1K411000 城镇道路工程
1K411010 城镇道路工程结构与材料
1K411011 城镇道路分类与分级
一、城镇道路分类
(2)分类方法有很多种形式,根据道路在城镇规划道路系统中所处的地位划分为快速路、主干路、次干路及支路;根据道路对交通运输所起的作用分为全市性道路、区域性道路、环路、放射路、过境道路等;根据承担的主要运输性质分为公交专用道路、货运道路、客货运道路等;根据道路所处环境划分为中心区道路、工业区道路、仓库区道路、文教区道路、行政区道路、住宅区道路、风景游览区道路、文化娱乐性道路、科技卫生性道路、生活性道路、火车站道路、游览性道路、林荫路等。
二、城镇道路分级
我国现行的《城市道路工程设计规范》CJJ37-2012(2016年版)在充分考虑道路在城市道路网中的地位、交通功能及对沿线服务功能的基础上,将城镇道路分为快速路、主干路、次干路与支路四个等级。
快速路,又称城市快速路,完全为交通功能服务,是解决城市大容量、长距离、快速交通的主要道路。
主干路以交通功能为主,为连接城市各主要分区的干路,是城市道路网的主要骨架。
次干路是城市区域性的交通干道,为区域交通集散服务,兼有服务功能,结合主干路组成干路网。
支路为次干路与居住小区、工业区、交通设施等内部道路的连接线路,解决局部地区交通,以服务功能为主。
三、城镇道路路面分类
(一)按路面结构类型分类
道路路面可分为沥青路面、水泥混凝土路面和砌块路面三大类。
(1)沥青路面面层类型包括沥青混合料、沥青贯入式和沥青表面处治。沥青混合料适用于各交通等级道路;沥青贯入式与沥青表面处治路面适用于中、轻交通道路。
(2)水泥混凝土路面面层类型包括普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土与钢纤维混凝土,适用于各种交通等级道路。
(3)砌块路面适用于支路、广场、停车场、人行道与步行街。
(二)按力学特性分类
(1)柔性路面:荷载作用下产生的弯沉变形较大、抗弯强度小,在反复荷载作用下产生累积变形,它的破坏取决于极限垂直变形和弯拉应变。柔性路面主要代表是各种沥青类路面,包括沥青混凝土面层、沥青碎石面层、沥青贯入式碎石面层等。
(2)刚性路面:行车荷载作用下产生板体作用,抗弯拉强度大,弯沉变形小,呈现出较大的刚性,它的破坏取决于极限弯拉强度。刚性路面的主要代表是水泥混凝土路面。
1K411012 沥青路面结构组成特点
一、结构组成
(一)基本原则
(2)行车荷载和自然因素对路面结构的影响随深度的增加而逐渐减弱,因而对路面材料的强度、刚度和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐降低。各结构层的材料回弹模量应自上而下递减,基层材料与面层材料的回弹模量比应大于或等于0.3;土基回弹模量与基层(或底基层)的回弹模量比宜为0.08~0.4。
(4)面层、基层的结构类型及厚度应于交通量及载重量相适应。交通量大、轴载重时,应采用高级路面面层与强度较高的结合料稳定材料基层。
(5)基层的结构类型可分为柔性基层、半刚性基层;在半刚性基层上铺筑面层时,城市主干路、快速路应适当加厚面层或采取其他措施以减轻反射裂缝。
(二)路基与填料
1.路基分类
根据材料不同,路基可分为土方路基、石方路基、特殊土路基。路基断面形式有路堤、路堑、半填半挖。
2.路基填料
高液限黏土、高液限粉土及含有有机质的细粒土,不适于做路基填料。因条件限制而必须采用上述土做填料时,应掺加石灰或水泥等结合料进行改善。
地下水位高时,宜提高路基顶面标高。在设计标高受限制,未能达到中湿状态的路基临界高度时,应选用粗粒土或低剂量石灰或水泥稳定细粒土做路基填料,同时应采取在边沟下设置排水渗沟等降低地下水的措施。
岩石或填石路基顶面应铺设整平层。整平层可采用未筛分碎石和石屑或低剂量水泥稳定粒料,其厚度视路基顶面不平整程度而定,一般为100~150mm。
(三)基层与材料
(2)应根据道路交通等级和路基抗冲刷能力来选择基层材料。湿润和多雨地区,宜采用排水基层。未设垫层且路基填料为细粒土、黏土质砂或级配不良砂(承受特重或重交通),或者为细粒土(承受中等交通)时,应设置底基层。底基层可采用级配粒料、水泥稳定粒料或石灰粉煤灰稳定粒料等。
(3)常用的基层材料
1)无机结合料稳定粒料
无机结合料稳定粒料基层属于半刚性基层,包括石灰稳定类基层、石灰粉煤灰稳定砂砾基层、石灰粉煤灰钢渣稳定土类基层、水泥稳定土类基层等,其强度高,整体性好,适用于交通量大、轴载重的道路。所有的工业废渣(粉煤灰、钢渣等)应性能稳定、无风化、无腐蚀。
2)级配型材料
级配型材料基层不包括级配砂砾与级配砾石基层,属于柔性基层,可用作城市次干路及其以下道路基层。为防止冻胀和湿软,天然砂砾应质地坚硬,含泥量不应大于砂质量(粒径小于5mm)的10%,砾石颗粒中细长及扁平颗粒的含量不应超过20%。级配砾石用作次干路及其以下道路底基层时,级配中最大粒径宜小于53mm,用作基层时最大粒径不应大于37.5mm。
(四)面层与材料
(2)沥青路面面层类型:
1)热拌沥青混合料面层:
热拌沥青混合料(HMA),包括SMA(沥青玛蒂脂碎石混合料)和OGFC(大孔隙开级配排水式沥青磨耗层)等嵌挤型热拌沥青混合料,适用于各种等级道路的面层,其种类应按集料公称最大粒径、矿料级配、孔隙率划分。
2)冷拌沥青混合料面层:
冷拌沥青混合料适用于支路及其以下道路的面层、支路的表面层,以及各级沥青路面的基层、连接层或整平层;冷拌沥青混合料可用于沥青路面的坑槽冷补。
3)温拌沥青混合料面层:
温拌沥青混合料是通过在混合料拌制过程中添加合成沸石产生发泡润滑作用、拌合温度120~130℃条件下生产的沥青混合料,与热拌沥青混合料的适用范围相同。
4)沥青贯入式面层:
沥青贯入式面层宜用作城市次干路以下道路面层,其主石料层厚度应依据碎石的粒径确定,厚度不宜超过100mm。
5)沥青表面处治面层:
沥青表面处治面层主要起防水层、磨耗层、防滑层或改善碎(砾)石路面的作用,其集料最大粒径应与处置层厚度相匹配。
二、结构层与性能要求
(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,对路面的使用性能有重要影响。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:
在地表上开挖或填筑路基,必然会改变原地层(土层或岩层)的受力状态;原先处于稳定状态的地层,有可能由于填筑或开挖而引起不平衡,导致路基失稳。软土地层上填筑高路堤产生的填土附加荷载如超出软土地基的承载力,就会造成路堤沉陷;在山坡上开挖深路堑使上侧坡体失去支撑,有可能造成坡体坍塌破坏。在不稳定的地层上填筑或开挖路基会加剧滑坡或坍塌。因此,必须保证路基在不利的环境(地质、水文或气候)条件下具有足够的整体稳定性,以发挥路基在道路结构中的强力承载作用。
2)变形量控制:
基层及其下承的路基,在自重和车辆荷载作用下会产生变形,如地基软弱填土过分疏松或潮湿时,所产生的沉陷或固结、不均匀变形,会导致路面出现过量的变形和应力增加,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。
(二)垫层
(1)垫层主要设置在温度和湿度状况不良的路段上,以改善路面结构的使用性能。在季节性冰冻地区路面结构厚度小于最小防冻厚度要求时,设置防冻垫层可以使路面结构免除或减轻冻胀和翻浆病害。
1)季节性冰冻地区的中湿或潮湿路段。
2)地下水位高、排水不良,路基处于潮湿或过湿状态的路段。
3)水文地质条件不良的土质路堑,路床土处于潮湿或过湿状态的路段。
(2)性能主要指标:
1)垫层宜采用砂、砂砾等颗粒材料,小于0.075mm的颗粒含量不宜大于5%。
2)排水垫层应与边缘排水系统相连接,厚度宜大于150mm,宽度不宜小于基层底面宽度。
(三)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路基。基层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,导致面层破坏。
(2)性能主要指标:
1)应满足结构强度、扩散荷载的能力以及水稳定性和抗冻性的要求。
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。
(四)面层
(2)面层直接同行车和大气相接触,承受行车荷载引起的竖向力、水平力和冲击力的作用,同时又受降水的侵蚀作用和温度变化的影响。
(3)路面使用指标:
1)承载能力:
路面必须满足设计年限的使用需求,具有足够的抗疲劳破坏和塑性变形能力,即具备相当高的强度和刚度。
2)平整度:
3)温度稳定性:
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。
4)抗滑能力:
5)噪声量:
降噪排水路面的面层结构组合一般为:上面层采用OGFC沥青混合料,中面层、下面层等采用密级配沥青混合料。这种组合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功能。