形式語言理論

[拼音]:lumian

[英文]:road pavement

用築路材料鋪在路基頂面,供車輛直接在其表面行駛的一層或多層的道路結構層。道路路面隨著運輸工具的發展而發展。遠古時代,在車輛尚未出現以前,人類主要是在一些沼澤地帶用木頭、樹枝鋪路,供步行之用,這是一種最簡單的路面。在發明車輪和車輛以後,需要有較平整堅實的路面供人力和獸力車輛行駛,人們便開始用天然粘土、砂礫、石料、石灰以及天然瀝青等修築路面。如中國用磚塊、石塊、石灰等修路,俄國用木材、碎石等修路,英、法等國用碎石、塊石等修路,都有很長曆史。至19世紀,英人J.L.馬克當用水結碎石修路成功,隨有馬克當路面之稱。自汽車發明後,對路面的要求日高,所用築路材料和路面種類日益增多,路面設計、施工和養護技術等也相應地迅速發展,逐漸形成了路面工程這一學科分支。

路面的作用與要求

為使路面能起到承受車輛載重、抵抗車輪磨耗,保持表面平整的作用。為此,對路面的具體要求有:

(1)足夠的強度,抵抗車輛對路面的破壞或產生過大的形變;

(2)較高的穩定性,使路面強度在使用期內不致因水文、溫度等自然因素的影響而產生幅度過大的變化;

(3)一定的平整度,以減小車輪對路面的衝擊力,保證車輛安全舒適地行駛;

(4)適當的抗滑能力,避免車輛在路面上行駛、起動和制動時發生滑溜危險;

(5)行車時不致產生過大的揚塵現象,以減少路面和車輛機件的損壞,保證良好視距,減少環境汙染。

路面結構

根據設計要求和就地取材的原則,路面可用不同材料分層鋪築。低、中級路面一般結構層次較少,通常包括面層、基層、墊層等層次;高階路面結構層次較多,一般包括面層、聯結層、基層、底基層、墊層等層次(見圖)。

面層

是直接同行車和大氣相接觸的層次。承受行車荷載較大的豎向力、水平力和衝擊力的作用,同時又受到降水的侵蝕作用和溫度變化的影響。因此,面層應較其他各層具有更高的結構強度、剛度、不透水和溫度穩定性,表面還應有良好的平整度、粗糙度和耐磨性。面層有時採用上下兩層的雙層結構。

聯結層

是為了加強面層與基層之間的聯結和提高面層抵抗疲勞能力而設定的,也是面層的一部分。多用於交通繁重的道路,有時為了防止或減少面層受下層裂縫反映的影響,也採用聯結層。

基層

是路面結構中的承重部分。主要承受車輛荷載的豎向力,並把面層傳下來的力擴散到墊層或土基,故基層也應具有足夠的強度和剛度。基層受自然因素的影響雖不如面層強烈,但也應具有足夠的水穩定性,以防基層溼軟後產生過大的變形,導致面層損壞。

底基層

是基層下面的一層,用來加強基層承受和傳遞荷載的作用,在重交通道路和高速公路上多用之。對底基層材料的強度和剛度的要求可以略次於基層。組成基層和底基層的材料有:用各種工業廢渣組成的混合料,用水泥、石灰或瀝青穩定的或碎、礫石混合料,各種軋碎的礫石混合料或天然砂礫石和片石、塊石、圓石等。

墊層

是介於基層(或底基層)和土基之間的層次。其主要作用為改善土基的溼度和溫度狀況,以保證面層和基層的強度穩定性和抗凍脹能力,並擴散由基層傳來的荷載以減小土基產生的變形,故墊層常鋪設在土基水溫狀況不良地段。在凍深較大的地區鋪設的能起防凍作用的墊層稱為防凍層;在地下水位較高的地區鋪設能起隔水作用或防止地表積水下滲的墊層稱為隔離層。常用的墊層材料有砂、礫石、爐渣、石灰土、爐渣石灰土等透水性或穩定性較好的材料。

土基是路面的基礎,它承受由路面傳遞下來的車輪荷載及路面的自重。它不屬路面結構層次,但設計路面時必須以土基狀況為依據,路基路面應綜合設計。

路面分類

路面按其力學特徵可以分為:

剛性路面

在行車荷載作用下能產生板體作用,具有較高的抗彎強度,如水泥混凝土路面。

柔性路面

抗彎強度較小,主要靠抗壓強度和抗剪強度抵抗行車荷載作用,在重複荷載作尹a href='http://www.baiven.com/baike/224/271348.html' target='_blank' >孟祿岵杏啾湫危緦で嗦訪妗⑺槭訪嫻取Ⅻ/p>

有些路面材料在修建早期具有柔性路面特性,後期近乎剛性路面特性,對這種路面有時稱為半剛性路面,如石灰穩定土、水泥穩定土,石灰粉煤灰、石灰爐渣等材料建成的路面。

中國《公路工程技術標準》將路面按其技術品質分為高階、次高階、中級和低階四種,各種路面的面層型別如下:

高階路面──瀝青混凝土路面,水泥混凝土路面,廠拌瀝青碎石路面,整齊石塊或條石路面;

次高階路面──瀝青貫入式碎、礫石路面,路拌瀝青碎、礫石路面,瀝青表面處治路面,半整齊石塊路面;

中級路面──碎、礫石(泥結或級配)路面,不整齊石塊路面,其他粒料路面;

低階路面──粒料加固土路面,其他當地材料加固或改善土路面。

這些面層的材料組成,結構強度,使用品質及工程造價各不相同,使用時須根據道路等級、取材的可能性、施工裝置以及經濟條件等因素加以比較選用。

半個多世紀以來,路面的設計方法、新材料的使用和施工工藝都有很大發展。在早期,路面的厚度是憑經驗決定的,現在已發展到根據路面的實際受力狀態,結合材料的特性,溫度的變化,荷載時間等因素而得出比較嚴密的理論設計方法,使路面厚度的確定比較合理。在路面材料方面,從過去單純地使用各種天然材料發展到使用各種人工粒料(如將煅燒燧石屑用於瀝青磨耗層可提高耐磨性,將煅燒鋁礬土同薄層環氧樹脂一起鋪成表面處治可改善滑溜問題,將多孔陶粒、膨脹粘土等修建強度和孔隙率很高的防凍層、隔離層等);工業副產品(如使用被石灰活化的粒狀礦渣、粉煤灰等作穩定性良好的基層;用廢橡膠改善瀝青路面效能和做成不易開裂的橡膠混凝土);土工織物(如將聚酯類、聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺擠壓成絲狀或帶狀,再織成網狀等各種形狀織物作隔離層,保護邊坡和路面修補等用)以及各種乳化瀝青、改性瀝青、高強耐磨的混凝土塊等,從而提高了路面質量。在施工工藝方面,從早期的手工操作發展到目前的機械化、自動化、系列化的先進施工方法,工效高、質量好。今後隨著力學理論、運算工具、新材料、新裝置的不斷髮展,道路路面的設計和施工必將更趨完善,路面工程的內容將更臻豐富。

參考書目

南京工學院主編:《路面工程》,人民交通出版社,北京,1979。

杉田美昭等著:《道路舖裝の施工》,山海堂,東京,1981。

參考文章

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