路面施工技術(shù)-概述

公路路面施工技術(shù)——概論路面工程發(fā)展概況路面工程是道路工程科學派生出來的一個總要分支，它主要研究公路與城市道路以及機場跑道的路面設計原理與方法、路面結(jié)構(gòu)組合、材料性能要求，以及路面機構(gòu)層的施工、養(yǎng)護、維修和管理的技術(shù)。單位：萬公里路面材料和結(jié)構(gòu)發(fā)展階段第一階段，以恢復原有公路和加快建設干線公路為主，以解決通車問題為主第二階段，以改善路面行駛質(zhì)量，提高車輛行駛速度，減少養(yǎng)護工作量為主第三階段，以提高路線和路面等級，改建和新建高等級公路，開始建設高速公路路面等級低，路面施工水平較低，主要采用就地取材方式施工，路面鋪筑以當?shù)禺a(chǎn)粒料、人工砸制碎石、軟質(zhì)石料、碎磚、碎石土為主，路面結(jié)構(gòu)主要是泥結(jié)碎石和級配碎石開始推行渣油表面處治路面，以適應交通量的增長但由于施工工藝和方法影響，路面易變形和破壞開始采用瀝青貫入式面層、瀝青碎石面層和瀝青混凝土面層等高級路面以提高路面使用性能和耐久性應對交通量和車輛軸載的不斷增加20世紀60年代20世紀80年代1988年以后隨著我國石油資源的大規(guī)模開發(fā)，揭開了使用國產(chǎn)瀝青筑路的序幕。早期的瀝青路面主要是鋪筑在中級路面上的薄層表面處治層，以改善行車條件。至70年代末，逐步形成了以貫入式路面為主的瀝青路面承重結(jié)構(gòu)。隨著石油提煉技術(shù)的不斷提高，我國已經(jīng)能自行生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)粘稠瀝青自1988年滬嘉高速及沈大高速建成通車以來，我國公路建設進入了以建設高速公路、一級公路等高等級公路為主的新時代，其中，瀝青路面因其良好的行車舒適性和優(yōu)異的使用性能得到廣泛應用。多蠟滿凝液體瀝青（渣油）瀝青路面現(xiàn)狀通過長期的科學研究，我國形成了適合自己實際的瀝青路面整套技術(shù)，包括瀝青原材料的生產(chǎn)工藝、裝備；瀝青材料的技術(shù)指標和標準、試驗設備與方法；瀝青混合料的技術(shù)指標和標準、混合料設計技術(shù)、混合料性能檢測設備及方法；瀝青路面現(xiàn)代化施工整套設備、施工技術(shù)和施工管理優(yōu)質(zhì)粘稠瀝青改性瀝青瀝青路面的發(fā)展概況水泥路面的發(fā)展概況1990年以來水泥混凝土路面快速發(fā)展，水泥混凝土路面的公路總里程由數(shù)千公里上升到數(shù)萬公里，年建成水泥混凝土路面1~2萬公里。截至2007年底，全國水泥混凝土路面總里程已達84.88萬公里?！豆匪嗷炷谅访嬖O計規(guī)范》（JTGD40-2002）《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF30-2003）里程工藝水泥混凝土路面研究的重點從設計理論逐漸轉(zhuǎn)向施工實踐，從人工、小型機具和真空吸水施工向大型專用快速機械化施工方面轉(zhuǎn)變。施工質(zhì)量大幅提高。路面類型：全縮縫插傳力桿水泥混凝土路面、鋼筋混凝土路面、連續(xù)配筋混凝土路面、鋼纖維混凝土路面……施工方式：滑模攤鋪、軌道攤鋪、三輥軸機組、碾壓混凝土、小型機具五大方式規(guī)范路面的定義路面是鋪筑在公路路基上與車輪直接接觸的結(jié)構(gòu)層。它承擔和傳遞車輪荷載，承受磨耗，受到各種自然因素的影響。路面結(jié)構(gòu)一般由面層、基層、底基層與墊層組成。不同等級、不同地區(qū)的公路，其路面結(jié)構(gòu)形式和選用的材料存在一定的差異。公路與路面等級劃分公路等級路面等級按技術(shù)等級分按行政等級分高速公路國道高級一級公路省道次高級二級公路縣道中級三級公路鄉(xiāng)道低級四級公路專用公路公路等級高速公路一級公路二級公路三級公路四級公路瀝青混凝土√√√√√水泥混凝土√√√√√瀝青貫入式碎石、瀝青碎石、瀝青表面處置XXX√√砂石路面XXXX√路面結(jié)構(gòu)形式及其適用情況路面的基本功能路面的基本功能是為車輛提供快速、安全、舒適和經(jīng)濟的行駛表面，為了滿足這些基本功能，路面應具有足夠的強度、穩(wěn)定性、平整度和抗滑性等。路面應具有足夠的強度以滿足車輛安全運行的需要，同時承載能力方面還應有足夠的儲備以適應交通量增長的客觀需求。強度路面的平整度體現(xiàn)了行車舒適性和安全性兩個方面的要求，其中，舒適性是衡量路面服務性能的重要指標平整度路面抗滑性主要從安全的角度上評價路面的適用性能.抗滑性路面穩(wěn)定性既包括了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的方面，有涵蓋了路面耐久性的含義，即路面在各種外部環(huán)境下均應有良好的服務能力。穩(wěn)定性對路面的要求——強度所謂路面強度是指路面抵抗破壞的能力。行駛在路面上的車輛，產(chǎn)生豎向壓力、縱向水平力、振動力和沖擊力，以及真空吸力。在這些力的綜合作用下，路面會出現(xiàn)斷裂、沉陷、波浪和磨損等破壞。因此，要求路面結(jié)構(gòu)及其各組成部分必須具有足夠的強度，以抵抗行車作用下所產(chǎn)生的各種應力，避免路面破壞。對路面的要求——剛度所謂路面剛度是指路面抵抗變形的能力。路面結(jié)構(gòu)整體或某一部分剛度不足，即使強度足夠，在車輛荷載作用下也會產(chǎn)生過量變形而產(chǎn)生車轍、沉陷和波浪等破壞。因此，路面必須具備足夠的剛度，使整個路面結(jié)構(gòu)及其各組成部分的變形量控制在容許范圍內(nèi)對路路面面的的要要求求———穩(wěn)定定性性路面面的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性是是指指路路面面保保持持其其本本身身結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)強強度度的的性性能能，，也也就就是是指指在在外外界界各各種種影影響響因因素素作作用用下下路路面面強強度度的的變變化化幅幅度度，，路路面面強強度度的的變變化化越越小小，，則則穩(wěn)穩(wěn)定定性性越越好好；；反反之之則則穩(wěn)穩(wěn)定定性性越越差差。。對路路面面的的要要求求———平整整度度路面面的的平平整整度度是是指指碾碾壓壓成成型型的的路路面面表表面面對對理理想想平平面面的的偏偏移移程程度度，，是是反反映映路路面面使使用用質(zhì)質(zhì)量量的的一一項項重重要要指指標標。。不不平平整整度度路路面面會會增增大大行行車車阻阻力力，，并并使使車車輛輛產(chǎn)產(chǎn)生生附附加加的的振振動動作作用用，，這這種種作作用用會會造造成成行行車車顛顛簸簸，，影影響響行行車車的的速速度度與與安安全全、、駕駕駛駛的的平平穩(wěn)穩(wěn)和和乘乘客客的的舒舒適適；；同同時時，，振振動動作作用用還還會會對對路路面面施施加加沖沖擊擊力力，，從從而而加加劇劇路路面面和和車車輛輛機機件件的的損損壞壞和和輪輪胎胎的的磨磨損損，，并并增增大大油油料料的的消消耗耗。。不不平平整整的的路路面面還還會會積積滯滯雨雨水水，，加加速速路路面面的的破破壞壞。。因因此此，，為為了了減減少少車車輛輛荷荷載載的的沖沖擊擊力力，，提提高高行行車車速速度度和和行行車車舒舒適適性性、、安安全全性性，，路路面面應應保保持持一一定定的的平平整整度度。。道道路路等等級級越越高高，，對對路路面面平平整整度度的的要要求求也也越越高高。。對路路面面的的要要求求———耐久久性性路面面應應具具有有足足夠夠的的耐耐久久性性，，使使路路面面在在荷荷載載、、氣氣候候因因素素的的長長期期綜綜合合多多次次作作用用下下耐耐疲疲勞勞、、耐耐老老化化和和沒沒有有不不容容許許的的塑塑性性變變形形和和積積累累。。對路面面的要要求——抗滑能能力車輛在在光滑滑路面面上行行駛時時，車車輪和和路面面之間間缺乏乏足夠夠的附附著力力和摩摩擦力力，在在雨天天高速速行駛駛或是是緊急急制動動及突突然啟啟動時時，或或者爬爬坡、、轉(zhuǎn)彎彎時，，車輪輪容易易產(chǎn)生生空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)或打打滑，，致使使行車車速度度減低低，油油耗增增加，，甚至至引起起嚴重重交通通事故故。所所以路路面應應具有有足夠夠的粗粗糙度度，即即要有有足夠夠的抗抗滑性性。對路面面的要要求——環(huán)境協(xié)協(xié)調(diào)路面應應與周周圍環(huán)環(huán)境協(xié)協(xié)調(diào)，，一般般應潔潔凈少少塵，，有時時根據(jù)據(jù)道路路所在在地區(qū)區(qū)的特特殊要要求，，還應應有低低振動動、低低噪聲聲要求求，以以及質(zhì)質(zhì)地、、亮度度和色色彩的的要求求。路面的的結(jié)構(gòu)構(gòu)及組組成由于行行荷載載和自自然因因素對對路面面的影影響，，是隨隨路面面深度度的增增加而而逐漸漸減弱弱的。。因此此，對對路面面材料料的強強度、、抗變變形能能力和和穩(wěn)定定性的的要求求也隨隨著路路面深深度的的增加加而逐逐漸降降低。。為了了適應應這一一要求求，路路面結(jié)結(jié)構(gòu)通通常是是分層層鋪筑筑的。。路面的的結(jié)構(gòu)構(gòu)及組組成為了保保證路路面上上的雨雨水即即時排排出，，減少少雨水水對路路面的的浸潤潤和滲滲透而而減弱弱路面面結(jié)構(gòu)構(gòu)強度度，路路面表表面應應做成成直線線或拋拋物線線型的的路拱拱。等級高高的路路面，，平整整度和和水穩(wěn)穩(wěn)定性性較好好，透透水性性也小小，通通常采采用直直線型型路拱拱和較較小的的路拱拱橫坡坡。等等級低低的路路面，，為了了利于于迅速速排除除積水水，一一般采采用拋拋物線線形路路拱和和較大大的路路拱橫橫坡。。面層類型路拱平均橫坡（%）瀝青混凝土、水泥混凝土1~2瀝青碎石、瀝青貫入式、瀝青表面處治1.5~2.5砂石路面3~4路面的的結(jié)構(gòu)構(gòu)及組組成路面結(jié)結(jié)構(gòu)按按照使使用要要求、、受力力狀況況、土土基支支承條條件和和自然然因素素影響響程度度的不不同，，分成成若干干層次次。通通常按按照各各個層層位功功能的的不同同，劃劃分為為三個個層次次，即即面層層、基基層和和墊層層。路面的的結(jié)構(gòu)構(gòu)及組組成——面層面層是是直接接同行行車和和大氣氣接觸觸的表表面層層次，，它承承受較較大的的行車車荷載載的垂垂直力力，水水平力力和沖沖擊力力的作作用。。同時時還受受到降降水的的浸蝕蝕和氣氣溫變變化的的影響響。同其它它層次次相比比，面面層應應具備備較高高的結(jié)結(jié)構(gòu)強強度，，抗變變形能能力，，較好好的水水穩(wěn)定定性和和溫度度穩(wěn)定定性，，而且且應當當耐磨磨，不不透水水；其其表面面還應應有良良好的的抗滑滑性和和平整整度。。修筑面面層所所用的的材料料主要要有：：水泥泥混凝凝土、、瀝青青混凝凝土、、瀝青青碎(礫)石混合合料、、砂礫礫或碎碎石摻摻土或或不摻摻土的的混合合料以以及塊塊料等等。路面的的結(jié)構(gòu)構(gòu)及組組成——基層基層主主要承承受由由面層層傳來來的車車輛荷荷載的的垂直直力，，并擴擴散到到下面面的墊墊層和和土基基中去去，實實際上上基層層是路路面結(jié)結(jié)構(gòu)中中的承承重層層，它它應具具有足足夠的的強度度和剛剛度，，并具具有良良好的的擴散散應力力的能能力。?；鶎訉釉馐苁艽髿鈿庖蛩厮氐挠坝绊戨m雖然比比面層層小，，但是是仍然然有可可能經(jīng)經(jīng)受地地下水水和通通過面面層滲滲入雨雨水的的浸濕濕，所所以基基層結(jié)結(jié)構(gòu)應應具有有足夠夠的水水穩(wěn)定定性。?；鶎訉颖砻婷骐m不不直接接供車車輛行行駛，，但仍仍然要要求有有較好好的平平整度度，這這是保保證面面層平平整性性的基基本條條件。。修筑基基層的的材料料主要要有各各種結(jié)結(jié)合料料(如石灰灰、水水泥或或瀝青青等)穩(wěn)定土土或穩(wěn)穩(wěn)定碎碎(礫)石、貧貧水泥泥混凝凝土、、天然然砂礫礫、各各種碎碎石或或礫石石、片片石、、塊石石或圓圓石，，各種種工業(yè)業(yè)廢渣渣(如煤渣渣、粉粉煤灰灰、礦礦渣、、石灰灰渣等等)和土、、砂、、石所所組成成的混混合料料等。。路面的的結(jié)構(gòu)構(gòu)及組組成——墊層墊層介介于土土基與與基層層之間間，它它的功功能是是改善善土基基的濕濕度和和溫度度狀況況，以以保證證面層層和基基層的的強度度、剛剛度和和穩(wěn)定定性不不受土土基水水溫狀狀況變變化所所造成成的不不良影影響。。另一一方面面的功功能是是將基基層傳傳下的的車輛輛荷載載應力力加以以擴散散，以以減小小土基基產(chǎn)生生的應應力和和變形形。同同時也也能阻阻止路路基土土擠入入基層層中，，影響響基層層結(jié)構(gòu)構(gòu)的性性能。。修筑墊墊層的的材料料，強強度要要求不不一定定高，，但水水穩(wěn)定定性和和隔溫溫性能能要好好。常常用的的墊層層材料料分為為兩類類，一一類是是由松松散粒粒料，，如砂砂、礫礫石、、爐渣渣等組組成的的透水水性墊墊層；；另一一類是是用水水泥或或石灰灰穩(wěn)定定土等等修筑筑的穩(wěn)穩(wěn)定類類墊層層。路面的的分類類與分分級路面等級面層類型所適用的公路等級高級路面瀝青混凝土、水泥混凝土、廠拌瀝青碎石、整齊石塊或條石高速公路、一級、二級公路次高級路面瀝青貫入式、路拌瀝青碎（礫）石、瀝青表面處治、半整齊石塊二級、三級公路中級路面泥結(jié)或級配碎（礫）石、水結(jié)碎石、不整齊石塊、其他粒料三級、四級公路低級路面粒料加固土、其他當?shù)夭牧霞庸袒蚋纳仆了募壒钒疵鎸訉拥氖故褂闷菲焚|(zhì)分分路面的的分級級——高級路路面高級路路面的的特點點是強強度高高，剛剛度大大，穩(wěn)穩(wěn)定性性好，，使用用壽命命長，，能適適應較較繁重重的交交通量量，路路面平平整，，無塵塵埃，，能保保證高高速行行車。。高級級路面面養(yǎng)護護費用用少，，運輸輸成本本低，，但初初期建建設投投資高高，需需要用用質(zhì)量量高的的材料料來修修筑。。路面的的分級級——次高級級路面面次高級級路面面與高高級路路面相相比，，強度度和剛剛度較較差，，使用用壽命命較短短，所所適應應的交交通量量較小小，行行車速速度也也較低低，次次高級級路面面的初初期建建設投投資雖雖較高高級路路面低低些，，但要要求定定期修修理。。養(yǎng)護護費用用和運運輸成成本也也較高高。路面的的分級級——中級路路面中級路路面的的強度度和剛剛度低低，穩(wěn)穩(wěn)定性性差，，使用用期限限短，，平整整度差差，易易揚塵塵，僅僅能適適應較較小的的交通通量，，行車車速度度低。。中級級路面面的初初期建建設投投資雖雖然很很低，，但是是養(yǎng)護護工作作量大大，需需要經(jīng)經(jīng)常維維修和和補充充材料料，才才能延延長使使用年年限。。運輸輸成本本也高高。路面的的分級級——低級路路面低級路面的的強度和剛剛度最低，，水穩(wěn)定性性差，路面面平整性差差，易揚塵塵，故只能能保證低速速行車，所所適應的交交通量最小小，在雨季季有時不能能通車。低低級路面的的初期建設設投資最低低，但要求求經(jīng)常養(yǎng)護護修理，而而且運輸成成本最高。。路面的分級級——柔性路面柔性路面的的總體結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度較小小，在車輛輛荷載作用用之下產(chǎn)生生較大的彎彎沉變形，，路面結(jié)構(gòu)構(gòu)本身的抗抗彎拉強度度較低，它它通過各結(jié)結(jié)構(gòu)層將車車輛荷載傳傳遞給土基基，使土基基承受較大大的單位壓壓力。路基基路面結(jié)構(gòu)構(gòu)主要靠抗抗壓強度和和抗剪強度度承受車輛輛荷載的作作用。柔性路面主主要包括各各種未經(jīng)處處理的粒料料基層和各各類瀝青面面層、碎(礫)石面層或塊塊石面層組組成的路面面結(jié)構(gòu)。路面的分級級——剛性路面剛性路面主主要指用水水泥混凝土土作面層或或基層的路路面結(jié)構(gòu)。。水泥混凝凝土的強度度高，與其其它筑路材材料比較，，它的抗彎彎拉強度高高，并且有有較高的彈彈性模量，，故呈現(xiàn)出出較大的剛剛性，在車車輛荷載作作用下，水水泥混凝土土結(jié)構(gòu)層處處于板體工工作狀態(tài)，，豎向彎沉沉較小，路路面結(jié)構(gòu)主主要靠水泥泥混凝土板板的抗彎拉拉強度承受受車輛荷載載。通過板板體的擴散散分布作用用，傳遞給給基礎上的的單位壓力力較柔性路路面小得多多。路面的分級級——半剛性路面面用水泥、石石灰等無機機結(jié)合料處處治的土或或碎(礫)石及含有水水硬性結(jié)合合料的工業(yè)業(yè)廢渣修筑筑的基層，，在前期具具有柔性路路面的力學學性質(zhì)，后后期的強度度和剛度均均有較大幅幅度的增長長，但是最最終的強度度和剛度仍仍遠小于水水泥混凝土土。由于這這種材料的的剛性處于于柔性路面面與剛性路路面之間，，因此把這這種基層和和鋪筑在它它上面的瀝瀝青面層統(tǒng)統(tǒng)稱為半剛剛性路面。。這種