路基路面工程結(jié)構(gòu)的功能需求探討
路基路面是一項(xiàng)線型工程，有的公路延續(xù)數(shù)百公里，甚至上千公里，以下是小編搜集整理的一篇探究路基路面工程結(jié)構(gòu)功能的論文范文，供大家閱讀借鑒。
路基和路面是道路的主要工程結(jié)構(gòu)物。路基是在天然地表面按照道路的設(shè)計(jì)線型(位置)和設(shè)計(jì)橫斷面(幾何尺寸)的要求開挖或堆填而成的巖土結(jié)構(gòu)物。路面是在路基頂面的行車部分用各種混合料鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)物。路基是路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，是公路工程的主要組成部分，堅(jiān)強(qiáng)而又穩(wěn)定的路基為路面結(jié)構(gòu)長期承受汽車荷載提供了重要的保證，而路面結(jié)構(gòu)層的存在又保護(hù)了路基，使之避免了直接經(jīng)受車輛和大氣的破壞作用，長久處于穩(wěn)定狀態(tài)。
路面損壞往往與路基填料不當(dāng)，路基排水不暢，壓實(shí)度不夠，強(qiáng)度低等有直接關(guān)系。路基和路面相輔相成，實(shí)際上是不可分離的整體，應(yīng)綜合考慮它們的工程特點(diǎn)，綜合解決兩者的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性等工程技術(shù)問題。
路基路面是一項(xiàng)線型工程，有的公路延續(xù)數(shù)百公里，甚至上千公里。公路沿線地形起伏，地質(zhì)、地貌、氣候特征多變，再加上沿線城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度與交通繁忙程度不一，因此決定了路基與路面工程復(fù)雜多變的特點(diǎn)，工程技術(shù)人員必須掌握廣博的知識(shí)，善于識(shí)別各種變化的環(huán)境因素，恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行處理，建造出理想的路基路面工程結(jié)構(gòu)。
1 承載能力
行駛在路面上的車輛，通過車輪把荷載傳給路面，由路面?zhèn)鹘o路基，在路基路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力、應(yīng)變及位移。如果路基路面結(jié)構(gòu)整體或某一組成部分的強(qiáng)度或抗變形能力不足以抵抗這些應(yīng)力、應(yīng)變及位移，則路面會(huì)出現(xiàn)斷裂，路基路面結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)沉陷，路面表面會(huì)出現(xiàn)波浪或車轍，使路況惡化，服務(wù)水平下降。因此要求路基路面結(jié)構(gòu)整體及其各組成部分都具有與行車荷載相適應(yīng)的承載能力。
結(jié)構(gòu)承載能力是路面結(jié)構(gòu)承受荷載的能力。路面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度以抵抗車輪荷載引起的各個(gè)部位的各種應(yīng)力，如壓應(yīng)力、拉應(yīng)力、剪應(yīng)力等，使路面各個(gè)部位的各種應(yīng)力在規(guī)定的范圍內(nèi)，保證路面結(jié)構(gòu)不發(fā)生壓碎、拉斷、剪切等各種破壞�；蛘呗访娼Y(jié)構(gòu)應(yīng)能抵抗車輪荷載引起的各個(gè)部位的各種應(yīng)變，如壓應(yīng)變、拉應(yīng)變、剪應(yīng)變等，使路面各個(gè)部位的各種應(yīng)變?cè)谝?guī)定的范圍內(nèi)，使得在車輪荷載作用下不發(fā)生過量的應(yīng)變或變形，保證不發(fā)生車轍、沉陷或波浪等各種病害。
2 穩(wěn)定性
路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性包括高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)定性。在天然地表面建造的道路結(jié)構(gòu)物改變了自然的平衡，在達(dá)到新的平衡狀態(tài)之前，道路結(jié)構(gòu)物處于一種暫時(shí)的不穩(wěn)定狀態(tài)。新建的路基路面結(jié)構(gòu)袒露在大氣之中，經(jīng)常受到大氣溫度、降水與濕度變化的影響，結(jié)構(gòu)物的物理、力學(xué)性質(zhì)將隨之發(fā)生變化，處于另外一種不穩(wěn)定狀態(tài)。路基路面結(jié)構(gòu)能否經(jīng)受這種不穩(wěn)定狀態(tài)而保持工程設(shè)計(jì)所要求的幾何形態(tài)及物理力學(xué)性質(zhì)，稱為路基路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在地表上開挖或填筑路基，必然會(huì)改變?cè)孛娴貙咏Y(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。原來處于穩(wěn)定狀態(tài)的地層結(jié)構(gòu)，有可能由于填挖筑路而引起不平衡，導(dǎo)致路基失穩(wěn)。如在軟土地層上修筑高路堤，或者在巖質(zhì)或土質(zhì)山坡上開挖深路塹時(shí)，有可能由于軟土層承載能力不足，或者由于坡體失去支承，而出現(xiàn)路堤沉落或坡體坍塌破壞。路線如選在不穩(wěn)定的地層上，則填筑或開挖路基會(huì)引發(fā)滑坡或坍塌等病害出現(xiàn)。因此在選線、勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)密切注意，并采取必要的工程措施，以確保路基有足夠的穩(wěn)定性。
大氣降水使得路基路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的濕度狀態(tài)發(fā)生變化，低洼地帶路基排水不良，長期積水，會(huì)使得矮路堤軟化，失去承載能力。山坡路基，有時(shí)因排水不良，會(huì)引發(fā)滑坡或邊坡滑塌。水泥混凝土路面，如果不能及時(shí)將水分排出結(jié)構(gòu)層，會(huì)發(fā)生唧泥現(xiàn)象，沖刷基層，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層提前破壞。瀝青混凝土路面中水分的侵蝕，會(huì)引起瀝青結(jié)構(gòu)層剝落，結(jié)構(gòu)松散。砂石路面，在雨季時(shí)，會(huì)因雨水沖刷和滲入結(jié)構(gòu)層而導(dǎo)致強(qiáng)度下降，產(chǎn)生沉陷、松散等病害，因此防水、排水是確保路基路面穩(wěn)定的重要方面。
3 耐久性
路基路面工程投資昂貴，從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工至建成通車需要較長的時(shí)間，對(duì)于這樣的大型工程都應(yīng)有較長的使用年限，一般的道路工程使用年限至少數(shù)十年。承重并經(jīng)受車輛直接輾壓的路面部分要求最高使用年限20年以上，因此路基路面工程應(yīng)具有耐久的性能。路基路面在車輛荷載的反復(fù)作用與大氣水溫周期性的重復(fù)作用下，路面使用性能將逐年下降，強(qiáng)度與剛度將逐年衰變，路面材料的各項(xiàng)性能也可能由于老化衰變，而引起路面結(jié)構(gòu)的損壞。至于路基的穩(wěn)定性也可能在長期經(jīng)受自然因素的侵襲后，逐年削弱。因此，提高路基路面的耐久性，保持其強(qiáng)度、剛度，幾何形態(tài)經(jīng)久不衰，除了精心設(shè)計(jì)、精心施工、精選材料之外，要把長年的養(yǎng)護(hù)、維修、恢復(fù)路用性能的工作放在重要的位置。
4 表面平整度
路面表面平整度是影響行車安全、行車舒適性以及運(yùn)輸效益的重要使用性能。特別是高速公路，對(duì)路面平整度的.要求更高。不平整的路表面會(huì)增大行車阻力，并使車輛產(chǎn)生附加的振動(dòng)作用。這種振動(dòng)作用會(huì)造成行車顛簸，影響行車的速度和安全，駕駛的平穩(wěn)和乘客的舒適。同時(shí)，振動(dòng)作用還會(huì)對(duì)路面施加沖擊力，從而加劇路面和汽車機(jī)件的損壞和輪胎的磨損，并增大油料的消耗。而且，不平整的路面還會(huì)積滯雨水，加速路面的破壞。因此，為了減少振動(dòng)沖擊力，提高行車速度和增進(jìn)行車舒適性、安全性，路面應(yīng)保持一定的平整度。優(yōu)良的路面平整度，要依靠優(yōu)良的施工裝備，精細(xì)的施工工藝，嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制以及經(jīng)常和及時(shí)的養(yǎng)護(hù)來保證。同時(shí)，路面的平整度同整個(gè)路面結(jié)構(gòu)和路基頂面的強(qiáng)度和抗變形能力有關(guān)，同結(jié)構(gòu)層所用材料的強(qiáng)度、抗變形能力以及均勻性有很大關(guān)系。強(qiáng)度和抗變形能力差的路基路面結(jié)構(gòu)和面層混合料，經(jīng)不起車輪荷載的反復(fù)作用，極易出現(xiàn)沉陷、車轍和推擠破壞，從而形成不平整的路面表面。
5 表面抗滑性能
路面表面要求平整，但不宜光滑。汽車在光滑的路面上行駛時(shí)，車輪與路面之間缺乏足夠的附著力或摩擦力。雨天高速行車，緊急制動(dòng)與突然啟動(dòng)，或爬坡、轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輪也易產(chǎn)生空轉(zhuǎn)或打滑，致使行車速度降低，油料消耗增多，甚至引起嚴(yán)重的交通事故。通滑性能，摩擦系數(shù)小，則抗滑能力低，容易引起滑溜交通事故。對(duì)于城市道路的交叉口，由于車輛經(jīng)常需要制動(dòng)，一般要求具有較高的抗滑性能。對(duì)于高速公路，由于高速車輛在雨天容易產(chǎn)生滑溜或水漂，需要路面有較高的紋理深度，減少車輛在制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的水漂現(xiàn)象。路面的抗滑性能在低速時(shí)主要取決于集料表面的微觀紋理、高速時(shí)主要取決于路面表面的宏觀紋理。路面表面的抗滑能力可以通過采用堅(jiān)硬、耐磨、表面粗糙的粒料組成路面表層材料來實(shí)現(xiàn)，有時(shí)也可以采用一些工藝措施來實(shí)現(xiàn)，如水泥混凝土路面的刷毛或刻槽等。此外，路面上的積雪、浮冰或污泥等，也會(huì)降低路面的抗滑性能，必須及時(shí)予以清除。
參考文獻(xiàn)
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