變形和塑性流動(dòng) 而逐漸形成。（ 3）推 移 在車(chē)輛經(jīng)常啟動(dòng)和制動(dòng)的路段上，路面受到較大的水平荷載的作用。當(dāng)荷載（包括垂直和水平力 ）產(chǎn)生的剪應(yīng)力或拉應(yīng)力大于材料的抗剪或抗拉強(qiáng)度時(shí)，面層材料沿行車(chē)方向發(fā)生 剪切或拉裂破壞而出現(xiàn)推擠和擁包。（ 4）開(kāi) 裂裂縫是高等級(jí)道路瀝青路面最主要的一種破壞形式， 尤其是半

16、剛性基層瀝青路面。 上述 各種變形常常伴隨著裂縫產(chǎn)生。 瀝青路面上出現(xiàn)的裂縫， 可分為橫向裂縫、 縱向裂縫和網(wǎng)狀 裂縫三種類(lèi)型。橫向裂縫是指垂直于行車(chē)方向的裂縫。 按其成因不同， 橫向裂縫又可分為荷載型裂縫與 非荷載型裂縫兩大類(lèi)。荷載型裂縫是由于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)或施工質(zhì)量低劣， 或由于車(chē)輛嚴(yán)重超載， 致使半剛 性基層瀝青路面在反復(fù)的交通荷載作用下， 瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)其疲 勞強(qiáng)度而斷裂。非荷載型裂縫是橫向裂縫的主要型式。 這種裂縫又有兩種情況： 瀝青面層縮裂和基層反 射裂縫。 瀝青面層溫縮裂縫是在溫度應(yīng)力的反復(fù)作用下， 逐漸發(fā)展與擴(kuò)張的， 多發(fā)生在冬季 氣溫較低的地區(qū)或易發(fā)

17、生溫度聚變的地區(qū)?；鶎臃瓷淞芽p是指半剛性基層先于瀝青面層開(kāi) 裂，在荷載應(yīng)力與溫度應(yīng)力的共同作用下， 在基層開(kāi)裂處的面層底部產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致面 層底部開(kāi)裂，而后逐漸向上擴(kuò)張而使裂縫貫穿?？v向裂縫產(chǎn)生的原因有兩種可能性： 一種情況是瀝青面層分路幅攤鋪時(shí)， 兩幅接茬處未 處理好， 在車(chē)輛荷載與大氣因素作用下逐漸開(kāi)裂； 另一種情況是由于路基壓實(shí)度不均勻或由 于路面邊緣受水浸蝕產(chǎn)生不均勻沉陷而引起。網(wǎng)狀裂縫主要是由于路面的整體強(qiáng)度不足而引起， 瀝青在施工期間以及在長(zhǎng)期使用過(guò)程 中的老化也是導(dǎo)致瀝青面層形成網(wǎng)裂的原因之一。（ 5）松散和坑槽由于面層材料組合不當(dāng)或施工質(zhì)量差， 結(jié)合料含量太少或粘結(jié)力不足，

18、 使面層混合料的 集料間失去粘結(jié)而成片散開(kāi)， 稱(chēng)為松散。 產(chǎn)生松散剝落的原因主要是由于瀝青與礦料之間的 粘附性較差，在水或冰凍的作用下， 瀝青從礦料表面剝離所致。網(wǎng)裂的后期，碎塊被行車(chē)荷 載繼續(xù)碾碎，并被帶離路面，也會(huì)形成坑槽。（ 6）表面磨光瀝青路面在使用過(guò)程中， 在車(chē)輪反復(fù)滾動(dòng)摩擦的作用下， 集料表面被逐漸磨光， 有時(shí)還 伴有瀝青的不斷上翻，從而導(dǎo)致瀝青面層表面光滑。表面磨光的內(nèi)在原因是集料質(zhì)地軟弱、 缺少棱角，或礦料級(jí)配不當(dāng)，粗集料尺寸偏小、細(xì)料偏多，或?yàn)r青用量偏多等。綜上所述瀝青路面各種損壞現(xiàn)象的產(chǎn)生， 其原因是路面結(jié)構(gòu)在行車(chē)與自然環(huán)境因素的反 復(fù)作用下， 產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變超過(guò)了路面結(jié)構(gòu)

19、層材料本身所具有的抵抗變形的能力所致。 因此 根據(jù)各道路承擔(dān)的不同交通量的要求， 有效地將應(yīng)力應(yīng)變控制在允許的范圍內(nèi)， 是路面設(shè)計(jì)的目標(biāo)。2.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用雙圓垂直均布荷載作用下的彈性層狀連續(xù)體系理論。以設(shè)計(jì)彎沉值為路面結(jié)構(gòu)整體剛度的設(shè)計(jì)指標(biāo)，計(jì)算路面結(jié)構(gòu)所需的厚度。對(duì)于高速公路、一級(jí)公路和二級(jí)公路的瀝青混凝土面層和半剛性的基層、底基層應(yīng)進(jìn)行層底拉應(yīng)力的驗(yàn)算。城市道路還應(yīng)作瀝青面層剪應(yīng)力驗(yàn)算。XJtXKA路面荷載及計(jì)算點(diǎn)圖示（1）彎沉指標(biāo)為控制路基路面結(jié)構(gòu)的總變形， 防止沉降、車(chē)轍等整體強(qiáng)度不足的損壞，采用彎沉設(shè)計(jì) 指標(biāo)即路基路面結(jié)構(gòu)表面在雙圓垂直均布荷載作用下輪隙中心處（A點(diǎn)）的實(shí)

20、測(cè)路表計(jì)算彎沉值|s小于或等于設(shè)計(jì)彎沉 冷作為確定瀝青路面結(jié)構(gòu)厚度的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。Is W Id路面設(shè)計(jì)彎沉Id是表征路面整體剛度大小的指標(biāo)，是路面厚度計(jì)算的主要依據(jù)。路面 設(shè)計(jì)彎沉應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次、面層和基層類(lèi)型，按下式計(jì)算確定：Id 600 Ne0.2 Ac As Ab式中：Id設(shè)計(jì)彎沉值（0.01mm）;Ne設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道累計(jì)當(dāng)量軸次（次/車(chē)道）；Ac 公路等級(jí)系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為1.0,二級(jí)公路為1.1，三、四級(jí)公路為1.2;As面層類(lèi)型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0,熱拌和冷拌瀝青碎石、瀝青貫入式路面（含上拌下貫式路面）、瀝青表面處治為1.1 ;Ab 路面結(jié)

21、構(gòu)類(lèi)型系數(shù)，半剛性基層為1.0,柔性基層為1.6。（2）彎拉指標(biāo)為防止瀝青混凝土或半剛性基層、底基層的疲勞開(kāi)裂，采用拉應(yīng)力指標(biāo)即瀝青混凝土面層或半剛性材料層的各層底面計(jì)算點(diǎn)（B點(diǎn)或C點(diǎn)）的拉應(yīng)力m應(yīng)小于或等于該層材料的容許拉應(yīng)力R,m WR式中：R路面結(jié)構(gòu)層的容許拉應(yīng)力 （MPa），按下列公式計(jì)算:sRKs式中：s 瀝青混凝土或半剛性材料的極限劈裂強(qiáng)度 （MPa），對(duì)瀝青混凝土，系指 15 C 時(shí)的極限劈裂強(qiáng)度； 對(duì)水泥穩(wěn)定類(lèi)材料系指齡期為 90d的極限劈裂強(qiáng)度；對(duì)二灰穩(wěn)定類(lèi)、石 灰穩(wěn)定類(lèi)材料系指齡期為 180d的極限劈裂強(qiáng)度；Ks 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，按下式計(jì)算。對(duì)于瀝青混凝土層:Ks 0.0

22、9N0.22/Ac對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類(lèi)：Ks 0.35Ne.11/Ac對(duì)于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類(lèi)： K s 0.45 N e0.11 / Ac（3）剪切指標(biāo) 由于汽車(chē)在瀝青面層上啟動(dòng)、 制動(dòng)常常引起面層表面產(chǎn)生推擠和擁起等破壞，我國(guó)城規(guī)規(guī)定在彎沉、 拉應(yīng)力兩項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)外， 增加剪應(yīng)力指標(biāo)。 在作瀝青面層的剪應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)， 要求面層在車(chē)輪垂直荷載與水平荷載共同作用下，其破壞面上可能產(chǎn)生的剪應(yīng)力 ，應(yīng)不 超過(guò)材料的容許剪應(yīng)力 R ，即下式的要求。W R11.3 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)原則 瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)是路面設(shè)計(jì)的核心， 結(jié)構(gòu)組合必須結(jié)合交通組成、 環(huán)境、 氣候和 材料供應(yīng)等聯(lián)合確定。 瀝青

23、路面結(jié)構(gòu)層次的合理選擇和安排， 是整個(gè)路面結(jié)構(gòu)是否能在設(shè)計(jì) 使用年限內(nèi)承受 行車(chē)荷載和自然因素的共同作用，同時(shí)又能發(fā)揮各結(jié)構(gòu)層的最大效能，使整個(gè)路面結(jié) 構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理的關(guān)鍵。瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)原則如下：1適應(yīng)行車(chē)荷載作用的要求 路面在行車(chē)荷載作用下， 內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變隨深度向下而遞減。 水平力作用產(chǎn)生的 應(yīng)力和應(yīng)變，隨深度遞減的速度更快。因此，要求路面面層具有足夠的強(qiáng)度和抗變形能力， 其下各層的強(qiáng)度和抗變形能力可自上而下逐漸減少。這樣， 在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)組合時(shí)， 各結(jié)構(gòu)層應(yīng)按強(qiáng)度和剛度自上而下遞減的規(guī)律安排。按照這種原則組合路面時(shí)，結(jié)構(gòu)層的層數(shù)愈多愈能體現(xiàn)強(qiáng)度和剛度沿深度遞減的規(guī)律。 但就施工

24、工藝、 材料規(guī)格和強(qiáng)度形成原理而言， 層數(shù)又不宜過(guò)多， 即不能使結(jié)構(gòu)層厚度過(guò)小。 適宜的結(jié)構(gòu)層厚度需結(jié)合材料供應(yīng)、 施工工藝等確定。 從強(qiáng)度要求和造價(jià)考慮， 宜自上而下 由薄到厚。各瀝青層的厚度應(yīng)與混合料的公稱(chēng)最大粒徑相匹配， 瀝青混合料的壓實(shí)最小厚度不宜小 于混合料公稱(chēng)最大粒徑的2.53倍，OGFC或SMA的壓實(shí)最小厚度不宜小于混合料公稱(chēng)最大粒 徑的 22.5倍。基層、 底基層應(yīng)根據(jù)交通量大小、材料性能， 充分發(fā)揮壓實(shí)機(jī)具的功能，以及考慮有利 于施工等因素選擇各結(jié)構(gòu)層的厚度。 為便于施工組織、 管理，各結(jié)構(gòu)層的材料不宜頻繁變化。 各結(jié)構(gòu)層的壓實(shí)最小厚度與適宜厚度宜符合表11-3-2的要求，并

25、不得設(shè)計(jì)小于15cm厚的半剛性材料薄 層。對(duì)半剛性基層瀝青路面的結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)，基層與瀝青面層的模量比宜在1.53之間；基層與底基層的模量比不宜大于3.0；底基層與土基的模量比宜在2.512.5之間。2在各種自然因素作用下具有較好的穩(wěn)定性如何保證瀝青路面的水穩(wěn)定性， 是路面結(jié)構(gòu)層選擇與組合需要解決的重要問(wèn)題。 在潮濕 和某些中濕路段上修筑瀝青路面時(shí)， 由于瀝青層不透氣， 使路基和基層中水分蒸發(fā)的通路被 隔斷，因而向基層積聚。如果基層材料中含細(xì)顆粒多（如泥結(jié)碎石、級(jí)配礫石 ），遇水變軟，強(qiáng)度和剛度急劇下降， 結(jié)果導(dǎo)致基層唧泥、 路面開(kāi)裂破壞。 所以瀝青路面的基層一般應(yīng)選擇 水穩(wěn)性好的材料。在季節(jié)

26、性冰凍地區(qū)， 當(dāng)凍深較大、路基土為易凍脹土?xí)r， 常會(huì)產(chǎn)生凍脹和翻漿。在這種 路段上， 路面結(jié)構(gòu)中應(yīng)設(shè)置防止凍脹和翻漿的墊層。 路面總厚度的確定， 除滿(mǎn)足強(qiáng)度要求外， 還應(yīng)滿(mǎn)足防凍厚度的要求， 以避免在路基內(nèi)出現(xiàn)較厚的聚冰帶， 防止產(chǎn)生導(dǎo)致路面開(kāi)裂的不 均勻凍脹。3考慮結(jié)構(gòu)層的特點(diǎn) 如何構(gòu)成具有要求的強(qiáng)度和剛度并且穩(wěn)定的路面結(jié)構(gòu)層是設(shè)計(jì)必須注意的問(wèn)題。影響結(jié)構(gòu)層構(gòu)成的因素，除材料選擇、 施工工藝之外，路面結(jié)構(gòu)組合也十分重要。 如瀝青面層不能 直接鋪筑在鋪砌片石基層上，否則鋪砌片石不平穩(wěn)或片石可能的松動(dòng)都會(huì)反映到瀝青面層 上，造成面層不平整甚至沉陷開(kāi)裂。如熱拌瀝青混凝土等高級(jí)面層與粒料基層或穩(wěn)定土

27、基層 之間應(yīng)設(shè)瀝青穩(wěn)定碎石，并保證有一定的厚度，以提高其抗疲勞性能。如半剛性基層上不宜 鋪筑薄層瀝青面層，以防止反射裂縫。為了保證路面結(jié)構(gòu)的整體性和結(jié)構(gòu)層之間應(yīng)力傳遞的連續(xù)性，應(yīng)采取設(shè)置透層和粘層等技術(shù)措施使結(jié)構(gòu)層之間結(jié)合緊密穩(wěn)定，避免產(chǎn)生層間滑移。 透層設(shè)置在基層上，透層瀝青應(yīng)具有良好的滲透性能，可選擇液體瀝青(稀釋瀝青卜乳化瀝青等。透層油滲入基層的深度宜不小于5mm(無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料基層)10mm(無(wú)結(jié)合料基層)，并能與基層聯(lián)結(jié)成一體。 熱拌瀝青混合料路面的瀝青層之間，新、舊瀝青層之間，瀝青層與舊水泥混凝土板 之間應(yīng)設(shè)置粘層。粘層瀝青宜采用熱瀝青或改性乳化瀝青、改性瀝青，噴灑的粘層油必須

28、成均勻霧狀，在路面全寬度內(nèi)均勻分布成一薄層。11.4新建及改建瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法1 新建瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟(1) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，按彎沉和彎拉指標(biāo)分別計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次， 確定設(shè)計(jì)交通量與交通等級(jí)，擬定面層、基層類(lèi)型，并計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值與容許拉應(yīng)力。(2) 按路基土類(lèi)與干濕類(lèi)型將路基劃分為若干路段，確定各個(gè)路段土基回彈模量設(shè)計(jì) 值。(3) 參考本地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)擬定幾種可行的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，根據(jù)工程選用的材料進(jìn)行配合比試驗(yàn)， 測(cè)定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、劈裂強(qiáng)度等，確定各結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)參數(shù)。(4) 根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)采用瀝青路面設(shè)計(jì)程序(HPDS2006)計(jì)算或驗(yàn)算路面厚度。1

29、) 路面厚度計(jì)算路面厚度是根據(jù)多層彈性理論，層間接觸條件為完全連續(xù)體系，在雙圓均布荷載作用下輪隙中心處路表彎沉值小于或等于設(shè)計(jì)彎沉值進(jìn)行計(jì)算。路表彎沉值按下式計(jì)算。2pIs 1000cFE1其中：f h1 h2 hn 1 E2 E3 EocE1 E2En 10.380.36IsEoF 1.63 2000p式中：ls 路表計(jì)算彎沉值(0.01mm);F 彎沉綜合修正系數(shù)，為路面實(shí)測(cè)彎沉值與理論計(jì)算彎沉值之比；P,3 標(biāo)準(zhǔn)車(chē)型的輪胎接地壓強(qiáng)(MPa)和當(dāng)量圓半徑(cm);c 理論彎沉系數(shù)；E0或En 土基抗壓回彈模量值(MPa);E1 , E2,，En 1 各層材料抗壓回彈模量值 (MPa); h

30、1 , h2,，hn 1各結(jié)構(gòu)層厚度(cm)。瀝青路面厚度設(shè)計(jì)時(shí)，先擬定某一層作為設(shè)計(jì)層，選定其他各層的厚度。當(dāng)采用半剛性 基層、底基層結(jié)構(gòu)時(shí)，可選其中任一層為設(shè)計(jì)層；當(dāng)采用半剛性基層、粒料類(lèi)材料為底基層時(shí)，應(yīng)以半剛性基層為設(shè)計(jì)層。2）層底拉應(yīng)力驗(yàn)算層底拉應(yīng)力以單圓中心（B點(diǎn)）及雙圓輪隙中心（C點(diǎn)）為計(jì)算點(diǎn)，采用多層彈性理論驗(yàn)算， 層間接觸條件設(shè)定為完全連續(xù)體系，并取較大值為層底拉應(yīng)力。最大拉應(yīng)力計(jì)算公式如下：m p m11-4-4-hl h2hn 1 E2 E3 Eom f, 一，.，11-4-5El E2 En 1式中：匚一一理論最大拉應(yīng)力系數(shù)。其余符號(hào)意義同式 11-4-2。（5）對(duì)于季

31、節(jié)性冰凍地區(qū)驗(yàn)算防凍厚度是否符合要求。并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定路 面結(jié)構(gòu)方案。2 改建瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法瀝青路面隨道使用時(shí)間的延續(xù)，其使用性能和承載能力不斷降低，超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限后便 不能滿(mǎn)足正常行車(chē)交通的要求，而需補(bǔ)強(qiáng)或改建。當(dāng)對(duì)不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的路段進(jìn)行線(xiàn)型改善， 改線(xiàn)路段應(yīng)按新建路面設(shè)計(jì)。加寬路面、提高路基、調(diào)整縱坡的路段應(yīng)視具體情況按新建或 改建路面設(shè)計(jì)。在原有路面上補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，按改建路面設(shè)計(jì)。（1）現(xiàn)有路面調(diào)查與強(qiáng)度評(píng)定1）現(xiàn)有路面調(diào)查現(xiàn)有路面狀況調(diào)查工作包括如下內(nèi)容。a）交通調(diào)查。對(duì)于當(dāng)前的交通量和車(chē)型組成進(jìn)行實(shí)地觀(guān)測(cè)。通過(guò)調(diào)查分析預(yù)估交通量增 長(zhǎng)趨勢(shì)，確定年平均增長(zhǎng)率。b）路基狀況。

32、調(diào)查沿線(xiàn)路基土質(zhì)、填挖高度、地面排水情況、地下水位，以確定路基土組 和干濕類(lèi)型。c）路面狀況調(diào)查。調(diào)查路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型、組合和各層厚度。為此需開(kāi)挖試坑進(jìn)行量測(cè)和取樣 試驗(yàn)，量測(cè)路基和路面寬度。詳細(xì)記載路表狀況及路拱大小。對(duì)路面的病害和破壞應(yīng)詳加記述并分 析產(chǎn)生原因。2）路面修建和養(yǎng)護(hù)歷史調(diào)查。路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的評(píng)定， 通常采用測(cè)量路表輪隙回彈彎沉的方法。路面在一年內(nèi)的不同時(shí)期具有不同的強(qiáng)度，而經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)路面必須保證在最不利季節(jié)具有良好的使用狀態(tài)，因此原有路面的彎沉值應(yīng)在不利季節(jié)測(cè)定，若在非不利季節(jié)測(cè)定，應(yīng)按各地的季節(jié)影響系數(shù)進(jìn)行修路基和基層中的水分因此還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)為了使不同溫度時(shí)測(cè)正。如在原砂石路面

33、上加鋪瀝青面層時(shí)，因補(bǔ)強(qiáng)后對(duì)路基濕度有影響,蒸發(fā)較以前困難，致使路基和基層中濕度增加，強(qiáng)度降低，彎沉增大， 驗(yàn)進(jìn)行濕度影響的修正。當(dāng)原路面為瀝青面層時(shí)，彎沉測(cè)定值還隨路面溫度的變化而變化。定的彎沉結(jié)果可資比較，以及便于進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，需把不同溫度測(cè)定的結(jié)果換算為標(biāo)準(zhǔn)溫度20C的彎沉值。3）現(xiàn)有路面強(qiáng)度評(píng)定各路段應(yīng)采用 BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載汽車(chē)，用貝克曼梁測(cè)定原有路面的彎沉值，每2050m測(cè)一點(diǎn)，每車(chē)道、每路段的測(cè)點(diǎn)數(shù)不少于20點(diǎn)。各路段的計(jì)算彎沉值按下式計(jì)算。|o （|0 ZaS）K1K2K3式中：|o路段內(nèi)實(shí)測(cè)路表彎沉代表值（0.01mm）;10 路段內(nèi)實(shí)測(cè)路表彎沉平均值（0.01mm）;S

34、路段內(nèi)實(shí)測(cè)路表彎沉標(biāo)準(zhǔn)差（0.01mm）;Za 與保證率有關(guān)的系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路Za=1.645，其他公路瀝青路 面 Za = 1.5；Ki季節(jié)影響系數(shù)，根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定；K2 濕度影響系數(shù)，根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定；K3 溫度修正系數(shù)，溫度修正方法可參照公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程中 的規(guī)定進(jìn)行或根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)測(cè)資料進(jìn)行修正。3加鋪層厚度計(jì)算1）計(jì)算原路面的當(dāng)量回彈模量。各路段的當(dāng)量回彈模量應(yīng)根據(jù)各路段的計(jì)算彎沉，按下式計(jì)算。2 p Et 1000mi m211-4-710式中：Et 原路面的當(dāng)量回彈模量 （MPa）;P ,S 標(biāo)準(zhǔn)車(chē)型的輪胎接地壓強(qiáng)（MPa）和當(dāng)量圓半徑（cm）;l0 原路面的計(jì)算

35、彎沉（0.01mm）;m1 用標(biāo)準(zhǔn)軸載的汽車(chē)在原路面上測(cè)得的彎沉值與用承載板在相同壓 強(qiáng)條件下所測(cè)得的回彈變形值之比，即輪板對(duì)比值。m2 原路面當(dāng)量回彈模量擴(kuò)大系數(shù)。2）擬定幾種可行的結(jié)構(gòu)組合與結(jié)構(gòu)層厚度，并確定各補(bǔ)強(qiáng)層的材料參數(shù)。3）加鋪層厚度采用彈性層狀體系理論設(shè)計(jì)程序計(jì)算或結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，其他設(shè)計(jì)步驟與新建路面相 同。11.5水泥混凝土路面的破壞現(xiàn)象混凝土路面在使用過(guò)程中受到行車(chē)荷載和環(huán)境等因素作用可能出現(xiàn)的破壞類(lèi)型主要有以下 幾種。1斷裂路面板內(nèi)應(yīng)力超過(guò)水泥混凝土強(qiáng)度時(shí)，如板太薄或?qū)嶋H車(chē)輛荷載太重、板的平面尺寸太大、地基過(guò)大變形使板塊底部失去支承，養(yǎng)護(hù)期間收縮應(yīng)力過(guò)大、由于材料選用或施工不當(dāng)

36、、抗折強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求等，將會(huì)出現(xiàn)橫向或縱向以及板角的斷裂和裂縫。2唧泥唧泥是車(chē)輛荷經(jīng)過(guò)接縫時(shí)，基礎(chǔ)中部細(xì)粒材料從接縫和裂縫處與水一同噴出，板邊緣底部會(huì)出現(xiàn)脫空的現(xiàn)象。板邊緣部分和角隅失去支承，導(dǎo)致在離接縫1.5- 1.8m處產(chǎn)生橫向裂縫或角隅 處斷裂。3錯(cuò)臺(tái)錯(cuò)臺(tái)是指接縫兩側(cè)出現(xiàn)的豎向相對(duì)位移。由于基礎(chǔ)過(guò)軟造成橫向接縫或裂縫兩側(cè)的路面形成臺(tái)階的現(xiàn)象稱(chēng)為錯(cuò)臺(tái)。降低了行車(chē)的平穩(wěn)和舒適性。4 傳力桿失效混凝土板施工時(shí)傳力桿安放不當(dāng)，面路板因熱脹時(shí)受到阻礙，不能正常傳遞荷載， 在接縫兩側(cè)板上產(chǎn)生裂縫或碎裂。5脹裂在炎熱夏季，路面板膨脹或板的縫隙內(nèi)落入雜屑，阻礙板的伸長(zhǎng)，使橫向裂縫處或板縫兩側(cè)向上拱起

37、破裂。斷裂病害的出現(xiàn)，破壞了混凝土板的整體性，而斷裂的根本原因是水泥混凝土路面板在 行車(chē)荷載與溫度應(yīng)力共同作用下產(chǎn)生的板內(nèi)拉應(yīng)力超過(guò)了混凝土本身的抗彎拉強(qiáng)度，因此斷裂作為混凝土結(jié)構(gòu)破壞狀態(tài)的臨界狀態(tài)?；炷涟搴裨O(shè)計(jì)的主要控制指標(biāo)是混凝土的抗彎拉強(qiáng)度。11.6 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu) 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)層是由混凝土面板、基層、墊層、路基（土基）等所組成。其結(jié)構(gòu) 的組合設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足： 在各類(lèi)交通等級(jí)下的強(qiáng)度要求、水穩(wěn)定性、各結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度、厚度及施工 碾壓要求。1. 路 基 在混凝土路面下的路基在自重和車(chē)輛荷載作用下，應(yīng)穩(wěn)定、密實(shí)、均質(zhì)（包括組成、壓 實(shí)度和濕度） 、排水良好，對(duì)路面結(jié)構(gòu)提供均勻的支承（不產(chǎn)

38、生過(guò)量沉陷和均勻變形） 。為保證路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，提供穩(wěn)定的支承時(shí)路基應(yīng)考慮：（1） 路基應(yīng)保證最小填土高度，使路基始終處于干燥或中濕狀態(tài)；（2）地下水位高時(shí)，宜提高路堤設(shè)計(jì)標(biāo)高；提高水穩(wěn)性或降低地下水位；（3）在設(shè)計(jì)標(biāo)高受限制， 未能達(dá)到中濕狀態(tài)的路基臨界高度時(shí)，應(yīng)選用粗粒土或低劑量 石灰或水泥穩(wěn)定細(xì)粒土做路床或上路床填料；（4）對(duì)路基應(yīng)進(jìn)行充分壓實(shí)，壓實(shí)度應(yīng)符合要求。（5）巖石或填石路床頂面應(yīng)鋪設(shè)整平層。一般采用100150mm厚度的未篩分碎石和石屑或低劑量水泥穩(wěn)定粒料做整平層。2. 基層 水泥混凝土路面板下的基層，主要承受由面層擴(kuò)散下來(lái)的行車(chē)荷載和面層滲入水的作 用。（1）設(shè)置基層的作

39、用a）防沖刷：基層的首先應(yīng)具有剛度和抗沖刷能力，防止?jié)B水對(duì)對(duì)路基沖刷。b）防唧泥：由于路基土的塑性變形量大，細(xì)料含量多時(shí)，受水沖刷后，在荷載作用下， 易出現(xiàn)唧泥、錯(cuò)臺(tái)、板底脫空病害。c）防水：在濕軟土基上，鋪筑開(kāi)級(jí)配粒狀材料，以隔斷地下毛細(xì)水上升。d）防凍：在季節(jié)性冰凍地區(qū)，用對(duì)冰凍不敏感的粒狀多孔材料鋪筑基層，可以減少路 基的冰凍深度， 以減輕凍脹的危害。 并更有效的防水、 防凍，提高耐久性； 基層在墊層之上。e） 對(duì)混凝土面層施工機(jī)械的安裝和施工操作提供工作面（側(cè)立模板）。 （2）基層類(lèi)型選用基層的寬度應(yīng)比混凝土面層每側(cè)至少寬出300mm （采用小型機(jī)具施工時(shí)） 或500mm （軌模式攤鋪

40、機(jī)施工時(shí)）或 650mm （滑模式攤鋪機(jī)施工時(shí)）。路肩采用混凝土面層，其厚度與行 車(chē)道面層相同時(shí)，基層寬度宜與路基同寬。級(jí)配粒料基層的寬度也宜與路基同寬?；鶎酉挛丛O(shè)墊層，上路床為細(xì)粒土、或級(jí)級(jí)配不良砂（承受特重或重交通時(shí)），或者細(xì)粒土（承受中等交通時(shí)） ，應(yīng)在基層下設(shè)置底基層。底基層可采用級(jí)配粒料、水泥穩(wěn)定粒料 或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料，底基層厚度一般取 200 mm。4 墊層墊層按其在混凝土路面板下的設(shè)置作用及材料分為：（ 1 ）排水墊層（隔離層） ：采用顆粒材料或不透水隔離層（土工合成材料及瀝青砂等 構(gòu)筑）。（2）半剛性墊層（穩(wěn)定層） ：常用采用石灰土和顆粒材料層。（ 3）防凍墊層：常用顆粒材

41、料、石灰土、爐渣石灰。當(dāng)路面總厚度小于最小防凍層厚 度要求。5 混凝土面層（ 1 ）要求 水泥混凝土面層應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐久性、表面抗滑性、耐磨、平整。面層一般采用 設(shè)接縫的普通混凝土； 當(dāng)面層板的平面尺寸較大或形狀不規(guī)則時(shí)、 路面結(jié)構(gòu)下埋有地下設(shè)施、 高填方、 軟土地基、 填挖交界段的路等有可能產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)， 應(yīng)采用設(shè)置接縫的鋼筋混 凝土面層。（ 2） 板塊尺寸水泥混凝土路面寬度為縱向接縫的間距，按路面寬度在3.04.5m寬度范圍確定。其長(zhǎng)度是相鄰橫向接縫的間距， 需按面層板的類(lèi)型和厚度選定， 普通水泥混凝土面板一般長(zhǎng)為 4 6m且面層板的寬長(zhǎng)比一般不超 1:1.3 ,平面尺寸不宜大于

42、25卅。而碾壓混凝土和鋼纖維混凝 土面層板長(zhǎng)一般為 610m,鋼筋混凝土面層板長(zhǎng)一般為 615mt（3）厚度普通混凝土、 鋼筋混凝土、 碾壓混凝土或連續(xù)配筋混凝土面層所需要板的厚度， 可參照 下表所示參考范圍初估， 并按規(guī)定的程序， 進(jìn)行混凝土板厚度計(jì)算和驗(yàn)算后確定。當(dāng)為特重或重交通時(shí)，其板的最小厚度為260mm中等或輕交通時(shí)，其最小厚度為 220mm11.7 水泥混凝土路面接縫的構(gòu)造與布置1板塊劃分的意義水泥混凝土路面的面層它是由一定厚度的水泥混凝土板組成，屬于大體積工程， 當(dāng)溫度變化時(shí)， 水泥混凝土板難免會(huì)發(fā)生熱脹或冷縮。 晝夜溫度變化， 使混凝土板面和板底出現(xiàn)溫 度坡差， 白天板混凝土板

43、頂面的中部形成隆起的趨勢(shì)； 夜間當(dāng)混凝土板的頂面溫度低于板底 面溫度時(shí)， 會(huì)使板的周邊及角隅形成翹曲的趨勢(shì)，板角隅上翹時(shí)， 會(huì)發(fā)生板塊同地基相脫空的現(xiàn)象。 這些變形會(huì)受到混凝土面層與墊層之間的摩擦力和粘結(jié)力，以及板的自重和車(chē)輪荷載等作用， 這些荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合作用，致使板內(nèi)產(chǎn)生較大的應(yīng)力， 造成混凝土板產(chǎn)生的裂縫或拱脹等破壞。水泥混凝土路面板的劃塊設(shè)縫，使板內(nèi)應(yīng)力控制在允許范圍內(nèi)， 避免板體產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。2 等 厚 板汽車(chē)荷載作用于板邊產(chǎn)生的彎拉應(yīng)力大于板中， 為了適應(yīng)荷載應(yīng)力的變化， 早期混凝土 路面板的橫斷面采用不等厚變截面板， 板邊部比中部厚。 這種斷面在厚度變化處， 容易引起

44、 折裂，且給基層和墊層施工帶來(lái)諸多不便。 目前國(guó)內(nèi)外多采用等邊厚度的斷面形式作為混凝 土板厚度。 普通混凝土、 碾壓混凝土路面的面層一般采用矩形，盡量避免板角出現(xiàn)銳角。板 的橫縫與縱縫應(yīng)互相垂直相交，但縱縫兩側(cè)的橫縫不得互相錯(cuò)位布置，避免出現(xiàn)感應(yīng)裂縫。3 接縫構(gòu)造與布設(shè)水泥混凝土路面構(gòu)造縫分為兩大類(lèi)：縱向接縫和橫向接縫。在板縫處應(yīng)考慮防滲水和和 傳遞荷載的功能。新規(guī)范規(guī)定，對(duì)多車(chē)道路面，應(yīng)每隔34個(gè)車(chē)道設(shè)置一條縱向脹縫，其構(gòu)造與橫向脹縫相同。（1）縱向接縫1） 縱向施工縫 當(dāng)一次鋪筑寬度小于路面寬度施工時(shí)，應(yīng)設(shè)縱向施工縫。縱向施工縫的構(gòu)造有：設(shè)拉桿的 平縫形式和加拉桿的企口縫形式等。拉桿采用螺

45、紋鋼筋，垂直于縱縫，并設(shè)于板的中部。（2）縱向縮縫當(dāng)一次攤鋪兩個(gè)或者兩個(gè)以上車(chē)道時(shí)，路面應(yīng)增設(shè)縱向縮縫，其位置按車(chē)道寬度而定。 縱縫盡量不要設(shè)置在車(chē)輪輪跡位置。 縱向縮縫的構(gòu)造采用設(shè)拉桿的假縫形式。 其縫鋸槽口深 度應(yīng)大于施工縫的槽口深度。采用粒料基層時(shí)，槽口深度應(yīng)為板厚的1/3 ；采用半剛性基層時(shí)，槽口深度應(yīng)為板厚的 2/5 ?？v縫設(shè)置拉桿的目的是為了提供板塊的粘結(jié)力和拉力，防止 板塊橫向位移。 拉桿施工應(yīng)設(shè)在板塊中央， 最外側(cè)的拉桿距橫向接縫的距離不得小于100mm，并應(yīng)對(duì)拉桿中部100 mm范圍內(nèi)進(jìn)行防銹處理。（2） 橫向接縫1） 橫向縮縫為了避免混凝土板塊由于溫度和濕度降低， 而產(chǎn)生不

46、規(guī)則的裂縫設(shè)置橫向縮縫。 橫向縮 縫有兩種形式， 不設(shè)傳力桿的假縫形式和設(shè)傳力桿的假縫形式。 在特重和重交通公路、 收費(fèi) 廣場(chǎng)及鄰近脹縫或自由端部的 3 條縮縫，應(yīng)采用設(shè)傳力桿假縫形式。2） 橫向施工縫每日施工結(jié)束， 或因故停工半小時(shí)以上， 需設(shè)置橫向施工縫。 橫向施工縫的構(gòu)造 , 采用設(shè) 傳力桿的平縫形式。如下圖所示。設(shè)在脹縫處的施工縫，其構(gòu)造與脹縫相同。3）橫向脹縫 水泥混凝土路面在低溫施工或選用膨脹性高的集料時(shí)，應(yīng)保證面板在溫度升高時(shí)有伸縮 余地，需設(shè)置橫向脹縫。脹縫采用滑動(dòng)傳力桿構(gòu)造。混凝土路面板的脹縫是最薄弱的，若施工不當(dāng)，脹縫處的板塊常出現(xiàn)碎裂等病害。 我國(guó)現(xiàn)行剛性路面設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定

47、， 在臨近橋涵、 隧道口、 道路與其他路面或與其它固定 構(gòu)造物相接處、 小半徑平 （豎） 曲線(xiàn)、縱坡變化處以及城市道路在交叉口寬度變化處應(yīng)設(shè)置 脹縫。一般設(shè)置23條。傳力桿設(shè)置的目的，是為了把荷載應(yīng)力通過(guò)傳力桿傳從橫向接縫 一側(cè)傳到相鄰板塊， 保證接縫處的傳荷能力和路面的平整， 防止錯(cuò)臺(tái)等病害的產(chǎn)生。 傳 力桿采用光圓鋼筋。對(duì)脹縫和縮縫處的傳力桿采用相同有間距和尺寸按表11-7-2選用。最外側(cè)傳力桿距縱向接縫或自由邊的距離為150250m m。對(duì)設(shè)置在橫縫處的傳力桿，應(yīng)在大于傳力桿 長(zhǎng)度的 1 /2范圍內(nèi)涂瀝青，以保證板塊自由滑動(dòng)。4 特殊部位配筋 混凝土自由邊緣下基礎(chǔ)薄弱或接縫為設(shè)傳力桿的平

48、縫時(shí)，可在面層邊緣的下部配置鋼 筋；承受特重交通的脹縫、施工縫和自由邊的面層角隅，應(yīng)配置角隅配筋。5交叉口處接縫 相交道路加寬部分的接縫布置， 避免出現(xiàn)或少形成銳角和錯(cuò)縫。 在加寬和寬度變化路段 的終點(diǎn)， 此處板寬不宜小于 1 米。在次要道路彎道加寬橫斷面處的橫向接縫， 采用脹縫形式。 在估計(jì)膨脹量大時(shí)，應(yīng)連續(xù)設(shè)置 23 條設(shè)滑動(dòng)傳力桿的脹縫。與脹縫相鄰的三條縮縫應(yīng)設(shè) 置成設(shè)傳力桿的假縫形式。6 板端部處理（ 1 ）橋頭搭板 混凝土路面板與橋梁連接時(shí)， 處理不好， 往往形成錯(cuò)臺(tái)， 以至汽車(chē)在橋頭行駛時(shí)而產(chǎn)生 跳車(chē)。道路與橋梁連接處應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土搭板，并在搭板與混凝土面層板塊之間應(yīng)設(shè)置 610

49、m的鋼筋混凝土面層過(guò)渡板。搭板一側(cè)放在橋臺(tái)上，并加設(shè)防滑錨固鋼筋和搭板上預(yù) 留灌漿孔。端部錨固結(jié)構(gòu)是為了約束連續(xù)配筋混凝土面層的膨脹位移。（2）與其它路面相接 在水泥混凝土路面與瀝青路面的相接時(shí)，由于瀝青路面難以抵御混凝土面層的膨脹推 力，易于出現(xiàn)瀝青路面的推移擁起，形成接頭處的不平整，引起跳車(chē)。其間應(yīng)設(shè)置至少3m長(zhǎng)的過(guò)渡段。 過(guò)渡段的路面采用兩種路面呈階梯狀疊合布置， 其下面鋪的變厚混凝土過(guò)渡板 厚不得小于200mm過(guò)渡段與混凝土面層相接處的接縫內(nèi)設(shè)置直徑25mm長(zhǎng)700mm間距400mm的拉桿?；炷撩鎸优c瀝青路面相鄰的 12條橫向接縫應(yīng)設(shè)置脹縫。11.8 普通水泥混凝土路面板厚計(jì)算1 水

50、泥混凝土板厚確定確定方法水泥混凝土路面板在車(chē)輪荷載的作用下， 由于板的擴(kuò)散性能好， 所以路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的彎 曲變形微小， 而其厚度又遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其平面尺寸， 因此， 在力學(xué)分析時(shí)常將混凝土板看作彈性 薄板，將其結(jié)構(gòu)層視為彈性層狀結(jié)構(gòu)。 可以采用有限元法分析確定水泥混凝土路面板的荷載 應(yīng)力，并通過(guò)水泥混凝土路面溫度應(yīng)力分析，來(lái)研究板內(nèi)產(chǎn)生的脹縮應(yīng)力和溫度翹曲應(yīng)力， 從而確定混凝土的板厚和板塊尺寸。 剛性路面設(shè)計(jì)采用混凝土的抗彎拉強(qiáng)度作為板厚設(shè)計(jì)控 制指標(biāo)。水泥混凝土板厚的確定方法有三種： 解析或理論方法、經(jīng)驗(yàn)力學(xué)方法、 路面設(shè)計(jì) 專(zhuān)用系統(tǒng)軟件計(jì)算。2 混凝土板厚度計(jì)算程序在現(xiàn)行的交通部公路水泥混凝土路

51、面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D40 2002）中，在進(jìn)行混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)， 提出混凝土路面結(jié)構(gòu)可靠度要求， 引入了目標(biāo)可靠度、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)與 變異水平等級(jí)等指標(biāo)。路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)主要有：目標(biāo)可靠度、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期、變異系數(shù)、 可靠度參數(shù)等。根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)依據(jù)， 在滿(mǎn)足路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)的原則下進(jìn)行組合設(shè)計(jì)， 依據(jù)交通等級(jí)、 公路等級(jí)和所選變異水平等級(jí) ，初估混凝土板厚度。 然后， 分別計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲 勞應(yīng)力。當(dāng)荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力之和與可靠度系數(shù)的乘積小于且接近混凝土的抗彎 拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，即滿(mǎn)足式 rr（ pr tr ） fr 的要求，則初選厚度可作為混凝土板的計(jì)算 厚度。否則，重新改選混凝土板厚度，進(jìn)行計(jì)算，直到滿(mǎn)足要求為止。設(shè)計(jì)厚度依計(jì)算厚度 按10cm向上取整。計(jì)算示例參見(jiàn) 公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ D40-2002）附錄B。11.9 其他類(lèi)型混凝土路面簡(jiǎn)介1 鋼筋混凝土路面鋼筋混凝土路面是指混凝土板內(nèi)配置有縱向、 橫向鋼筋（或鋼絲） 網(wǎng)的混凝土路面，其 板內(nèi)鋼筋網(wǎng)的主要作用并非為增加板的抗彎強(qiáng)度， 而是阻止板的裂縫張開(kāi)、 使板依靠斷裂面 上的集料嵌鎖作用而保證板結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度。鋼筋混凝土板的縮縫（橫縫）間距較長(zhǎng)，一般