【導(dǎo)讀】requirements.depth.flexiblepavement.

　　

【正文】 設(shè)計要合理選擇各 路面層材料，滿足瀝青混合料（柔性路面）或者水泥混凝土（剛性路面）配合比設(shè)計要求。這些問題將在本手冊的其他章節(jié)中進行討論。本章 介紹 路面厚度設(shè)計的概念和方法。顧名思義，厚度設(shè)計是指確定每個路面層的厚度，形成一個 穩(wěn)定 的路面結(jié)構(gòu)，使得在規(guī)定的設(shè)計年限內(nèi)滿足設(shè)計交通量的要求。排水系統(tǒng)設(shè)計可檢驗整個路面結(jié)構(gòu)在它的排水要求和一體化設(shè)施方面是否滿足相關(guān)要求。 2. 路面類型和材料 柔性路面和剛性路面 傳統(tǒng) 上，根據(jù)通過路面 結(jié)構(gòu) 傳遞到路基土上的交通荷載，路面分為兩類，即柔性路面和剛性路面。如圖 ，柔性路面具有足夠 的厚度來承受多層結(jié)構(gòu)傳遞的分布荷載，使得路基土層的應(yīng)力應(yīng)變值控制在容許范圍內(nèi)。柔性路面地基土的強度將直接關(guān)系到總厚度。路面結(jié)構(gòu)層的設(shè)計充分利用到了應(yīng)力隨著土層的加深而減少這一原理。 剛性路面 依靠 其剛度，能夠有效傳遞作用在整塊混凝土板塊上的車輛荷載，如圖 。剛性路面的結(jié)構(gòu)承載力大部分都是由混凝土板塊自身提供。在地基土強度的一般變化范圍內(nèi)，硅酸鹽水泥混凝土面板（最常見的剛性路面結(jié)構(gòu)）的剛度要求無需板塊厚度發(fā)生多大變化就能滿足。因此，路基土性能對剛性路面厚度的影響要比柔性路面小得多。 8 圖 柔性和 剛性路面 柔性路面結(jié)構(gòu) 層次 面層 瀝青路面是一種典型的傳統(tǒng)柔性路面，它的面層通常由兩個瀝青層組成，即磨耗層和聯(lián)結(jié)層。為了保證路面的耐久性、不透水、平穩(wěn)行車和防滑，磨耗層一般由熱拌瀝青混凝土和耐磨碎石組成，而聯(lián)結(jié)層則一般由大量的碎石和少量的瀝青組成。這兩層的瀝青混合料的組成以及骨料的最大公稱直徑是由使用目的、所希望的表面結(jié)構(gòu)（針對磨耗層而言）、層厚來決定的。由水稀釋乳化瀝青組成的粘結(jié)層的一個簡易運用就是增強磨耗層和聯(lián)結(jié)層之間的粘結(jié)性。表 在 ASTM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格 D3515[1992] 上的經(jīng)選定的混合成分。有些空隙率超過 20%的開級配磨 耗層也可作為強降雨天氣時的地面排水層，用于提高抗滑性和防止濺水。 基層 柔性路面的基層和底基層占總路面厚度的大部分，它們用來分配交通荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力。 通常 基層 也可作為排水層，并提供保護免受霜凍作用 。碎石是基層施工的常用材料，構(gòu)成俗稱的碎石基層。在本階段施工過程中，填充材料選用天然砂或者良好級配的壓碎碎石集料，形成具有更高抗剪承載力的密實結(jié)構(gòu)。根據(jù) 9 施工方法的不同，這樣的基層有不同名稱。 表 濃瀝青攤鋪混合料組成示例 干結(jié)碎石通過軋制和振動，使填充料填塞到大塊石頭間的空隙，達到壓實的目的。 而對于水結(jié)碎石，在填充材料填塞空隙后，水在整塊被軋制前就得到應(yīng)用。另外，通過用適量的水預(yù)拌碎石或礦渣，濕混碎石也可被使用。這些材料先用攤鋪機攤鋪，然后再用振動壓路機壓實。 顆?；鶎硬牧峡蛇x用瀝青或者水泥以提高荷載分配能力。為建造滲透碎石路面基層，在固結(jié)并壓實的碎石層上面噴灑熱拌瀝青混凝土?xí)r可采用瀝青結(jié)合料。瀝青路面基層的設(shè)計和攤鋪可以作為瀝青面層的示例。水泥穩(wěn)定基層粒料在達到壓實時的最佳含水量后采用廠拌法，通過攤鋪機攤鋪，養(yǎng)護足夠的時間。貧混凝土基層也被成功運用到柔性路面。 底基層 跟基層材料相 比，底基層材料的強度、塑性和級配要求都要更低，但是在這些性能上，底基層更具優(yōu)勢。可能因為采用 了 壓實粒料或穩(wěn)定土，路面結(jié)構(gòu)造價相對較低 ，但 厚度 卻足以滿足要求 。對于柔弱底基層，它也可以作為構(gòu)建基層的有用的施工平臺。如果路基土滿足底基層材料的特定要求，也可以不構(gòu)建底基層。 素土夯實層 用于路面建筑的絕大部分天然土路床要求進行素土夯實或者特殊處理。某一 10 指定深度的頂層通常需要壓實來獲得理想的 壓實 密度。壓實深度和壓實密度的要求要根據(jù)土壤類型、車輪荷載大小以及輪胎壓力而定。在公路建筑上，壓實至100%修改過的 AASHTO（美國國家公路與運輸協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)）密度時，覆蓋厚度為12英寸 (300毫米 )，通常的做法都是低于 這個 正常水平的。 對 于重交通路面，壓實深度可能要求高達 24英寸（ 600毫米）。例如，對于粘性路基，瀝青研究所（ 1991）要求達到最低的 95%AASHTO標(biāo)準(zhǔn) T180次 (D法 )密度時，厚度為頂級 12英寸（ 300毫米）， 在所有填方 中最少 90%要低于頂級 12英寸（ 300毫米）。對于無粘性路基，相應(yīng)的壓實要求是 100%和 95%。 由于飛機的輪載和輪壓更大， 因此在機場路面施工時，對 壓實要求更為嚴格。 在某些情況 下，處理或者加固 軟 弱不良路基材料是一種經(jīng)濟的做法，并且可以減少所需的總路面厚度。硅酸鹽水泥、石灰、瀝青等的成功運用就是為了達到這樣的效果 。選擇怎樣的加固方法要根據(jù)土壤性質(zhì)、預(yù)期改善效果和建設(shè)成本而定。 剛性路面 在交通繁忙的公路和機場路面，硅酸鹽水泥混凝土剛性路面結(jié)構(gòu)幾乎隨處可見?？紤]到混凝土板的 膨脹 、 收縮 、翹曲或者開裂，混凝土路面設(shè)有接縫。接縫間距 取決 于混凝土板 中 鋼筋的選用 ，它能決定 單獨每板 塊的長度 。接縫式素混凝土路面結(jié)構(gòu)（ JPCP）是一種很流行的建筑形式，它不需要鋼筋，因而造價最低。根據(jù)混凝土板 厚度的大小，普通混凝土路面的標(biāo)準(zhǔn)接縫間距是 10— 20英尺（ 3— 6米）。當(dāng)混凝土板塊接縫間距大于 6米時，需要增設(shè)鋼筋防止開裂，從而進入到使用接縫式鋼筋混凝土路面（ JRCP）和連續(xù)鋼筋混凝土路面（ CRCP）階段。連續(xù)鋼筋混凝土路面通常多含 %的鋼筋，用來減少除結(jié)構(gòu)和伸縮縫以外的接縫數(shù)量。 剛性路面基層，有時又叫做底基層，通常用于防止出現(xiàn)唧泥（在交通作用下，混凝土板垂直運動，基礎(chǔ)材料通過裂縫或者接縫噴出的現(xiàn)象）?；鶎硬牧媳仨毦哂辛己玫呐潘阅懿⑶夷軌虻挚顾母g作用。當(dāng)短縫路面沒有傳力桿時，通常的做法是構(gòu)建水 泥穩(wěn)定基層來協(xié)助傳遞橫穿接縫的荷載。 3. 公路和機場路面注意事項 柔性路面和剛性路面這兩種路面類型已經(jīng)廣泛運用到了公路和機場路面建筑。選擇哪種路面類型要根據(jù)路面的預(yù)期使用功能（例如運行速度和安全要求）、交通荷載類型、工程造價和維修代價而定。 公路和機場路面設(shè)計考慮因素 方面主要的不同 在于使用它們的交通特點各 11 異。柔性路面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計年限是 1020年，剛性路面是 2040年，在它們各自的設(shè)計年限內(nèi)，公路路面將受到數(shù)于百萬計的高 渠化 輪載作用。考慮到重復(fù)荷載的影響 —— 例如累積永久變形、裂紋擴展和疲勞破壞 —— 變得重要 ，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計必須考慮到整個設(shè)計年限范圍內(nèi)的荷載作用總效應(yīng)。相比之下，機場路面的負荷頻率要小得多。所謂的飛機著陸、起飛漂移，大差異的機輪裝配配置，不同飛機的布局設(shè)計，這些因素使得作用在機場路面的輪載 渠化 程度比公路路面低。因此在機場路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，以最關(guān)鍵的飛機為標(biāo)準(zhǔn)是很有必要的。 另外一個重要的不同就在于輪載的大小。機場路面受到的荷載遠大于作用在公路上的。機場路面要設(shè)計能夠承受 50噸（或接近 50噸）的等效單輪荷載，然而大部分公路部門所允許的最大公路路面單輪荷載只有 10噸（或接 近 10噸）。此外，一架飛機的輪 胎壓力大約是 1200KP（ 175磅），接近于兩倍的標(biāo)準(zhǔn)卡車輪胎壓力。這些不同因素對路面材料的要求影響都很大。