二級公路路面的設(shè)計要點

1、二級公路路面的設(shè)計要點摘要：在二級公路設(shè)計中，路面的設(shè)計是設(shè)計作業(yè)的重要組成部分，對于公路 的使用壽命和品質(zhì)具有直接的聯(lián)系。本文即詳細闡述了二級公路路面的設(shè)計要點。關(guān)鍵詞：二級公路；路面；材料；排水一、二級公路概述二級公路為供汽車行駛的雙車道公路，它應(yīng)能適應(yīng)將各種車輛折合成小客車 5000-15000輛的年平均日設(shè)計交通量，為連接政治、經(jīng)濟中心或大工礦區(qū)、港口、 機場等地的公路。其路基寬度一般為12米和10米，特殊地段可采用8.5米。隨 著公路建設(shè)里程拓展、公路使用的日益加劇。目前我國二級公路路面存在多種損 害方式。二、二級公路路面設(shè)計的內(nèi)容（一）公路路面的類型和結(jié)構(gòu)設(shè)計路面類型和結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)

2、該在充分全面的調(diào)查道路所在地的自然環(huán)境條件、 當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、設(shè)計要求、使用要求、以及材料的供應(yīng)，還有一些施工養(yǎng)護技 術(shù)等的因素下，選擇路面的類型，在路面類型的基礎(chǔ)上還要考慮路基支承條件， 然后才確定結(jié)構(gòu)方案。路面工程是公路工程中工程量很大的一項，基層、墊層的 材料要盡可能選擇當(dāng)?shù)氐牟牧?，因地制宜，還要注意施工過程中各種廢棄物的使 用和處理。必要的時候，可以考慮采用新型的路面結(jié)構(gòu)形式、用新材料、新技術(shù) 新工藝。同時還要注意，施工、設(shè)計、養(yǎng)護等措施，能夠保證路面的功能和結(jié)構(gòu) 承載力。另外，在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可以根據(jù)壽命周期費用來分析并合理的確定 路面的類型和結(jié)構(gòu)。（二）公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計和經(jīng)濟評價

3、路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計就是路面類型確定以后，根據(jù)預(yù)先選定的結(jié)構(gòu)方案和選定的 路面建筑材料，采用合理規(guī)范的設(shè)計理論和方法，對路面結(jié)構(gòu)進行力學(xué)驗算，使 其符合力學(xué)要求，以保證公路工程完成后的壽命。目前公路路面類型主要有瀝青 混凝土路面和水泥混凝土路面兩種，瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面都要求平 整、透水性小、同時要防滑、耐磨，還要抗車轍和抗裂縫性能好，使用時間長。 要滿足這些條件，就要在公路路面設(shè)計的時候考慮公路的特殊地理、自然資源條 件、材料、交通量等因素，設(shè)計時還要求工程師和相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員嚴格計算， 然后進行合理的設(shè)計。（三）公路路面的建筑材料設(shè)計在公路路面的設(shè)計中，路面建筑材料的設(shè)計是一個不容忽視

4、的重要環(huán)節(jié)，但 是在路面設(shè)計的過程中不受重視，是很容易被忽略的內(nèi)容。主要原因是公路路面 的設(shè)計只是依據(jù)設(shè)計規(guī)范或者是當(dāng)?shù)毓吩O(shè)計經(jīng)驗來確定路面的結(jié)構(gòu)層次，各層 次的材料也是依據(jù)設(shè)計規(guī)范和當(dāng)?shù)卦O(shè)計經(jīng)驗來確定和指定名稱的，路面建筑材料 的設(shè)計要運用工程技術(shù)和材料科學(xué)相結(jié)合，對于道路所在地的自然環(huán)境、材料在 路面結(jié)構(gòu)中所起的功能進行充分考慮，合理的選擇滿足規(guī)定要求的材料，并進行 合理的配比。三、二級公路路面損害方式（一）泛油泛油是瀝青路面的一種主要破壞形式。泛油多發(fā)生在夏季高溫季節(jié)，由于面 層油石比過大，含油量過高而形成的。一般輕微泛油可撒石屑或粗砂，并用壓路 機或行車碾壓處治；泛油較重的可先撒5m

5、m10mm粒徑的碎石，用壓路機碾壓， 待穩(wěn)定后撒石屑或粗砂，并用壓路機或行車碾壓。（二）裂縫裂縫是瀝青路面的另一種主要破壞形式。裂縫的出現(xiàn)往往是路面損害急劇增 加的開始。瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因很多，包括非荷載裂縫和荷載裂縫。非荷載 裂縫主要是溫度裂縫和基層反射裂縫。溫度裂縫一般有兩種形式：一種是低溫收 縮裂縫，一種是溫度疲勞裂縫。荷載型裂縫，即主要由行車荷載作用而產(chǎn)生的裂 縫。在車輛荷載作用下，半剛性基層的底部要產(chǎn)生拉應(yīng)力，如果拉應(yīng)力大于半剛 性基層材料的抗拉強度，則半剛性基層的底部就很快開裂。在行車荷載的反復(fù)作 用下，底部的裂縫會逐漸擴展到上部，并使瀝青面層也開裂破壞。由車輛荷載產(chǎn) 生的裂縫

6、反映到面層上，往往不是單獨的、稀疏的或較有規(guī)則的裂縫，而是稠密 的，有時互相聯(lián)系的裂縫，甚至是網(wǎng)狀的裂縫。嚴重時，還往往伴隨著表面的形 變，例如轍槽或沉陷。（三）路基塌陷二級公路容易產(chǎn)生彈性和殘余變形，殘余變形影響了路基的穩(wěn)定和路面的平 整度。主要原因有：1）零填土中自由水分充分，壓實荷載的大部分由空隙中自 由水承受，土粒有效應(yīng)力減小，土基不能充分碾壓，難以達到足夠的強度。2） 零填及路塹路基對氣候的變化敏感，水分和溫度的作用使土粒吸脹和收縮作用明 顯，毛細水容易上升至路基工作區(qū)，使路基處于潮濕狀態(tài)，降低了路基的承載力。 3）因路基無填土，動載作用應(yīng)力不能充分擴散即達天然地基上，促使地基變形

7、沉降，或者使天然地基局部不均勻反映到路面上。針對以上問題，換填時可采取 以下三項措施：采用剛性較高的填土結(jié)構(gòu)；保證填土處于干燥、中濕狀態(tài)， 降低溫度、水分對填土的影響；對基底進行技術(shù)處理，減少基底土層的沉降， 并使其強度均勻。四、二級公路路面設(shè)計的要點（一）工程概況某公路為二級公路，線路總長度為3.1km，路基寬度為10m，設(shè)計車速 60km/h，采用瀝青混凝土路面，設(shè)計基準期為12年。該區(qū)屬亞熱帶溫潤氣候， 四季分明，冬暖夏熱，年平均氣溫1718.8C，極端最高氣溫43C，極端最低氣 溫-3.8C。年平均降雨量1032mm，年平均霧日50d，平均風(fēng)速1.75m/s。本地區(qū) 地震烈度為5度。山

8、坡地段上覆13m粘土表層，下為粉砂質(zhì)泥巖及長石石英砂 巖，成互層狀產(chǎn)出；水田段淤泥為0.5m，其下25m粘土。（二）因地制宜，合理進行路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計根據(jù)本地區(qū)的實際，不同的地區(qū)地理、氣候、環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展特點不同，交 通組合也有較大的差距，在進行路面設(shè)計時，不能千篇一律地采用半剛性基層， 在交通量不大，重載交通量少的江南地區(qū)和部分江淮地區(qū)路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計應(yīng)考 慮使用級配碎石柔性基層和低劑量水泥穩(wěn)定碎石基層；對交通量大，但重載交通 量較少的地區(qū)，可以在半剛性基層和瀝青面層之間設(shè)置級配碎石柔性排水層，或 采用低劑量的水泥穩(wěn)定碎石基層，減少半剛性材料反射裂縫對路面的早期損害； 對于交通量較大且重載交

9、通較多的地區(qū)，在使用半剛性結(jié)構(gòu)層時，可以考慮使用 土工材料加強結(jié)構(gòu)層之間的聯(lián)系，同時改善層間的受力特性。（三）各層材料計算參數(shù)的確定1、面層強度和模量的確定方法瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計主要須確定瀝青混合料在25C和15C時的抗壓模量和15C 的劈裂強度。強度和模量的確定方法有兩種：試驗法和經(jīng)驗法。本工程主要選擇 經(jīng)驗法進行強度以及模量的確定，經(jīng)驗法是參照規(guī)范中的參數(shù)建議值，考慮工程 所在地的氣候狀況（自然區(qū)劃和氣候分區(qū)）和工程的具體情況適當(dāng)選用。如，瀝 青路面設(shè)計規(guī)范建議粗粒式瀝青混凝土，瀝青標號90的抗壓模量為18002200, 設(shè)計時不能簡單地取中值，如果所用瀝青標號較低，如60、70，可考慮用較

10、高的值，若為90，則應(yīng)取低限；高速公路行車速度高，一般二級 公路行車速度低，那么設(shè)計高速公路路面時可取上限值。設(shè)計諸如礦區(qū)道路時， 因軸載較重車速低，則可取低限。2、基層材料類別與計算參數(shù)確定（1）基層材料的類別我國路面工程中基層最常用的當(dāng)屬半剛性基層，主要材料類別按瀝青混凝土 路面規(guī)范有水泥穩(wěn)定類（水泥土、水泥穩(wěn)定級配碎石（砂礫）、石灰粉煤灰碎石 （砂礫）、水泥石灰土、二灰土、水泥粉煤灰等綜合穩(wěn)定類。結(jié)合本工程的實際 情況，本工程主要采用水泥穩(wěn)定碎石基層作為基層材料。（2）主要力學(xué)參數(shù)確定在本工程設(shè)計中，確定的基層材料的力學(xué)參數(shù)，設(shè)計為瀝青路面時，需要考 慮抗壓模量和劈裂強度，設(shè)計為水泥混凝

11、土路面時，只須確定抗壓模量。材料力 學(xué)參數(shù)可通過配比試驗確定，也可參照規(guī)范建議值確定。半剛性基層材料的參數(shù) 依據(jù)規(guī)范建議確定時應(yīng)注意規(guī)定的齡期，材料配比，特別是結(jié)合料的含量；同時 應(yīng)考慮基層將來可能處于的潮濕狀態(tài)。（3）墊層材料類別與計算參數(shù)墊層材料主要有石灰穩(wěn)定類（石灰土、石灰穩(wěn)定集料等）、級配碎石、砂礫 等。設(shè)計中一般只須確定墊層材料的抗壓回彈模量，由于用于墊層材料的粒料很 難進行試驗測定，一般參照規(guī)范建議值確定即可。3、土基回彈摸量的確定新建公路設(shè)計時，土基回彈模量值應(yīng)根據(jù)查表法（或現(xiàn)有公路調(diào)查法）、室 內(nèi)試驗法、換算法等，經(jīng)綜合分析、論證，確定沿線不同路基狀況的土基回彈模 量設(shè)計值。土

12、基回彈模量是路面設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)，也是隨機性大和比較難確定的 參數(shù)。確定的方法有兩種，可稱為經(jīng)驗法（查表法）和現(xiàn)場測定法。經(jīng)驗法：新建道路設(shè)計時，尚無法實測土基頂面的回彈模量，應(yīng)對路基填土 類型、地下水位、預(yù)測的路基潮濕狀態(tài)綜合分析，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)或通過室內(nèi)試驗 確定。根據(jù)土類和氣候區(qū)以及擬定的路基土的平均稠度，當(dāng)采用重型擊實標準時， 土基回彈模量值可較表列數(shù)值提高1530%?，F(xiàn)場實測法：在已建成的路基上，在不利季節(jié)按照現(xiàn)行公路路基路面現(xiàn)場 測試規(guī)程規(guī)定，用大型承載板測定土基00.5mm （路基軟弱時測至1mm ）的 變形壓力曲線，然后根據(jù)公式計算出回彈模量值。（四）完善路面的排水設(shè)計首先應(yīng)迅速排

13、除表面水，防止積水滲入下層，要求路拱和表面平整度符合規(guī) 定，路表不得積水；其次，為防止面層滲水滯留基層表面，而使基層被浸軟，在基層上應(yīng)做封層 和透層，能夠達到即使有水滲入也能及時沿基層表面的路拱排出的效果；第三面層材料應(yīng)選擇能耐荷載與水分復(fù)合作用的材料；第四設(shè)置排水層（墊層），既能排水，也能隔斷毛細水，使上升的毛細水也 能及時排出。因此，此墊層或下基層應(yīng)有排除上、下兩方來水的作用，應(yīng)用透水材料；第五與路面結(jié)構(gòu)排水有關(guān)的邊溝、滲溝、排水溝等，必須按規(guī)范要求設(shè)置；第六各層的強度自上而下逐漸減小，層次較多，雖受力情況較合理，但不同 材料過多的層次將會給施工工藝及材料制備帶來較大困難，因此，一般層次不宜 過多，層間應(yīng)盡量連續(xù)。結(jié)語綜上，在進行二級公路路面設(shè)計的過程中，必須根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況以及實踐 經(jīng)驗進行設(shè)計，在滿足交通量和使用要求的前提下，應(yīng)遵循因地制宜、合理取材、 方便施工、利于養(yǎng)護、節(jié)約投資的原則，進行路面設(shè)