一、城市道路的分级与分类
道路是供车辆和行人等通行的工程设施。按照其作用和特点,道路可分为公路、城市道路、厂矿道路、林区道路和乡村道路。
城市道路系指建在城市范围内,供车辆及行人通行的一定技术条件和设施的道路。
(一) 城市道路的分类
城市道路是城市设施的重要组成部分,其功能是综合性的,为充分发挥不同道路的不同功能,保证工农业生产及人民生活的正常进行,市道路交通运输更加经济合理,按照城市道路在道路网中的地位及作用,同时也考虑到道路沿线建筑及企事业单位车辆、行人进出的服务功能等,将城市道路分为以下四类:
1、快速路:指在城市道路中设有中央分隔带,具有四条或四条以上机动车道,全部或部分采用立体交叉并控制车辆出入,供车辆以较高车速行驶的道路。快速路一般在特大城市或大城市中设置,其不设置吸引大量车流、人流的公共建筑物的进出口。两侧一般建筑物的出入口应加以控制。快速路与快速路及主干道相交时,采用立体交叉。与次干路相交时,平面交叉若能满足交通需求,可采用平面交叉,保留立体交叉的可能用地。快速路与支路一般不能直接相交。行人不能穿越快速路,过路行人必须走人行天桥或人行地道。
2、主干道:指在城市道路网中起骨架作用的道路。主干路沿线(特别在交叉口处)不宜设置吸引大量人流的公共建筑,必须设置时,建筑线后退,留出停车场及人流疏散地。在非机动车较多的主干路上设置两条分隔带,横断面布置成三幅路。为了减少交叉口对主干路交通的干扰,主干路上平面交叉口间距以800~1200m为宜。
3、次干路:是城市道路网中区域性赶路,次干路遇主干路相连,构成完整的城市干道系统。次干路既为城市区域交通集散服务,又兼有服务功能,允许两侧布置吸引人流的公共建筑。
4、支路:是指道路网中干路以外联系次干路或供区域内部使用的道路。支路上不宜通行过境交通。
(二)城市道路的分级根据我国《城市道路设计规范》(CJJ 37-90)规定,除快速路外,每类道路按照所在城市的规模、设计交通量、地形等分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。一般情况下大城市应采用各类道路中的Ⅰ级标准,中等城市应采用各类道路中的Ⅱ级标准,小城市应采用各类道路中的Ⅲ级标准。
二、 城市道路的作用、组成和特点
(一) 城市道路的作用
城市道路是城市中行人和车辆往来的专门用地,使连接城市各个组成部分(包括市中心区、工业区、生活居住区、对外交通枢纽以及文化教育、风景游览、体育活动场所等),并与公路相连接的交通纽带,使城市构成一个相互协调的有机联系的整体。城市道路是组织城市交通运输的基础,而且为布置城市公用管线、街道绿化、城市架空杆线提供容纳空间。
(二) 城市道路的组成城市道路由车行道、人行道、路缘石、附属设施组成。
1、车行道:指道路上专供车辆行驶的部分。车行道又分为机动车行道(快车道)和非机动车行道(慢车道)。
2、人行道:是专供行人步行交通所用。为了保证行人交通安全,人行道与车行道应有所分隔,一般高出车行道15~20cm左右。
3、路缘石:其处于车行道与人行道交界处或分隔带边缘,它既是路面排水设施的一个组成部分,同时又起着保护道路结构层边缘部分的作用。
4、附属设施
⑴排水设施:用于排除路面水的雨水进水井、检查井、街沟或明沟。
⑵交通隔离设施:用于组织交通、保证交通安全的交通岛、分隔带、隔离墩、护栏等。
⑶绿化设施:为街道绿化而设置的林荫带、行道树、绿篱、绿地、花坛等。
⑷地上杆线和地下管网:地上的电线杆、照明灯柱、电车线及地下的排水管道、给水管道、煤气管道、热力管道、通讯电缆、电力电缆等。
⑸其他:附属设施还包括路名牌、交通标志牌、交通指挥信号灯、消防栓、邮箱、清洁箱、垃圾台、停车场、公共汽车停靠站以及为保护路基而设置的挡土墙、护坡等。
(三) 城市道路的特点:
1、功能多样、组成复杂
2、车辆多、类型杂、行人交通量大
3、道路交叉口多,易发生交通阻滞和交通事故
4、道路两侧建筑物密集
5、景观要求高
6、政策性强三、 城市道路网的形式及主要技术指标
(一) 城市道路网的形式 道路网大体可归纳成四种形式:方格网式、环形放射式、自由式、混合式。
1、方格网式道路网:方格网式又称棋盘式,是道路网中最常见的一种结构形式,它是由两组互相垂直的平行道路组成方格网状的道路系统。优点:布局整齐,利于建筑物布置,易于识别方向,交通组织简单缺点:对角线方向绕行行距离长,增加了车辆行程。方格网式道路网是用于地势平坦的中、小城市或大城市的局部地区。
2、环形放射式:一般都是由市中心向各方向辐射若干条放射状道路,与市中心距离不等的若干条环形路组成城市的道路系统。优点:中心区与各区以及市区与郊区都有便捷的道路联系。缺点:容易把车流导向市中心,造成市中心交通压力过大。环形放射式道路网十大城市和特大城市经常使用的一种道路系统。
3、自由式道路网:以结合地形为主,路线弯曲,无一定的几何图形。优点:能充分利用地形节省投资。缺点:不规则街坊多,影响建筑物的布置,不易识别方向。
4、混合式道路网:是上述三种形式的道路混合构成的道路系统,是一种扬长避短,较为合理的型式。
(二)城市道路网的主要技术指标非直线系数、干道网密度、道路面积密度、人均道路面积
1、非直线系数:指道路起、讫点的实际交通距离与此两点直线距离之比。一般要求非直线系数不大于1.41。
2、干道网密度:是指城市的干道总长度与城市用地面积的比值。干道网密度越大,交通联系越便捷。一般认为干道的合适间距为800~1000m,即相当于干道网密度为2~2.5km/km2。
3、道路面积密度:又称道路面积率或道路用地率,是指城市道路用地面积与城市总面积之比,用百分率表示。道路面积密度,可看出一个城市对道路交通的重视程度和该城市道路交通设施的发达程度。
4、人均道路面积:又称人均道路占有率,是指城市中每一位居民占有的道路面积,这个指标最能综合反映一个城市交通拥挤状况的程度。
第二章 城市道路的结构组成
道路结构组成为:路基、路面。
一、路基:是按照路线的位置和一定技术要求修建的作为路面基础的带状构筑物。在城市道路中,路基一般由土壤压实而成。
(一)路基的横断面形式路基的横断面形式有四种:路堤、路堑、填挖结合路基及不填不挖路基。路堤:由填方构成的路基。路堑:有挖方构成的路基。填挖结合路基:是指一个横断面上,既有填方又有挖方构成的路基。不填不挖路基:原地面与路基设计标高相同而构成的路基。
(二) 对路基的要求
1、具有足够的强度
2、具有足够的整体稳定性
3、具有足够的水温稳定性
二、路面
(一)路面应满足的要求
1、足够的强度和刚度刚度:是指路面抵抗变形的能力。强度和刚度是既有联系又有区别的两个方面。路面结构的整体或某个组成部分刚度不足,在行车荷载作用下,也会产生过大的变形。如沥青路面出现波浪、车辙、沉陷等。路面应具有足够的强度和刚度,使整个路面结构及其组成部分的变形控制在容许的范围内。
2、足够的平整度:是指路面纵向的凹凸量的偏差值,它是反映路面使用质量的一项重要指标。平整的路面主要依靠优良的施工机具、精细的施工工艺、严格的质量控制、经常和及时的养护来实现。
3、足够的稳定性:对应于水分变化的稳定性成为水稳定性;对应于温度变化的稳定性成为温度稳定性。
4、足够的抗滑性路面应平整,但不宜光滑,要有一定的粗糙度。要提高路面的抗滑性,可以采用坚硬、耐磨、表面粗糙的集料组成面层,也可以采用一些工艺性措施来实现,如水泥砼路面的拉毛、压槽等。
5、足够的耐久性:路面要承受行车荷载和气候因素的多次重复作用,路面结构由此而逐渐出现疲劳损坏和塑性变形累积。因此,路面必须经久耐用,具有较高的抗疲劳、抗老化和抗变形的能力。
6、扬尘少、噪音小城市路面多铺装面层来减少扬尘。不同路面对噪音的吸收能力是有差异的,沥青路面吸音能力较强,因此,为减少噪音,城市路面以采用沥青路面为宜。
(二)路面结构层的划分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。
1、面层
面层直接承受车辆荷载机自然因素的影响,并将荷载传递到基层的路面钢结构。面层可由一层或数层组成,高等级路面可包括磨耗层、面层上层、面层下层等根据修筑面层所用的材料分为:沥青路面、混凝土路面等
2、基层
基层是设在面层下的结构层,是路面结构中的承重部分,主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力,并把它扩散的垫层和土基中。基层有时可分两层铺筑,其上面一层称基层,下面一层称底基层。
根据修筑基层所用的材料分为:石灰土基层、水泥稳定碎石基层、水泥稳定土基层、二灰(粉煤灰、石灰)碎石基层等
3、垫层设于基层之下的结构层称为垫层。其作用是改善土基的温度和湿度状况,保证面层和基层的强度、稳定性及抗冻能力等。垫层由分为稳定层、隔离层、防冻层、辅助层四类。路面结构层的划分不是绝对的,也不是一成不变的,又是一层即是基层又是垫层(石灰土基层上直接铺筑沥青砼面层,该石灰土基层既起基层也起垫层的作用),面层也可能变成基层(在原有路面上照面,原面层变为基层)。
三、路面的分级与分类
(一)路面等级的划分按照面层材料的使用品质、材料组成和结构强度的不同,路面一般分为四级:高级路面、次高级路面、中级路面、低级路面。各级路面的面层类型及所适用的道路等级路面等级 面层类型 所适用的道路等级高级路面 水泥砼、沥青砼、热拌沥青碎石或整齐块石(条石) 高速公路、一、二级公路城市快速路、主次干路次高级路面 沥青灌入碎(砾)石、冷拌沥青碎(砾)石、半整齐石块、沥青表面处治 二级、三级公路小城市次干路、大城市支路中级路面 水结碎石、泥结碎石、级配碎石、不整齐石块及其他材料 三级、四级公路小城市支路、低级路面 各种粒料或当地材料改善土,如炉渣土、砾石土和砂砾土等 四级公路、等外级公路
(二)路面的分类从路面的力学特性出发,一般把路面分为柔性路面和刚性路面。
1、柔性路面:是由粘性、弹塑性的混合材料,在一定条件下压实成型的路面。柔性路面一般包括铺筑在非钢性基层上的各类沥青路面、碎(砾)石路 面及无机结合料加固的土路面等。
2、刚性路面:是由整体强度较高的水泥砼板或条石直接铺筑在均匀土基或基层上。水泥砼路面及条石路面均属于刚性路面。
第三章 城市道路的养护
道路养护是指为保证道路正常使用而进行的经常性保养、维修,预防和修复灾害性损坏,以及为提高道路使用质量和服务水平而进行的加固、改建、或增建。
一、 概述
(一)道路养护的目的和要求道路养护应始终坚持预防为主、防治结合的原则,遵循建养并重、协调发展、强化管理、提高质量、保障畅通的指导思想。把建设和管理提到同等重要的位置。
城市道路养护应结合城市的养护技术水平,确定合理的养护周期;经常保持道路各部位技术状况良好,加强小修保养,及时处理破损。并做到以下几点:
1、 道路养护的形状应规则、美观
2、 养护作业场所必须设立安全标志3、 养护应文明施工,即做到工完、料净、场地清
(二) 养护范围及等级划分
1、城市道路养护范围是指城市规划区内的道路设施。
2、城市道路的养护,按照各类道路在城市中的重要性,按照保证重点,养好一般的原则分为小修保养、中型修理、大型修理。
城市道路养护工程分类表工程分类 小修保养 中型修理 大型修理工程性质 为保持道路功能和设施完整所进行的日常保养 以恢复道路原有功能或以综合性修理为主的修理工程 以改善道路通行状况为主的局部工程或道路翻修加固工程工程量(m2) 路面零星挖补 <200 路面零星修补 200、<4000 挖补路面 4000工作量(万元) 路面加铺磨耗层或道路附属构造物以及桥涵等的小型修理 <1 其他小型修理项目 1、<20 路面的综合修理工程及桥梁的修理加固工程 20
二、 路基的养护路基由路肩、边坡、护坡、挡土墙、排水明沟、截水沟等部位组成。城市道路的路基一般被面层全部覆盖,所以路基的养护再此不再讨论。
三、 沥青路面的养护
(一)沥青路面养护的基本知识
1、沥青路面养护的要点
⑴注意成型稳定期的养护:沥青路面从修建成型刀老化破坏,一般分为晨星稳定期、正常使用期及老化破坏期。
⑵经常保持路面整洁:要及时扫除路面上的尘土、污泥等杂物。
⑶要结合季节气候特点开展养护工作干旱季节,宜开挖路槽处理病害;在雨季到来之前,缝补面层裂缝,疏通整治道路排水设施;高温季节适时处理泛油、拥包、波浪等病害以及中修;冬季及时清除冰块、积雪,纵坡加大地段撒砂防滑。
⑷维修养护要查清病害原因
产生路面病害的原因是多方面,路面的破坏,有的是由于面层原因造成的,有的则在于土基和基层。如冻胀与翻浆、基层压实不足或基层出现裂缝,都有可能导致路面破坏,因此,要做好调查研究、查清破坏原因,采取相应的处理办法。
⑸适时进行中修罩面
沥青路面受行车磨损和大气、日光等自然因素的作用,易使沥青结合料老化,出现大面积的表面颗粒脱落、裂缝等现象。为恢复和改善路面技术状况,应及时采用简易表面处治罩面。
2、沥青路面破坏的机理
沥青路面破坏的形态错综复杂,大致可分为三大类:裂缝类(如纵向、横向、网状和龟状裂缝等)、变形类(如沉陷、坑槽和拥包等)和表面缺损类(如啃边、麻面和松散等)按破坏的机理,一般可能有三种形式:
⑴由于石料的断裂(或压碎)而造成的破坏:主要是因为石料轻度不足
⑵由于沥青性能不良导致的破坏:这种情况可能出现在夏季高温季节,沥青变软,粘度变低,从而造成高温稳定性破坏;发生在冬季低温季节,在行车和冰冻作用下出现脆裂破坏
⑶由于沥青与石料间的粘结性不强而造成的破坏
这是一种比较普遍的破坏。
(二)沥青路面的病害与防治
1、泛油
当气温较高时,沥青面层多余的沥青被挤出,表面形成薄层油、行车出现轮迹、粘轮等现象,成为泛油。
造成泛油的原因:是油石比过大、矿料用量不足、沥青稠度偏低等。
防治沥青路面泛油的方法:
⑴泛油轻微的路段,可薄撒一层石屑或粗砂,并碾压成型。
⑵泛油严重的路段,按其泛油程度选用不同规格的石料,并用撒料碾压、强加骨料的方法处理。
2、裂缝
沥青路面常见病害之一,按外观形状可分为纵向、横向、网状和龟状裂缝等几种。
⑴较规则的纵、横裂缝
此种裂缝一般在一定距离内出现一道校场的通缝。
原因:受温度影响,路面热胀冷缩,出现横向和纵向裂缝;修建在石灰土或石灰粉煤灰土等半刚性基层的薄层沥青路面,基层缩裂而是路面出现的反射裂缝。水泥砼路面上加铺沥青路面,沿接缝处产程较规则的裂缝。
较规则裂缝的处治:缝宽在10mm以内,可用热沥青灌缝,缝宽大于10mm,可用砂粒式或细粒式沥青混凝土补缝。
⑵网裂:缝宽1mm以上或縫距40cm以下,面积在1m2以上的网状裂缝称为网裂。
原因;路面基层强度不足;或土基压实、稳定不够,局部路段排水不良以及沥青面层下紧接的一层材料含泥量大,遇水软化或嵌缝不实而松动等。
网裂的防治:对于轻微的网裂。卡采用刷油处理、喷油封面剂局部表面处理。对较严重的网裂,应先处理基层和土基,后修复面层。
⑶龟裂:缝宽3mm 以上,且多数缝距在10cm以内,面积在1m2以上的块状不规则裂缝称为龟裂。
网裂在行车荷载的反复作用下即发展成龟裂,其形成原因与网裂基本相同。
龟裂的防治措施:对于基层强度不足引起的,应先处理基层或土基,后修复面层;对因面层材料老化、脆化造成的网裂,可直接刨面层后,在原路基上加铺新的沥青面层即可。
3、松散及脱皮:路面结合料失去粘结力,集料松动,面积达0.1m2以上成为松散。路面面层层状脱落面积达0.1m2以上成为脱皮。
原因:结合料稠度偏低,用油量偏少;矿料不干净、含土多或潮湿,与油料结合不牢;低温施工时未能成型,冬季雨雪渗入等。
处治措施:
⑴因操作不当造成沥青路面面层的松散,应采用挖补的方法修复。
⑵因面层与基层之间粘结不良造成的松散或脱皮,应清除损坏的面层后,洒粘油层,重修铺筑面层。
⑶属于面层本身油料不均匀、骨料重叠而引起的脱皮,应翻修面层。
4、麻面:指路面矿料局部散失、粗细不匀、有渗水现象。
原因:油石比太小,混合料中细料少,拌和不匀,摊铺时粗细集料集中,表面不均匀等。
处治措施:
⑴较严重路段,可采用沥青罩面或铺10~15mm 厚的沥青砂封面处理。⑵较轻微路段,可刷一层沥青,撒砂压实。
5、坑槽与沉陷:路面破坏成坑洼,深度大于2cm的,称为坑槽。路面有竖向变形,路面下凹,深度大于3cm的,称为沉陷。
原因:路面有松散、脱皮等病害,或受机械冲击,路面受到破坏,未能及时处理,逐渐扩大形成坑槽;路基碾压不实、基层不平、面层渗水,也会造成坑槽;沥青尚未成型,受机动车的急刹车,或受牲畜的蹬刨,也会产生坑槽。
处置措施:
⑴基层完好采取挖补面层的方法。
⑵基层原因,应先处理基层,再修补面层。
⑶冬季路面出现坑槽,可临时处理,保证路面平整,待气温回升后,再做挖补处理。
6、拥包(油包或油垄):路面局部隆起,高度为1.5cm以上,呈现一道道软硬程度和厚度不等的坎子,表面看为一个个突起的油疙瘩,称为拥包。
原因:用油量过大,或沥青高温稳定性差,或矿物缺少骨料,拌和不匀,当夏季发软时,在行车推碾作用下,形成拥包。
处治措施:
⑴轻微拥包,可用加热器烘烤铲除或铣刨机削平法处理
⑵因基层原因引起的严重拥包,应先处理基层,再修补面层。
7、啃边:沥青路面边缘被行车碾压,形成路面边缘松散、破碎、折裂,造成边缘参差不齐的现象,称为啃边。
原因:路肩压实不足、路肩积水、造成路面边缘处基层湿软,强度下降,以致路面边缘处被行车碾压破坏。基层宽度不足,路肩与路面衔接不好也会出现啃边现象。处治措施:⑴因路面边缘强度不足发生的啃边,应按挖补方法处理。
⑵由于车辆通行增多引起的啃边,除修复路边破损外,还应改善路肩及路缘石。四、水泥混凝土路面的养护
(一)水泥混凝土路面养护的基本要求水泥砼路面养护,必须做好预防性,经常性养护,通过经常的巡视观察,及早发现缺陷,采取适宜的措施,使路面保持较高的强度、耐磨、抗冻等特性。
(二)水泥混凝土路面常见的病害
1、接缝破坏:水泥砼路面接缝处是受力的薄弱环节,接缝处易发生破坏。常见病害有:挤碎、拱起、错台、叽泥、纵横缝缝隙拉宽、纵缝两侧横缝前后搓开、填缝料的脱落等现象。
2、混凝土板破坏 裂缝及断裂(混凝土板的破坏主要是裂缝和断裂)、坑槽及露骨、磨光
(三)水泥混凝土路面病害的防止与维修
1、裂缝及断裂的修补⑴对较小的裂缝,应及时清除缝内尘土,再灌沥青砂等,或把缝切成V 形槽,清除尘土等,槽壁上涂粘结剂,用水泥砂浆修补。⑵板角处的裂缝,早期可用乳剂和嵌料填充,晚期(角隅部分已完全活动)造成方形槽,清扫后涂环氧粘结剂,重新浇筑同等强度的砼⑶因强度不足引起的网状裂缝,可用环氧粘合剂或乳胶等填充,如裂缝集中而密集,以翻修处理。⑷对严重裂缝或断裂最彻底的办法是部分更换。在凹槽侧壁板厚中央钻孔,孔深10cm,直径2~3cm,插入钢筋,用快凝砂浆或细粒式混凝土填塞捣实,洞口预留1~2 cm不浇,钢筋一半深出洞外。侧壁刷一遍水泥浆,浇筑与原来相同的砼,并捣实。
2、接缝破坏的修补⑴因胀缝机能失效,或缩缝失养被硬物堵塞,而使砼路面产生挤碎、拱起等破坏时,应作以下处理:板端拱起但路面板块完好,应迅速修理接缝,将板块恢复原位;板端发生断裂及破损时可进行更换处理。⑵接缝处发生错台现象时处理以下:在完整板块之间的错台,可用细粒式水泥砼或水泥砂浆修补,板块高差超过10mm时,接顺的坡度不得大于1%;因水泥路面和基层之间脱空而产生的错台,可向板体下注入乳化沥青或水泥浆固定砼板,或采用顶升法及灌浆施工法将板体恢复到原来位置。
3、坑槽及露的修补⑴深度大于及等于30mm的坑槽,须先作局部处理,在补修面层。⑵深度小于30mm的坑槽及露骨,可用环氧粘结剂粘结,水泥砂浆或砼补修面层。
4、路面磨光:可采用沥青混合料罩面方法处理,也可用切割机割成小横槽。
5、路面的翻修:如果土基、基层强度太弱,路面损失严重,用任何其它方法均无法彻底解决问题,就需考虑翻修。一般水泥砼路面的翻修不得小于一块板。