引論：我們?yōu)槟砹?3篇瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
我國(guó)90%以上的高等級(jí)公路瀝青路面基層和底基層采用半剛性材料。半剛性基層瀝青路面已經(jīng)成為我國(guó)高等級(jí)公路瀝青路面的主要結(jié)構(gòu)類型。
在七·五期間，國(guó)家組織開展了“高等級(jí)公路半剛性基層、重交通道路瀝青面層和抗滑表層的研究”的研究工作，對(duì)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性，瀝青面層的開裂機(jī)理、車轍和疲勞、抗滑表層設(shè)計(jì)和應(yīng)用、半剛性基層材料的強(qiáng)度特性和收縮特性，組成設(shè)計(jì)要求等進(jìn)行了深入的研究工作，提出了較為完整的研究報(bào)告，為高等級(jí)公路半剛性基層瀝青路面的設(shè)計(jì)和施工提供了理論依據(jù)和技術(shù)保證。
由于現(xiàn)行的《柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范》頒布于1986年，隨著國(guó)家對(duì)交通運(yùn)輸業(yè)的日益重視和人們筑路經(jīng)驗(yàn)的不斷提高，一致認(rèn)為1986年版的《柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范》已不能滿足高等級(jí)公路半剛性基層瀝青路面的需要。由于對(duì)半剛性基層認(rèn)識(shí)不足，使得設(shè)計(jì)結(jié)果具有一定的盲目性，設(shè)計(jì)結(jié)果要么過(guò)分保守，要么因路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)而產(chǎn)生早期破壞，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何利用七·五國(guó)家攻關(guān)項(xiàng)目取得的成果，結(jié)合近十年來(lái)半剛性基層瀝青路面的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際使用效果，提出適合本地區(qū)特點(diǎn)的路面結(jié)構(gòu)，對(duì)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的更新和路面實(shí)際使用效果的改善具有重要的意義。根據(jù)江蘇、安徽、浙江高等級(jí)公路的實(shí)際，江蘇在鎮(zhèn)江、無(wú)錫、蘇州、徐州、連云港共計(jì)4線10段進(jìn)行調(diào)查，安徽在合肥、馬鞍山、淮南三市調(diào)查了3線8段，浙江在嘉興和杭州調(diào)查了2線5段共計(jì)9線23段。調(diào)查的路面結(jié)構(gòu)具有一定的典型性。
2國(guó)內(nèi)外研究概況
2.1國(guó)外國(guó)道主干線基層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
國(guó)外國(guó)道主干線基層結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)：
(1)多數(shù)采用結(jié)合料穩(wěn)定的粒料(包括各種細(xì)粒土和中粒土)及穩(wěn)定細(xì)粒土(如水泥土、石灰土等)只能用作底基層，有的國(guó)家只用作路基改善層。法國(guó)和西班牙在重交通的高速公路上，要求路面底基層也用結(jié)合料處治材料。
(2)使用最廣泛的結(jié)合料是水泥和瀝青，石灰使用得較少。此外，還使用當(dāng)?shù)氐牡突钚月牧虾凸I(yè)廢渣，如粉煤灰、粒狀礦渣等。
(3)有的國(guó)家用瀝青穩(wěn)定碎石做基層的上層，而且用瀝青做結(jié)合料的結(jié)構(gòu)層的總厚度(面層+基層的上層)常大于20cm。
經(jīng)過(guò)幾十年的總結(jié)，國(guó)外在半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)組合上雖有所改進(jìn)，但半剛性材料仍是常采用的基層和底基層材料。
2.2國(guó)外典型結(jié)構(gòu)示例
國(guó)外瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法經(jīng)過(guò)幾十年的完善，已經(jīng)提出了比較成熟的設(shè)計(jì)方法，并且許多國(guó)家提出了典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，表1給出了法國(guó)典型結(jié)構(gòu)一個(gè)范例。
表1
土的等級(jí)
交通等級(jí)
PF1
PF2
PF3
To(750-2000)
7BB+7BB+25GC+25GC
7BB+7BB+25GC+20GC
7BB+7BB+25GC+25GC
T1(300-750)
8BB+25GC+25GC
8BB+25GC+20GC
8BB+20GC+20GC
T2(150-300)
6BB+25GC+22GC
6BB+22GC+20GC
6BB+20GC+18GC
T3(50-150)
6BB+22GC+20GC
6BB+18GC+18GC
6BB+15GC+15GC
注：(1)交通等級(jí)欄下括號(hào)內(nèi)的數(shù)值指一個(gè)車道上的日交通量，以載重5t以上的車計(jì)；
(2)PF1，PF2和PF3指土的種類和土基的潮濕狀態(tài)，PF1相當(dāng)于一般的土基；
(3)BB指瀝青混凝土，GC指水泥粒料；
(4)表中數(shù)字單位為cm。
一些國(guó)家在高等級(jí)公路上實(shí)際采用過(guò)的半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)見表2。
一些國(guó)家在高等級(jí)公路上實(shí)際采用過(guò)的半剛性基層瀝青結(jié)構(gòu)表表2
國(guó)家
瀝青層厚度(cm)
半剛性材料層厚度(cm)
備注
日本
20～30
水泥碎石，30～20
荷蘭
20～26
水泥碎石，40～15
西德
30
貧混凝土，15
另有防凍層
英國(guó)
9.5～16.9
貧混凝土，15另
有底基層
瑞典
12.5
水泥粒料
南非
17.5
水泥砂礫，30
西班牙
8
水泥粒料
當(dāng)前的規(guī)定
2.3其它高速公路路面結(jié)構(gòu)
瀝青路面典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表3
道路名稱
長(zhǎng)度
(km)
路面結(jié)構(gòu)
面層(cm)
基層(cm)
底基層(cm)
廣佛路
15.7
4中粒式
5細(xì)粒式
25水泥碎石或
31水泥石屑
25-28水泥土
沈大路
375
4中粒式
5細(xì)粒式
6瀝青碎石
25水泥碎石
京津塘
142.5
5中粒式
6細(xì)粒式
12瀝青碎石
25水泥碎石
30石灰土
京石
14
4中粒式
8瀝青碎石
15二灰碎石
40石灰土
濟(jì)青路
15-18開級(jí)配中粒式
38-40二灰碎石
42石灰土
正在建設(shè)的滬寧高速公路路面結(jié)構(gòu)如表4。
表4
標(biāo)段
結(jié)構(gòu)
層
A1
B4
B5
B7
C1
C4
C5
C2
D1
D6
D7
D9
E1
E5
F1
F6
F7
G1
G2
G4
G5
G6
面層
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
基層
30
LFA
30
LFA
25
LFA
25
LFA
40
LFA
38
LFA
30
LFA
20
LFA
18
LFA
20
LFA
20
LFA
底基層
30
LF
30
LFS
33
LS
33
LFS
18
LF
20
LFS
33
LFS
40
LFS
36
FS
40
LFS
40
LFD
注：AC-瀝青面層(4cm中粒式，6cm粗粒式，6cm中粒式)；
LFA-二灰碎石，LF-二灰，LS-石灰土；
LFS-二灰土，LFD-二灰砂。
國(guó)內(nèi)七·五期間修筑的主要幾條試驗(yàn)路的結(jié)構(gòu)、實(shí)體工程及正在建設(shè)的一些高等級(jí)公路的結(jié)構(gòu)表明，半剛性基層是瀝青路面最主要的結(jié)構(gòu)類型，同時(shí)，不同設(shè)計(jì)人員所提出的結(jié)構(gòu)組合相差較大，甚至，對(duì)同一條路，不同設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)相差也很大。因此，根據(jù)設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)提出的適應(yīng)不同地區(qū)的典型結(jié)構(gòu)具有一定的理論意義和實(shí)踐意義。
3路面結(jié)構(gòu)調(diào)查
典型結(jié)構(gòu)調(diào)查要求選擇的路線及路段具有典型性，公路等級(jí)要求是二級(jí)或二級(jí)以上的半剛性基層瀝青路面，施工質(zhì)量達(dá)到一定的水平，或者由專業(yè)隊(duì)伍承擔(dān)施工任務(wù)。施工質(zhì)量檢查比較嚴(yán)格，如有相應(yīng)的試驗(yàn)路段，盡可能根據(jù)當(dāng)時(shí)試驗(yàn)?zāi)康募霸紲y(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤調(diào)查。選擇的調(diào)查路段使用年限應(yīng)達(dá)到三年以上，并有一定的交通量。路段應(yīng)包括不同的路基結(jié)構(gòu)(即填控情況)不同的地帶類型，不同的路面結(jié)構(gòu)(含不同材料和不同厚度)，不同的使用狀態(tài)(如完好，臨界和破壞)和不同的交通量。被選擇的路段的基層結(jié)構(gòu)應(yīng)符合《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，即不是用穩(wěn)定細(xì)粒土或懸浮式石灰土粒料做的基層。路段長(zhǎng)度在100～500m之間。為此，浙江、江蘇和安徽分別選擇320國(guó)道嘉興段，104國(guó)道蕭山段，206國(guó)道淮南段，205國(guó)道馬鞍山段，合蚌路，312國(guó)道鎮(zhèn)江、無(wú)錫、蘇州段，310國(guó)道新墟段、徐豐線進(jìn)行全面的調(diào)查和測(cè)試。
根據(jù)選擇路段的基本情況，本次典型結(jié)構(gòu)調(diào)查路段選擇具有以下特點(diǎn)：
(1)反映了不同地區(qū)，不同的道路修建水平；
(2)反映了不同地區(qū)，不同的路面結(jié)構(gòu)組合類型；
(3)包括了表處，貫入式等一般二級(jí)公路采用的結(jié)構(gòu)，也包括了高速公路采用的結(jié)構(gòu)；(4)包括中間夾有級(jí)配碎石連結(jié)層的路面結(jié)構(gòu)；
(5)反映了經(jīng)濟(jì)和地區(qū)水平的差異；
(6)包括了不同地區(qū)主要使用的半剛性基層材料。
3.1路段測(cè)試內(nèi)容及測(cè)試方法
本次路況測(cè)試主要包括：外觀、平整度、車轍、彎沉、摩擦系數(shù)及構(gòu)造深度。外觀測(cè)試是裂縫、松散、變形等破壞的定量描述；彎沉由標(biāo)準(zhǔn)黃河車(后軸重10t)及5.4m(或3.6m)彎沉儀測(cè)試；摩擦系數(shù)由擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀測(cè)試；構(gòu)造深度由25ml標(biāo)準(zhǔn)砂(粒徑0.15～0.3mm)攤鋪得；平整度為3m直尺每100m路段連續(xù)測(cè)10尺所得統(tǒng)計(jì)結(jié)果；車轍是3m直尺在輪跡帶上所測(cè)沉陷深度。
3.2數(shù)據(jù)采集方法
(1)合理性檢驗(yàn)。由于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)存在偶然誤差，因此，在進(jìn)行誤差分析之前，須去除觀測(cè)數(shù)據(jù)中那些不合理的數(shù)據(jù)，代之以較合理的數(shù)據(jù)，進(jìn)行合理性檢驗(yàn)。
實(shí)際工作中常用3σ原則和戈氏準(zhǔn)則，3σ原則較近似，戈氏準(zhǔn)則較合理。
(2)代表值的確定。代表值是在最不利情況下可能取得的值：
97.7%的保證率，α取2.0；95%的保證率，α取1.645。
在后面計(jì)算中，代表值確定如下：彎沉取；平整度、車轍為；摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度為X=-1645S。
3.3路面使用品質(zhì)分析
3.3.1平整度
根據(jù)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范，不的道路等級(jí)對(duì)平整度有不同的要求。但本次調(diào)查結(jié)果表明：各路段的平整度與結(jié)構(gòu)層組合與施工組織狀況有關(guān)。由于選擇路段路面結(jié)構(gòu)使用了瀝青貫入式，瀝青貫入式是一種多孔隙結(jié)構(gòu)，整體性較差，在行車荷載的重復(fù)作用下被再壓實(shí)，導(dǎo)致縱向出現(xiàn)不平整現(xiàn)象。同時(shí)施工時(shí)各層縱向平整度的嚴(yán)格控制對(duì)路面表面平整度控制有十分重要的意義。
3.3.2車轍
瀝青路面車轍是高等級(jí)公路重要病害之一。國(guó)外設(shè)計(jì)方法中AⅠ法以控制土基頂面壓應(yīng)變?yōu)橹笜?biāo)，shell設(shè)計(jì)方法則通過(guò)分層總和法直接從瀝青面層厚度及面層材料諸方面控制車轍。我國(guó)還沒有采用車轍指標(biāo)，作為設(shè)計(jì)控制值，而是通過(guò)材料動(dòng)穩(wěn)定度或其它指標(biāo)達(dá)到減少車轍的目的。對(duì)半剛性基層瀝青路面，由于土基頂面壓應(yīng)力較小，在重復(fù)荷載作用下土基產(chǎn)生的再壓實(shí)的剪切流動(dòng)引起的。在調(diào)查路段，瀝青貫入式結(jié)構(gòu)由于其級(jí)配較差，在重復(fù)荷載作用下極易產(chǎn)生剪切流動(dòng)和再壓實(shí)，同時(shí)其高溫穩(wěn)定性較差，調(diào)查路段車轍量較大。
3.3.3抗滑能力
瀝青路面抗滑性能評(píng)價(jià)方法主要是測(cè)定面層的摩擦系數(shù)和紋理(構(gòu)造)深度。瀝青面層紋理深度與礦料的抗磨能力(磨光值指標(biāo))和瀝青混合料高溫時(shí)的內(nèi)摩阻力和粘聚力有關(guān)。紋理深度達(dá)到要求必須合理選定礦料級(jí)配、瀝青材料滿足高等級(jí)道路石油瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
調(diào)查路段面層礦質(zhì)材料為石灰?guī)r，磨光值只有37左右，達(dá)不到高等級(jí)公路和大于42的要求。面層磨擦系數(shù)普遍較小，不滿足抗滑性要求。
3.4路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析
調(diào)查路段經(jīng)過(guò)兩年的彎沉及交通量實(shí)測(cè)，結(jié)果表明：不同調(diào)查路段由于承受的交通量不同，雖然路面結(jié)構(gòu)相同，但強(qiáng)度系數(shù)不同。因此，只有根據(jù)強(qiáng)度系數(shù)才能判別路面結(jié)構(gòu)是否達(dá)到使用壽命。同時(shí)，有些路段其路面結(jié)構(gòu)組合及厚度明顯不符合設(shè)計(jì)要求或施工質(zhì)量較差，因此必須調(diào)整設(shè)計(jì)厚度及結(jié)構(gòu)組合。
3.5滬寧高速公路無(wú)錫試驗(yàn)路綜合調(diào)查
滬寧高速公路無(wú)錫試驗(yàn)路段是本次調(diào)查唯一針對(duì)高速公路特點(diǎn)的路面結(jié)構(gòu)，通過(guò)近三年的運(yùn)行和觀察，對(duì)高速公路設(shè)計(jì)與施工提出了許多有益的結(jié)論。
(1)半剛性基層路段彎沉在(2.13～8.25)(1/100mm)范圍，級(jí)配碎石段(X、XⅠ)彎沉為0.122mm和0.135mm，但在裂縫邊緣彎沉值明顯大于沒有裂縫處的彎沉，裂縫邊緣彎沉最大達(dá)20(1/100mm)。因此，在試驗(yàn)路段彎沉絕對(duì)值能滿足高速公路強(qiáng)度要求，但必須注意裂縫對(duì)半剛性路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響。
(2)路面平整度基本沒有改變，并能滿足要求。
(3)1994年夏季高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)瀝青路面高溫穩(wěn)定性提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。1994年觀測(cè)結(jié)果表明，試驗(yàn)路段車轍較1993年基本沒有變化。
(4)路表面在行車碾壓作用下，行車帶滲水很小或根本不滲水。
(5)從路面構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)二方面分析，面層摩擦系數(shù)較1993年減少約(9～14)，在1993年新鋪路段，摩擦系數(shù)從65.4(LK-15A)，61.9(LH-20Ⅰ’)分別減少到35.4和32.0，減少約30。對(duì)同一級(jí)配來(lái)說(shuō)，LH-20Ⅰ’玄武巖徑一年行車碾壓后的摩擦系數(shù)值比行車碾壓二年后砂巖(LH-20Ⅰ’)的摩擦系數(shù)值還要小，說(shuō)明玄武巖的抗摩擦能力小于砂巖。對(duì)LK-15A加鋪層段，LK-15A段的摩擦系數(shù)LH-20Ⅰ’加鋪層路段摩擦系數(shù)大。
(6)對(duì)比英國(guó)產(chǎn)摩擦系數(shù)儀，英國(guó)產(chǎn)摩擦儀測(cè)試結(jié)果較國(guó)產(chǎn)摩擦儀增大范圍是：(16.6～23.65)平均約21.0，其回歸關(guān)系式為
f上=1.13×f東+16.9。
式中：f上為上海測(cè)試值；f東為東南大學(xué)測(cè)試值。
(7)半剛性路面裂縫較為嚴(yán)重，經(jīng)二年運(yùn)行，裂縫間距寬約為70～90m，窄的約為15～25m。裂縫寬度在1～10mm之間。而在''''層的開裂是面層開裂的主要原因。
3.6調(diào)查路段綜合結(jié)論
(1)本次調(diào)查涉及高速公路結(jié)構(gòu)，一級(jí)公路、二級(jí)公路，因此，調(diào)查工作可靠，對(duì)提出典型結(jié)構(gòu)具有指導(dǎo)意義。
(2)調(diào)查路段路面結(jié)構(gòu)有許多貫入式結(jié)構(gòu)。雖然這種結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性不好，但調(diào)查結(jié)果表明，由半剛性材料引起的反射裂縫也相應(yīng)減少。
(3)對(duì)高速公路路面結(jié)構(gòu)，面層厚度12～16cm，基層底基層厚度50～60cm。
(4)對(duì)一級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)，面層厚度8～12cm，基層底基層總厚度40～55cm1。
(5)對(duì)二級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)，面層厚度6～10cm，基層底基層厚度35～45cm。
4土基等級(jí)劃分
土基是影響瀝青路面結(jié)構(gòu)承載能力、結(jié)構(gòu)層厚度和使用性能的重要因素。土基的強(qiáng)弱直接影響路表彎沉值的大小和瀝青路面使用壽命的長(zhǎng)短。路面力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明，瀝青路面的回彈彎沉值絕大部分是由土基引起的。合理劃分土基等級(jí)，保證土基施工質(zhì)量對(duì)路面彎沉控制有重要的意義。
《柔規(guī)》規(guī)定土基必須處于中濕狀態(tài)以上，Eo的建議值根據(jù)土的相對(duì)含水量及土質(zhì)確定。實(shí)際上，土基的回彈模量(Eo)值隨土的特性、密實(shí)度、含水量、路基所處的干濕狀態(tài)以及加荷方式和受力狀態(tài)的變化而變化。土基回彈模量Eo值規(guī)定以30徑剛性承載板在不利季節(jié)測(cè)定、在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范中的Eo建議表，就是根據(jù)全國(guó)各地舊路上不利季節(jié)在路面完好處，分層得出E1，E0，并在土基測(cè)點(diǎn)中心鉆孔取土測(cè)ρd、WWP，同時(shí)用手鉆在板旁取W校正，得出80cm范圍內(nèi)的平均值，整理得出EP的建議值。該表采用6g錘的液限值，現(xiàn)改用100g錘測(cè)定液限。
如果用相對(duì)含水量確定土基的回彈模量，對(duì)重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，可將原建議值提高30%。如華東地區(qū)中濕狀態(tài)土基加強(qiáng)彈模量最小值23MPa。則高等級(jí)公路路基的回彈模量最小值為23×1.3=30MPa這再一次證明土基回彈模量低限取30MPa是合理的。如果路基回彈模量最小值達(dá)不到要求，要求采取某種處治方法進(jìn)行處治。
第二種確定土基回彈模量的方法是通過(guò)壓實(shí)度和土的稠度來(lái)計(jì)算土基的回彈模量。對(duì)比土的相對(duì)含水量與稠度的關(guān)系曲線，當(dāng)Wc=1.0，0.75和0.50時(shí)，相當(dāng)于地下水對(duì)路基濕度影響有關(guān)的臨界高度的分界相對(duì)含水量W1、W2、W3，即當(dāng)Wc＜0.5時(shí)，相當(dāng)于過(guò)濕狀態(tài)，Wc=0.5～0.75時(shí)，相當(dāng)于潮濕狀態(tài)，Wc=0.75～1.00時(shí)，相當(dāng)于中濕狀態(tài)，Wc＞1.00時(shí)，相當(dāng)于處于干燥狀態(tài)。
土基強(qiáng)度等級(jí)劃分結(jié)果表明：必須使土基處中濕成干燥狀態(tài)，否則要作適當(dāng)處理。如果根據(jù)CBR確定土基回彈模量，則第三種方法根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)，用E0=6.4CBR確定土基回彈模量值。
綜上所述，土基強(qiáng)度等級(jí)劃分為S1、S2、S3三個(gè)等級(jí)與各參數(shù)間相互關(guān)系見
表5
土基強(qiáng)度等級(jí)表5
土基強(qiáng)度等級(jí)
回彈模量范圍(MPa)
承載比范圍(CBR)
S1
30～45
4.5～7.0
S2
45～65
7.0～10.0
S3
＞65
＞10.0
5交通量等級(jí)的劃分
影響一條公路的交通量的因素既多又復(fù)雜，每個(gè)因素的不確定性又較大。因此，不可能較準(zhǔn)確地知道公路開放時(shí)的平均日交通量，也不可能較可靠地確定交通組成和各自的平均年增長(zhǎng)率。其結(jié)果是實(shí)際交通量與路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)估的交通量有很大差異。
5.1高等級(jí)公路交通量取值范圍
高等級(jí)公路泛指二級(jí)汽車專用道以上的公路，二級(jí)汽車專用道第一年日平均當(dāng)量次最小值一般為500，如以8%的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，15年累計(jì)作用次，對(duì)于小于該作用次數(shù)的公路將不作高等級(jí)公路處理。對(duì)高速公路而言，通行能力(混合交通)應(yīng)大于25000輛/日，標(biāo)準(zhǔn)軸次一般為6000～8000輛/日，因而，若以5%的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，5年最大累計(jì)作用次數(shù)一般為15～1806次左右。
5.2劃分辦法及具體結(jié)果
交通等級(jí)劃分將以累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)對(duì)容許彎沉的均等影響為依據(jù)進(jìn)行劃分。交通量等級(jí)劃分結(jié)果見表6。
交通等級(jí)劃分結(jié)果表6
等級(jí)
標(biāo)準(zhǔn)
T1
T2
T3
T4
累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次(次)
第一年日平均當(dāng)
量軸次(次)
＜500
500～800
800～1200
＞1200
注：第一年日平均當(dāng)量軸次由標(biāo)準(zhǔn)累計(jì)作用次數(shù)計(jì)算得，設(shè)計(jì)年限取為15年，增長(zhǎng)率取為8%，
且以單車道計(jì)。
6典型結(jié)構(gòu)圖式
6.1典型結(jié)構(gòu)推薦的基本原則
結(jié)合結(jié)合調(diào)查路段的路面結(jié)構(gòu)和實(shí)際的使用狀況，以及國(guó)內(nèi)外半剛性基層瀝青路面實(shí)體工程設(shè)計(jì)成果，半剛性基層瀝青路面的承載能力主要依靠半剛性基層。因此承載能力改變時(shí)主要通過(guò)改變基層的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)。瀝青面層的厚薄主要考慮道路等級(jí)(交通量)的影響，為此，可得出半剛性基層瀝青路面典型結(jié)構(gòu)瀝青面層、基層、底基層厚度改變的基本原則。
(1)瀝青面層總厚度控制在6～16cm。對(duì)相同交通等級(jí)，不同的路基等級(jí)，基層(或底基層)厚度不同，不同的交通等級(jí)，相同的土基等級(jí)改變?yōu)r青面層的厚度。
(2)基層(或底基層)厚度變化盡可能考慮施工因素，即施工作業(yè)次數(shù)最小。
(3)不同的交通等級(jí)，主要改變基層或底基層的厚度，并且綜合考慮造價(jià)因素。
(4)材料選擇應(yīng)結(jié)合華東片區(qū)實(shí)際，基層采用二灰碎石和水泥穩(wěn)定粒料，底基層則采用石灰土和二灰土(二灰)
(5)為減少面層開裂，推薦結(jié)構(gòu)提出采用級(jí)配碎石過(guò)渡層。
6.2半剛性基層瀝青路面典型結(jié)構(gòu)
根據(jù)參數(shù)分析，推薦的基本原則及國(guó)內(nèi)外路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，對(duì)半剛性基層瀝青路面共推薦60種典型結(jié)構(gòu)，供有關(guān)單位設(shè)計(jì)時(shí)直接選用，表7是其中之一。
重交通道路瀝青路面典型結(jié)構(gòu)圖表7
交通量
土基強(qiáng)度
等級(jí)
T1
T2
T3
T4
S1
8～10AC
20LFGA
30LFS
10～12AC
20LFGA
35LFS
12～14AC
20LFGA
37LFS
14～16AC
20LFGA
40LFS
S2
8～10AC
18LFGA
30LFS
10～12AC
20LFGA
30LFS
12～14AC
20LFGA
32LFS
14～16AC
20LFGA
35LFS
S3
8～10AC
20LFGA
20LFS
10～12AC
18LFGA
30LFS
12～14AC
18LFGA
32LFS
14～16AC
20LFGA
32LFS
注：AC——瀝青混凝土；LFGA——二灰碎石；LFS——二灰土。
6.3構(gòu)推薦和驗(yàn)算的幾點(diǎn)說(shuō)明
(1)瀝青面層厚度在8～15cm之間，這主要根據(jù)調(diào)查結(jié)果及我國(guó)道路建設(shè)的現(xiàn)狀和水平。
(2)基層和底基層的厚度充分反映了結(jié)構(gòu)的受力特性和結(jié)構(gòu)層的經(jīng)濟(jì)合理性要求。
(3)推薦的底基層厚度在三種驗(yàn)算方法計(jì)算厚度之間，并反映了當(dāng)前我國(guó)路面結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀和水平。
(4)基層采用二灰碎石或水泥穩(wěn)定粒料。由材料的變形特性的分析(見第8節(jié))可知，水泥穩(wěn)定粒料干縮、溫縮系數(shù)均大于二灰碎石，從減少開裂的角度以而言，建議優(yōu)先選用二灰碎石。
(5)從施工最小工序數(shù)，公路投資最小的角度，盡可能通過(guò)改變底基層厚度
來(lái)滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。
7結(jié)論
本課題通過(guò)對(duì)3省9線22段及滬寧高速公路無(wú)錫試驗(yàn)段(11000m)的調(diào)查、測(cè)試、分析和總結(jié)，提出高等級(jí)公路半剛性基層瀝青路面典型圖及其它注意事項(xiàng)。
主要結(jié)論如下：
(1)詳細(xì)、全面地分析了國(guó)內(nèi)外高等級(jí)公路瀝青路面采用半剛性材料作基層或底基層的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步說(shuō)明在現(xiàn)階段半剛性基層瀝青路面仍是高等級(jí)公路路面的主要結(jié)構(gòu)類型。
(2)調(diào)查路段結(jié)構(gòu)及功能狀況表明：瀝青貫入式結(jié)構(gòu)不宜作為高等級(jí)公路瀝青路面的某一結(jié)構(gòu)層，但瀝青貫入式結(jié)構(gòu)對(duì)減少反射裂縫有益；石灰?guī)r不能用作高等級(jí)公路瀝青路面上面層，否則不能保證抗滑要求；必須采用中粒式瀝青混凝土作為瀝青路面上面層，且其孔隙率應(yīng)在3～6%的范圍之內(nèi)；裂縫問(wèn)題是半剛性基層瀝青路面十分重要的問(wèn)題，它直接影響路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、使用性能及滲水狀況；級(jí)配碎石有利于延緩反射裂縫的產(chǎn)生；南方地區(qū)，半剛性基層的收縮與溫縮而形成的反射裂縫是瀝青路面裂縫產(chǎn)生的主要原因。
(3)結(jié)合調(diào)查結(jié)果、室內(nèi)試驗(yàn)及理論分析提出了土基模量分級(jí)及土基模量的三種確定方法，即野外承載板、CBR及現(xiàn)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范取值放大30%。
(4)室內(nèi)通過(guò)CBR試驗(yàn)及彈性模量試驗(yàn)，提出了CBR與E0的關(guān)系，即E0=6.4CBR
篇2
一、公路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響因素
在柔性基層、半剛性基層上，進(jìn)行相應(yīng)厚度瀝青混合料的鋪筑，這種面層路面結(jié)構(gòu)為瀝青路面。瀝青路面設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格遵循施工要求及當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、水文及氣候等情況進(jìn)行施工，同時(shí)與當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)密切結(jié)合，確保路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有經(jīng)濟(jì)性與合理性，進(jìn)而對(duì)交通荷載及環(huán)境因素進(jìn)行有效承受，在預(yù)定使用期限內(nèi)對(duì)各級(jí)公路的承載能力、耐久性、舒適性及安全性要求加以滿足。按照當(dāng)?shù)貙?shí)際情況與規(guī)范要求與各種材料的具體特性，在設(shè)計(jì)過(guò)程中面層選用瀝青混凝土材料，選用水泥煤灰碎石、水泥穩(wěn)定碎石、天然砂礫等材料作為基層與底基層施工材料。
1、平整度
根據(jù)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范，不的道路等級(jí)對(duì)平整度有不同的要求。但本次調(diào)查結(jié)果表明：各路段的平整度與結(jié)構(gòu)層組合與施工組織狀況有關(guān)。由于選擇路段路面結(jié)構(gòu)使用了瀝青貫入式，瀝青貫入式是一種多孔隙結(jié)構(gòu)，整體性較差，在行車荷載的重復(fù)作用下被再壓實(shí)，導(dǎo)致縱向出現(xiàn)不平整現(xiàn)象。同時(shí)施工時(shí)各層縱向平整度的嚴(yán)格控制對(duì)路面表面平整度控制有十分重要的意義。
2、車轍
瀝青路面車轍是高等級(jí)公路重要病害之一。國(guó)外設(shè)計(jì)方法中AⅠ法以控制土基頂面壓應(yīng)變?yōu)橹笜?biāo)，shell設(shè)計(jì)方法則通過(guò)分層總和法直接從瀝青面層厚度及面層材料諸方面控制車轍。我國(guó)還沒有采用車轍指標(biāo)，作為設(shè)計(jì)控制值，而是通過(guò)材料動(dòng)穩(wěn)定度或其它指標(biāo)達(dá)到減少車轍的目的。對(duì)半剛性基層瀝青路面，由于土基頂面壓應(yīng)力較小，在重復(fù)荷載作用下土基產(chǎn)生的再壓實(shí)的剪切流動(dòng)引起的。在調(diào)查路段，瀝青貫入式結(jié)構(gòu)由于其級(jí)配較差，在重復(fù)荷載作用下極易產(chǎn)生剪切流動(dòng)和再壓實(shí)，同時(shí)其高溫穩(wěn)定性較差，調(diào)查路段車轍量較大。
3、抗滑能力
瀝青路面抗滑性能評(píng)價(jià)方法主要是測(cè)定面層的摩擦系數(shù)和紋理（構(gòu)造）深度。瀝青面層紋理深度與礦料的抗磨能力（磨光值指標(biāo)）和瀝青混合料高溫時(shí)的內(nèi)摩阻力和粘聚力有關(guān)。紋理深度達(dá)到要求必須合理選定礦料級(jí)配、瀝青材料滿足高等級(jí)道路石油瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
二、公路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用
作為整個(gè)公路工程建設(shè)的重要組成部分，路面設(shè)計(jì)是否合理將直接影響到公路工程施工的整體質(zhì)量。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中其核心參數(shù)為路面材料的回彈模量、劈裂強(qiáng)度等，這些參數(shù)的選用將對(duì)路面設(shè)計(jì)的成敗造成直接的影響，為此必須嚴(yán)格遵循相關(guān)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行各個(gè)參數(shù)的選用。
1、設(shè)計(jì)指標(biāo)。設(shè)計(jì)指標(biāo)是以彎沉值為控制指標(biāo)，彎拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算校核。整體強(qiáng)度的設(shè)計(jì)控制指標(biāo)用路表容許彎沉值來(lái)設(shè)計(jì)，確定設(shè)計(jì)彎沉指標(biāo)。對(duì)于高速公路、一二級(jí)公路、瀝青面層等必須進(jìn)行層底的抗拉驗(yàn)算，瀝青混合面料層的城市道路還需進(jìn)行抗剪驗(yàn)算。
2、參數(shù)的選取和確定。計(jì)算分析中的標(biāo)準(zhǔn)軸載采用上述理論基礎(chǔ)中的BZZ-100為標(biāo)準(zhǔn)值，換算公式采用林繡賢《軸載換算公式的研究》成果中表述的以軸載比表達(dá)的公式進(jìn)行軸載換算，該公式的提出是以彎沉等效和底層拉應(yīng)力等效為基本原則，以多層彈性理論為基礎(chǔ)，分析軸載和彎沉、拉應(yīng)力之間的關(guān)系，并結(jié)合實(shí)際的實(shí)測(cè)情況（彎沉、疲勞試驗(yàn)、直槽測(cè)試等）進(jìn)行對(duì)比、驗(yàn)證而提出的。表征材料剛度和強(qiáng)度的指標(biāo)分別是材料模量和抗拉應(yīng)力，彎沉值、拉應(yīng)力指標(biāo)均用靜態(tài)抗壓回彈模量計(jì)算，抗拉強(qiáng)度由圓柱的劈裂試驗(yàn)確定，靜態(tài)抗壓回彈模量通過(guò)抗拉強(qiáng)度來(lái)確定。完善設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。針對(duì)出現(xiàn)的一些設(shè)計(jì)指標(biāo)問(wèn)題，相關(guān)的研究已經(jīng)非常成熟，可以通過(guò)引進(jìn)相關(guān)控制指標(biāo)來(lái)完善設(shè)計(jì)。例如，車轍問(wèn)題，相關(guān)研究表明，路基垂直壓應(yīng)變與重復(fù)荷載作用次數(shù)的關(guān)系可以控制車轍問(wèn)題；水平拉應(yīng)變可以很恰當(dāng)?shù)姆从碁r青表層開裂的問(wèn)題。另外，多考慮溫度、濕度等環(huán)境因素和經(jīng)濟(jì)因素的影響，引入相應(yīng)的控制指標(biāo)。通過(guò)建立設(shè)計(jì)控制指標(biāo)體系，來(lái)不斷完善設(shè)計(jì)。
3、面層剪應(yīng)力與抗剪強(qiáng)度。選用瀝青路面，可以有效提升面層的剪應(yīng)力，但將嚴(yán)重影響面層的抗剪強(qiáng)度。如選用較大空隙的級(jí)配瀝青混合料，并將水泥漿滲透到空隙內(nèi)形成的半剛性面層材料時(shí)，可以有效降低低溫中的脹縮系數(shù)，并避免溫度縮裂等情況的出現(xiàn)，同時(shí)在高溫中可以有效提升其凝聚力，進(jìn)而起到高溫剪切抵抗的作用，并能對(duì)面層材料的作用進(jìn)行充分發(fā)揮，由此可見，瀝青路面的應(yīng)用有利于減少面層厚度、剪應(yīng)力降低及提升抗車轍能力等。
4、路表彎沉指標(biāo)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究，維姆（Hveem）于1955年發(fā)表了《路面彎沉和疲勞破壞》一文，這篇被Monismith譽(yù)為路面領(lǐng)域內(nèi)最重要的論文闡述了路面彎沉和路面疲勞損壞間的關(guān)系，對(duì)后來(lái)采用分析方法預(yù)測(cè)路面疲勞開裂的研究產(chǎn)生了非常重要的影響。路表彎沉遂成為路面設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)，受到各國(guó)研究人員的青睞，甚至得到了不恰當(dāng)?shù)难油亍Ｔ谖覈?guó)的瀝青路面規(guī)范中路表彎沉也成為路面設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵性控制指標(biāo)。路表彎沉指標(biāo)主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1） 彎沉指標(biāo)的突出優(yōu)點(diǎn)是其直觀性和可操作性，它建立在大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)回歸的基礎(chǔ)上，對(duì)于交通不太繁重，結(jié)構(gòu)層較薄情況（控制沉陷為主）是較適用的，但對(duì)繁重交通，路面結(jié)構(gòu)較厚情況（控制疲勞和開裂為主）下其適用性降低；
（2） 在路面結(jié)構(gòu)單一的中、輕交通時(shí)代，該指標(biāo)既可表征路面結(jié)構(gòu)的整體變形，也可用于表征路面結(jié)構(gòu)的整體剛度。
三、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，瀝青路面設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的過(guò)程，為了確保瀝青路面設(shè)計(jì)質(zhì)量，杜絕后續(xù)引發(fā)相關(guān)問(wèn)題的產(chǎn)生，就必須做到各項(xiàng)程序選擇層層把關(guān)，嚴(yán)格控制。我國(guó)的瀝青路面設(shè)計(jì)方法雖有長(zhǎng)足的發(fā)展和不斷完善，但是在設(shè)計(jì)指標(biāo)運(yùn)用控制、參數(shù)選取、及時(shí)更新方面仍然需要進(jìn)一步完善，減少設(shè)計(jì)的隨意性和盲目性，通過(guò)不斷的總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)完善設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工。
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篇3
0.引言
目前，新建成的城市道路出現(xiàn)松散、坑槽等路面表面損壞的現(xiàn)象明顯，這嚴(yán)重影響了駕駛者的行車舒適性與路面使用功能性。研究表明，水損害問(wèn)題是造成城市瀝青路面表面破壞的主要原因[1]。因此，本文結(jié)合筆者的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)對(duì)城市道路水損害原因及防治對(duì)策進(jìn)行深入分析。
1.城市道路水損害產(chǎn)生的原因分析
1.1水損害產(chǎn)生的外因
城市道路路面結(jié)構(gòu)直接與外界環(huán)境接觸，如圖1所示，來(lái)自外界環(huán)境的雨水、雪水等極易通過(guò)瀝青道路表面的連通孔隙滲入到結(jié)構(gòu)層內(nèi)部，同時(shí)伴隨著行車荷載產(chǎn)生的動(dòng)水壓力的反復(fù)沖刷作用，使瀝青路面出現(xiàn)水損害的問(wèn)題。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市的交通量逐年增加，促進(jìn)了行車荷載產(chǎn)生動(dòng)水壓力的沖刷及泵吸作用。過(guò)量的車輛尾氣排放，使大氣降水中的酸性物質(zhì)增加[2]以及降雪后大量融雪劑的使用等因素，使瀝青材料與集料間的粘附力降低并產(chǎn)生剝落、松散等城市道路水損害現(xiàn)象。
1.2水損害產(chǎn)生的內(nèi)因
不合理的瀝青混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)、瀝青混合料攤鋪施工時(shí)產(chǎn)生的材料離析以及溫度離析等因素導(dǎo)致的攤鋪成型后瀝青混合料空隙率過(guò)大，使外界水滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的問(wèn)題加劇；瀝青材料與集料選擇不當(dāng)，出現(xiàn)材料間的粘附性不足，使瀝青材料和集料遇水剝落；結(jié)構(gòu)層自身的排水性能較差（如半剛性基層結(jié)構(gòu)）、結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的排水系統(tǒng)、防水結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)不當(dāng)或缺失等原因是城市道路路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)水損害的內(nèi)在因素。
2.城市道路水損害預(yù)防和治理對(duì)策分析
采取有效措施減輕并從根本上預(yù)防和治理城市道路水損害是十分重要的，對(duì)于城市道路的水損害預(yù)防和治理，主要應(yīng)該從合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與良好施工工藝兩方面入手加以解決。
2.1合理選擇原材料，提高瀝青與集料間的粘附能力
要保證瀝青材料與集料間的粘附力，首先應(yīng)使集料表面有良好的清潔狀況，必要時(shí)應(yīng)對(duì)所使用的集料進(jìn)行清洗，避免集料表面附著有灰塵，降低材料間的粘附性。
集料的物理性質(zhì)對(duì)瀝青與集料間的粘附能力起關(guān)鍵作用。研究證明，通常堿性集料與瀝青的粘附能力明顯優(yōu)于中性和酸性石料[3]，如圖2所示，在城市道路的建設(shè)中，用做瀝青面層的石料通常有石灰?guī)r、玄武巖、安山巖三種，玄武巖與石灰?guī)r石料都與瀝青材料有較好的粘附性，玄武巖材料硬度好常用在瀝青道路上面層中，石灰?guī)r硬度稍差常用在中、下面層中。安山巖碎石硬度雖然好，但與瀝青的粘附性較差，當(dāng)受料源供應(yīng)的限制時(shí)，安山巖碎石可通過(guò)復(fù)合使用的方法，將其破碎成細(xì)集料與玄武巖材料組成復(fù)合集料在上面層中使用。
2.2合理選擇結(jié)構(gòu)類型與配合比設(shè)計(jì)方案
城市道路的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)各層的功能要求合理選擇瀝青混合料類型。通常上面層應(yīng)具有抗車轍、抗裂、抗水損害能力；中面層應(yīng)具有抗車轍和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的能力；下面層應(yīng)具有抗疲勞的能力。由于上面層直接與車輪接觸，同時(shí)受行車荷載、環(huán)境因素（溫度、降水）等作用，因此，對(duì)上面層混合料的原材料的技術(shù)指標(biāo)、級(jí)配設(shè)計(jì)等質(zhì)量控制要更為嚴(yán)格。就防治水損害而言，上面層應(yīng)采用密級(jí)配瀝青混凝土，同時(shí)在瀝青混合料設(shè)計(jì)中嚴(yán)格控制其設(shè)計(jì)空隙率指標(biāo)，研究表明，設(shè)計(jì)空隙率不大于5%時(shí)，水基本無(wú)法深入瀝青混合料面層，當(dāng)空隙率達(dá)到8%時(shí)，路面滲水效果明顯，但過(guò)小空隙率的瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能將變差。綜上考慮，表面層瀝青混合料的空隙率控制在3%～5%較為適宜[4]。另外，瀝青路面的施工攤鋪壓實(shí)質(zhì)量也將影響路面的抗水損害能力，如壓實(shí)程度不均勻、混合料攤鋪過(guò)程中的離析現(xiàn)象（攤鋪離析、溫度離析）等，都將使現(xiàn)場(chǎng)的空隙率與設(shè)計(jì)空隙率產(chǎn)生偏差，壓實(shí)度不足將使瀝青路面抗水損害能力下降，而壓實(shí)過(guò)密則易使瀝青路面高溫穩(wěn)定性能變差。
2.3控制及改善半剛性基層開裂現(xiàn)象
以水泥、石灰等穩(wěn)定類材料為混合料作為基層或底基層在城市道路中應(yīng)用廣泛，但半剛性基層易開裂，受干濕作用明顯，開裂后半剛性結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性將被積水所弱化，嚴(yán)重影響使用壽命，因此，采取合理措施控制及改善半剛性基層開裂現(xiàn)象是必要的。
研究認(rèn)為，半剛性基層的開裂是其本身的固有屬性，無(wú)法從根本上消除，但可以通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)措施減少裂縫的產(chǎn)生[5]，具體措施有：
1）控制水泥劑量。過(guò)多的水泥劑量將使基層表面出現(xiàn)裂縫，通常認(rèn)為水泥的劑量應(yīng)不大于6%。
2）選用骨架-密實(shí)型結(jié)構(gòu)。在工程應(yīng)用中證明，骨架-密實(shí)型水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石具有良好的抗裂性能，同時(shí)還可以有效緩解路面的橫向開裂現(xiàn)象。
3）采用土工合成材料以及應(yīng)力吸收層等措施防止反射裂縫的產(chǎn)生。
2.4嚴(yán)格控制路面攤鋪壓實(shí)質(zhì)量
如圖3所示，除一些成規(guī)模的市政主干道路工程外，很多市政新建和養(yǎng)護(hù)工程施工地點(diǎn)相對(duì)分散，工程規(guī)模較小，單次攤鋪使用瀝青混合料數(shù)量較小且運(yùn)距較遠(yuǎn)，這些因素都將影響路面攤鋪壓實(shí)質(zhì)量，而路面攤鋪質(zhì)量不佳，壓實(shí)度不足將引起道路的水損害。
為保證瀝青路面攤鋪后的壓實(shí)度，無(wú)論新建工程或是養(yǎng)護(hù)工程，都應(yīng)嚴(yán)格控制瀝青混合料的到場(chǎng)溫度以及攤鋪中的瀝青混合料溫度，并配套相應(yīng)的壓實(shí)設(shè)備；同時(shí)應(yīng)注意環(huán)境條件對(duì)攤鋪的影響，如基層雨后潮濕未干不得攤鋪，更不得冒雨攤鋪等。在一些無(wú)法滿足瀝青混合料到場(chǎng)溫度的施工工點(diǎn)，可在熱拌瀝青混合料中摻入溫拌劑或直接采用低溫瀝青混合料的辦法，以保證攤鋪成型后的瀝青混合料達(dá)到基本不滲水的要求。
3.結(jié)論
本文從產(chǎn)生機(jī)理以及防治對(duì)策兩方面入手，對(duì)引起城市瀝青道路表面破壞的水損害問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)介紹。科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與良好施工工藝是預(yù)防和治理水損害的關(guān)鍵，合理的材料選擇和規(guī)范的施工管理才是從根本上克服水損病害出現(xiàn)的途徑。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊孟余、馮德成、沙愛民等.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范.釋義手冊(cè)[M].人民交通出版社，2008.
[2] 葛文璇.城市道路和城市環(huán)境關(guān)系的研究[M].南京林業(yè)大學(xué)碩士論文，2004.
篇4
Abstract: the asphalt pavement structure service life is China's lack of asphalt pavement use in operation of the existence of the common phenomenon, the existing the asphalt pavement structure design system can't effectively reflect actual traffic load pavement structure mechanics behavior is under the important reasons. At present our country of the asphalt pavement design method, the vehicle load as static load equivalent or similar to the static load, pavement structure is for elastic system structure. Along with the development of the highway construction, highway transportation ChongZaiHua realize high speed. The running speed of the vehicle, the higher the vehicle vibration, the road vehicle vibration impact load is bigger. Carry weight, the greater the pavement bear loads is high, especially in summer high temperature condition, the asphalt pavement show serious sticky elastic. Pavement design still use static load model has not reflect the actual stress condition, can not explain the dynamic load pavement structure to produce a variety of phenomena. So, for the heavy vehicles under the action of the asphalt pavement under dynamic loading and road surface structure to produce a variety of dynamic response, has some of the realistic significance. This paper put forward the only in the asphalt pavement structure design to a bit of advice for your reference.
Keywords: typical semi-rigid asphalt road surface load dynamic response analysis and application
常用瀝青路面設(shè)計(jì)方法介紹
路面的結(jié)構(gòu)由路基、墊層、基層和面層組成。面層是道路工程中直接承受荷載和環(huán)境作用的部分。對(duì)其要求是耐久、平整和光滑。路面設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是確保其壽命期間不發(fā)生不可接受的損壞。常用的瀝青路面設(shè)計(jì)方法分為兩類：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法【1】,。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法有代表性的有CBR設(shè)計(jì)法。力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法代表性的有Shell設(shè)計(jì)法和AI設(shè)計(jì)法。
現(xiàn)行的Shell設(shè)計(jì)方法把路面當(dāng)做一種多層彈性體，設(shè)計(jì)中考慮兩項(xiàng)主要設(shè)計(jì)指標(biāo)：面層底部容許彎拉應(yīng)變?chǔ)舝和路基頂面的容許豎向壓應(yīng)變?chǔ)舲。εr=CN-0.25
式中C為瀝青層模量有關(guān)的系數(shù)，保證率為95%，C=0.018；保證率為85%時(shí)C=0.021。
設(shè)計(jì)中還考慮兩項(xiàng)次要指標(biāo)水泥穩(wěn)定類材料底面的彎拉應(yīng)變?chǔ)膔2和路表面的永久變形Δh。δr2=δrl（1-0.075lgN）
δr2----容許拉應(yīng)力，δrl-----材料的極限彎拉強(qiáng)度。
Δh=khk=CmZ0
式中Δh---車轍深度；h---瀝青層厚度Smix―瀝青混合料的勁度；Cm動(dòng)態(tài)因子；Z0構(gòu)造因子。
AI設(shè)計(jì)法也把瀝青路面結(jié)構(gòu)視為彈性層狀體系，設(shè)計(jì)中采用瀝青層底面的水平拉應(yīng)變?chǔ)舤控制瀝青面層的疲勞裂縫，采用路基頂部豎向壓應(yīng)變?chǔ)臗控制瀝青路面的永久變形。路面壽命與εt和εC的關(guān)系為：
Nf=a(1/εt)b
Nd=c(1/εC)d
式中 Nf---路面開裂時(shí)的荷載作用次數(shù)；
Nd---路面永久變形的荷載作用次數(shù)；
a、b、c、d---相關(guān)系數(shù)，由疲勞試驗(yàn)得到。
我國(guó)的《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50-2006）中，以彈性層狀連續(xù)體系理論為基礎(chǔ)，路面結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)時(shí)，以滿足結(jié)構(gòu)整體剛度和瀝青面層或半剛性基層、底基層抗疲勞開裂的要求，分別采用輪隙中心處路表彎沉和面層及基層層底拉應(yīng)力作為控制指標(biāo)，采用雙圓均布垂直荷載模式和BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算路面結(jié)構(gòu)層的厚度。
總體來(lái)講，國(guó)內(nèi)外瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范均采用力學(xué)---經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，理論基礎(chǔ)均為彈性層狀體系理論。采用的荷載模式均為靜態(tài)荷載，對(duì)動(dòng)荷載的影響提出給予經(jīng)驗(yàn)的修正系數(shù)。設(shè)計(jì)模型中采用的材料性能參數(shù)有的是靜模量，有的是動(dòng)模量，但只考慮環(huán)境因素對(duì)模量的影響，沒有考慮荷載因素對(duì)模量的影響。AI設(shè)計(jì)方法，考慮了瀝青混合料的黏彈性特性，但也只是在實(shí)踐基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的模量修正公式。
二、路面動(dòng)力響應(yīng)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)介紹
1.面層底部彎拉應(yīng)變?chǔ)舩：面層底部彎拉應(yīng)變是基于力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)評(píng)價(jià)疲勞壽命的常用指標(biāo)，而應(yīng)力是一個(gè)間接參數(shù)，無(wú)法直接測(cè)量獲取，只能通過(guò)埋設(shè)傳感器，通過(guò)檢測(cè)得到的應(yīng)變值乘以彈性模量而得到應(yīng)力。
2.基層頂部豎向壓應(yīng)變?chǔ)舲：這個(gè)指標(biāo)為力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)評(píng)價(jià)車轍的指標(biāo)。
3．路標(biāo)彎沉Wz：該指標(biāo)是我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)驗(yàn)收時(shí)的主要指標(biāo)，用來(lái)評(píng)價(jià)路面結(jié)構(gòu)的整體剛度。
4.面層底部縱向剪切應(yīng)變：面層底部縱向剪切應(yīng)變主要是破壞面層和基層的連接。面層失去基層的水平約束成為滑動(dòng)狀態(tài)，不但增加面層底部的彎拉應(yīng)變，減小疲勞壽命，瀝青路面在受到縱向剪切應(yīng)變作用而產(chǎn)生壅包、裂紋等多種疲勞破壞現(xiàn)象。
5．面層底部橫向剪切應(yīng)變：該應(yīng)變破壞面層和基層的連接，當(dāng)面層失去其水平約束后，易形成橫向的車轍。
6．面層內(nèi)部最大縱向剪切應(yīng)變:在該剪切應(yīng)變作用下，瀝青路面產(chǎn)生縱向的流動(dòng)變形，可以用于評(píng)價(jià)瀝青混凝土縱向流動(dòng)變形的引起的各種破壞。
7.面層內(nèi)部最大橫向剪切應(yīng)變:該指標(biāo)用來(lái)評(píng)價(jià)瀝青混凝土發(fā)生橫向流動(dòng)變形引起的各種破壞，尤其是用來(lái)評(píng)價(jià)車轍。
三、典型半剛性基層瀝青路面動(dòng)力響應(yīng)研究
半剛性基層瀝青路面是在半剛性基層上鋪筑一定厚度的瀝青混合料面層的結(jié)構(gòu)。基層一般采用水泥穩(wěn)定或石灰穩(wěn)定材料，彈性模量較大，水泥砂礫和二灰砂礫的抗壓模量一般在1100-1500Mpa。每個(gè)省根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際交通狀況和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，面層厚度有所差異，總體來(lái)講，高速公路半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)瀝青面層厚度較薄，一般在15-20cm左右。
目前蘇北較為廣泛采用典型的半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)，取瀝青面層厚度12cm；基層采用水泥穩(wěn)定碎石，厚度為36cm；底基層采用石灰穩(wěn)定土，厚度為40cm。
廣泛半剛性基層路面結(jié)構(gòu)及材料相應(yīng)的參數(shù) 表1-1
其中的“V ”隨著瀝青混合料類型變化而變化。“/”表示不考慮該項(xiàng)內(nèi)容。
表中主要參數(shù)為剪切模量，黏度、泊松比和密度。經(jīng)大量的研究證明，瀝青混凝土的剪切模量和黏度受加載頻率和溫度影響是很大的。
車輛荷載是通過(guò)輪胎傳遞給瀝青路面的，輪胎的接地形狀和接地壓力分布是非常復(fù)雜的。輪胎的接地形狀介于矩形和橢圓之間，但是對(duì)于公路常見的載貨汽車的輪胎在載荷量較大時(shí)的接地狀態(tài)更接近于矩形。輪胎的接地壓力等于胎壓【2】。如圖所示，采用公路交通運(yùn)輸中重型車輛常用輪胎10.00R20-16PR，單個(gè)輪胎的接地寬度B為210mm,兩個(gè)輪胎的總接地寬度為540mm,該值從野外實(shí)測(cè)得到，試驗(yàn)研究表明，改變軸重和胎壓時(shí)，輪胎接地寬度B幾乎不變，將路面所受荷載等于胎壓，可以通過(guò)公示計(jì)算得到
輪胎接地長(zhǎng)度Lx：
式中：W---軸重，Kg；
g---重力加速度，g=9.8；
P---胎壓，Pa。
Lx
C
B
A
Ly
注：圖中A點(diǎn)位于兩個(gè)輪胎間隙中心位置；B點(diǎn)位于輪胎中部,C點(diǎn)位于輪胎外側(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
四、標(biāo)準(zhǔn)軸重下瀝青路面動(dòng)力響應(yīng)分析
標(biāo)準(zhǔn)軸重取目前高速公路常見1+1型和1+2型載貨車輛（單后橋取軸重100KN，雙聯(lián)軸軸重取180KN，胎壓取0.7Mpa，車輛速度取60Km/h），各個(gè)動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)的時(shí)間歷程，見下圖表：
圖1-1面層底部橫向彎拉應(yīng)變圖1-2 面層底部縱向彎拉應(yīng)變
A、B、C分別對(duì)應(yīng)三個(gè)測(cè)點(diǎn)位置的動(dòng)力響應(yīng)。
圖1-3 土基豎向頂部壓應(yīng)變圖1-4 路表彎沉
圖1-5 面層底部縱向剪切應(yīng)變 圖1-6 面層底部橫向剪切應(yīng)變
圖1-1~圖1-4為移動(dòng)單后橋軸重100KN荷載作用下，面層底部縱向彎拉應(yīng)變、橫向彎彎拉應(yīng)變、土基頂部豎向壓應(yīng)變、路表彎沉、面層底部縱向剪切應(yīng)變、面層底部橫向剪切應(yīng)變等動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)隨時(shí)間的變化。
圖2-1 面層底部縱向彎拉應(yīng)變 圖2-2 土基頂部豎向壓應(yīng)變
圖2-3 路表彎沉 圖2-4面層底部縱向剪切應(yīng)變
圖2-1~圖2-4為移動(dòng)雙聯(lián)軸荷載作用下，面層底部縱向彎拉應(yīng)變、土基頂部豎向壓應(yīng)變、面層底部縱向剪切應(yīng)變、路表彎沉等動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)隨時(shí)間的變化。
綜合分析圖1-2~圖2-4可知：
（1）不管單后橋還是雙聯(lián)軸荷載，在移動(dòng)車輛荷載下，面層底部縱向彎拉應(yīng)變呈現(xiàn)應(yīng)變交變狀態(tài)。常溫狀態(tài)，雙聯(lián)軸車輛荷載作用下，面層底部縱向彎拉應(yīng)變呈現(xiàn)明顯干涉現(xiàn)象。雙聯(lián)軸前軸離去時(shí)，面層底部縱向彎拉應(yīng)變呈現(xiàn)壓應(yīng)變狀態(tài)，該應(yīng)變還未復(fù)原至初始狀態(tài)，后車軸已經(jīng)到達(dá)，面層底部始終呈現(xiàn)壓應(yīng)變狀態(tài)。，應(yīng)變量繼續(xù)增大，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。
(2)土基頂部豎向壓應(yīng)變始終呈現(xiàn)壓應(yīng)變狀態(tài)，前軸產(chǎn)生的彎沉稍大于后軸作用下的最大彎沉。
(3)移動(dòng)車輛荷載下，面層底部縱向剪切應(yīng)變呈現(xiàn)復(fù)雜的應(yīng)變狀態(tài)。車輪達(dá)到觀測(cè)點(diǎn)前，該位置表現(xiàn)為負(fù)方向的剪應(yīng)變，即剪應(yīng)變方向與車輪行駛方向相反；而車輪離開觀測(cè)點(diǎn)后，該位置表現(xiàn)為正方向的剪應(yīng)變，即應(yīng)變方向與車輪行駛方向一致。雙聯(lián)軸作用下面層底部縱向彎拉剪切應(yīng)變呈現(xiàn)明顯的干涉現(xiàn)象。
五、車輛軸重對(duì)半剛性基層瀝青面層路面動(dòng)力響應(yīng)的影響研究
傳統(tǒng)典型半剛性基層瀝青路面車輛軸重變化面層底部彎拉應(yīng)變表表1-2
表中數(shù)據(jù)反映出傳統(tǒng)半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)A和改進(jìn)型半剛性瀝青路面結(jié)構(gòu)B，隨著軸重的增加，縱向彎拉應(yīng)變中的拉應(yīng)變反而減小，說(shuō)明面層底部縱向彎拉應(yīng)變不能反映軸重對(duì)其動(dòng)力響應(yīng)的影響。因此，縱向彎拉應(yīng)變作為評(píng)價(jià)這兩種瀝青路面結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)是不合理的【2】。瀝青路面結(jié)構(gòu)A為廣泛半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)，瀝青路面結(jié)構(gòu)B為現(xiàn)行蘇北地區(qū)廣泛采用的雙層水泥穩(wěn)定碎石18cm/層基層+12cmAC類瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)。
六、移動(dòng)車輛荷載作用下瀝青路面動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)結(jié)果與瀝青路面疲勞壽命研究的應(yīng)用
我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，用面層層底拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，進(jìn)而控制面層的疲勞破壞。傳統(tǒng)瀝青路面面層疲勞方程公式如下式計(jì)算：
Nf=k1（）k2
規(guī)范認(rèn)為，Nf=1時(shí)的拉應(yīng)力（一次荷載作用造成的破壞力）為極限抗拉強(qiáng)度。將極限抗拉強(qiáng)度f(wàn)t引入疲勞方程式,推演出反映混合料疲勞特性的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)ks:
,ks=fNf0.22
式中：
f―由試驗(yàn)確定的參數(shù)。
同濟(jì)大學(xué)用積累的數(shù)據(jù)歸納得到的結(jié)構(gòu)行為方程反映瀝青路面疲勞問(wèn)題，其結(jié)果如表1-3所示。
瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)疲勞方程（半剛性基層）表1-3
注：Nf為累計(jì)當(dāng)量軸次，t為面層底部的初始拉應(yīng)變。
華南理工大學(xué)張肖寧教授主持完成交通部西部交通科技項(xiàng)目“瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)和參數(shù)研究”分課題“瀝青面層疲勞開裂預(yù)估模型研究”，通過(guò)對(duì)華南理工大學(xué)、美國(guó)UC-Berkeley和美國(guó)SHRP研究項(xiàng)目進(jìn)行的共計(jì)618組疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，并綜合考慮室內(nèi)疲勞壽命預(yù)估模型的實(shí)用性及國(guó)際通用模型形式一致性，最終確定了以初始彎拉勁度模量和應(yīng)變水平為自變量的疲勞壽命模型，通過(guò)研究瀝青混合料的動(dòng)態(tài)抗壓模量與動(dòng)態(tài)彎拉勁度模量之間的關(guān)系，推薦給出疲勞壽命預(yù)估模型：
式中：Nf―-疲勞破壞時(shí)的荷載作用次數(shù)；
--施加的拉應(yīng)變；
E―-混合料的單軸動(dòng)態(tài)壓縮模量。
瀝青路面疲勞壽命預(yù)估模型模擬公式，其中涉及的主要參數(shù)指標(biāo)為施加的拉應(yīng)變、瀝青混合料的單軸動(dòng)態(tài)壓縮模量E。其中拉應(yīng)變可以用埋設(shè)應(yīng)變片的試驗(yàn)檢測(cè)方法獲取，但是瀝青路面的現(xiàn)場(chǎng)荷載分布是極其復(fù)雜的，包括現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度、和路面的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)在室內(nèi)模擬疲勞試驗(yàn)中難以完整表達(dá)，實(shí)際路面承受荷載的作用時(shí)間和間歇時(shí)間都是隨機(jī)變化值，并非室內(nèi)試驗(yàn)所施加的常應(yīng)力變化。路面不斷變化的溫度和疲勞試驗(yàn)的等溫條件也不同，從而使材料的性質(zhì)也發(fā)生變化。因此在一些經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上還需要根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)獲取的模型的基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)實(shí)際路面的疲勞性能，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的修正。張肖寧教授根據(jù)ALF試驗(yàn)儀進(jìn)行加速加載實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)3種不同厚度瀝青路面疲勞壽命處理，提出現(xiàn)場(chǎng)修正系數(shù):
C=
在此公式的基礎(chǔ)上將疲勞壽命的計(jì)算公式簡(jiǎn)化為下式：
Nf=4.655×1019（）3.747（）1.278
式中：C1―輪跡橫向分布系數(shù)；
C2-現(xiàn)場(chǎng)修正系數(shù)；
C3-車道系數(shù)；
E-瀝青混合料動(dòng)態(tài)壓縮模量，MPa。
在公式中將標(biāo)準(zhǔn)荷載下面層底部拉應(yīng)變的數(shù)據(jù)以實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)考慮了現(xiàn)場(chǎng)的車道系數(shù)和輪跡橫向分布系數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)修正系數(shù)。筆者認(rèn)為運(yùn)用該公式用于目前瀝青路面的疲勞壽命預(yù)估，該評(píng)估方法更可靠，與瀝青路面使用現(xiàn)狀更加吻合。當(dāng)然目前國(guó)內(nèi)的一些大型的試驗(yàn)室在采用更加精細(xì)的試驗(yàn)儀器所獲得瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)荷載分布和應(yīng)力響應(yīng)變化數(shù)據(jù)更加的詳細(xì)和充分，所獲得疲勞壽命預(yù)算模型也更加的符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。
篇5
前言：瀝青路面的早期破壞是指在瀝青路面使用前期，即在瀝青路面設(shè)計(jì)壽命的前期發(fā)生的過(guò)早的各種形成的破壞。論文參考網(wǎng)。隨著公路交通事業(yè)的迅速發(fā)展，交通量的不斷增長(zhǎng)，交通車輛噸位的增長(zhǎng)，荷載等級(jí)的提高及車輛超載等對(duì)瀝青路面的破壞日益嚴(yán)重，并極大的影響公路使用質(zhì)量和公路使用壽命，影響交通運(yùn)輸上網(wǎng)發(fā)展，分析瀝青路面早期破壞的原因，提出預(yù)防破壞的措施方法，對(duì)公路質(zhì)量及公路運(yùn)輸是有重要意義。
（一）瀝青路面早期破壞原因
（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。瀝青面層結(jié)構(gòu)選用不當(dāng)，混合料類型不合理，根據(jù)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范，瀝青面層除應(yīng)滿足車輛的使用要求外，還應(yīng)滿足雨水不滲等要求，宜選用粒徑較小，空隙也小的級(jí)配混合料，盡量采用小粒瀝青砼，以提高瀝青路面面層的防滲性。對(duì)于選用中粗粒砼或開級(jí)配或半開級(jí)配瀝青碎石的瀝青路面，必須在瀝青面層下設(shè)下封層，防止雨水滲水。
（2）油路補(bǔ)強(qiáng)段的路面厚度考慮不足。路面改造過(guò)程中，為充分利用老路并節(jié)約土地及投資，利用舊路的線位及結(jié)構(gòu)層，按照公路補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的一般要求和科學(xué)態(tài)度，宜先對(duì)所用的路段狀況進(jìn)行客觀評(píng)估，根據(jù)舊路的狀況（特別是強(qiáng)度彎沉指標(biāo)）確定利用舊路的方案及補(bǔ)強(qiáng)厚度，但實(shí)際上，一些設(shè)計(jì)單位往往沒有認(rèn)真細(xì)致的調(diào)查，大致給出一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)厚度及路段樁號(hào)就草草了事，結(jié)果導(dǎo)致許多補(bǔ)強(qiáng)路段補(bǔ)強(qiáng)后彎沉值大于設(shè)計(jì)值，造成新路強(qiáng)度不足，早期破壞嚴(yán)重。
（3）巖石路段石質(zhì)類型確定有誤，在路基設(shè)計(jì)中，由于沒有足夠的地質(zhì)鉆探資料，僅靠地表情況判斷石質(zhì)類型，容易出錯(cuò)。如有的公路，原設(shè)計(jì)為石方路段，僅用15㎝水穩(wěn)砂礫做整平層，未設(shè)置半剛性基層。實(shí)際開挖后，路基為泥質(zhì)頁(yè)巖及風(fēng)化巖，施工單位照?qǐng)D施工后，由于雨水滲入，導(dǎo)致泥質(zhì)頁(yè)巖及風(fēng)化巖軟化，瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，出現(xiàn)大面積風(fēng)裂。
（4）路面厚度設(shè)計(jì)問(wèn)題。論文參考網(wǎng)。路面厚度設(shè)計(jì)的依據(jù)是設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次，設(shè)計(jì)單位為了計(jì)算方便，一般將設(shè)計(jì)公路的交通量劃分為一定車型的標(biāo)準(zhǔn)交通量與另一定型的非標(biāo)準(zhǔn)車交通量，然后將確定車型的非標(biāo)準(zhǔn)車的軸次，換算成標(biāo)準(zhǔn)車軸載的當(dāng)量軸次，最后用設(shè)計(jì)年限內(nèi)的當(dāng)量軸次，計(jì)算路面設(shè)計(jì)彎沉及結(jié)構(gòu)厚度。
（二）施工質(zhì)量問(wèn)題可能造成瀝青路面早期損壞
（1）土基尤其是是粘性土路基施工中，要加強(qiáng)對(duì)土的粉碎和翻曬，盡量保證碾壓路段土體含水量的均勻，力求土體固結(jié)后路基模量不出現(xiàn)大的差異，要防止對(duì)過(guò)干的土（低于重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)最佳含水量3%）采取超壓方式進(jìn)行壓實(shí)。
（2）目前，我國(guó)高等級(jí)公路路堤普遍比較高，而施工周期又相對(duì)較短，這對(duì)路基沉降非常不利，施工中，應(yīng)優(yōu)先安排高填土路段路基施工，并盡量快速施工，讓路基完成后有盡量長(zhǎng)的時(shí)間固結(jié)，橋梁工程的臺(tái)背填土往往是高填土路段。也要盡早施工，不能有“重橋輕路”的思想。
（3）使用石灰材料的基層（如二灰碎石基層等）既要對(duì)購(gòu)進(jìn)石灰的品質(zhì)把關(guān)，更要防止石灰的活性損失。活性損失越多，其基層強(qiáng)度就越低。因此，施工控制中，石灰消解時(shí)間的確定和對(duì)消石灰的保管（特別是雨季保管）應(yīng)納入施工管理的重要內(nèi)容。
（4）我國(guó)目前對(duì)半剛性基層（如二灰碎石或水泥或水泥穩(wěn)定碎石基層）內(nèi)在質(zhì)量控制的主要方法是密實(shí)度檢查，后期強(qiáng)度則主要通過(guò)彎沉檢測(cè)量為確定。基層集料級(jí)配控制往往在實(shí)際施工時(shí)被忽視，二灰碎石或水泥穩(wěn)定碎石基層均屬于嵌擠密實(shí)型結(jié)構(gòu)，其集料級(jí)配對(duì)基層強(qiáng)度形成有很大影響。若級(jí)配不連續(xù)或結(jié)構(gòu)內(nèi)級(jí)配不均勻，在剪應(yīng)力作用下，局部易碎裂，造成松散，甚至損壞整個(gè)路面。
（5）基層養(yǎng)護(hù)不到位也易造成路面早期損壞。我國(guó)現(xiàn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多在半剛性基層加鋪瀝青面層，基層完成后采用灑水車配以人工鋪助灑水來(lái)進(jìn)行養(yǎng)生，受主、客觀因素的影響，這種養(yǎng)生方法常常不到位，目前機(jī)械化程度較高，基層施工速度較快，因?yàn)闉⑿∑嚺鋫洳蛔悖蚴┕と∷щy，或氣侯干燥等，路基養(yǎng)生工作往往不到位。灑水車或施工車輛輪胎通過(guò)造成基層頂面產(chǎn)生浮灰或表面松散。“保濕養(yǎng)生法”或許是解決這一問(wèn)題的有效途徑。
（6）瀝青混合料的品質(zhì)無(wú)疑是瀝青路面良好使用性能的重要保證，施工中對(duì)瀝青面層集料的相對(duì)穩(wěn)定、瀝青拌和樓的粗量系統(tǒng)及礦粉控制、瀝青混合料的拌和和碾壓溫度混合料的表面離析等予以足夠的重視。
（三）車轍原因分析
車轍的形成原因主要是瀝青混合料以及交通條件環(huán)境系統(tǒng)的影響，車轍變形主要來(lái)源于瀝青混合料的粘滯流動(dòng)和一定的壓實(shí)作用，瀝青混合料在高溫下由于車輪反復(fù)碾壓，產(chǎn)生機(jī)橫向剪流動(dòng)造成車轍，另外施工中用油偏高，瀝青稠度偏高，礦料級(jí)配中細(xì)了過(guò)高，礦粉摻量過(guò)大也會(huì)產(chǎn)生車轍。論文參考網(wǎng)。
（四）養(yǎng)護(hù)方面
瀝青路面的質(zhì)量好壞，與設(shè)計(jì)，施工有著很主要的關(guān)系，同時(shí)與養(yǎng)護(hù)也有著重要聯(lián)系，瀝青路面設(shè)計(jì)施工的再好，如養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，也會(huì)對(duì)路面造成損壞，當(dāng)瀝青路面出現(xiàn)沉降裂縫、車轍、坑槽等破壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)分析成因，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行處理，修復(fù)以免損壞進(jìn)一步的蔓延。
二、路面病害的防治措施
（一）優(yōu)化設(shè)計(jì)
提高長(zhǎng)期使用性能的重點(diǎn)應(yīng)該從優(yōu)化結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)，按每一條路的實(shí)際情況得到的數(shù)據(jù)去設(shè)計(jì)路面面層，這樣的數(shù)據(jù)才能更合理、更適合。對(duì)各油面層瀝青混合料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，礦質(zhì)混合料設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，最佳瀝青用量應(yīng)根據(jù)不同層油面層需要的功能謹(jǐn)慎選定。為提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性，黑龍港流域施工采用的瀝青用量應(yīng)按最佳瀝青用量OAC的±0.3%選用，中、下油面層宜取低限。重載道路或高速公路瀝青路面建議對(duì)中、上面層使用瀝青進(jìn)行SBS改性。
（二）原材料質(zhì)量控制
（1）瀝青應(yīng)選用具有良好的高低溫性能、抗老化性能、含蠟量低，高粘度的優(yōu)質(zhì)國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口瀝青。在條件許可的情況下，可在瀝青中摻和各種類型的改性劑，以提高基性能指標(biāo)。
（2）集料選用的骨料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。
（3）混合料的級(jí)配確定瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和疲勞性能、低溫抗裂性，路面表面特性的耐久性是兩對(duì)矛盾，相互制約，照顧了某一方面性能，可能會(huì)降低另一方面性能。
（4）混合料配合比設(shè)計(jì)，實(shí)際上是在各種路用性能之間搞平衡或最優(yōu)設(shè)計(jì)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂顥l件和交通性況做具體分析，盡量互相兼顧，當(dāng)然為提高瀝青路面使用性能還可以考慮以下兩個(gè)途徑：第一是改善礦料級(jí)配，采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）：第二是改善瀝青結(jié)合料，采用改性瀝青。
（三）路基的強(qiáng)度
首先壓實(shí)度是反映路基強(qiáng)度的重要指標(biāo)，也是提高路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的最經(jīng)濟(jì)、最有效的技術(shù)措施，施工中必須嚴(yán)格檢測(cè)控制，使其達(dá)到規(guī)定值。填土層的厚度對(duì)壓實(shí)度有直接的影響，每層的松鋪厚度不應(yīng)大于30㎝。必須嚴(yán)格控制路基的填筑工藝，確保路基強(qiáng)度。
（四）施工過(guò)程中質(zhì)量的控制
（1）瀝青的選用十分關(guān)鍵，要挑選符合規(guī)范各項(xiàng)要求的瀝青，特別是瀝青針入度、軟化點(diǎn)、延度指標(biāo)必須嚴(yán)格把關(guān)。由于近些年的氣侯偏暖，因此，瀝青標(biāo)號(hào)宜選擇在規(guī)定范圍內(nèi)低標(biāo)號(hào)瀝青。此外，透層油，粘層油瀝青應(yīng)采用與瀝青混凝土用同一種瀝青，特別是油石比的選擇應(yīng)考慮粘層油，透層油返油時(shí)對(duì)其影響。
（2）在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)上要特別重視
（3）瀝青混合料拌合時(shí)間、出廠溫度、攤鋪溫度、碾壓成型等溫度控制必須嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行，合理安排工期，避開不利天氣施工。
（4）攤鋪機(jī)應(yīng)選用熟練的攤鋪機(jī)操作手，并選擇兩臺(tái)前后錯(cuò)開同時(shí)施工，而少采用傘斷面攤鋪機(jī)，在攤鋪過(guò)程中，應(yīng)盡量避免停機(jī)，注意路面縱向接縫的成型及碾壓工藝。]
結(jié)束語(yǔ)
路面早期破損已為瀝青路面的主要危害之一，各級(jí)交通管理部門都應(yīng)引起足夠的重視。并根據(jù)其成因從路面設(shè)計(jì)，原材料進(jìn)場(chǎng)到具體施工，有針對(duì)性采取一系列預(yù)防和改善措施。同時(shí)，必須建立健全質(zhì)量保證體系，從管理部門、設(shè)計(jì)部門到施工部門，層層重視，層層控制，層層落實(shí)。只有這樣，才能從根本上減少對(duì)瀝青路面的早期破損現(xiàn)象的確發(fā)生，使公路建設(shè)質(zhì)量全面提高，更上新臺(tái)階。
參考文獻(xiàn)
[1]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社.
篇6
前言
半剛性基層被廣泛用于修建公路瀝青路面的基層或底基層。在我國(guó)已建成的高速公路路面中就有90%以上是半剛性基層瀝青路面,在今后的國(guó)道主干線建設(shè)中,半剛性基層瀝青路面仍將是主要的路面結(jié)構(gòu)形式。半剛性基層瀝青路面其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在:強(qiáng)度高、承載力大、整體性好、剛性大。但半剛性基層也有自身不足之處,其抗溫、抗?jié)褡冃文芰^差,易形成干縮裂縫及濕縮裂縫,進(jìn)而使路面產(chǎn)生反射裂縫,導(dǎo)致瀝青面層開裂,影響路面使用質(zhì)量,縮短路面使用壽命。
由于國(guó)內(nèi)高等級(jí)的公路基本上都采用半剛性基層瀝青路面，而對(duì)柔性基層瀝青路面采用較少。但是從世界各國(guó)高等級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)來(lái)看，以柔性基層瀝青路面為主，對(duì)路面基層要求較高，一般用瀝青穩(wěn)定碎石做基層的上層，而且用瀝青做結(jié)合料的結(jié)構(gòu)層的總厚度常大于 20cm。國(guó)外的使用經(jīng)驗(yàn)表明，柔性基層瀝青路面使用性能良好。
根據(jù)國(guó)內(nèi)外使用經(jīng)驗(yàn)，柔性基層瀝青路面主要病害有疲勞開裂、車轍和低溫開裂，其中車轍和低溫開裂均可以通過(guò)選擇合適的瀝青結(jié)合料和合理的混合料設(shè)計(jì)加以解決。疲勞開裂是唯一可以通過(guò)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行控制的破壞模式。
綜上所述，對(duì)兩種不同基層瀝青路面的疲勞性能差異的分析，對(duì)我們進(jìn)行路面設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用都具有相當(dāng)大益處。
1.瀝青路面面層疲勞損傷機(jī)理
瀝青路面的疲勞性是指在汽車輪載作用下，路面在長(zhǎng)期使用過(guò)程中均存在壓應(yīng)力、拉應(yīng)力,且處于兩種應(yīng)力交迭變化狀態(tài),當(dāng)荷載重復(fù)作用超過(guò)路面面層材料所能承受的疲勞次數(shù)后,就會(huì)使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度抵抗力下降,產(chǎn)生疲勞破壞的性能。
在行駛車輪的荷載作用下,路面結(jié)構(gòu)內(nèi)各點(diǎn)均處于復(fù)雜的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)中,圖1中面層底部B點(diǎn)的應(yīng)力、應(yīng)變隨著車輪滾動(dòng)而變化。當(dāng)車輪作用于B點(diǎn)正上方時(shí),B點(diǎn)受到三向拉應(yīng)力作用;當(dāng)車輪行駛過(guò)后B點(diǎn)應(yīng)力方向轉(zhuǎn)變,數(shù)值變小,并有剪應(yīng)力產(chǎn)生;當(dāng)車輪駛過(guò)一定距離后,B點(diǎn)則承受主壓應(yīng)力作用。路面表面A點(diǎn)則相反,車輪駛近時(shí)受拉,車輛直接作用時(shí)受壓,長(zhǎng)期處于應(yīng)力(應(yīng)變)交替循環(huán)變化的狀態(tài)。
路面材料的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其抗拉強(qiáng)度,而且B點(diǎn)在車輪下所受的拉應(yīng)力遠(yuǎn)大于A點(diǎn)在車輪駛近或駛過(guò)后產(chǎn)生的拉應(yīng)力,因此路面疲勞裂縫通常從面層底部開始。所以路面疲勞設(shè)計(jì)也應(yīng)該以面層底部的拉應(yīng)力、拉應(yīng)變作為控制指標(biāo)。
2.采取兩種不同基層對(duì)瀝青路面的水平應(yīng)力分析
本文將以彈性層狀體系為基礎(chǔ)，分析在標(biāo)準(zhǔn)荷載（BZZ-100）作用下，兩種基層瀝青路面在水平應(yīng)力方面的不同。
表1 兩種基層的路面結(jié)構(gòu)參數(shù)
計(jì)算的軸載采用現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)軸載為雙輪組單軸重P—100kN，輪胎接地壓強(qiáng)p—0.7MPa，單輪傳壓面當(dāng)量圓直徑d—21.3 cm，兩輪中心距為1.5 d。
由于水平應(yīng)力在當(dāng)量圓中心比雙輪論析中心處大，考慮水平應(yīng)力的顯著性，本文取當(dāng)量圓中心處點(diǎn)厚度0，2，5，8，10，15，20，25，30，40cm時(shí)，利用BISAR 3.0程序計(jì)算出相應(yīng)點(diǎn)的水平應(yīng)力如表2。
表2 兩種基層在不同厚度的水平應(yīng)力值
由BISAR 3.0程序所得的數(shù)據(jù)得出各深度的水平應(yīng)力分布圖 圖3
從圖3可知，柔性基層的水平應(yīng)力隨深度的變化率比半剛性基層的要大，即柔性基層的水平應(yīng)力對(duì)路面厚度的敏感性更高。柔性基層在層底拉應(yīng)力取得最大值。
對(duì)于半剛性基層瀝青路面，瀝青面層處于受壓狀態(tài)，因此可以不考慮瀝青面層的彎拉疲勞，只考慮半剛性基層層底受拉，在汽車荷載反復(fù)作用下，可能產(chǎn)生疲勞斷裂，且在基層斷裂后，裂縫逐漸向?yàn)r青層擴(kuò)展直至路表。
對(duì)于柔性基層瀝青路面， 瀝青混凝土面層和瀝青穩(wěn)定基層的上部受壓， 瀝青穩(wěn)定基層下部受拉，且層底承受最大的彎拉應(yīng)力，因此在重復(fù)荷載作用下，瀝青層層底可能首先產(chǎn)生疲勞開裂，裂縫逐漸向上延伸，直至路面出現(xiàn)疲勞裂縫。
3.柔性基層與半剛性基層瀝青路面疲勞設(shè)計(jì)方法
我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范采用層底拉應(yīng)力指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)算,充分考慮結(jié)構(gòu)層材料的疲勞性,利用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)Ks與材料的劈裂強(qiáng)度得出結(jié)構(gòu)層底面的容許拉應(yīng)力,具體如下:層底拉應(yīng)力≤容許拉應(yīng)力,則滿足要求。
其中,為瀝青穩(wěn)定基層材料的容許拉應(yīng)力;為瀝青穩(wěn)定基層材料的劈裂強(qiáng)度;為抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù); Ac為公路等級(jí)系數(shù);Ag為瀝青混合料級(jí)配系數(shù);為標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量軸次。
根據(jù)我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范,在計(jì)算瀝青混合料與半剛性材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)KS=B0Nc時(shí),采用的系數(shù)c分別為0.22和0.11。
瀝青混合料疲勞壽命為:
半剛性材料疲勞壽命為:
根據(jù)此公式可以得到由各層層底拉應(yīng)力值來(lái)確定不同基層瀝青路面的疲勞壽命。
4.不同基層瀝青路面疲勞壽命對(duì)軸重的敏感性分析
由路基路面設(shè)計(jì)理論分析得知,單后軸雙輪組不同軸載應(yīng)力比的簡(jiǎn)化公式為:
其中,、均為基層底面拉應(yīng)力; P1,P2均為軸載重量。
聯(lián)系基層材料的疲勞規(guī)律,其疲勞規(guī)律為:
其中, 為該材料的抗拉強(qiáng)度;σ為某軸載作用N次的疲勞拉應(yīng)力。B、c為材料常數(shù)。
由上面兩個(gè)式子可以得到以基層底面拉應(yīng)力等效時(shí)的軸載換算公式為：
對(duì)瀝青穩(wěn)定基層中b=0.84,c=0.22；半剛性基層中b=0.84,c=0.11,則有：
瀝青穩(wěn)定基層：
半剛性基層：
由以上計(jì)算公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軸載作用一次為1次,其他軸載重分別相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)N,其結(jié)果見表3
表3當(dāng)量軸載作用次數(shù)
由表3可以看出：半剛性基層的疲勞壽命較柔性基層對(duì)軸載更加敏感。即半剛性基層路面上的超載車輛增多,導(dǎo)致路面很快損壞;而瀝青穩(wěn)定基層路面軸載敏感性小,對(duì)超載車輛的適應(yīng)性較強(qiáng),適合于超載較多的道路。
結(jié)論
綜上所述，半剛性基層和柔性基層瀝青路面在抗疲勞性能方面存在著以下一些不同：
（1） 由于半剛性基層的水平應(yīng)力對(duì)路面厚度的敏感性較差，所以可以通過(guò)增加半剛性基層厚度來(lái)有效增加其疲勞壽命。而柔性基層厚度對(duì)路面厚度的敏感性較好，增加柔性基層厚度對(duì)其疲勞壽命的增加較小。
（2） 由于瀝青路面疲勞性能由層底拉應(yīng)力作為控制指標(biāo)，在基層材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)等不同的情況下，柔性基層與半剛性基層瀝青路面的疲勞壽命不同。
（3） 由于半剛性基層的疲勞壽命較柔性基層對(duì)軸載更加敏感，所以當(dāng)?shù)缆飞辖煌恳孕⌒蛙囕v為主時(shí)(占交通量80%以上),宜采用半剛性基層路面,其疲勞壽命更長(zhǎng)。相反，柔性基層路面則更適合超載較多的道路。
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作者簡(jiǎn)介：
篇7
瀝青路面具有表面平整，堅(jiān)實(shí)、無(wú)接縫、施工工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便和有良好的減振性等優(yōu)點(diǎn)，使行車平穩(wěn)、舒適而低噪聲。但由于受到交通量增長(zhǎng)、重載超載車輛的增多、溫度變化、濕度變化，冰凍作用、設(shè)計(jì)、施工、采用材料和養(yǎng)護(hù)管理等因素的影響，出現(xiàn)了多種瀝青路面病害，如瀝青路面的裂縫、車轍和水損害等。根據(jù)我們這幾年來(lái)對(duì)我省瀝青路面的實(shí)際損壞情況的調(diào)查，談?wù)劄r青路面常見的病害與裂縫出現(xiàn)的原因及其預(yù)防措施。
一、常見瀝青路面病害
瀝青路面的損壞所表現(xiàn)出的形式和特征是多種多樣的。經(jīng)總結(jié)分析，主要有以下幾種常見病害。
1.瀝青路面的裂縫
瀝青路面建成后，都會(huì)產(chǎn)生各種形式的裂縫。初期產(chǎn)生的裂縫對(duì)瀝青路面的使用性能基本上沒有影響，但隨著表面雨水的侵入，導(dǎo)致路面強(qiáng)度下降，在大量行車荷載作用下，使瀝青路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。瀝青路面裂縫的形式是多種多樣的，裂縫從表現(xiàn)形式可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種。影響裂縫的主要因素有：瀝青的品種和等級(jí)、瀝青混合料的組成、面層的厚度、基層材料的收縮性、土基和氣候條件等。2、瀝青路面的車轍
車轍是路面結(jié)構(gòu)層及土基在行車重復(fù)荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí)，以致結(jié)構(gòu)層材料的側(cè)向位移所產(chǎn)生的累積永久變形。影響瀝青路面車轍深度的主要因素是瀝青路面結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土本身的內(nèi)在因素，以及氣候和交通量及交通組成等的外界因素。車轍產(chǎn)生的主要原因有：(1)瀝青混合料油石比過(guò)大；(2)表面磨損過(guò)度：(3)雨水侵入瀝青混凝土內(nèi)部；(4)由于基層含不穩(wěn)定夾層而導(dǎo)致路面橫向推擠形成波形車轍。
3、瀝青路面的松散
松散是直接影響行車安全的路面病害，松散可能出現(xiàn)在整個(gè)路面表面。也可能在局部區(qū)域出現(xiàn)，但由于行車作用，一般在輪跡帶比較嚴(yán)重。其產(chǎn)生的主要原因有：(1)局部路基和基層不均勻沉降引起路面破壞；(2)碎石中含有風(fēng)化顆粒，水侵入后引起瀝青剝離；(3)隨著使用時(shí)間的增多，瀝青結(jié)合料本身的粘結(jié)性能降低，促使面層與輪胎接觸部分的瀝青磨耗，造成瀝青含量減少，細(xì)集料散失；(4)機(jī)械損害或油污染。
4、瀝青路面的水損害
瀝青路面在存在水分的條件下，經(jīng)受交通荷載和溫度漲縮的反復(fù)作用，一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上，同時(shí)由于水動(dòng)力的作用。瀝青膜漸漸地從集料表面剝離，并導(dǎo)致集料之間的粘結(jié)力喪失而發(fā)生路面破壞。瀝青路面產(chǎn)生水損害的原因主要有材料、設(shè)計(jì)、施工、土基和基層、超載車輛等原因。
5、瀝青路面的凍脹和翻漿
瀝青路面產(chǎn)生凍脹和翻漿主要是在凍融時(shí)期，因?yàn)樗那秩牒吐坊恋乃€(wěn)定性能差，由于冰凍的作用，路基上層積聚的水分凍結(jié)后引起路面脹起并開裂。道路翻漿是水、土質(zhì)、溫度、路面和行車荷載五個(gè)主要因素綜合作用的結(jié)果。其中水、土、溫度構(gòu)成翻漿的三個(gè)自然因素，缺少任何一個(gè)因素都不可能形成翻漿。
6、瀝青路面的沉陷
沉陷是路面變形中最普遍的一種，特點(diǎn)是面積大，涉及的結(jié)構(gòu)層次深，主要出現(xiàn)在挖方段和填挖交界處。其產(chǎn)生的主要原因是：(1)土質(zhì)路塹排水不暢，路床下部路基過(guò)濕潤(rùn)而產(chǎn)生不均勻沉降，引起路面局部下沉；(2)路面強(qiáng)度不能適應(yīng)日益增長(zhǎng)的交通量，易發(fā)生疲勞破壞：(3)路基或基層強(qiáng)度不足或填挖路基強(qiáng)度不一致，在車輛荷載作用下，路基或基層結(jié)構(gòu)遭破壞而引起沉陷；(4)橋頭路面沉降不均勻而引起沉陷并與橋面發(fā)生錯(cuò)位。
二、瀝青路面出現(xiàn)裂縫的原因分析及其預(yù)防措施
1原因分析
瀝青路面出現(xiàn)裂縫的主要原因而可以分為兩大類：一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，一般稱之為非荷載型裂縫：另一種是由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫，一般稱之為荷載型裂縫。
(1)非荷載型裂縫
非荷載型裂縫主要是溫度裂縫，也有因施工不當(dāng)、材料選取不當(dāng)?shù)纫鸬牧芽p。其產(chǎn)生的原因有：
1)瀝青材料在較高溫度條件下，具有良好的應(yīng)力松弛性能，溫度升降產(chǎn)生的變形不至于產(chǎn)生過(guò)高的溫度應(yīng)力。但在冬季氣溫驟降時(shí)，土基和路面基層由于受溫度變化，冬季冰凍產(chǎn)生的膨脹，導(dǎo)致路基和基層產(chǎn)生裂縫并反射到瀝青面層，瀝青混合料的應(yīng)力松弛趕不上溫度應(yīng)力的增長(zhǎng)，同時(shí)勁度急劇增大，超過(guò)混合料的極限強(qiáng)度或極限拉伸應(yīng)變，便會(huì)產(chǎn)生開裂。此外，隨著溫度反復(fù)升降，溫度應(yīng)力使混合料的極限拉伸應(yīng)變變小，又加上瀝青的老化使瀝青勁度增高，應(yīng)力松弛性能降低，故可能在比一次性降溫開裂溫度更高的溫度下開裂，同時(shí)裂縫是隨著路齡的增加而不斷增加。
2)瀝青的品種和等級(jí)也是影響瀝青路面開裂的重要因素。在長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中，選用高粘度、低稠度的瀝青，其溫度敏感性較低，能延遲溫度裂縫的產(chǎn)生；瀝青未達(dá)到適合本地區(qū)氣候條件和使用要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，低溫抗變形能力較差，致使瀝青面層在低溫下產(chǎn)生收縮開裂。
3)地基處理不當(dāng)，路基碾壓不均勻，造成路基沉降不均勻；舊路拓寬時(shí)，新舊路基搭接部位沒有嚴(yán)格按照臺(tái)階式分層壓實(shí)處理，以及下部基層比較軟弱，或地基處理不徹底等。
4)鋪筑瀝青面層采用分幅攤鋪時(shí)，接縫處理不當(dāng)，結(jié)合不良，對(duì)接縫處碾壓不密實(shí)，造成路面滲水或面層壓實(shí)未達(dá)到要求，在行車作用下形成裂縫。
(2)荷載型裂縫
荷載型裂縫即主要由于行車荷載作用而產(chǎn)生的裂縫，其產(chǎn)生的原因有：
1)隨著交通運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展。原有的路面強(qiáng)度日趨不足，路面滿足不了交通量迅速增長(zhǎng)和汽車載重明顯增大的需求，瀝青路面過(guò)早產(chǎn)生疲勞破壞，瀝青路面很快開裂。
2)原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，未充分考慮到各種不利因素，施工質(zhì)量不好，瀝青路面面層厚度不足，瀝青路面原材料的品質(zhì)不符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，路面強(qiáng)度明顯不能滿足行車要求。在行車作用下，特別是超大噸位車輛的頻繁碾壓，瀝青路面很快開裂。
2防止措施
針對(duì)以上分析的瀝青路面病害的原因，主要從施工材料、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)和交通管理等5個(gè)方面采取相應(yīng)的預(yù)防措施。
(1)材料方面
合理確定瀝青路面結(jié)構(gòu)，瀝青面層的裂縫主要由瀝青面層本身的低溫收縮引起的。選用低溫勁度小、延度大、溫度敏感性差、含蠟量低的優(yōu)質(zhì)瀝青，精選礦料，準(zhǔn)確級(jí)配瀝青面層的礦料和合理配置瀝青混合料配合比。配制出性能優(yōu)良的瀝青混合料，控制瀝青用量，保證瀝青混合料性能優(yōu)良，均可有效減少裂縫。
(2)設(shè)計(jì)方面
精心設(shè)計(jì)，對(duì)地形復(fù)雜地段做好地質(zhì)調(diào)查工作。要特別注意加固地基，防止因地基軟弱而出現(xiàn)不均勻沉降，使用合格填料填筑路基，或?qū)μ盍线M(jìn)行處理后再填筑路基，確保路基有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以保證路面具有穩(wěn)定的基礎(chǔ)：選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小及抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料做基層：選用優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層；在穩(wěn)定度滿足要求的前提下，應(yīng)該選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。
參考文獻(xiàn)
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篇8
0 引言
瀝青混合料疲勞性能是指其在特定荷載環(huán)境與氣候環(huán)境條件下抵抗重復(fù)加載作用而不產(chǎn)生破裂的能力。疲勞損壞是瀝青混凝土路面最主要的破壞形式之一。為了保證瀝青路面具有良好的使用性和耐久性,世界各國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)方法均以路面疲勞特性作為基本設(shè)計(jì)原則,國(guó)內(nèi)外研究和評(píng)價(jià)瀝青混合料抗疲勞性能的方法有很多,其中控制應(yīng)力彎曲疲勞試驗(yàn)是研究瀝青混合料抗疲勞性能的最有效方法。
本文介紹控制應(yīng)力彎曲疲勞試驗(yàn),并采用該試驗(yàn)方法對(duì)AC-13瀝青混合料的抗疲勞性能進(jìn)行評(píng)價(jià),提出瀝青混合料抗疲勞性能的評(píng)價(jià)指標(biāo),分析AC-13瀝青混合料其抗疲勞性能變化規(guī)律。
1 瀝青混合料抗疲勞評(píng)價(jià)方法概述
國(guó)內(nèi)外研究瀝青混合料抗疲勞性能的方法有很多種,綜合目前已有的研究成果,瀝青路面疲勞特性試驗(yàn)方法主要包括:1)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)法;2)試槽法;3)試板試驗(yàn)法(也稱為試塊法);4) 試件法;5)槽口彎曲疲勞試驗(yàn)等。
如此繁多的試驗(yàn)方法,如何選擇。本論文從試驗(yàn)的可操作性、試驗(yàn)結(jié)果的可直接應(yīng)用性及國(guó)內(nèi)對(duì)抗疲勞性能的相關(guān)規(guī)定要求考慮,采用控制應(yīng)力簡(jiǎn)支梁彎曲疲勞試驗(yàn)法進(jìn)行應(yīng)力控制的疲勞試驗(yàn),研究瀝青混合料的疲勞性能,為瀝青混合料的設(shè)計(jì)與施工提供指導(dǎo)。
2 簡(jiǎn)支梁彎曲疲勞試驗(yàn)原理
本文采用中點(diǎn)加載簡(jiǎn)支梁彎曲試驗(yàn)法,加載模式為控制應(yīng)力方式。控制應(yīng)力的疲勞試驗(yàn)是在重復(fù)加載的疲勞試驗(yàn)過(guò)程中,保持應(yīng)力不變,疲勞破壞是以試件的疲勞斷裂作為準(zhǔn)則,達(dá)到疲勞破壞的荷載作用次數(shù)為疲勞壽命。
這種加載方式下疲勞壽命公式一般為:
Nf=k(σf /σ) n
式中:
Nf為疲勞壽命,采用試件破壞時(shí)的加載次數(shù);
k,n為試驗(yàn)常數(shù),其值取決于試驗(yàn)條件,加載方式和材料特性等,n 也稱為坡度系數(shù);
σ為每次施加于試件的常量應(yīng)力的最大幅度,MPa;
σf為瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度。
3 瀝青混合料抗疲勞性能評(píng)價(jià)
采用控制應(yīng)力彎曲疲勞試驗(yàn)對(duì)AC-13瀝青混合料進(jìn)行抗疲勞性能評(píng)價(jià),AC-13確定瀝青混合料抗疲勞性能。
3.1 試驗(yàn)材料
3.1.1 集料
粗集料采用石灰?guī)r碎石,細(xì)集料采用石灰?guī)r機(jī)制砂,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試,所采用的集料均滿足相關(guān)技術(shù)要求。
3.1.2 瀝青
采用Shell Pen60/80瀝青,對(duì)瀝青按JTG F40―2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求的性能指標(biāo)檢測(cè),經(jīng)檢測(cè)瀝青性能指標(biāo)滿足相關(guān)技術(shù)要求。
3.2 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)
分別對(duì)AC-13瀝青混合料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),確定瀝青混合料的集料用量比例和最佳油石比。
3.2.1 礦料級(jí)配設(shè)計(jì)
礦料級(jí)配設(shè)計(jì)采用馬歇爾設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到JTG F40―2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求,確定的AC-13瀝青混合料的集料用量比例為:
10~15mm碎石:5~10mm碎石:機(jī)制砂= 35%:23%:42%
3.2.2 最佳油石比確定
按照J(rèn)TG F40―2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的瀝青混合料最佳油石比確定方法,確定AC-13瀝青混合料的最佳油石比為為5.0%。
3.3 抗疲勞試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.3.1 Pen60/80的AC-13瀝青混合料疲勞試驗(yàn)結(jié)果
采用PLS疲勞試驗(yàn)機(jī)以控制應(yīng)力簡(jiǎn)支梁彎曲疲勞試驗(yàn)對(duì)Pen60/80的AC-13型瀝青混合料抗疲勞性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。
試件尺寸:采用車轍成型儀成型300mm×300mm×50mm的板狀試件,然后沿碾壓成型方向切割出240mm×50mm×50mm的小梁試件。
試驗(yàn)條件:試驗(yàn)溫度15℃,加載頻率10Hz,跨徑20cm,采用應(yīng)力控制三點(diǎn)彎曲試驗(yàn),根據(jù)不同應(yīng)力比下的疲勞破壞數(shù)據(jù),繪制加載次數(shù)和變形曲線。
AC-13瀝青混合料小梁彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果平均破壞荷載為2.63kN,抗彎拉強(qiáng)度為6.312 MPa;
AC-13瀝青混合料的小梁疲勞試驗(yàn)結(jié)果如下:
疲勞作用次數(shù):212、347、2188、3447、19935;
相應(yīng)應(yīng)力比:0.6、0.5、0.3、0.2;
相應(yīng)對(duì)數(shù):2.326、2.540、3.340、3.537、4.300。
AC-13瀝青混合料的小梁疲勞彎曲疲勞方程如下:
疲勞方程:y = -0.1945x + 1.0241R2= 0.9633
疲勞方程參數(shù)及相關(guān)系數(shù) :k=10.57n=0.1945R2= 0.9633
以疲勞次數(shù)的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo),應(yīng)力比為縱坐標(biāo),繪制AC-13瀝青混合料的疲勞曲線圖如下圖1。
3.3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及結(jié)論
1) AC-13瀝青混合料的疲勞次數(shù)服從標(biāo)準(zhǔn)疲勞方程模式,滿足疲勞性能要求。疲勞次數(shù)都隨著應(yīng)力水平的增加而呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì),說(shuō)明車輛輪載的增加,對(duì)路面耐久性的破壞很明顯,因此進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮擬建道路的交通組成特點(diǎn),尤其是對(duì)于重載車輛的破壞作用要有較準(zhǔn)確的判斷,防止路面由于超載而使疲勞壽命大大降低。
2)疲勞方程的參數(shù)k值可以稱為疲勞擴(kuò)大系數(shù),k值越大,說(shuō)明疲勞壽命越長(zhǎng), n可以稱為速度系數(shù),該值越大,說(shuō)明疲勞次數(shù)隨著應(yīng)力水平的增加衰減的速度越快,耐久性能良好的混合料的疲勞方程一般具有k值較大,n值較小的特點(diǎn)。
4 結(jié)論
通過(guò)研究現(xiàn)有的瀝青混合料疲勞試驗(yàn)方法,本論文采用現(xiàn)象學(xué)法中的控制應(yīng)力簡(jiǎn)支梁彎曲疲勞試驗(yàn)法,對(duì)AC-13瀝青混合料進(jìn)行抗疲勞性能進(jìn)行評(píng)價(jià),AC-13瀝青混合料的疲勞次數(shù)服從標(biāo)準(zhǔn)疲勞方程模式,滿足疲勞性能要求,提出應(yīng)將疲勞破壞試驗(yàn)、指標(biāo)作為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。
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篇9
Key words： asphalt pavement；Top-Down crack；cracking mechanism
中圖分類號(hào)：U41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）05-0071-02
0 引言
根據(jù)路面病害調(diào)查顯示，我國(guó)瀝青路面的早期破壞極為嚴(yán)重，一些高速公路的瀝青路面甚至在通車后1～3年內(nèi)就出現(xiàn)了較大面積的早期破壞。越來(lái)越多的研究證實(shí)了許多與荷載有關(guān)的疲勞裂縫發(fā)生在路面的表面且自上而下擴(kuò)展貫穿瀝青混凝土面層，并成為瀝青路面病害的主要形式，稱為瀝青路面Top-Down裂縫（簡(jiǎn)稱TDC）。這種荷載型表面裂縫是一種比傳統(tǒng)的疲勞裂縫更為嚴(yán)重的情況，盡管有些表面裂縫初期對(duì)路面結(jié)構(gòu)的承載能力沒有影響，但是它們對(duì)瀝青路面面層的使用性能和功能壽命有著強(qiáng)烈的影響。
國(guó)外已經(jīng)對(duì)瀝青路面TDC進(jìn)行了一定研究，但尚不完善，理論預(yù)估模型和設(shè)計(jì)方法尚沒有形成，開裂機(jī)理眾說(shuō)紛紜，國(guó)內(nèi)對(duì)于TDC的研究很少，設(shè)計(jì)規(guī)范中尚缺乏控制該病害的設(shè)計(jì)指標(biāo)。
本文綜合國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究，對(duì)TDC開裂研究進(jìn)行了全面的分析和評(píng)價(jià)。
1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
徐鷗明、郝培文[1]特別關(guān)注路表應(yīng)力及其對(duì)瀝青路面裂縫損壞機(jī)理的影響，認(rèn)為在路表一個(gè)相對(duì)小的、接近1cm深的拉應(yīng)力區(qū)域進(jìn)行研究，來(lái)定義損壞機(jī)理比較好。并采用應(yīng)力強(qiáng)度因子以及定義裂縫末端的響應(yīng)行為；發(fā)現(xiàn)拉應(yīng)力對(duì)損壞有至關(guān)重要的作用，大大超過(guò)了裂縫末端的剪應(yīng)力，且在裂縫增長(zhǎng)階段拉應(yīng)力大小的變化取決于裂縫長(zhǎng)度。
李清富、楊澤濤[2]認(rèn)為路面結(jié)構(gòu)最大剪應(yīng)力發(fā)生在路面表層，位置在輪跡邊緣，其大小接近或超過(guò)常溫下瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度，是半剛性路面產(chǎn)生TDC的主要原因，進(jìn)而提出了剪應(yīng)力與面層和基層彈性模量比的關(guān)系，并分析了路面厚度對(duì)最大剪應(yīng)力的影響，這些因素的影響在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮。
孫路遙、邱俊、王春林等[3]從路面結(jié)構(gòu)受力分析的角度分析并詳細(xì)闡述溫縮（橫向）裂縫及表面（縱向）裂縫產(chǎn)生的原因。作者認(rèn)為表面裂縫可能是施工原因，由瀝青層的表面層或者中面層與下面層脫開所造成的，而之所以脫開是由于施工時(shí)的層間污染。
黃志濤[4]認(rèn)為Top-Down開裂的裂縫產(chǎn)生和擴(kuò)展模式是張開型裂縫即拉應(yīng)力損壞模式。他用應(yīng)力強(qiáng)度因子描述裂縫尖端的響應(yīng)行為。本文重點(diǎn)計(jì)算了環(huán)境、溫度引起的勁度梯度對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響，勁度梯度的影響得到準(zhǔn)確定位。
羅輝[5]等基于斷裂力學(xué)理論，利用無(wú)單元伽遼金-有限元耦合方法分析了瀝青路面的開裂問(wèn)題，提出水平荷載對(duì)瀝青路面Top-Down裂紋（TDC）的擴(kuò)展不利。本文分析TDC的方法較為新穎，但是開裂判定準(zhǔn)則不夠完善。
趙延慶等采用移動(dòng)荷載模式，在有限元方法中利用動(dòng)態(tài)模量主曲線和時(shí)間-溫度位移因子來(lái)表征瀝青混合料的力學(xué)性質(zhì)，利用斷裂力學(xué)的方法分析了溫度、車速、裂縫長(zhǎng)度和基層類型等對(duì)瀝青路面Top-Down裂縫裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響。相比其他文章對(duì)TDC考慮的因素更為全面。
2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
E.Freitas[6]等通過(guò)加速輪軌試驗(yàn)和三維非線性粘彈有限元模型，研究了混合料設(shè)計(jì)參數(shù)以及施工質(zhì)量對(duì)Top-Down裂縫的影響。發(fā)現(xiàn)施工質(zhì)量是TDC一個(gè)主要成因。本文提出疲勞并不能引起Top-Down裂縫，但卻能加劇裂縫的發(fā)展。
Michael[7]認(rèn)為離析引起瀝青路面Top-Down裂縫，離析區(qū)域易表現(xiàn)為疲勞裂縫。通過(guò)調(diào)查研究，認(rèn)為路表面較差的疲勞性能是因?yàn)閴簩?shí)不足引起的高空隙率進(jìn)而加速老化。
Svasdisant[8]等研究認(rèn)為，Top-Down裂縫主要是由兩種原因引起的：①由輪載誘發(fā)的表面徑向拉應(yīng)力以及由施工、溫度和老化導(dǎo)致的勁度差異；②瀝青結(jié)合料的老化降低了混合料的拉伸強(qiáng)度和拉伸應(yīng)變。Elisabete Fraga.de Freitas[9]等人指出影響瀝青路面Top-Down裂縫最主要因素是空隙率（高空隙率）和骨料級(jí)配（粗集料）。試驗(yàn)表明TDC在高溫下易開裂，而且級(jí)配的影響不如溫度、空隙率影響大。Donna等認(rèn)為瀝青路面Top-Down裂縫是由瀝青混合料離析造成，該學(xué)者主要從施工因素進(jìn)行了分析。
HU Chunhua[10]采用有限元分析TDC，考慮了輪胎壓力和車輛軸重的變化，建立三維四層體系有限元模型得出輪載下強(qiáng)大的剪應(yīng)力是造成Top-Down開裂的主要原因的結(jié)論。
3 結(jié)論
目前國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)總結(jié)出Top-Down開裂成因主要有四個(gè)：①輪載附近局部應(yīng)力集中；②溫縮應(yīng)力；③瀝青混合料老化；④施工質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的混合料離析，壓實(shí)不足等。國(guó)內(nèi)大部分文獻(xiàn)還是單方面將開裂起因歸咎于剪應(yīng)力或拉應(yīng)力，由于開裂準(zhǔn)則的限制，這種觀點(diǎn)并不完善。
瀝青路面Top-Down裂縫開裂起因的研究需要綜合考慮應(yīng)力集中、溫縮應(yīng)力、勁度梯度、施工質(zhì)量等多方面的影響因素，這就要求尋求一種新的開裂判斷準(zhǔn)則，可以綜合考慮多方面的因素，確定瀝青路面Top-Down裂縫起因、擴(kuò)展、影響因素，進(jìn)而優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)參數(shù)、施工工藝，不斷提高施工工藝與技術(shù)，提高瀝青路面質(zhì)量與使用壽命。
參考文獻(xiàn)：
[1]徐鷗明，郝培文.厚瀝青路面Top-Down裂縫分析及對(duì)路面設(shè)計(jì)的啟示[J].中外公路，2006，26（5）：133-137.
[2]李清富，楊澤濤，王鵬.半剛性路面TDC成因的有限元分析[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2007，28（3）：37-39.
[3]孫路遙，邱俊，王春林.瀝青路面“由上而下”型裂縫成因分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2008，（05）：38-41.
[4]黃志濤.瀝青路面Top-Down開裂評(píng)價(jià)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2008，（08）：63-66.
[5]羅輝，朱宏平，陳傳堯.有限元-無(wú)網(wǎng)格伽遼金耦合方法模擬瀝青路面裂紋擴(kuò)展[J]. 公路交通科技，2008， 25（9）：1-5.
[6]E.Freitas，P.Pereira， L.Picado-Santos. Assessment of Top-Down Cracking Causes in Asphalt Pavements [J].2000.
[7]Michael Schorsch. Effects of Segregation on the Initiation and Propagation of Top-Down Cracks [R].Washington D.C.82st Transportation Research Board Annual Meeting Washington D.C.2003.
篇10
瀝青路面在我國(guó)高等級(jí)公路上已經(jīng)大量使用，但瀝青路面往往在較短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，遠(yuǎn)未達(dá)到道路的設(shè)計(jì)年限。這些損壞不僅造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也對(duì)現(xiàn)行路面設(shè)計(jì)、施工技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。早期損壞的頻繁，再加上重載交通道路的堵塞問(wèn)題以及由其產(chǎn)生的延遲費(fèi)用引起了道路管理部門的普遍重視。人們想使路面盡量少修少補(bǔ)，提高其服務(wù)壽命，因而長(zhǎng)壽命路面也就應(yīng)運(yùn)而生了。長(zhǎng)壽命路面是一種永久性路面結(jié)構(gòu)，在材料和工程質(zhì)量達(dá)到要求的前提下不管是交通荷載還是環(huán)境條件都不會(huì)引起路基和路面基層的破壞。是指路面的損壞僅發(fā)生在路面的上層，維修時(shí)只需將表層混合料銑刨，并換成等厚度的新混合料即可。這類路面的特點(diǎn)是路面總厚度較小，基本上消除了傳統(tǒng)上存在的疲勞破壞，路面的損壞只發(fā)生在路面的上部。
2 長(zhǎng)壽命瀝青路面的概念及特點(diǎn)
國(guó)外20世紀(jì)60年代以來(lái)修建了大量全厚式瀝青混凝土路面和深層高強(qiáng)瀝青混凝土路面。這類路面的特點(diǎn)是路面的總厚度大于傳統(tǒng)上采用的瀝青混凝土面層較薄的路面結(jié)構(gòu)的厚度，基本上路面的損壞只發(fā)生在路面的表層。以此為基礎(chǔ)，提出了長(zhǎng)壽命的概念。典型的長(zhǎng)壽命瀝青混凝土路面概念如圖1所示，其要點(diǎn)如下：
（1）輪載下100～ 150 mm區(qū)域是高受力區(qū)域，也是各種損壞（主要是輪轍）的發(fā)生區(qū)域。
（2）面層為40～ 75 mm厚的高質(zhì)量瀝青混凝土，需為車輛提供良好的行駛界面，應(yīng)具有足夠的表面構(gòu)造深度、抗車轍、水穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
（3）中間層為100～ 175 mm厚的高模量抗車轍瀝青混凝土，起到連接和擴(kuò)散荷載的作用，應(yīng)具有高模量（剛度）、抗車轍的特點(diǎn)。
（4）HMA基層為75～ 100 mm厚的高柔性抗疲勞瀝青混凝土，起到消除疲勞破壞的作用，應(yīng)具備高柔性、抗疲勞、水穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
（5）最大拉應(yīng)變產(chǎn)生在HMA基層底部，該區(qū)域最易發(fā)生疲勞破壞，該區(qū)域的彎拉應(yīng)變對(duì)于控制瀝青混凝土層自下而上的疲勞開裂、防止路面過(guò)早結(jié)構(gòu)性損壞具有特別重要的意義。
（6）路面基礎(chǔ)為瀝青混凝土層的鋪筑提供良好的界面，對(duì)于路面的變形、抗凍，都是至關(guān)重要的。
3 國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)壽命瀝青路面的研究現(xiàn)狀
在國(guó)外，根據(jù)美國(guó)瀝青路面協(xié)會(huì)（APA）定義，長(zhǎng)壽命路面是指設(shè)計(jì)使用年限達(dá)50年的瀝青路面，在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)無(wú)結(jié)構(gòu)性的修復(fù)和重建，僅需根據(jù)表面層損壞進(jìn)行周期性的修復(fù)。
在國(guó)內(nèi)，長(zhǎng)安大學(xué)的王選倉(cāng)和侯榮國(guó)兩位教授對(duì)長(zhǎng)壽命瀝青路面的定義為路面設(shè)計(jì)壽命超過(guò)40年的路面結(jié)構(gòu)，其應(yīng)具備以下特點(diǎn)。
（1）設(shè)計(jì)年限達(dá)到40年。
（2）路面不發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞，損壞只發(fā)生在表面功能層，只需對(duì)表面功能層進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。
（3）路面厚度較大，初期費(fèi)用可能偏高，但維修費(fèi)用低，在壽命周期內(nèi)最經(jīng)濟(jì)。
3.1 國(guó)外長(zhǎng)壽命路面研究現(xiàn)狀
在英國(guó)提出了長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)理念后，迅速傳遍歐洲，此后法國(guó)、德國(guó)、意大利等發(fā)達(dá)國(guó)家先后各自提出了長(zhǎng)壽命路面的理念。歐洲國(guó)家的長(zhǎng)壽命路面理念可歸納為以下幾點(diǎn)：
（1）使用壽命 大于40年。
（2）裂縫 裂縫產(chǎn)生于瀝青面層表面并由上向下發(fā)展；絕大多數(shù)為縱向裂縫，位置在輪跡兩側(cè)，也有橫向表面裂縫。
（3）車轍1997年Nunn[7]等人發(fā)現(xiàn)，厚瀝青路面存在一個(gè)厚度上限，超過(guò)這個(gè)限值自下而上的疲勞開裂和結(jié)構(gòu)性車轍都不會(huì)發(fā)生。
（4）疲勞壽命數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，90%多的殘余壽命差別是由瀝青用量和瀝青硬度的不同而引起，瀝青的老化則是疲勞壽命差異的主要影響因素。
（5）瀝青的養(yǎng)生 主要結(jié)構(gòu)層的逐漸硬化對(duì)道路有利，瀝青的老化是一種養(yǎng)生過(guò)程；不希望磨耗層過(guò)度老化，會(huì)導(dǎo)致路面從表層開裂；基層使用的瀝青針入度為100（0.1 mm），20年后其針入度會(huì)降至20（0·1 mm）甚至更低。TRL對(duì)AC養(yǎng)生研究表明：道路在使用期間瀝青碎石基層勁度會(huì)逐漸增長(zhǎng)至原來(lái)的4倍或者更高，這種變化對(duì)長(zhǎng)壽命路面的設(shè)計(jì)有重大意義[8]。
（6）路面強(qiáng)度 瀝青在養(yǎng)生作用下道路勁度隨時(shí)間增加，路段彎沉隨時(shí)間而減小；施工良好的厚瀝青路面荷載擴(kuò)散能力提高，瀝青基層不會(huì)出現(xiàn)因交通誘發(fā)的破壞。
（7）材料選擇 英國(guó)硬質(zhì)瀝青的使用是與長(zhǎng)壽命路面結(jié)構(gòu)的使用相結(jié)合；采用剛度更大的基層材料，如HMB15、HMB25、HMB35三種高模量瀝青混合料。
3.2 國(guó)內(nèi)長(zhǎng)壽命路面研究現(xiàn)狀
近幾年，隨著國(guó)外長(zhǎng)壽命瀝青路面設(shè)計(jì)思想的引入，國(guó)內(nèi)也相繼開展了大量有關(guān)長(zhǎng)壽命瀝青路面的實(shí)體工程研究。如長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院王選倉(cāng)教授提出的PCC+AC復(fù)合式路面（上面層為瀝青混凝土路面，下面層為普通水泥混凝土路面）結(jié)構(gòu)，其通過(guò)對(duì)路面結(jié)構(gòu)組合的調(diào)整，可達(dá)到長(zhǎng)壽命的目的。這種路面結(jié)構(gòu)層已在河南尉許高速公路上得到成功驗(yàn)證，效果良好。
國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)壽命瀝青路面大多采用了半剛性穩(wěn)定粒料類作為結(jié)構(gòu)基層或底基層。雖然國(guó)內(nèi)許多單位對(duì)長(zhǎng)壽命瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了許多研究，但受國(guó)外全柔性長(zhǎng)壽命路面設(shè)計(jì)思想的影響較大，沒有形成適合國(guó)內(nèi)交通、環(huán)境特點(diǎn)的長(zhǎng)壽命路面設(shè)計(jì)理論。
4 結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)壽命路面研究現(xiàn)狀的對(duì)比與分析，借鑒國(guó)外長(zhǎng)壽命瀝青路面設(shè)計(jì)的先進(jìn)思想，分析了長(zhǎng)壽命瀝青路面的特點(diǎn)與各層位的功能。
隨著交通量的不斷增長(zhǎng)和軸載的不斷增大，長(zhǎng)壽命瀝青路面將成為未來(lái)主要的路面結(jié)構(gòu)。因此，在我國(guó)開展長(zhǎng)壽命瀝青路面研究對(duì)于提高道路使用性能，節(jié)約道路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)、維修等費(fèi)用都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)：
篇11
1問(wèn)題的提出與意義
1-1概 述
公路運(yùn)輸在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中一直發(fā)揮著重要的作用。近年來(lái)，隨著我國(guó)道路交通事業(yè)的發(fā)展，將瀝青混凝土路面應(yīng)用于高等級(jí)公路顯得愈來(lái)愈重要。在己建成的高速公路中，90%以上是以半剛性材料為基層，瀝青混凝土為面層的路面（簡(jiǎn)稱半剛性路面）。半剛性基層具有較高的強(qiáng)度與承載力、良好的整體穩(wěn)定性和耐久性，為實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)基薄面”的結(jié)構(gòu)提供了可靠保證。然而，隨著半剛性瀝青路面的大量使用，逐步發(fā)現(xiàn)半剛性瀝青路面也存在著一些嚴(yán)重的問(wèn)題。其主要表現(xiàn)在：半剛性材料具有的干縮和溫縮特性，使瀝青路面不可避免要產(chǎn)生反射裂縫，并容易導(dǎo)致瀝青面層的破壞。另外，半剛性基層的抗沖刷性能也較弱，易引起水損害等不利影響。
1-2 問(wèn)題的提出
鑒于半剛性基層材料自身固有的特性，為了防止和減少半剛性瀝青路面反射裂縫，國(guó)內(nèi)外科研工作者進(jìn)行了大量的研究工作，如采用調(diào)整結(jié)合料用量與比例，增加粗骨料含量并嚴(yán)格設(shè)計(jì)級(jí)配，以便盡可能的減小溫縮和干縮效應(yīng)，增加半剛性基層材料抗裂性能。或采用通過(guò)增加瀝青面層厚度以防止基層反射裂縫及從結(jié)構(gòu)本身入手防止和減少半剛性瀝青路面基層的反射裂縫等。以上這些方法雖對(duì)抑制瀝青路面反射裂縫起到了一定的作用，但仍沒有從根本上解決瀝青路面的開裂問(wèn)題。故此，急需尋求一種其它的基層材料來(lái)克服半剛性基層的缺點(diǎn)，以提高瀝青路面的使用品質(zhì)。而以剛度相對(duì)較小的柔性材料作為瀝青路面的基層，可以吸收部分層底拉應(yīng)力，大大減少路面開裂的可能性。以解決瀝青路面的反射裂縫問(wèn)題。以瀝青穩(wěn)定級(jí)配碎石為基層的柔性基層瀝青路面具有半剛性基層瀝青路面所不具備的許多優(yōu)越性。
（1）瀝青混合料對(duì)于水分的變化不敏感，不易受水損害，不易產(chǎn)生收縮開裂而導(dǎo)致面層出現(xiàn)反射裂縫；
（2）由于面層和基層材料結(jié)構(gòu)的相似性，路面結(jié)構(gòu)受力、變形更為協(xié)調(diào)；
（3）同瀝青面層一起構(gòu)成全厚式瀝青面層，從而使得整個(gè)瀝青面層的修筑時(shí)間減少；
（4）剛度相對(duì)較小，減少裂縫產(chǎn)生的幾率。
1-3 問(wèn)題研究的意義
由于瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層具有諸多優(yōu)點(diǎn)，以其為基層的路面結(jié)構(gòu)在國(guó)外已得到廣泛應(yīng)用，而國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究還不完善。因此，深入系統(tǒng)的研究瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層的混合料設(shè)計(jì)方法，了解、分析瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層的路用性能，找出適合實(shí)際情況的瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層的施工工藝和方法去指導(dǎo)施工，對(duì)于避免瀝青路面的過(guò)早開裂，提高瀝青路面的服務(wù)年限和使用質(zhì)量有著極為重要的意義。
2 瀝青穩(wěn)定碎石混合料的路用性能要求
路面基層是面層的基礎(chǔ)，基層主要承受由面層傳來(lái)的車輛荷載的垂直力，并擴(kuò)散到下面的墊層和土基中去。實(shí)際上基層是路面結(jié)構(gòu)中的承重層，它應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，并具有良好的擴(kuò)散應(yīng)力的能力。雖然基層遭受大氣因素的影響比面層小，但是仍然有可能經(jīng)受地下水和通過(guò)面層滲入雨水的浸濕，所以基層結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的水穩(wěn)定性。同時(shí)，基層表面要求有較好的平整度，這是保證面層平整性的基本條件。
瀝青穩(wěn)定碎石混合料作為路面的基層，必須具有上述基層材料所必需的工程特性。同時(shí)，作為瀝青混合料，其強(qiáng)度、穩(wěn)定性、破壞模式等，都與瀝青穩(wěn)定碎石基層的使用環(huán)境密切相關(guān)，特別是對(duì)于溫度比較敏感，在不同溫度區(qū)域的破壞模式有很大的不同。而我國(guó)的瀝青路面面層大多數(shù)情況下厚度較薄（絕大多數(shù)在20cm以下），這樣外界荷載和環(huán)境因素（溫度、濕度等）的變化，就會(huì)對(duì)處于面層之下的基層材料——瀝青穩(wěn)定碎石混合料的性能產(chǎn)生劇烈的影響。
因此，主要從瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的使用條件，即：荷載因素、溫度狀況、結(jié)構(gòu)功能，以及施工應(yīng)用方便性的要求等方面，來(lái)研究瀝青穩(wěn)定碎石混合料的路用性能要求。
2-1高溫穩(wěn)定性
瀝青穩(wěn)定碎石混合料是一種典型的流變性材料，它的強(qiáng)度和勁度模量隨著溫度的升高而降低。為了保證瀝青路面在高溫季節(jié)不至于產(chǎn)生推移、波浪、車轍、泛油等病害，作為基層的瀝青穩(wěn)定碎石混合料必須進(jìn)行高溫穩(wěn)定性研究，以確保高溫時(shí)，其能夠有足夠的強(qiáng)度和勁度模量來(lái)支撐路面結(jié)構(gòu)，保證路面的使用品質(zhì)。
2-2低溫抗裂性
瀝青是一種溫度敏感性材料，溫度的變化會(huì)使其力學(xué)性能發(fā)生很大的變化。隨著溫度的降低，瀝青混合料的強(qiáng)度和勁度都會(huì)明顯增大，然而，其變形能力卻會(huì)顯著下降，并會(huì)出現(xiàn)脆性破壞。
瀝青穩(wěn)定碎石混合料作為基層材料，雖然所面臨的低溫狀態(tài)不會(huì)很嚴(yán)重，但在冬季氣溫急劇降低時(shí)，也可能會(huì)因收縮而產(chǎn)生橫向裂縫。基層的開裂不但會(huì)造成基層本身強(qiáng)度的降低，而且裂縫會(huì)反射到面層，造成面層的開裂，破壞路面結(jié)構(gòu)完整性，進(jìn)而在水分和行車荷載的綜合作用下產(chǎn)生飽和。其結(jié)果是路面強(qiáng)度明顯降低，在大量行車荷載的反復(fù)作用下，產(chǎn)生沖刷和卿漿現(xiàn)象，從而使裂縫發(fā)展成為網(wǎng)裂、龜裂而使路面很快產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞。
而應(yīng)用瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層的初衷之一，就是減少像半剛性基層路面那樣的基層反射裂縫，因此必須要保證瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料有良好的低溫抗裂性能，已發(fā)揮其柔性基層的優(yōu)點(diǎn)。
2-3強(qiáng)度和剛度
基層是路面面層的基礎(chǔ)，是瀝青路面的承重層。因此，瀝青穩(wěn)定碎石混合料作為基層材料必須具備足夠的強(qiáng)度以支撐路面結(jié)構(gòu)。另外在車輛荷載的作用下，路面內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)非常復(fù)雜，根據(jù)理論分析，在路面中有三個(gè)不同的應(yīng)力區(qū)，即：（1）在路面的上層為三向受壓區(qū)，既有壓應(yīng)力又有剪應(yīng)力；（2）路面中層為受壓區(qū)，該區(qū)內(nèi)由于荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力已經(jīng)很小，處于一種豎向受壓的狀態(tài)；（3）路面下層為受拉區(qū)，在荷載的作用下會(huì)出現(xiàn)彎拉應(yīng)力。瀝青穩(wěn)定碎石基層位于面層以下，處于受壓區(qū)和受拉區(qū)。即瀝青穩(wěn)定碎石基層需要承受荷載的壓實(shí)作用以及底面的彎拉作用。因此，要保證瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料有足夠的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。
另一方面，為了防止在車輛荷載作用下產(chǎn)生過(guò)量的變形，從而造成路面結(jié)構(gòu)的車轍、沉陷等破壞。也應(yīng)該保證瀝青穩(wěn)定碎石基層有足夠的剛度。
2-4耐久性
為了保證路面具有較長(zhǎng)的使用年限，必須保證作為路面基礎(chǔ)的瀝青穩(wěn)定碎石基層具有較好的耐久性。道路是一種是野外結(jié)構(gòu)物，建成后要受到行車荷載和外界環(huán)境的因素（溫度、濕度等）的反復(fù)作用，對(duì)于瀝青穩(wěn)定碎石基層，由于其層位的關(guān)系，它受惡劣環(huán)境影響的程度雖不象面層那樣劇烈，但在路面使用期間，在環(huán)境影響下經(jīng)受車輪荷載的反復(fù)作用，長(zhǎng)期處于應(yīng)力應(yīng)變交迭變化狀態(tài)，致使基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度由于疲勞而逐漸下降。當(dāng)荷載重復(fù)作用超過(guò)一定次數(shù)以后，在荷載作用下瀝青穩(wěn)定碎石基層內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力就會(huì)超過(guò)強(qiáng)度下降后的結(jié)構(gòu)抗力，產(chǎn)生疲勞破壞。因此瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料應(yīng)該有良好的抗疲勞性能。以保證路面結(jié)構(gòu)的耐久性。
2-5施工和易性
要保證室內(nèi)配料在現(xiàn)場(chǎng)施工條件下順利的實(shí)現(xiàn)，瀝青穩(wěn)定碎石混合料除了應(yīng)具備前述的技術(shù)要求外，還應(yīng)具備適宜的施工和易性。影響瀝青混合料施工和易性的因素很多，諸如當(dāng)?shù)貧鉁亍⑹┕l件及混合料性質(zhì)等。
單純從混合料材料性質(zhì)而言，影響瀝青混合料施工和易性的首先是混合料的級(jí)配情況，如粗細(xì)集料的顆粒大小相距過(guò)大，缺乏中間尺寸，混合料容易分層層積（粗粒集中表面，細(xì)粒集中底部）；如細(xì)集料太少，瀝青層就不容易均勻地分布在粗顆粒表面；細(xì)集料過(guò)多，則使拌和困難。此外當(dāng)瀝青用量過(guò)少，或礦粉用量過(guò)多時(shí)，混合料容易產(chǎn)生疏松不易壓實(shí)。反之，如瀝青用量過(guò)多，或礦粉質(zhì)量不好，則容易使混合料粘結(jié)成團(tuán)塊，不易攤鋪。
瀝青穩(wěn)定碎石混合料柔性基層的應(yīng)用研究，應(yīng)該從級(jí)料集配設(shè)計(jì)和確定瀝青最佳用量方面，確保基層混合料的施工和易性。
3 進(jìn)一步研究的建議
為了更好地利用瀝青穩(wěn)定碎石基層，以解決半剛性基層所帶來(lái)的反射裂縫和水損壞問(wèn)題，應(yīng)對(duì)瀝青穩(wěn)定碎石基層進(jìn)行更廣泛、更深入的研究。在今后的研究工作中，建議對(duì)以下問(wèn)題作進(jìn)一步的研究：
（1）嘗試提出新的瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料級(jí)配，對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)研究，以期提出適合基層用的瀝青混合料的級(jí)配范圍；
（2）研究瀝青穩(wěn)定碎石基層瀝青路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)；
（3）對(duì)瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層防止瀝青路面反射裂縫的理論原理作出進(jìn)一步研究推敲；
（4）碎瀝青穩(wěn)定碎石混合料的實(shí)驗(yàn)室成型方法作進(jìn)一步研究，以期獲得最符合實(shí)際的應(yīng)用狀態(tài)的試件成型方法和試驗(yàn)指標(biāo)試驗(yàn)參數(shù)；
（5）對(duì)瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的施工技術(shù)應(yīng)更一步研究，進(jìn)一步探索瀝青穩(wěn)定碎石基層厚度和合理的壓實(shí)機(jī)械組合對(duì)壓實(shí)度的影響。
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篇12
1 前言：市政道路是否暢通、平整，是體現(xiàn)城市硬環(huán)境建設(shè)的重要指標(biāo)。目前，城市道路路面使用周期大大縮短，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)使用年限即出現(xiàn)破壞現(xiàn)象。尤其是城市出現(xiàn)某種重要賽事或是名頭大的活動(dòng)，就會(huì)在各交通要道重新加蓋瀝青面層，以保證城市環(huán)境的優(yōu)越性。但往往時(shí)間不長(zhǎng)，瀝青路面的裂縫愈顯嚴(yán)重，其中網(wǎng)裂，龜裂，縱縫，橫縫等。其原因是多方面的，有執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)、施工方面的原因；有交通量迅猛增加的原因：有原材料質(zhì)量的原因。這里通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程積累的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)各種導(dǎo)致路面破壞的各種原兇簡(jiǎn)要闡述預(yù)防措施。
2 市政瀝青路面開裂原因
2.1瀝青路面開裂的主要原因可分為兩大類：一種是由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫，一般稱之為荷載型裂縫。現(xiàn)在路面長(zhǎng)期受到過(guò)往車輛的超荷載作用，很快就出現(xiàn)各種各樣的病害。另一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，包括低溫收縮裂縫和疲勞裂縫，一般稱之為非荷載型裂縫。論文參考網(wǎng)。
2.2由于我國(guó)現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定或推薦瀝青路面采用半剛性基層。所以還存在著因?yàn)榘雱傂曰鶎拥臏乜s裂縫或干縮裂縫引起瀝青面層產(chǎn)生的反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫。
2.3由于施工的原因產(chǎn)生的橫向裂縫和縱向裂縫。
3 影響裂縫產(chǎn)生的主要因素
3.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低：市政標(biāo)準(zhǔn)90版從1990年執(zhí)行到2008年近18年標(biāo)準(zhǔn)沒有更新，而近二十年、特別是近十年隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市建設(shè)也日新月異，市政道路建設(shè)跟著飛速發(fā)展，二十年前所積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)規(guī)范現(xiàn)代化建設(shè)，顯然已經(jīng)不能滿足。論文參考網(wǎng)。由于舊的試驗(yàn)技術(shù)和儀器設(shè)備的欠缺原規(guī)范所規(guī)定的檢測(cè)項(xiàng)目和指標(biāo)也不能控制工程質(zhì)量，導(dǎo)致雖然技術(shù)指標(biāo)合格，但工程并不能滿足使用功能，造成破損，裂縫等。
3.2集料生產(chǎn)不規(guī)范，質(zhì)量不能滿足施工要求，碎石開采企業(yè)大都是臨時(shí)職業(yè)資格，雖然國(guó)家對(duì)工程質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，但對(duì)于開采企業(yè)沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行和監(jiān)管力度不夠。生產(chǎn)企業(yè)都為小型私人企業(yè)，質(zhì)量意思淡薄，難以從源頭控制材料質(zhì)量。特別市政工程受地方保護(hù)影響，材料大都被區(qū)域地方民眾壟斷，施工企業(yè)很難控制。造成不用則卻的現(xiàn)象。生產(chǎn)的碎石材料特別是含泥量過(guò)高，其會(huì)使瀝青粘度降低，混合料強(qiáng)度降低。另外影響市政瀝青路面質(zhì)量的還有應(yīng)用了河砂，傳統(tǒng)工藝中應(yīng)用河砂比例太大，一般20型瀝青混凝土用河砂在18～25％，這樣可使混合料加工容易，能滿足級(jí)配要求，增加混合料的和易性，但是河砂主要成分為石英屬酸性材料，對(duì)瀝青指標(biāo)會(huì)有一定的破壞作用，所以增加了混合料的流值和降低了強(qiáng)度。而目前高等級(jí)公路都不允許使用天然砂，而代替采用玄武巖或石灰?guī)r加工的人工砂。
3.3瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)
瀝青質(zhì)量，由于部分施工單位所采購(gòu)的瀝青,標(biāo)號(hào)達(dá)不到要求,導(dǎo)致瀝青與礦料之間的粘結(jié)力低或?yàn)r青低溫脆性大,高溫穩(wěn)定性差,從而導(dǎo)致油層松散。瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)是影響瀝青路面溫度開裂的最主要原因，瀝青混合料的低溫勁度是決定瀝青路面是否開裂的最根本因素，瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關(guān)鍵。在瀝青性能指標(biāo)中，影響更大的是溫度敏感性，溫度敏感性大的瀝青更容易開裂。夏季高溫時(shí),瀝青材料粘滯度降低,在荷載作用下,可能使路面表面造成泛油,也可能瀝青材料與礦料一起被擠動(dòng)而引起面層車轍、推擠、波浪等變形破壞。在冬季低溫下,瀝青材料會(huì)由于收縮作用而產(chǎn)生脆裂破壞。在水分和溫度作用下,瀝青材料與礦料間的粘結(jié)力降低,瀝青面層就會(huì)出現(xiàn)松散、剝落等破壞。久而久之,形成惡性循環(huán),使得路面通行能力大大降低。由于特殊原因(如拌和機(jī)的拌和、人為因素),使得油石比不合理。論文參考網(wǎng)。油石比偏大容易形成波浪、油包;偏小則容易引起滲水、裂縫、網(wǎng)裂和松散等。
3.4基層材料的性質(zhì)
市政工程原設(shè)計(jì)基層材料一般都為石灰土基層，在施工過(guò)程中石灰含量控制不好，使其強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足城市交通的影響，基層是道路承重的主要結(jié)構(gòu)，基層破損必然導(dǎo)致路面破損。施工中基層平整度不好及強(qiáng)度不均致使基層塌陷將直接反應(yīng)至面層。基層結(jié)合料偏少、混合料拌和不均勻、基層存在夾層、基層失養(yǎng)干裂、未形成早期強(qiáng)度和過(guò)早鋪筑油層都將影響基層的抗壓、抗拉強(qiáng)度和剛度,導(dǎo)致路面產(chǎn)生波浪、油包、網(wǎng)裂等病害。
3.5施工因素
在保證基層質(zhì)量的前提下，嚴(yán)格控制瀝青路面施工質(zhì)量，特別是生產(chǎn)溫度的控制，包括拌合溫度，運(yùn)輸溫度，碾壓溫度，關(guān)鍵拌合和碾壓溫度必須嚴(yán)格控制；另一方面施工接縫，市政道路越來(lái)越寬，攤鋪機(jī)有效攤鋪寬度為7.5～12.5米，對(duì)于36～48米寬的路面必然會(huì)產(chǎn)生接縫問(wèn)題，那么采用熱接縫或雙機(jī)聯(lián)鋪或多機(jī)聯(lián)鋪?zhàn)钣行v縫的方式。施工中面層厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求也會(huì)大大影響瀝青面層的壽命。
4 減輕市政工程瀝青路面裂縫的有效措施
目前CJJ1-2008版《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》非常全面具體得對(duì)城鎮(zhèn)道路工程進(jìn)行了技術(shù)指標(biāo)的規(guī)定。根據(jù)規(guī)范，通過(guò)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和厚度計(jì)算可以滿足瀝青路面強(qiáng)度和承載能力要求，基本解決荷載型裂縫產(chǎn)生的問(wèn)題。對(duì)于如何避免或減輕非荷載型裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)從設(shè)計(jì)與施工、原材料控制及設(shè)備配置等方面來(lái)進(jìn)行考慮。
4.1設(shè)計(jì)方面
4.1.1在進(jìn)行半剛性路面設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小、抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料做基層。
4.1.2選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層。在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下。應(yīng)采取改善瀝青性質(zhì)的措施添加改性劑、聚酯纖維和抗剝落劑是目前最有效的方式。
4.1.3采用合適的瀝青面層厚度，確保半剛性基層在使用期間一般不會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫和溫縮裂縫。
4.1.3基層與瀝青面層之間增加抗拉彈性的聚酯玻纖布或玻纖網(wǎng)格。
4.2 施工方面
在半剛性基層上預(yù)設(shè)伸縮縫，避免溫度變化產(chǎn)生后期裂縫。透層或粘層完成后，應(yīng)盡快鋪筑瀝青面層。嚴(yán)格控制瀝青混合料的拌和質(zhì)量。設(shè)置瀝青拌合料成品料倉(cāng)，控制成品料倉(cāng)料位，防止卸料離析。提高面層攤鋪質(zhì)量。在攤鋪混合料時(shí)，運(yùn)距不能過(guò)遠(yuǎn)，攤鋪溫度應(yīng)控制在130℃～160℃為宜，攤鋪厚度均勻，保證瀝青面層的壓實(shí)度，壓實(shí)設(shè)備數(shù)量應(yīng)配套，碾壓遍數(shù)不能太少，以免混合料孔隙過(guò)大：一般不能進(jìn)行補(bǔ)料，尤其是下面層：基層雨后潮濕未干，不得攤鋪，更不得冒雨攤鋪；縱向、橫向接縫應(yīng)緊密、平順，各幅之間重疊的混合料應(yīng)用人工鏟走。
4.3原材料及管理措施
加強(qiáng)原材料的檢驗(yàn)工作，對(duì)質(zhì)量不符合要求的材料，絕不能使用。混合料的骨料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性則應(yīng)添加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉，確保混合料的抗剝落性能，同時(shí)應(yīng)盡量降低骨料的含水量。混合料使用的礦粉要進(jìn)行搭棚存放，做好防雨防潮措施。
5 結(jié)束語(yǔ)
篇13
1 前言：城市道路是否暢通、平整，是體現(xiàn)城市硬環(huán)境建設(shè)的重要指標(biāo)。目前，城市道路路面使用周期大大縮短，遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)使用年限即出現(xiàn)破壞現(xiàn)象。瀝青路面的裂縫尤其嚴(yán)重，其中網(wǎng)裂，龜裂，縱縫，橫縫等。其原因是多方面的，有執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)、施工方面的原因；有交通 量迅猛增加的原因：有原材料質(zhì)量的原因。。這里通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程積累的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)各種導(dǎo)致路面破壞的各種原兇簡(jiǎn)要闡述預(yù)防措施。
2 城市瀝青路面開裂原因
2.1瀝青路面開裂的主要原因可分為兩大類：一種是由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫，一般稱之為荷載型裂縫。另一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，包括低溫收縮裂縫和疲勞裂縫，一般稱之為非荷載型裂縫。
2.2由于我國(guó)現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定或推薦瀝青路面采用半剛性基層。所以還存在著因?yàn)榘雱傂曰鶎拥臏乜s裂縫或干縮裂縫引起瀝青面層產(chǎn)生的反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫。
2.3由于施工的原因產(chǎn)生的橫向裂縫和縱向裂縫。
3 影響裂縫產(chǎn)生的主要因素
3.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低：市政標(biāo)準(zhǔn)90版從1990年執(zhí)行到2008年近18年標(biāo)準(zhǔn)沒有更新，而近二十年、特別是近十年隨著國(guó)民 經(jīng)濟(jì) 的迅猛 發(fā)展 ，城市建設(shè)也日新月異，城市公路建設(shè)跟著飛速發(fā)展，二十年前所積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)規(guī)范現(xiàn)代 化建設(shè)，顯然已經(jīng)不能滿足。由于舊的試驗(yàn)技術(shù)和儀器設(shè)備的欠缺原規(guī)范所規(guī)定的檢測(cè)項(xiàng)目和指標(biāo)也不能控制工程質(zhì)量，導(dǎo)致雖然技術(shù)指標(biāo)合格，但工程并不能滿足使用功能，造成破損，裂縫等。
3.2集料生產(chǎn)不規(guī)范，質(zhì)量不能滿足施工要求，碎石開采 企業(yè) 大都是臨時(shí)職業(yè)資格，雖然國(guó)家對(duì)工程質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，但對(duì)于開采企業(yè)沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行和監(jiān)管力度不夠。牛產(chǎn)企業(yè)都為小型私人企業(yè)，質(zhì)量意思淡薄，難以從源頭控制材料質(zhì)量。特別市政工程受地方保護(hù)影響，材料大都被區(qū)域地方民眾壟斷，施工企業(yè)很難控制。造成不用則卻的現(xiàn)象。生產(chǎn)的碎石材料特別是粉塵和軟石含量過(guò)高超過(guò)3％，這兩項(xiàng)指標(biāo)是影響瀝青混合料內(nèi)在質(zhì)量的關(guān)鍵因素，會(huì)使瀝青粘度降低，混合料強(qiáng)度降低。另外影響市政瀝青路麗質(zhì)量的還有應(yīng)用了河砂，傳統(tǒng)工藝中應(yīng)用河砂比例太大，一般20型瀝青混凝土用河砂在18～25％，這樣可使混合料加工容易，能滿足級(jí)配要求，增加混個(gè)合料的和易性，但是河砂主要成分為石英屬酸性材料，對(duì)瀝青指標(biāo)會(huì)有一定的破壞作用，所以增加了混個(gè)合料的流值和降低了強(qiáng)度。而目前高等級(jí)公路都不允許使用天然砂，而代替采用玄武巖或石灰?guī)r加工的人工砂。。
3.3瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)
瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)是影響瀝青路面溫度開裂的最主要原因，瀝青混合料的低溫勁度是決定瀝青路面是否開裂的最根本因素，瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關(guān)鍵。在瀝青性能指標(biāo)中，影響更大的是溫度敏感性，溫度敏感性大的瀝青更容易開裂。
3.4基層材料的性質(zhì)
市政工程原設(shè)計(jì)基層材料一般都為石灰土基層，而其強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足城市交通 對(duì)其的影響，基層是道路承重的主要結(jié)構(gòu)，基層破損必然導(dǎo)致路面破損。
3.5施工因素
在保證基層質(zhì)量的前提下，嚴(yán)格控制瀝青路面施工質(zhì)量，特別是生產(chǎn)溫度的控制，包括拌合溫度，運(yùn)輸溫度，碾壓溫度，關(guān)鍵拌合和碾壓溫度必須嚴(yán)格控制；另一方面施工接縫，市政道路越來(lái)越寬，攤鋪機(jī)有效攤鋪寬度為7.5～12.5米，對(duì)于36～48米寬的路面必然會(huì)產(chǎn)生接縫問(wèn)題，那么采用熱接縫或雙機(jī)聯(lián)鋪或多機(jī)聯(lián)鋪?zhàn)钣行v縫的方式。
4 減輕市政工程瀝青路面裂縫的有效措施
目前cJJ1～2008版《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》非常全面具體得對(duì)城鎮(zhèn)道路工程進(jìn)行了技術(shù)指標(biāo)的規(guī)定。根據(jù)規(guī)范，通過(guò)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和厚度計(jì)算 可以滿足瀝青路面強(qiáng)度和承載能力要求，基本解決荷載型裂縫產(chǎn)生的問(wèn)題。對(duì)于如何避免或減輕非荷載型裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)從設(shè)計(jì)與施工、原材料控制及設(shè)備配置等方面來(lái)進(jìn)行考慮。
4.1設(shè)計(jì)方面
4.1.1在進(jìn)行半剛性路面設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)選用抗沖刷性能好、千縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小、抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料做基層。
4.1.2選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層。在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下。應(yīng)采取改善瀝青性質(zhì)的措施添加改性劑、聚酯纖維和抗剝落劑是目前最有效的方式。
4.1.3采用合適的瀝青面層厚度，確保半剛性基層在使用期間一般不會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫和溫縮裂縫。
4.1.4設(shè)置應(yīng)力消減(應(yīng)力吸收)中間層，采用柔性基層作為應(yīng)力吸收和傳遞結(jié)構(gòu)層，后者在青睞高速、京滬高速，晉濟(jì)高速等高速公路已廣泛應(yīng)用，效果良好。
4.1.5在基層與瀝青面層之問(wèn)加鍘增加抗拉彈性的聚酯玻纖布或玻纖網(wǎng)格。
4.2施工方面
在半剛性基層上預(yù)設(shè)伸縮縫，避免溫度變化產(chǎn)生后期裂縫。透層或粘層完成后，應(yīng)盡快鋪筑瀝青面層。嚴(yán)格控制瀝青混合料的拌和質(zhì)量。設(shè)置瀝青攤琶合料成品料倉(cāng)，控制成品料倉(cāng)料位，防止卸料離析。。提高面層攤鋪質(zhì)量。在排鋪混合料時(shí)，運(yùn)距不能過(guò)遠(yuǎn)，攤鋪溫度應(yīng)控制在130℃～160℃為宜，攤鋪厚度均勻，保證瀝青面層的壓實(shí)度，雎實(shí)設(shè)備數(shù)量應(yīng)配套，碾壓遍數(shù)不能太少，以免混合料孔隙過(guò)大：一般不能進(jìn)行補(bǔ)料，尤其是下面層：基層雨后潮濕未干，不得攤鋪，更不得冒雨攤鋪；縱向、橫向接縫應(yīng)緊密、平順，各幅之間重疊的混合料應(yīng)用人工鏟走。
4.3原材料及管理措施
加強(qiáng)原材料的檢驗(yàn)工作，對(duì)質(zhì)最不符合要求的材料，絕不能使用。混合料的骨料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性則應(yīng)添加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉，確保混合料的抗剝落性能，同¨寸應(yīng)盡量降低骨料的含水量。混合料使用的礦粉要進(jìn)行搭棚存放，做好防雨防潮措施。
5 結(jié)束語(yǔ)
