内容模块一施工组织设计案例

任务1　公路路面识读

　　路面是在路基顶面的行车部分用各种筑路材料或混合料分层铺筑的层状结构物。

　　路面从横断面方向看，一般是由行车道、（中央分隔带）、硬路肩和土路肩组成。路面横断面形式通常分为槽式横断面和全铺式横断面（见图1-1）。

图1-1 路面横断面形式

1.1 路面结构层次

　　路面结构通常是分层铺筑，按照各个层位功能的不同，沥青路面结构层一般可划分为面层、基层、底基层和垫层等多层；水泥混凝土路面结构层一般划分为面层、基层和垫层三个层次（见图1-2）。

图1-2 路面结构层次示意图

1.1.1 面层

　　面层是直接承受车轮荷载反复作用和自然因素影响的结构层，它承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降水的浸蚀和气温变化的影响。路面面层材料类型及适用范围，如表1-1所示。

表1-1 面层类型及适用范围

面层类型	适用范围
沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石	高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路
水泥混凝土	高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路
沥青碎石、沥青贯入式、沥青表面处治	三级公路、四级公路
砂石路面	四级公路

　　沥青类路面的面层可为单层、双层或三层。路面结构（分层）模型图（见图1-3）。

图1-3 路面结构（分层）模型图

1.1.2 基层与底基层

　　基层承受由面层传来的车轮荷载的反复作用，并将其传布到下面的垫层（底基层）和土基中。

　　常用的基层、底基层类型，如表1-2所示。

表1-2 各种常用基层、底基层类型

沥青稳定类		沥青碎石、沥青稳定碎石、排水式沥青碎石等
水泥混凝土类		碾压混凝土、贫混凝土等
无机结合料稳定类	水泥稳定类	水泥碎石、水泥砂砾、水泥土等
	石灰工业废渣类	石灰粉煤灰（二灰）、二灰碎石、二灰砂砾、二灰土
	石灰稳定类	石灰碎石土、石灰砾石土、石灰土、石灰土碎石等
粒料类嵌锁、级配型	嵌锁型	泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石等
粒料类嵌锁、级配型	级配型	级配碎石、级配砾石、级配砂砾等

1.1.3 垫层

　　垫层是设置在基层或底基层和土基之间的结构层，它的主要作用是加强土基、改善基层或底基层的工作条件。垫层应具有排水、隔水、防冻等功能。

1.2 路拱与路拱横坡度

　　为了保证路面上雨水及时排出，减少雨水对路面的浸润和渗透，从而保证路面结构强度，路面表面做成中间高、两侧低的形状，称之为路拱。

　　路面表面的高差与水平距离的百分比称为路拱横坡度。各种不同类型路面的路拱平均横坡度参考值，如表1-3所示。

表1-3 各类路面的路拱平均横坡度

路面类型	沥青混凝土、水泥混凝土	其他沥青路面	碎石、砾石等粒料路面
路拱平均横坡度（%）	1～2	1.5～2.5	3～4

1.3 路面分类

　　在路面设计中，从路面结构的力学特性出发，将路面分为下述三种类型（见图1-4）。

图1-4 路面的三种类型

1.4 路面主要影响因素

　　影响路面的主要因素包括以下四个方面（见图1-5）。

图1-5 影响路面的主要因素

1.5 路面设计基本要求

1.5.1 具有足够的承载能力

　　行驶在公路上的汽车，通过车轮把垂直力、水平力以及汽车产生的振动力和冲击力传给路面，使路面结构内部产生应力、应变和位移。因此要求路面结构整体及其各组成部分都必须具有与行车荷载相适应的承载能力。

1.5.2 具有足够的稳定性

　　路面结构的稳定性是指路面结构在水和温度等自然因素的作用下，能较好地保持其工程设计要求的几何形态及物理、力学性能的能力。路面结构的稳定性主要包括整体稳定性、水稳定性、温度稳定性（高温稳定性或低温稳定性）等。

1.5.3 具有足够的表面平整度

　　路面表面平整度是指路面表面纵向的凹凸量的偏差值。

1.5.4 具有足够的表面抗滑性能

　　路面表面抗滑性能亦称粗糙度，是指路面能够提供汽车车轮在其上安全行驶所需要的足够附着力（或称摩擦力）的性能。通常用摩擦系数或构造深度来表示，相对来说，是一项微观控制指标。

1.5.5 具有足够的耐久性

　　路面结构必须具备足够的抗疲劳强度以及抗老化和抗累积形变的能力，以保持或延长路面的使用寿命。

1.5.6 具有尽可能低的扬尘性和噪声

1.6 交通组成分析

1.6.1 车辆分类

　　公路上通行的汽车车辆主要分为客车与货车两大类（见图1-6）。

图1-6 车辆的分类

　　汽车总质量通过车轴与车轮传递给路面，路面结构设计主要以轴重作为荷载标准。

1.6.2 路面设计使用汽车参数

　　无论是客车还是货车，车身全部重力都通过车轴上车轮传给路面，对于路面结构设计而言，应更加重视汽车的轴重。我国公路与城市道路路面设计规范中均以100kN作为设计标准轴重。公路上行驶的部分汽车的参数，如表1-4所示。

表1-3 各类路面的路拱平均横坡度

序号	汽车型号	总重（kN）	载重（kN）	前轴重（kN）	后轴重（kN）	后轴数	轮组数	轴距（cm）	出产国
1	解放CA10B	80.25	40.00	19.40	60.85	1	v		中国
2	解放CA15	91.35	50.00	20.97	70.38	1	双		中国
3	解放CA30A	103.00	46.50	29.50	2×36.75	2	双		中国
4	解放CA50	92.90	50.00	24.70	68.20	1	双		中国
5	解放CA340	78.70	36.60	21.40	56.60	1	双		中国
6	解放CA390	105.15	60.15	35.00	70.15	1	双		中国
7	东风EQ140	92.90	50.00	23.70	69.20	1	双		中国
8	黄河JN150	150.60	82.60	49.00	101.60	1	双		中国
9	黄河JN162	174.50	100.00	59.50	115.00	1	双		中国
10	黄河JN162A	178.50	100.00	62.28	116.22	1	双		中国
11	黄河JN253	187.00	100.00	55.00	2×66.00	2	双		中国
12	黄河JN360	270.00	150.00	50.00	2×110.0	2	双		中国
13	黄河QD351	145.65	70.00	48.50	97.15	1	双		中国
14	延安SX161	237.14	135.00	54.64	2×91.25	2	双	135	中国
15	长征XD160	213.00	120.00	42.60	2×85.20	2	双		中国
16	长征XD250	189.00	100.00	37.80	2×72.60	2	双		中国
17	长征XD980	182.40	100.00	37.10	2×72.65	2	双	122	中国
18	长征CZ361	229.00	120.00	47.60	2 ×90.70	2	双	132	中国
19	交通SH141	80.65	43.25	25.55	55.10	1	双		中国
20	交通SH361	280.00	150.00	60.00	2×110.0	2	双	130	中国
21	南阳351	146.00	70.00	48.70	97.30	1	双		中国
22	齐齐哈尔QQ560	177.00	100.00	56.00	121.00	1	双		中国
23	太脱拉111	186.70	102.40	38.70	2×74.00	2	双	120	捷克
24	太脱拉111R	188.40	102.40	37.40	2×75.50	2	双	122	捷克
25	太脱拉111S	194.90	102.40	38.50	2×78.20	2	双	122	捷克
26	太脱拉138	211.40	120.00	51.40	2×80.00	2	双	132	捷克
27	太脱拉138S	225.40	120.00	45.40	2×90.00	2	双	132	捷克
28	斯柯达706R	140.00	73.00	50.00	90.00	1	双		捷克
29	日野KB222	154.50	80.00	50.20	104.30	1	双		日本
30	日野KF300D	198.75	106.65	40.75	2×79.00	2	双	127	日本
31	日ZM440	260.00	152.00	60.00	2×100.00	2	双	127	日本
32	尼桑CK20L	149.85	85.25	49.85	100.00	1	双		日本
33	尼桑CW（L）40HD	237.60	141.75	50.00	2×93.80	2	双		日本
34	扶桑FP101	154.00	94.10	54.00	100.00	1	双		日本
35	扶桑FU102N	214.00	133.80	44.00	2×85.00	2	双		日本
36	扶桑FV102N	254.00	164.95	54.00	2×100.00	2	双		日本
37	菲亚特682N3	140.00	75.50	40.00	100.00	1	双		意大利
38	菲亚特650E	105.00	67.00	33.00	72.00	1	双		意大利
39	依士兹TD50	132.20	76.65	42.20	90.00	1	双		日本
40	依士兹TD50D	142.95	76.65	46.55	96.40	1	双		日本
41	依发H6	132.00	65.50	45.50	86.50	1	双		德国
42	沃尔沃N8648	175.00	100.00	55.00	120.00	1	双		瑞典
43	斯堪尼亚L760	180.00	100.00	70.00	110.00	1	双		瑞典
44	玛斯200	137.00	72.00	36.00	101.00	1	双		前苏联
45	布切奇5BR2N	92.50	50.00	24.55	67.95	1	双		罗马尼亚
46	切贝尔D45.01	101.00	55.00	32.00	69.00	1	双		匈牙利
47	切贝尔D750.0	160.00	93.60	60.00	100.00	1	双		匈牙利

1.6.3 汽车荷载对路面作用分析

　　汽车在路面上行驶，将使路面产生应力、应变和位移，这是促使路面损坏的重要因素。在路面设计时，一般考虑车辆荷载的下列因素（见图1-7）。

图1-7 考虑汽车荷载的两要素

　　在沥青路面设计中，考虑到汽车行驶时对路面作用的瞬时性，故设计时只考虑垂直静压力。

1.6.4 轮迹横向分布

　　路面的使用寿命并不直接与交通量发生关系，而是与车轮实际作用次数有关。

　　在路面设计时，必须对路面全宽范围车轮实际作用总次数乘上一个系数，使之折算为相应于不同宽度（或不同车道数）的路面行车最集中部分的车轮实际作用次数，该系数称为轮迹横向分布系数。

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