什么是路面结构的面层、基层、垫层?

轮载和自然因素对铺面的影响,随深度的增加而逐渐减弱。因循这一特点,同时出于经济性的考虑,对路面材料的强度、抗变形能力和稳定性等方面的要求随着深度的增加而逐渐降低。所以,路而通常设计成多层次的结构,按照使用性能、受力状况、土基支撑条件和自然因素影响程度的不同,在路基顶面上采用不同规格和要求的材料分别铺设垫层(也称功能层)、基层和面层等结构层。

1 面层

面层是路面结构最上面的层次,直接承受行车荷载作用和外界环境的作用,并为车辆提供舒适、安全的行驶表面。作为面层材料,必须具有足够的强度、抗变形能力、抗温度开裂能力以及良好的表面特性。

用于面层的材料通常有五类,即沥青混合料、水泥混凝土、块体材料、砂石料和土。实践中,人们一般根据面层材料的类型来区分并命名路面的类型,所以相应于五类材料的路面称为沥青(混凝土)路面、水泥(混凝土)路面、块体路面、砂石路面和土路面。沥青路面也称为黑色路面;当基层为沥青混合料或碎石材料时,也成为柔性路面;当基层为无机结合料稳定材料,称之为半刚性基层沥青路面;水泥路面也称为白色路面或刚性路面。

沥青面层具有较好的使用性能。根据厚度的不同,沥青层可以设计成单层或双层,我国对重要路面常设计成三层。上面层(表面层)起抗磨耗的作用,也称磨耗层,应具有优良的表面特性(平整、抗滑、低噪声)以及抵抗变形和开裂的能力,对集料具有很严格的要求;中面层(也称为中间层或联结层)应具有很好的抗变形能力,应具有优良的抗弯拉疲劳开裂的能力,一般设计成密实不透水的层次;下面层有时也应具有一定的抗变形能力。

水泥混凝土面层具有强度高、能承受繁重的车辆荷载、使用寿命长的特点,包括五种类型,即普通混凝土面层、连续配筋混凝土面层、钢筋混凝土面层、钢纤维混凝土面层和预应力混凝土面层等。

块体面层由整齐或半整齐的石块、预制的混凝土块或其他材料的块体紧密铺筑而成,块体可以带有特定色彩、铺成特定图案,以美化环境。这类铺面的平整度一般难以满足高速行车的要求,但结构承载力很高。

砂石料面层是一种适用于轻交通的路面面层,由各种碎石或砾石混合料组成,其顶面一般铺设一层砂作为磨耗层。土路面是指由满足特定要求的土壤或改良后的土壤铺筑而成的路面。

2 基层

基层是面层下面的层次,是路面结构的重要组成部分。其作用主要是承接面层扩散下来的竖向力,并将其进一步扩散、传递到下面的结构层。基层是铺面结构中扩散荷载的主要层次,应具有足够的强度和刚度。基层受水、温度等外界因素的影响虽然不像面层那么大,但也要具有足够的水稳定性,包括强度稳定性、变形稳定性和耐冲刷性等多个方面,以确保整个路面结构的耐久性和使用寿命。

用作基层的材料通常包括:贫混凝土、碾压混凝土;沥青混合料;无机结合料稳定类材料;碎(砾)石混合料;天然砂砾以及片石、块石或圆石等。

基层根据其厚度可以设计成一层或两层。当设计成两层时,上面一层称为基层或上基层,下面一层称为下基层或底基层。

3 垫层

垫层是介于基层和土基之间的层次,其主要作用是改善土基的温度和湿度状况,保证土基的强度和变形稳定性,并进一步扩散基层传递下来的荷载,以减小荷载引起的土基变形。所以,通常在季节性冰冻地区和土基水文状况不良时设置。用作垫层的材料通常有两类:一类是砂、砾石、炉渣等松散性材料,筑成透水性垫层;另一类是低剂量水泥、石灰或粉煤灰稳定材料,筑成整体性较好的垫层。垫层材料的强度要求虽不像基层那样高,但水稳定性同样要好。

4 路基或路床

路基是垫层以下的部分,是垫层及其以上结构的支撑结构物。路基应具有足够的整体稳定性和抗变形能力,不出现过量的沉降。路基的顶部部分称为路床,路床受行车荷载的影响较大,其水稳定性和抗变形能力将直接影响路面的整体使用性能,所以与路基的其余部分相比具有较高的要求。路床由土、石料或土石混合料材料组成,当其强度或水稳定性不足时,应予以处治。

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