基本介紹
- 中文名：路面鈕
- 外文名：The road button
- 定義：混凝土為主要材料做面層的路面
- 別名：簡稱混凝土路面，亦稱剛性路面
- 類型：高級路面
- 學科：土木工程
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結構組成
瀝青混凝土路面是由面層與基層、底基層、墊層和路基所組成的路面結構。
面層
面層是直接承受車輪荷載反覆作用和各種自然因素影響，並將荷載傳遞到基層以下的結構層，因此它應滿足表面功能性和結構性的使用要求。面層可為單層、雙層或三層。雙層結構稱為表面層、下面層；若採用三層結構，則稱為表面層、中面層、下面層。
表面層應具有平整密實、抗滑耐磨、穩定耐久的服務功能，同時應具有高溫抗車轍、抗低溫開裂、抗老化等品質。舊路面可加設磨耗層以改善表面服務功能。中、下面層應密實，基本不透水，並具有高溫抗車轍品質和抗剪下、抗疲勞的力學性能。
瀝青混凝土路面面層材料主要由瀝青、粗集料、細集料、礦粉等組成。瀝青應採用道路石油瀝青或其加工產品。瀝青的選擇應根據公路等級、氣候條件、交通量及其組成、路線線形、面層結構、施工工藝等因素，並結合當地使用經驗確定。瀝青路面的粗集料，應選用碎石，也可選用經軋制的碎礫石。對三、四級公路瀝青層中的粗集料，可用經篩選的小礫石。粗集料套用無風化、微風化的石料軋制而成，不含土和雜質，石料堅硬、表面粗糙、潔淨，軋成的碎石形狀方正。瀝青混合料中的細集料宜選用機制砂和天然砂或石屑與天然砂配製。細集料應具有一定稜角性，潔淨、乾燥、無風化、無雜質、不含土。天然砂宜選用中砂、粗砂，天然河砂不宜超過集料總質量的20%。礦粉必須採用石灰石等鹼性石料磨細的石粉，不得使用酸性岩石等其他礦物的礦粉，礦粉應乾燥、潔淨、不成團塊。
瀝青混凝士路面按強度構成原理可分為密實型和嵌擠型兩大類。密實型瀝青混凝土路面要求礦料的級配按最大密度原則設計，其強度和穩定性主要取決於混合料的黏聚力和內摩擦阻力。密實型瀝青混凝土路面按其孔隙率的大小可分為閉式和開式兩種。對於閉式，混合料孔隙率小於6%，混合料緻密耐久，但熱穩定性較差；對於開式，混合料孔隙率大於6%，其熱穩定性較好。嵌擠型瀝青混凝土路面要求採用顆粒尺寸較為均一的礦料，路面的強度和穩定性主要依靠集料顆粒之間相互嵌擠所產牛的內摩擦力，而黏聚力儀起著次要的作用。按嵌擠原則修築的瀝青混凝土路面，其熱穩定性較好，但因孔隙率較大，易滲水，凶而其耐久性較差。
基層
基層是設定在面層之下，並與面層一起將車輪荷載的反覆作用傳遞到底基層、墊層、土基，起主要承重作用的結構層次。基層材料的強度指標應有較高要求。基層視公路等級或交通垃的需耍，可設定一層或兩層。當基層較厚需分兩層施工時，可分別稱為上基層、下基層。
我國一般使用的大多為半剛性基層。半剛性基層按結合料種類大體可分為：①石灰穩定類基層，即在粉碎的土和原狀鬆散的土（包括各種粗、中、細類土）中摻入適量的石灰和水，按照一定的技術要求經拌和後，在最佳含水率下攤鋪、壓實及養生；②水泥穩定類基層，即在粉碎的土和原狀鬆散的土（包括各種粗、中、細類土）中摻入適量的水泥和水，按照一定的技術要求經拌和後，在最佳含水率下攤鋪、壓實及養生，其抗壓強度符合規範要求；③工業廢渣穩定類基層，工業廢渣主要包括粉煤灰和煤渣，工業廢渣材料主要用石灰廢渣綜合穩定，即形成石灰工業廢渣材料。國內高級公路基層多採用水泥穩定粒料或二灰碎石（粒料）。
按混合料結構狀態可將半剛性基層分為四類，即懸浮密實結構、均勻密實結構、骨架空隙結構和骨架密實結構。均勻密實結構主耍指無機結合料穩定細粒土，如二灰土、水泥土等；懸浮密實結構是指粗集料間隙體積小於細集料部分毛體積；骨架空隙結構是指粗集料問隙體積大於細集料部分毛體積；骨架密實結構是指粗集料間隙體積接近細集料部分毛體積。
底基層
底基層是沒置在基層之下，並與面層、基層一起承受車輪荷載反覆作用，起次要承重作用的結構層次。
底基層材料的強度指標要求可比基層材料略低。底基層視公路等級或交通量的需要可沒置一層或兩層。
底基層較厚需分兩層施工時，可分別稱為上底基層、下底基層。
墊層
墊層是設定在底基層與土基之間的結構層，起排水、隔水、防凍、防污等作用，以保征面層和基層的強度、剛度和穩定性不受土基水溫狀況變化的不良影響。它的其他功能是將基層傳下的車輛荷載加以擴散，以減小對土基產生的應力和變形；同時能阻止路基土擠入基層中，影響基層結構的性能。
修築墊層的材料強度不一定高，但水穩定性和隔溫性能要好。常用的墊層材料分為兩類，一類是由鬆散粒料（如砂、礫石、爐渣等）組成的透水性墊層；另一類是用水泥或石灰穩定土等修築的穩定類墊層。
路基
路基是公路工程的重要組成部分，是路面的基礎，其強度和穩定性直接影響到路面的使用品質。實踐證明，路面的損壞往往與路基排水不暢、壓實度不夠、強度低等有直接關係，而且路基損壞後修復的難度大、費用高。由此可見，保證路基的穩定性意義重大。路基的設計和施工應嚴格按照新頒布的有關路基設計和施工的規範和標準，因地制宜地進行精心設計、施工，以確保路基具有足夠的強度、穩定性，同時兼顧路基的養護和綠化，以加強對社會環境和生態環境的保護。
分類
按照路面材料和結構的不同，水泥混凝土路面分為以下幾種。
（1）普通混凝土路面
普通混凝土路面是採用普通混凝土鋪築，為消除或減少溫度應力和混凝土乾縮帶來的不利影響，普通混凝土路面設有很多平面接縫，因此也被稱為接縫混凝土路面。普通混凝土路面只在接縫區配置桿件和局部需要加強部位（如角隅和邊緣）配置鋼筋，其他部位採用素混凝土，這種路面板形式占水泥混凝土路面的絕大多數。
（2）鋼筋混凝土路面
鋼筋混凝土路面是在板內配置縱橫向的網狀鋼筋以提高路面板的整體性，由於抗拉能力得到提高，單塊板可以做得更長更大。鋼筋混凝土路面適用於：①長大或不規則的板塊；②板下埋有地下設施或路基有可能產生不均勻沉降的路段；③重載交通的公路和機場跑道。
（3）連續配筋混凝土路面
連續配筋混凝土路面是除了橫向鋼筋，還在路段內配置連續的縱向鋼筋，用於約束混凝土的收縮和膨脹，限制裂紋的發展。連續配筋混凝土路面在路段內不設接縫，平整度高。由於技術複雜、造價較高，連續配筋混凝土路面目前未被廣泛套用。
（4）纖維混凝土路面
（5）碾壓混凝土路面
碾壓混凝土路面是採用振動碾壓成型的水泥混凝土，不同於上述類型混凝土路面的灌注施工方式。碾壓混凝土路面要求採用十硬性混凝土，施工便捷快速，但其表面平整度和結構耐久性不如普通混凝土。碾壓混凝土主要用於低等級道路或面層由兩層不同類型的結構層複合而成的複合式路面的下層。
（6）塊料混凝土路面
塊料混凝土路面是用混凝土預製塊做面層鋪築在下承層上的路面結構。大的塊料路面的塊料尺寸可達1～2m，小的塊體通常為20～30cm。由於可以使用石料打制較小的塊料，因此，認為只有較大的塊料路面才能歸於水泥混凝土路面範疇，從而用剛性路面理論進行結構分析。塊料路面常用於城市道路、非機動車道、低等級公路，或用於基礎不穩定的道路交叉口、橋頭引道、過水路面等處。
特性
（1）力學特性
作為剛性路面的水泥混凝土路面，同柔性路面相比，有自己的特點：混凝土路面的彈性模量及力學強度大大高於基層和土基的相應模量和強度，但混凝土的抗彎拉強度比抗壓強度低得多，約為抗壓強度的1/7 - 1/6，在車輪荷載的作用下當彎拉應力超過混凝土的極限抗彎拉強度時，混凝土板便產生斷裂破壞。且在車輪荷載的重複作用下，混凝土板會在低於極限抗彎拉強度時出現破壞，因此取水泥混凝土板的抗彎拉強度指標作為設汁指標。
（2）溫度變化特性
混凝土隨溫度、濕度的變化而發生變形，導致混凝土路面板產生收縮、膨脹或翹曲。如果板的尺寸過大，這些變形會受到約束，使板內產生較大的應力，而出現開裂、拱脹，甚至斷裂等破壞。為減少溫度、濕度影響產生的應力，防止出現不規則的裂縫，混凝土路面（除連續配筋混凝土路面外）需要在縱、橫兩個方向設定接縫，將板體劃分成一定尺寸的矩形板。
（3）變形特性
水泥混凝土是一種脆性材料，它在斷裂時的相對拉伸變形很小，因此在荷載作用下土基和基層的變形情況對混凝土板的影響很大，不均勻的基礎變形會使混凝土板與基層脫空，在車輪荷載作用下板產生過大的彎拉應力而遭破壞。
因此混凝土面板必須具有足夠的抗彎拉強度和厚度，才能滿足車輪荷載的多次重複作用。
