摘要：路面不但要承受車輪荷載的作用，而且要受到自然環(huán)境因素的影響。由于行車荷載和大氣因素對路面的影響作用，一般隨深度而逐漸減弱，因此，路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計不容忽視。

關(guān)鍵詞：路面結(jié)構(gòu) 路面材料 結(jié)構(gòu)設(shè)計

引言：路面通常是多層結(jié)構(gòu)，將品質(zhì)好的材料鋪設(shè)在應(yīng)力較大的上層，品質(zhì)較差的材料鋪設(shè)在應(yīng)力較小的下層，從而形成了路基之上采用不同規(guī)格和要求的材料，分別鋪設(shè)墊層、基層和面層的路面結(jié)構(gòu)形式。

一、 路面結(jié)構(gòu)組成

⑴面層 面層是直接承受車輪荷載反復(fù)作用和自然因素影響的結(jié)構(gòu)層，可由一至三層組成。表面層應(yīng)根據(jù)使用要求設(shè)置抗滑耐磨、密實穩(wěn)定的瀝青層；中面層、下面層應(yīng)根據(jù)公路等級、瀝青層厚度、氣候條件等選擇適當?shù)臑r青結(jié)構(gòu)層。因此，面層應(yīng)具有足夠的結(jié)構(gòu)強度，抗變形能力，較好的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性，而且應(yīng)當耐磨，不透水；其表面還有良好的抗滑性和平整度。面層可由一層或多層組成；其上層可為磨耗層，其下層可為承重層、連接層或整平層。修筑面層所用的材料主要有：水泥混凝土、瀝青混凝土、瀝青碎石混合料等。

⑵基層 基層是設(shè)置在面層之下，并與面層一起將車輪荷載的反復(fù)作用傳布到底基層、墊層、土基，起主要承重作用的層次。基層材料的強度指標應(yīng)有較高的要求?；鶎又饕惺苡擅鎸觽鱽淼能囕v荷載的垂直力，并擴散到下面的墊層和土基中去。它應(yīng)具有足夠的強度和剛度，具有良好的擴散應(yīng)力的能力及足夠的水穩(wěn)定性。基層厚度大時，可設(shè)為兩層，分別稱為上基層和底基層，并選用不同強度或質(zhì)量要求的材料。修筑基層所用的材料主要有：各種結(jié)合穩(wěn)定土、天然砂礫，各種碎石和礫石、片石，各種工業(yè)廢渣等。

⑶墊層 墊層介于土基與基層之間，將基層傳下來的車輛荷載應(yīng)力加以擴散，以減小土基產(chǎn)生的應(yīng)力和變形，阻止路基土擠入基層中，影響基層結(jié)構(gòu)的性能。修筑墊層的材料強度不一定要高，但水穩(wěn)定性和隔溫性能要好，常用的材料有：砂、礫石、爐渣、水泥或石灰穩(wěn)定土等。

（4）底基層 底基層是設(shè)置在基層之下，并與面層、基層一起承受車輪荷載反復(fù)作用，起次要承重作用的層次。底基層材料的強度指標要求可比基層材料略低。

二、路面類型

按面層所用的材料來分，有水泥混凝土路面、瀝青路面、砂石路面等。高等級公路路面的特點是強度高、剛度大、穩(wěn)定好、使用壽命長，能適應(yīng)較繁重的交通量，一般采用水泥混凝土路面或瀝青路面。

三、路面比選

兩種路面的優(yōu)缺點對比分析

（1）瀝青路面的優(yōu)缺點

優(yōu)點：①瀝青路面由于車輪與路面兩級減振，因此行車舒適性好、噪音??； ②柔性路面對路基、地基變形或不均勻沉降的適應(yīng)性強；

③瀝青路面修復(fù)速度快，碾壓后即可通車。

缺點：①壓實的混合料空隙率大，耐水性差，宜產(chǎn)生水損壞，一個雨季就可能造成路面大量破損；

②瀝青材料的溫度穩(wěn)定性差，脆點到軟化點之間的溫度區(qū)間偏小，包不住天然高低溫度，冬季易脆裂，夏季易軟化；

③瀝青是有機高分子材料，耐老化性差，使用數(shù)年后，將產(chǎn)生老化龜裂破壞；

④平整度的保持性差，不僅沉降會帶來平整度劣化，而且材料軟化會形成車轍。

（2）水泥混凝土路面的優(yōu)缺點

優(yōu)點：①水穩(wěn)定性較高，在暴雨及短期浸水條件下，路面可照常通行；

②溫度穩(wěn)定性高，無車轍現(xiàn)象；

③水泥混凝土是無機膠凝材料，主要水化產(chǎn)物水化硅酸鈣既是其強度的主要來源，既耐老化，又無污染。但在更長時期，會與所有巖石一樣，產(chǎn)生風化現(xiàn)象，水泥石風化與瀝青老化相比，時間長10倍以上，不構(gòu)成工程問題；

④平整度的保持期長；

⑤在相同技術(shù)和工藝水平下，水泥路面大修前的使用年限長。

缺點： ① 在相同平整度條件下，由于剛性路面不減振，因此行車舒適性不及瀝青路面；噪音較大，我國對低噪音水泥路面尚未開展研究和應(yīng)用；

②在路基、地基變形或不均勻沉降條件下，易形成脫空，附加應(yīng)力很大，極易產(chǎn)生斷裂破壞，對路基穩(wěn)定性要求高，對不均勻沉降的適應(yīng)性差。 ③水泥路面強度高、硬度大，即使斷板后也難于清除，修復(fù)難度大，新澆筑面板的養(yǎng)護期較長。

因此，鑒于瀝青路面對公路周圍的土地、地下水等會造成污染，造價要高于水泥路面；而修建水泥路面能促進當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展，帶動當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，也提升當?shù)厮嗟馁|(zhì)量和知名度，所以選擇修建水泥路面。

四、路面設(shè)計步驟

1.根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，確定路面等級和面層類型、計算設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當量軸次和設(shè)計彎沉值。

2.按路基土類與干濕類型，將路基劃分為若干路段（在一般情況下路段長度不宜小于500m，若為大規(guī)模機械化施工，不宜小于1km），確定各路段土基回彈模量值。

3.可參考附錄A推薦結(jié)構(gòu)，擬定幾種可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案，根據(jù)選用的材料進行配合比試驗及測定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、抗拉強度，確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計參數(shù)。

4.根據(jù)設(shè)計彎沉值讓算路面厚度。對高速公路、一級公路、二級公路瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層、底基層，應(yīng)驗算拉應(yīng)力是否滿足容許拉應(yīng)力的要求.如不滿足要求，或調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度，或變更路面結(jié)構(gòu)組合，或調(diào)整材料配合比、提高極限抗拉強度，再重新計算.上述計算應(yīng)采用多層彈性體系理論編制的專用設(shè)計程序進行。

結(jié)語：具體實施路面設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)所給設(shè)計指標、設(shè)計要求及設(shè)計資料，結(jié)合有關(guān)設(shè)計規(guī)范，分別計算和確定瀝青或混凝土路面和水泥混凝土路面的累計當量軸次及各結(jié)構(gòu)層材料、厚度等，完成路面結(jié)構(gòu)設(shè)計。并對不同結(jié)構(gòu)材料與交通量組成路面層做進一步的對比優(yōu)化。這樣才可保證路面的質(zhì)量性、安全性和舒適性等。