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动画图文:沥青路面结构组成特点(下)

 草民一介斋 2020-06-24

二、结构层与性能要求

        沥青路面结构自上而下分为面层、基层、路基。各层具体的位置与组成见下图:

沥青路面结构示意图

(一)路基

        1、路基既为车辆在道路上行驶提供基础条件,也是道路的支撑结构物。路基应稳定、密实、均质,对路面结构提供均匀的支承,即路基在环境和荷载作用下不产生不均匀变形。

        2、性能主要指标

       ①整体稳定性

       路基在车辆、路堤自重作用下受到附加荷载,当荷载超过土体承载力的时候,路基会发生剪切破坏,也就是失稳。整体稳定性由路基结构的强度决定。

路基失稳与路基沉降形式

       ②变形量控制

       路基及其下承的地基,在自重和车辆荷载作用下会产生变形,当变形过大时会促使路面过早破坏并影响汽车行驶舒适性。因此,必须尽量控制路基、地基的变形量,才能给路面以坚实的支承。变形量由路基结构的刚度决定。

(二)基层

        1、基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的竖向力,并把面层下传的应力扩散到土基。且为面层施工提供稳定而坚实的工作面,控制或减少路基不均匀冻胀或沉降变形对面层产生的不利影响。基层受自然因素的影响虽不如面层强烈,但面层下的基层应有足够的水稳定性,以防基层湿软后变形大,导致面层损坏。

        2、性能主要指标

       ①基层应具有足够的、均匀一致的承载力和较大的刚度;有足够的抗冲刷能力抗变形能力,坚实、平整、整体性好。基层顶面存水在车辆荷载作用下反复高速冲刷基层表面,极易将基层表面的细颗粒成分冲走,导致基层出现坑槽,久而久之破坏,下面是路面水对于基层的冲刷效应原理图:

水冲刷基层效应原理图

       ②不透水性好。底基层顶面宜铺设沥青封层或防水土工织物;为防止地下渗水影响路基,排水基层下应设置由水泥稳定粒料或密级配粒料组成的不透水底基层。

(三)面层

        1、面层直接承受行车荷载的作用,荷载包括竖向力、水平力和冲击力。

        2、面层是直接同大气相接触的层位,受降水的侵蚀作用和温度变化的影响。因此面层应具有较高的强度、刚度、耐磨、不透水和高低温稳定性,并且其表面层还应具有良好的平整度和粗糙度。

        3、面层使用指标

       ①承载能力

        面层在长期使用中会出现疲劳损坏(如裂缝)和塑性累积变形(如车辙),严重影响行车舒适性与路面结构完整性。

         沥青路面车辙

         沥青路面裂缝

        为此,路面必须具有足够抗疲劳破坏和塑性变形的能力,即具备相当高的强度(我国规范用马歇尔稳定度评价)和刚度(路表弯沉值、沥青层剪应变)。

         路面强度与刚度动画详解

       沥青混凝土强度评价方法(马歇尔试验)

       ②平整度

        平整的路表面可减小车轮对路面的冲击力,行车产生附加的振动小不会造成车辆颠簸,能提高行车速度和舒适性,不增加运行费用。平整度的检测一般采用三米直尺法

         三米尺法测量路面平整度

       ③温度稳定性

       面层材料特别是表面层材料,长期受到水文、温度、大气因素的作用,材料强度会下降,材料性状会变化。夏天高温时沥青变得粘稠,流动性强,易产生车辙;冬天低温时沥青变得脆硬,应力松弛能力变差,受冷收缩时易产生裂缝(龟裂)。

   (沥青路面低温收缩产生的龟裂)

       为此,路面必须保持较高的稳定性,即具有较低的温度、湿度敏感度。具体的指标包括高温稳定性(马歇尔稳定度试验、车辙试验)、低温抗裂性(低温弯曲试验)、耐久性(粘附性试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验)。相应试验的试验方法动画介绍与评价指标见“同路土木”过往文章。

    (评价高温稳定性的车辙试验)

       ④抗滑能力

       路表面应平整、密实、粗糙、耐磨,具有较大的摩擦系数和较强的抗滑能力。路面抗滑能力强,可缩短汽车的制动距离,降低发生交通安全事故的频率。面层抗滑能力主要取决于矿料的粗糙程度(微观粗糙)和集料的表面构造深度(宏观粗糙),前者评价指标为磨光值(粗集料磨光值试验),后者评价指标为构造深度TD值(砂铺法)。相应试验的试验方法动画介绍见“同路土木”过往文章。

       路面抗滑性能(宏观粗糙与微观粗糙)

       ⑤透水性

       一般情况下,城镇道路路面应具有不透水性,以防止水分渗入道路结构层和土基,致使路面的使用功能丧失。当采用透水面层时(如OGFC),应在面层底面设置不透水层,避免水分进入基层。

      (透水路面与不透水路面)

        ⑥噪声量

       城市道路使用过程中产生的交通噪声,使人们出行感到不舒适,居民生活质量下降。城市区域应尽量使用低噪声路面,为营造静谧的社会环境创造条件。近年我国城市开始修筑降噪排水路面,以提高城市道路的使用功能和减少城市交通噪声。沥青路面结构组合:上面(磨耗层)层采用OGFC沥青混合料,中面层、下(底)面层等采用密级配沥青混合料。既满足沥青路面强度高、高低温性能好和平整密实等路用功能,又实现了城市道路排水降噪的环保功能。

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