鐵路樞紐

[拼音]：gonglu lumian

[英文]：highway pavement

在公路路基上車行道範圍內鋪築的層狀結構物。具有承受行車荷載、抵抗車輪磨耗和保持公路表面平整的作用。

發展簡況

在19世紀汽車問世之前，路面大多用石塊、石板、卵石或木塊鋪築。1777年法國人特雷薩蓋提出改善路基排水、設定路拱、減小石塊尺寸修築塊石路面的報告。此後，蘇格蘭人T.泰爾福和J.L.馬克當分別於1805年和1815年在塊石基層上鋪築碎石面層和全部用碎石鋪築路面獲得成功。1859年美國人E.W.布萊克試製了碎石機。1860～1867年法國和英國先後研製成功蒸汽壓路機。這些技術的進步，使碎石路面在一些西方國家得到很大的發展。

1854年法國在巴黎首次採用瑞士產的天然巖瀝青修築瀝青路面。1865年英國在因佛內斯首次修築水泥混凝土路面。同時，高質量的石塊路面、剛磚路面和木塊路面在城市街道也盛極一時。

20世紀以來，隨著汽車和築路機械工業的發展，公路路面在設計、施工、養護等技術方面都日臻完善，高階的瀝青路面和水泥混凝土路面迅速發展起來。

路面結構

按照層位及其作用可分為面層、基層和墊層三個主要層次。有的路面只採用面層和基層兩個結構層，甚至只採用一個面層的結構。

面層

位於路面的最上層，是表徵路面使用品質的結構層。面層直接同車輪和大氣接觸，受行車的垂直荷載、水平力、震動衝擊力和真空吸力的直接作用，並受雨雪、日照、氣溫變化的直接影響，因此必須採用高強、穩定、耐磨的材料鋪築。面層應有防止水分下滲的功能，其表面應平整、粗糙，並按規定的橫坡（見表）

作成路拱，以利路面排水。道路通過居民點和風景區、療養區還應特別注意防塵和降低噪聲。

面層可分面層上層和麵層下層，以及磨耗層和聯結層。為改善路面的抗滑效能，防止路面的磨耗和滲水，延長其使用年限，中、低階面層常用硬質砂礫作磨耗層，高階或次高階面層常用瀝青石屑混合料、瀝青混凝土、瀝青砂等作磨耗層。

面層材料有水泥混凝土、瀝青混凝土、各種瀝青處治的碎石和礫石材料、摻土的砂礫或碎石混合料與塊料等。

基層

位於面層之下，其作用是承受由面層傳遞來的車輪垂直壓力，並把它均勻擴散分佈到下面的墊層或土基上。基層材料必須具有足夠的強度、水穩性和擴散荷載的效能。常用材料有碎石，片石，礫石，天然砂礫，各種石灰、水泥或瀝青穩定處治材料，以及礦渣、煤渣、電石渣、粉煤灰等工業廢渣及其同土、砂、石組成的混合料和低標號水泥混凝土等。在交通繁忙的道路上，基層多分兩層鋪築。下層稱底基層，可用價廉的當地材料；上層用強度較高的材料。

墊層

為改善土基水溫狀況，提高土基強度，防止路面不均勻凍脹和翻漿，以及為防止路基土擠入基層影響其穩定性而設於基層和土基之間的結構層。為隔斷地下毛細水上升或地表積水下滲而設定的墊層，通常稱為隔離層；兼有蓄水和排水作用的墊層也稱排水層；用作防止或減輕路面不均勻凍脹的墊層，又稱防凍層或隔溫層。墊層材料必須具有良好的水穩性，以及必要的透水或隔熱效能。按其功用主要有空隙性的粒料如粗砂、砂礫、爐渣等，以及石灰土和爐渣石灰土等。

為保證路面邊緣有同等的支承能力，各結構層宜自上而下逐層加寬做成階梯形，每側加寬約25～30釐米。當墊層作為隔離層使用時，則應在路基全寬範圍內鋪築。

路面種類

按荷載作用下的力學性質，路面可分為柔性路面、剛性路面、半剛性路面；按採用的材料及其組成和施工方法可分為嵌鎖法路面、級配法路面、穩定法路面和鋪砌法路面。

柔性路面

由粘塑性材料如瀝青或粒料混合料等所組成的層狀路面結構。這類路面的特點是材料的抗彎拉強度較低，在車輪荷載作用下產生一定的彎沉變形，土基承受荷載較大。路面的承載能力決定於整個層狀體系的荷載擴散特性，受土基強度和穩定性的影響較大。因此，必須採取路基、路面綜合設計，首先要採取措施提高路面下0.8～1.0米範圍內的土基強度與穩定性。同時要求路面各結構層之間結合緊密，以保證結構的整體性和應力傳佈的連續性。柔性路面造價低於剛性路面，可以分期修建提高，在各國公路總里程中，大多數是柔性路面。

剛性路面

主要指用水泥混凝土作面層或基層的路面結構。同柔性路面相比較，水泥混凝土路面板具有高的抗彎拉強度和彈性模量，有強大的荷載擴散能力。車輪荷載通過板體可在較大範圍內以較小的壓強作用於下層，因而路面的承載能力在很大程度上決定於板本身的抗彎拉強度。但是，水泥混凝土屬脆性材料，其拉伸應變能力很小，當板體受到突然荷載、溫度急劇變化、土基不均勻變形時很容易產生斷裂。為此，板體應劃成一定尺寸的板塊，設定各種型別的橫向和縱向接縫，並要有堅實、穩定、均勻的基礎。

半剛性路面

用石灰、粉煤灰、水泥等作結合料同土或集料製成混合料鋪築的路面結構。這類結構不耐磨耗，不能作為面層使用。在前期它具有柔性路面的力學性質，但隨齡期增長其強度和剛度則相應增大，顯示出類似於剛性路面板體的一些特性。半剛性路面有良好的應力擴散效能，水穩定性好，造價低。20世紀70年代以後，世界各國趨向於把半剛性路面用作瀝青路面的基層。

嵌鎖法路面

用尺寸均勻的顆粒狀礦料作骨架，並逐層撤鋪較小礦料嵌縫，經碾壓後主要靠嵌鎖作用而形成的路面結構，可用作路面面層或基層。這類路面包括水結碎石路面、泥（灰）結碎石路面、層鋪法瀝青表面處治的路面、瀝青貫入式和瀝青碎石路面等。

級配法路面

由不同粒徑的粒料按一定的重量比例配合，摻加一定數量的結合料經拌和、攤鋪、壓實形成的路面結構。可用作面層或基層。粒料級配可分為密級配、開級配和間斷級配。路面結構強度取決於結合料的效能和粒料粒徑規格。這類路面包括級配礫（碎）石路面、路拌瀝青碎（礫）石路面、瀝青混凝土和水泥混凝土路面等。

穩定法路面

用經過處治的土或砂石材料修築的路面結構層。目前常用的穩定方法有壓實土、粒料穩定土、石灰穩定土、瀝青穩定土、水泥穩定土或砂礫、石灰粉煤灰穩定土、砂礫和石灰爐渣土等。其他還有采用鹽溶液、高分子聚合物、熱處理和電化學方法等。

鋪砌法路面

有具有一定強度的平整基礎上，採用塊料由人工鋪砌修築的路面。這種路面的強度主要依靠塊料間的摩阻作用，以及基礎的支承作用。因此，鋪砌法路面要求材料強度高，形狀規則整齊，尺寸較大，用作面層的材料表面還應平整。手擺片石、錐形塊石基層，拳石、塊石、條石面層以及水泥混凝土預製塊、剛磚、木塊路面等均屬於這類路面。由於這類路面不便機械化施工，目前應用較少。

路面分級

根據路面面層的技術經濟特性分為高階、次高階、中級和低階四個等級。一條公路的路面等級應根據公路的等級和使用要求、交通性質等條件，按技術經濟的原則論證確定。面層型別的選用應根據築路材料供應情況，以及當地土質、氣候、水文和施工技術等條件。各級路面的技術經濟特徵、所包括的面層型別和所適用的公路等級見公路路面等級表。

路面發展趨勢

為了提高路面通行能力和行車舒適性與安全性，降低工程造價，以適應汽車交通不斷增長的需要，當前路面技術發展的趨勢主要有以下幾方面。

（1）路面型別與結構方面：瀝青路面行車平穩、振動噪聲低、利於分期修建、鋪筑後能立即開放交通，因而近二、三十年來發展較快。有些國家在一般公路上已開始逐步實現全部路面黑色化。在交通繁忙的高階公路上，提倡推廣使用攤鋪式、熱壓式與全厚式瀝青路面。改善瀝青材料路用效能，提高路面抵抗磨損、滑溜、疲勞、車轍能力的瀝青混合料效能，以及提高鋪築工藝的研究，已受到廣泛的重視。

採用有機或無機結合料處治粒料或土作為基層以取代傳統的碎石、塊石基層是當前普遍的趨勢。尤其是採用石灰、磨碎礦渣、粉煤灰、火山灰等低活性水硬性結合料穩定當地材料鋪築半剛性基層已成為新的發展方向，其中綜合穩定土則更有其發展的前途。

水泥混凝土路面結構主要是加強基礎和板邊支承力，減小縮縫間距，少設或不設脹縫，用塑料薄膜或1～2釐米的瀝青砂取代板下砂墊層。為提高行車平穩性，還採用間距不等、同縱縫成70°～80°斜交的橫縫佈置形式。連續配筋和各種預應力水泥混凝土路面正處於試驗使用階段。前者用於加固舊混凝土路面比較經濟適宜，後者因施工工藝技術複雜，推廣應用還有一定困難。罩面和恢復舊路抗滑能力的技術也得到廣泛的重視。為改善混凝土的物理力學和技術性能，各種外摻劑的應用得到了發展。

（2）路面設計理論方面：近十多年來，以彈性層狀體系理論為基礎的設計方法得到較大進展，並已作為半經驗法的輔助分析開始應用。隨著電子計算技術的發展，已開始建立路面最優化的系統設計方法，並應用有限元法對材料的非線性變形特性進行研究，以便使路面設計的理論和方法更接近於實際。

（3）路面效能測試技術方面：總的趨勢是朝著連續、快速、非破損性和動力測定的方向發展。路面強度測試採用自動、連續的拉克魯瓦彎沉儀或可以同時測定曲率半徑的彎沉儀；各結構層彈性模量的測定可用動力道路試驗機；路面結構層和土基密度、溼度的測定可用伽馬射線儀等；路面平整度測定可用自動記錄和處理資料的縱斷面分析儀，也可採用鐳射束或脈衝法測定的平整度儀等；路面粗糙度評定可用各種高速、自動記錄的專用抗滑試驗車，用專用的路面攝影車可以正確地測定路面的開裂率。

（4）路面施工與養護機械化方面：當前主要是朝著高效、多能、自動、靈活和無公害的方向發展。同時遙控技術也開始應用。近年來，除重視發展可移動的全自動化的廠拌混合料攪拌和裝置外，還採用骨料同浮化瀝青預先拌和現場攤鋪的新工藝，以節約能源和消除空氣汙染。同時，單機一次路拌的工藝裝置也在應用。使用電子裝置、鐳射技術自動導向和控制的瀝青混凝土攤鋪機、水泥混凝土滑模攤鋪機也廣泛應用。路面銑刨機的問世，使產生車轍、波浪推移或磨損不平的路面平整度能夠得以恢復，而銑刨挖出的瀝青混合料通過再生工藝還可得到回收利用，經濟效益顯著。