1K410000 市政公用工程技术

1K411000 城市道路工程

1K411010 城市道路工程的结构与材料

1K411011 掌握城市道路的级别与类别

本条介绍了我国现行 《 城市道路设计规范 》 （CJJ 37 ）中关于城市道路的分类和分级，常规的城市道路路面等级和面层的类型。

一、城市道路分类

城市道路的功能是综合性的，为发挥其不同功能，保证城市中的生产、生活正常进行．交通运输经济合理，应对道路进行科学地分类。

分类方法有多种形式，根据道路在城市规划道路系统中所处的地位划分为主干路、次千路及支路（参见表 1K411011 ) ；根据道路对交通运输所起的作用分为全市性道路、区域性道路、环路、放射路、过境道路等；根据承担的主要运输性质分为客运道路、货运道路、客货运道路等．根据道路所处环境划分为中心区道路、工业区道路、仓库区道路、文教区道路、行政区道路、住宅区道路、风景游览区道路文化娱乐性道路、科技卫生性道路、生活性道路、火车站道路、游览性道路、林荫路等。在以上各种分类方法中，主要是满足道路在交通运输方面的功能。规范以道路在城市道路网中的地位和交通功能为基础。同时也考虑对沿线的服务功能，将城市道路分为四类，即快速路、主干路、次千路与支路。

快速路完全为交通功能服务，是解决城市大容量、长距离、快速交通的主要道路。

主干路为连接城市各主要分区的干路，是城市道路网的主要骨架，以交通功能为主。

次干路是城市区域性的交通千道，为区域交通集散服务，兼有服务功能，配合主千路组成道路网。

支路为次干路联系各居住小区的连接线路解决局部地区交通，直接与两侧建筑物出人口相接，以服务功能为主。

二、城市道路分级

大、中、小城市现有道路行车速度、路面宽度、路面结构厚度、交叉口形式等都有区别为了使道路既能满足使用要求，又节约投资及土地有关规范规定：除快速路外的各类道路根据城市规模、设计交通量、地形等又分为I、 II 、III级。一般情况下大城市应采用各类指标中的工级标准，中等城市应采用II 级标准，小城市采用皿级标准．不同类别的同一级别道路的设计速度是不同的。

三、城市道路路面分类

（一）按结构强度分类（参见表 1K411011 )

1 高级路面：路面强度高、刚度大、稳定性好是高级路面的特点。它使用年限长，适应繁重交通量，且路面平整、车速高、运输成本低，建设投资高，养护费用少，适用于城市快速路、主干路。

2 次高级路面．路面强度、刚度、稳定性、使用寿命、车辆行驶速度、适应交通量等均低于高级路面，但是维修、养护、运输费用较高，城市次千路、支路可采用。

（二）按力学特性分类

1 柔性路面荷载作用下产生的弯沉变形较大、抗弯强度小．在反复荷载作用下产生累积变形，它的破坏取决于极限垂自变形和弯拉应变柔性路面主要代表是各种沥青类路面．

2 刚性路面．行车荷载作用下产生板体作用．抗弯拉强度大，弯沉变形很小，呈现出较大的刚性，它的破坏取决于极限弯拉强度。刚性路面主要代表是水泥棍凝土路面。

1K411012 掌握城市道路的结构组成

城市道路主要分为刚性路面和柔性路面两大类，前者以水泥混凝土路面为代表后者以引汤形式的沥青路面为代表。水泥混凝土路面的基本构造特点将在 1K411051 条阐述，这里不再介绍本条主要介绍沥青混凝土（混合料）路面的基本结构、结构性能及材料。

一、路基与路面的性能要求

城市道路由路基和路面构成。路基是在地表按道路的线型（位置）和断面（几何尺寸）的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。路面是在路基顶面的行车部分用不同粒料或混合料铺筑而成的层状结构物。

（一）路基的性能要求

路基既为车辆在道路上行驶提供基本条件，也是道路的支撑结构物，对路面的使用性能有重要影响。对路基性能要求的主要指标有：

 1 整体稳定性

在地表上开挖或填筑路基，必然会改变原地层（土层或岩层）的受力状态。原先处于稳定状态的地层，有可能由于填筑或开挖而引起不平衡．导致路基失稳。软土地层上填筑高路堤产生的填土附加荷载如超出了软土地基的承载力，就会造成路堤沉陷；在山坡上开挖深路堑使上侧坡体失去支承，有可能造成坡体坍塌破坏．在不稳定的地层上填筑或开挖路基会加剧滑坡或坍塌。必须保证路基在不利的环境（地质、水文或气候）条件下具有足够的整体稳定性，以发挥路基在道路结构中的强力承载作用。

2 变形量

路基及其下承的地基，在自重和车辆荷载作用下会产生变形，如地基软弱填土过分疏松或潮湿时，所产生的沉陷或固结、不均匀变形，会导致路面出现过量的变形和应力增大，促使路面过早破坏并影响汽车行驶舒适性．由此，必须尽量控制路基、地基的变形量，才能给路面以坚实的支承

（二）路面的使用要求

路面直接承受行车的作用。设置路面结构可以改善汽车的行驶条件，提高道路服务水平（包括舒适性和经济性），以满足汽车运输的要求。路面的使用要求指标是：

1. 平整度

平整的路表面可减小车轮对路面的冲击力，行车产生附加的振动小不会造成车辆颠簸，能提高行车速度和舒适性，不增加运行费用。依靠优质的施工机具、精细的施工工艺、严格的施工质量控制及经常、及时的维修养护，可实现路面的高平整度。为减缓路面平整度的衰变速率，应重视路面结构及面层材料的强度和抗变形能力。

2． 承载能力

当车辆荷载作用在路面上，使路面结构内产生应力和应变，如果路面结构整体或某一结构层的强度或抗变形能力不足以抵抗这些应力和应变时，路面便出现开裂或变形（沉陷、车辙等），降低其服务水平。路面结构暴露在大气中，受到温度和湿度的周期性影响，也会使其承载能力下降．路面在长期使用中会出现疲劳损坏和塑性累积变形，需要维修养护，但频繁维修养护势必会干扰正常的交通运营。为此，路面必须满足设计年限的使用需要，具有足够抗疲劳破坏和塑性变形的能力，即具备相当高的强度和刚度．

3． 温度稳定性

路面材料特别是表面层材料，长期受到水文、温度、大气因索的作用，材料强度会下降，材料性状会变化，如沥青面层老化，弹性一黏性一塑性逐渐丧失，最终路况恶化，导致车辆运行质量下降．为此，路面必须保持较高的稳定性，即具有较低的温度、湿度敏感度．

4 抗滑能力

光滑的路表面使车轮缺乏足够的附着力，汽车在雨雪天行驶或紧急制动或转弯时，车轮易产生空转或溜滑危险，极有可能造成交通事故。因此，路表面应平整、密实、粗糙、耐磨，具有较大的摩擦系数和较强的抗滑能力。路面抗滑能力强，可缩短汽车的制动距离，降低发生交通安全事故的频率。

5 透水性

路面应具有不透水性，以防止水州参人道路结构层和土基，致使路面的使用功能良失。

6． 噪声量

城市道路使用过程中产生的交通噪声，使人们出行感到不舒适，居民生活质量下降城市区域应尽量使用低噪声路面，为营造谧静的社会环境创造条件。

二、城市道路沥青路面的结构组成

（一）路基

路基的断面型式有：路堤一路基顶面高于原地面的填方路基。路堑一全部由地面开挖出的路基（又分重路堑、半路堑、半山桐三种型式）；半填、半挖一横断面一侧为挖方，另一侧为填方的路基．从材料上分，路基可分为土路基、石路基、土石路基三种。

（二）路面

行车载荷和自然因素对路面的影响随深度的增加而逐渐减弱，对路面材料的强度、刚度和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐降低。为适应这一特点，绝大部分路面的结构是多层次的．按使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同，在路基顶面采用不同规格和要求的材料分别铺设垫层、基层和面层等结构层。

1.面层

面层是直接同行车和大气相接触的层位承受行车荷载引起的竖向力、水平力和冲击力的作用，同时又受降水的侵蚀作用和温度变化的影响。因此面层应具有较高的强度、刚度、耐磨、不透水和高低温稳定性，并且其表面层还应具有良好的平整度和粗糙度。面层可由一层或数层组成，高等级路面面层可划分为磨耗层、面层上层、面层下层，或称之为上（表）面层、中面层、下（底）面层。

( 1 ）沥青混凝土面层的常用厚度和适宜层位见表 1K411012 ，可按使用要求结合各城市实践经验选用.

( 2 ）热拌、热铺的沥青碎石可用作双层式沥青面层的下层或单层式面层。作单层式面层时，为了达到防水和平整度要求，应加铺沥青封层或磨耗层。沥青碎石的常用厚度为 50 -70mm 。

( 3 ）沥青贯入式碎（砾）石可做面层或沥青混凝土路面的下层。作面层时，应加铺沥青封层或磨耗层，沥青贯入式面层常用厚度为 5 0～ 80mm .

( 4 ）沥青表面处治主要起防水层、磨耗层、防滑层或改善碎（砾）石路面的作用。常用厚度为 15 - 30mm .

2 基层

基层是路面结构中的承重层，主要承受车辆荷载的竖向力，并把由面层下传的应力扩散到土基，故基层应具有足够的、均匀一致的承载力和刚度．基层受自然因素的影响虽不如面层强烈，但沥青类面层下的基层应有足够的水稳定性，以防基层湿软后变形大导致面层损坏。

用于基层的材料主要有

( 1 ）整体型材料

无机结合料稳定粒料 ——石灰粉煤灰稳定砂砾、石灰稳定砂砾、石灰煤渣、水泥稳定碎砾石等，其强度高，整体性好，适用于交通量大、轴载重的道路工业废渣混合料的强度、稳定性和整体性均较好，适用于各种路面的基层。使用的工业废渣应性能稳定、无风化、无腐蚀。

( 2 ）嵌锁型和级配型材料

级配碎（砾）石应达到密实稳定。为防止冻胀和湿软，应控制小于 0.5mm 颗粒的含量和塑性指数。在中湿和潮湿路段，用作沥青路面的基层时，应掺石灰。符合标准级配要求的天然砂砾可用作基层．不符合标准级配要求时，只宜用作底基层或垫层，并应按路基干、湿类型适当控制小于0.5mm 的颗粒含量。为便于碾压，砾石最大粒径宜不大于 60mm.

 泥灰结碎（砾）石—— 适用于中湿和潮湿路段，掺灰量为其含土量的 8 % - 12 ％。骨料的粒径宜小于或等于 40mm ，并不得大于层厚的 0.7 倍。嵌缝料应与骨料的最小粒径衔接．

水结碎石—— 碎石的粒径宜小于或等于70mm ，并不得大于层厚的0.7 倍。掺灰量为小于 0.5mm 颗粒含量的 8 % - 12 % .

3 垫层

垫层是介于基层和土基之间的层位，其作用为改善土基的湿度和温度状况，保证面层和引县的强度稳定性和抗冻胀能力，扩散由基层传来的荷载应力．以减小土基所产生的变形因此，通常在土基湿、温状况不良时设置。垫层材料应具备良好的水稳定性.

( 1 ）路基经常处于潮湿或过湿状态的路段．以及在季节性冰冻地区产生冰冻危害的路段应设垫层。

( 2 ）垫层材料有粒料稳定土和无机结合料稳定土两类。粒料包括天然砂砾、粗砂、炉渣等。采用粗砂或天然砂砾时，小于0.075mm 的颗粒含量应小于 5 % ；采用炉渣时，小于 2mm 的颗粒含量宜小于 20 ％。

( 3 ）垫层厚度可按当地经验确定，一般宜大于或等于 150mm 。

（三）沥青路面结构组合的基本原则

1 面层、基层的结构类型及厚度应与交通量相适应。交通量大、轴载重时，应采用高等级面层与强度较高的结合料稳定类材料基层。

2 层间结合必须紧密稳定，以保证结构的整体性和应力传递的连续性。面层与基层之间应按基层类型和施工情况洒布透层沥青、粘层沥青或采用沥青封层。

3 各结构层的材料回弹模量应自上而下递减，基层材料与面层材料的回弹模量比应大于或等于0.3 ．土基回弹模量与基层（或底基层）的回弹模量比宜为0.08 ～0.4.

4 ．层数不宜过多。

5 在半刚性基层上铺筑面层时，城市主干路、快速路应适当加厚面层或采取其它措施以减轻反射裂缝。