城市道路路面基本知识

第九章城市道路路面基本知识

一、概述：

城市道路的路面是城市道路的重要组成部分，它由各种材料铺筑在路基上供车行、人行的层状构筑物。路面质量的好坏，直接影响到行驶、速度、安全和运输成本。为满足对城市道路的通畅、安全、舒适、经济等各方面的要求，对道路路面就有一定的要求。

一、路面的基本要求

城市交通要求道路路面：

1.能承受各种车辆行驶而不受破坏；

2.能保证全天候通行；

3.能在一定的通行速度下保证安全和舒适。

因此，对城市道路的路面有以下要求：

➢强度和刚度

强度是车辆行驶，承担路面结构会产生不同的压应力、拉应力和剪应力的能力。

刚度是指路面抗变形的能力，同样强度路面，刚度可能不同。在强度足够，刚度不足的情况下，也会使路面产生变形，如波浪，凹陷等破坏现象。

➢稳定性

路面暴露在自然环境中，在水份、温度的影响下，路面的性能会发生变化，影响路面的强度和刚度，为此必须选择适合于当地情况的路面结构与材料，使其变化减少到最低。

➢平整度

道路的平整度对使用的安全性和舒适性有很大的影响。平整度差会影响行车速度，同时因车辆颠簸会加快路面破坏，车辆损坏。道路路面要求有较好的平整度，行车速度越快，对平整度要求越高。

➢粗糙度

路面的粗糙度，是指路表面与行驶车辆轮胎之间应具备足够的摩擦阻力，以满足车辆滚动前进或制动停车的安全需要。光滑的路面使车轮缺少足够的摩阻力，容易空转打滑导致交通事故。尤其在行车速度高，或是曲线路段、爬坡路段，更应保证足够的粗糙度。

二、路面结构组成

➢城市道路路面结构根据受力状况和使用要求，采用不同强度、规格的材料来铺筑。

路面通常分为面层、基层和垫层。

三、路面受力分析

行车的作用对路面的影响主要包括车辆的重力作用和行车时的动态作用。

车辆的重力作用，包括自重和载重。车辆通过轮胎与路面的接触面，传递给道路路面，再由路面扩散至路基。重力作用是垂直方向的作用，经传递扩散，最终由土路基承受。

行车的动态影响主要包括水平力和动力作用。水平力是指车辆行驶时，轮胎对路面产生的水平反力。其中，在车辆紧急制动时，对路面产生的水平推力最大，可达竖向力的80％。动力作用是指车辆在路面上行驶时，由于自身的震动和路面的不平整，车轮实际上是以一定频率和振幅在路面上跳动，使作用于路面上的轮载呈时大时小的变化作用。行车的动态作用主要影响路面的受力状况，对路基影响较小。

从行车荷载对于路面作用分析，其竖向应力和应变随深度而递减，因而对各层材料的强度和弹性模量的要求也可随深度而相应减小。因此，路面分层构筑，按强度和弹性模量自上而下递减的组合。

四、面层

面层是路面结构最上面一个层次，直接受行车、自然条件等因素的影响，并将荷载传递至基层。因此，要求面层有较好的强度和刚度，良好的水、温稳定性，耐磨不透水，其表

面有良好的平整度和粗糙度。路面的使用品质主要取决于面层。

修筑面层的材料主要有：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青碎石混合料、碎(砾)石掺土(或不掺土)混合料和块石等。

面层材料的单价较高，因此常根据结构层所受的应力不同，分两层或三层修筑。为改善行车条件，延长使用寿命，面层上常铺有2－3cm的磨耗层；有时有磨耗层上再铺保护层。联结层、磨耗层、保护层都是路面面层的一部分。

五、基层

基层在面层以下，是路面的主要承重层，主要承受由面层传递的荷载垂直力。因此，基层应有足够的强度和刚度，并有良好的扩散应力的性能。强基层才能薄面层。基层也应有平整的表面，以保证面层厚度均匀。它还可能受地表水或地下水侵入，应有足够的水稳定性，以防止受湿变形而影响强度。

用作基层的主要材料有：碎石、砾石、石灰土、用水泥或沥青处治的碎(砾)石、工业废碴组成的混合料和片石、块石等。

基层有时也可分为两层，其厚度根据施工碾压的要求而定。

六、垫层

垫层设置在基层以下与土基之间，作用主要是隔水、排水、防冻和扩散应力，改善土基和基层的工作条件。此外还能阻止路基土挤入基层，起隔离作用，保证路面稳定性。

用作垫层的材料强度不一定要高，但要求水稳定性或隔热性能好。常用材料有两种类型。一是松散颗粒材料，如用砂、砾石、炉碴、片石等修筑的透水性垫层；二是由整体性材料组成，如用石灰土、炉碴石灰土类修筑的稳定性垫层。

七、路面分类

柔性路面

柔性路面主要包括用各种块料面层和各类有机粘结料面层和各种基层(水泥混凝土基层除外)所组成的路面结构。其结构强度主要是依靠有颗粒级配的石料相互密实嵌挤，再加上适量有粘性、弹塑性的结合料共同作用而得的。从受力特点来看，柔性路面抗压，不抗弯拉。在行车荷载的作用下有一定的塑性，允许产生弯沉变形之后又回复到原位时，残留一些微小的变形。但一旦累计变形过量，即引起柔性路面的破坏。因此，在柔性路面的构造中，“密实嵌挤”的原则十分重要。一般来说，面层的造价比较贵，而基层、垫层相对比较便宜。因此，面层的厚度一般相对薄些，但应具有高强抗剪耐磨和热稳定性好。基层可以厚些，承受压力，越往下层，应力越小，对所需的材料要求也可以相对低。

刚性路面

刚性路面主要指水泥混凝土作面层或基层的路面结构。由于水泥混凝土路面是整体的板块，其强度特别是抗弯拉(抗折)强度，远高于其它路面材料；它的弹性模量也较其他各种路面材料大得多，呈现较大的刚性。所以，在行车荷载的作用下，垂直变形极小；荷载通过混凝土板体的扩散分布，传递到路基上的压力较柔性路面小得多。

但水泥混凝土路面在重载下一旦强度不足，就立刻会引起刚性路面板被折断、损坏。所以，常在纵向板块缩缝之间加传力杆、横向板块之间加企口纵缝，以增强板块间分担荷载的作用。

此外，用无机结合料(水泥或石灰)稳定的土或处治碎(砾)石及含有水硬性结合料的工业废碴基层，在前期具有柔性结构的力学特性，而后期强度刚度均有较大增长，但最终强度刚度仍较刚性路面低。这种路面结构称半刚性路面。

按路面特性，交通要求不同，可分为高级路面、次高级路面、中级路面和低级路面四类。城市快速路、主干路、次干路采用高级路面、支路、街坊道路可采用次高级路面。八、路面结构选择分类