瀝青路面結構設計論文大全11篇

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篇（1）

當前許多瀝青路面在通車時間不長就出現裂縫、車轍等早期損壞，而車輛嚴重超載是造成早期破壞的重要原因。為此，有必要深入研究重載交通瀝青路面結構設計。本文先從重載瀝青路面設計存在的問題入手，研究了重載瀝青路面標準軸載、軸載換算方法，并提出適用于重載道路的瀝青路面設計。

1 重載交通瀝青路面設計存在的問題

我國現行路面設計方法均以常規荷載為依據，僅適用于軸重 以下的情況，而大于 時尚未提及，將現行方法用于超載路面設計，從工程結構的安全性而言是不能容許的。目前瀝青路面的設計存在以下差異：

（1）軸載等效換算。規范規定，軸載等效換算公式適用 以下軸載。（2）設計標準。普通瀝青路面以路表彎沉為設計指標，以層底拉應力為驗算指標，并沒有車轍指標。（3）材料性質。當軸載很大時，材料非線性的影響非常顯著。

2 重載交通瀝青路面標準軸載

2.1 重載交通標準軸重

根據重載交通調查，大部分超載車輛在12～13t之間，雙聯軸一般超載達到20～30t，按單軸計算，軸重在10～15t范圍內，所以建議設計標準軸重取13t。

2.2 重載交通瀝青路面設計標準

對于超重載道路，其半剛性基層為承重層，多采用二灰碎石或水泥穩定碎石等材料。重載瀝青路面上車轍也是主要的破壞形式。建議對于重載交通，采用瀝青面層的車轍和土基頂面壓應變作為預防車轍破壞的設計指標。

3 重載交通瀝青路面軸載換算方法研究

3.1 軸載換算方法的基本原則

不同軸載作用次數的換算應遵循等效破壞原則，即同一路面結構在不同軸載作用下達到相同的疲勞損壞。因此，以彎沉為設計指標時，應遵循彎沉等效原則。

3.2 以路表彎沉值為設計指標的軸載換算方法

路表彎沉隨軸重的增加呈冪函數增長。假設軸重 作用下，路表彎沉分別為 ，可以得出：

（3.1）

現行規范可以得到設計彎沉值 的計算公式如下：

（3.2）

式中， 為公路等級系數， 為面層類型系數， 為基層類型系數。

式3.2為設計彎沉的壽命為 ，故可以得到不同軸載的設計彎沉值比為：

（3.3）

由式3.1得到不同軸載的設計彎沉值比為：

（3.4）

聯立式3.3和式3.4得到：

（3.5）

式中 為彎沉等效軸載換算指數。當軸載大于 時，等效換算指數取 ；而小于 時，仍按規范取值為 。

4 重載交通瀝青路面結構設計方法研究

對于超重載車輛較多的道路，按額定荷載進行路面設計，很難滿足使用壽命的要求。若按最大超載設計，會使路面過厚而不經濟。因此有必要在交通特性及軸載換算方法研究的基礎上，系統地提出適合于重載道路的瀝青路面設計方法。

4.1 設計指標

重載瀝青路面設計應采用多指標體系，包括路表彎沉、整體性基層和底基層的層底拉應力。因此仍以設計彎沉值作為路面厚度設計的控制指標，以半剛性基層和底基層層底彎拉應力、土基頂面壓應變和瀝青面層的車轍作為檢驗指標，對最大軸載進行半剛性基層和底基層極限彎拉應力驗算。設計彎沉仍采用下式：

（4.1）

4.2 交通參數

路面設計時，需采集交通量和軸載等數據，進行標準軸載作用次數計算。

（1）交通資料：設計使用期內設計車道的標準軸載累計作用次數 ，則有：

（4.2）

（2）使用期內年平均當量軸次增長率：首先估計一般車輛和重載車輛的增長率，來計算年平均當量軸次增長率 。

（3）標準軸載及軸載換算：對于 以下軸載，按照規范進行彎沉和彎拉應力等效軸載換算。對于 以上軸載，通過等效軸載換算公式：

（4.3）

土基頂面壓應變等效軸載換算公式為：

（4.4）

彎拉應力等效軸載換算公式為：

（4.5）

車轍等效軸載換算公式為：

（4.6）

式中， 為標準軸載累計當量軸次， 為換算車型各級軸載作用次數， 為標準軸載， 為換算車型各級軸載， 和 為軸數系數， 和 為輪組系數。

4.4 重載瀝青路面結構組合設計和厚度計算

需要測定土基回彈模量，對土基回彈模量乘以0.8～0.9的折減系數。通過對重載道交通特性、材料性能及使用狀況分析，擬定幾種結構組合供重載路面設計參考。利用彈性層狀體系理論確定路面厚度，進行重載瀝青路面設計。

重載路面推薦結構

4.5 設計步驟

根據前文的研究并參考規范，可歸納出重載瀝青路面設計步驟為：

（1）交通資料的收集。交通資料包括：初始年日平均交通量和軸載譜、超載方式和超載規律、歷年交通量及交通組成、方向分配系數、車道分配系數、軸載年平均增長率等，判斷是否適用于重載路面設計方法。若適用，利用研究結果進行軸載換算及使用年限內累計標準軸次的計算，最后計算設計彎沉。

（2）收集資料，并結合原有路面的使用及破壞情況，選擇適于重載道路的材料并初擬路面結構。試驗測定各結構層的抗壓回彈模量、劈裂強度等設計參數。

（3）根據設計彎沉值計算路面厚度，并進行半剛性基層、底基層容許彎拉應力、極限彎拉應力驗算及土基頂面容許壓應變和瀝青面層車轍驗算。若不滿足要求，或調整路面結構層厚度，或變更路面結構組合，然后重新進行計算。

5 結論

我國現行路面設計方法是以常規荷載為依據的，對于超重載交通，規范尚未提及，以致造成路面結構的早期破壞。在重載瀝青路面結構設計中，可采用多指標體系，包括路表彎沉、整體性基層和底基層的層底拉應力等。通過重載交通路面設計方法研究，延長路面的使用壽命，大大提高通行能力。

參考文獻

[1] 劉穎.重載道路路面設計方法研究.[D].[碩士論文].西安：長安大學.2001

[2] 胡昌斌，黃曉明.重載交通瀝青路面典型早期破損與成因分析.[J].福建建筑.2005

[3] 王新忠.重載交通瀝青路面設計方法研究.[D].[碩士論文].西安：長安大學.2005

[4] 王冀蓉.重載長壽命瀝青路面設計軸載分析.[D].[碩士論文].長沙：湖南大學.2007

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中圖分類號：U416.2 文獻標識碼：A

0.引言

目前，新建成的城市道路出現松散、坑槽等路面表面損壞的現象明顯，這嚴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，本文結合筆者的從業經驗對城市道路水損害原因及防治對策進行深入分析。

1.城市道路水損害產生的原因分析

1.1水損害產生的外因

城市道路路面結構直接與外界環境接觸，如圖1所示，來自外界環境的雨水、雪水等極易通過瀝青道路表面的連通孔隙滲入到結構層內部，同時伴隨著行車荷載產生的動水壓力的反復沖刷作用，使瀝青路面出現水損害的問題。

隨著經濟的發展，城市的交通量逐年增加，促進了行車荷載產生動水壓力的沖刷及泵吸作用。過量的車輛尾氣排放，使大氣降水中的酸性物質增加[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生剝落、松散等城市道路水損害現象。

1.2水損害產生的內因

不合理的瀝青混合料的級配設計、瀝青混合料攤鋪施工時產生的材料離析以及溫度離析等因素導致的攤鋪成型后瀝青混合料空隙率過大，使外界水滲入路面結構內部的問題加劇；瀝青材料與集料選擇不當，出現材料間的粘附性不足，使瀝青材料和集料遇水剝落；結構層自身的排水性能較差（如半剛性基層結構）、結構層內部的排水系統、防水結構功能設計不當或缺失等原因是城市道路路面結構出現水損害的內在因素。

2.城市道路水損害預防和治理對策分析

采取有效措施減輕并從根本上預防和治理城市道路水損害是十分重要的，對于城市道路的水損害預防和治理，主要應該從合理的結構設計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，首先應使集料表面有良好的清潔狀況，必要時應對所使用的集料進行清洗，避免集料表面附著有灰塵，降低材料間的粘附性。

集料的物理性質對瀝青與集料間的粘附能力起關鍵作用。研究證明，通常堿性集料與瀝青的粘附能力明顯優于中性和酸性石料[3]，如圖2所示，在城市道路的建設中，用做瀝青面層的石料通常有石灰巖、玄武巖、安山巖三種，玄武巖與石灰巖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，石灰巖硬度稍差常用在中、下面層中。安山巖碎石硬度雖然好，但與瀝青的粘附性較差，當受料源供應的限制時，安山巖碎石可通過復合使用的方法，將其破碎成細集料與玄武巖材料組成復合集料在上面層中使用。

2.2合理選擇結構類型與配合比設計方案

城市道路的瀝青路面結構設計，應根據各層的功能要求合理選擇瀝青混合料類型。通常上面層應具有抗車轍、抗裂、抗水損害能力；中面層應具有抗車轍和結構穩定性的能力；下面層應具有抗疲勞的能力。由于上面層直接與車輪接觸，同時受行車荷載、環境因素（溫度、降水）等作用，因此，對上面層混合料的原材料的技術指標、級配設計等質量控制要更為嚴格。就防治水損害而言，上面層應采用密級配瀝青混凝土，同時在瀝青混合料設計中嚴格控制其設計空隙率指標，研究表明，設計空隙率不大于5%時，水基本無法深入瀝青混合料面層，當空隙率達到8%時，路面滲水效果明顯，但過小空隙率的瀝青混合料高溫穩定性能將變差。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質量也將影響路面的抗水損害能力，如壓實程度不均勻、混合料攤鋪過程中的離析現象（攤鋪離析、溫度離析）等，都將使現場的空隙率與設計空隙率產生偏差，壓實度不足將使瀝青路面抗水損害能力下降，而壓實過密則易使瀝青路面高溫穩定性能變差。

2.3控制及改善半剛性基層開裂現象

以水泥、石灰等穩定類材料為混合料作為基層或底基層在城市道路中應用廣泛，但半剛性基層易開裂，受干濕作用明顯，開裂后半剛性結構的強度及穩定性將被積水所弱化，嚴重影響使用壽命，因此，采取合理措施控制及改善半剛性基層開裂現象是必要的。

研究認為，半剛性基層的開裂是其本身的固有屬性，無法從根本上消除，但可以通過相應的技術措施減少裂縫的產生[5]，具體措施有：

1）控制水泥劑量。過多的水泥劑量將使基層表面出現裂縫，通常認為水泥的劑量應不大于6%。

2）選用骨架-密實型結構。在工程應用中證明，骨架-密實型水泥穩定級配碎石具有良好的抗裂性能，同時還可以有效緩解路面的橫向開裂現象。

3）采用土工合成材料以及應力吸收層等措施防止反射裂縫的產生。

2.4嚴格控制路面攤鋪壓實質量

如圖3所示，除一些成規模的市政主干道路工程外，很多市政新建和養護工程施工地點相對分散，工程規模較小，單次攤鋪使用瀝青混合料數量較小且運距較遠，這些因素都將影響路面攤鋪壓實質量，而路面攤鋪質量不佳，壓實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度，無論新建工程或是養護工程，都應嚴格控制瀝青混合料的到場溫度以及攤鋪中的瀝青混合料溫度，并配套相應的壓實設備；同時應注意環境條件對攤鋪的影響，如基層雨后潮濕未干不得攤鋪，更不得冒雨攤鋪等。在一些無法滿足瀝青混合料到場溫度的施工工點，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到基本不滲水的要求。

3.結論

本文從產生機理以及防治對策兩方面入手，對引起城市瀝青道路表面破壞的水損害問題進行了詳細介紹。科學的結構設計與良好施工工藝是預防和治理水損害的關鍵，合理的材料選擇和規范的施工管理才是從根本上克服水損病害出現的途徑。

參考文獻

[1] 楊孟余、馮德成、沙愛民等.公路瀝青路面施工技術規范.釋義手冊[M].人民交通出版社，2008.

[2] 葛文璇.城市道路和城市環境關系的研究[M].南京林業大學碩士論文，2004.

篇（3）

1．引言

我國的瀝青路面設計規范對設計指標和相應的參數都有具體的規定，并且隨時間的推移，設計指標和參數進行著不斷的優化選擇，如果新的設計指標和參數更為有效，對于瀝青路面的設計和后期病害的預防起著舉足輕重的作用。

2．對我國設計規范的回顧

2.1 1958 年版規范

1958 版規范以極限相對彎沉作為設計指標，設計方法采用單圓荷載均質體彈性理論。極限相對彎沉λk= lk / D，D 為荷載作用面積當量圓直徑，lk 為路面處于極限狀況時，在荷載作用中心處的路表極限彎沉值。

2.2 1966 年版規范

1966 年版規范主要是修正了1958 年版規范的彎沉計算公式，提出了中國氣候分區及路基和路面材料計算參數值表，但設計標準與設計指標沒有變動。

2.3 1978 年版規范

1978 年版規范以容許彎沉作為設計指標。容許彎沉是路面達到破壞狀況時雙輪輪隙中點的路標回彈彎沉值。對彎沉在全面調查時，按路表外觀特征將瀝青路面劃分為5 個等級，視第四個等級的瀝青路面已達到損壞狀況，以第四等級路面彎沉低限作為路面處于破壞臨界狀態的劃界標準，此時的彎沉值即容許彎沉值。

容許彎沉值的經驗公式：

l R=(mm)

Nf ――路面達到臨界破壞狀態時的標準軸載累計作用次數；

A1――路面類型相關的系數。

2.4 1986 年版規范

1986 年版規范以路表容許彎沉值作為主要設計指標，對容許彎沉公式中的系數做了修改，并增加了公路等級系數，另外增加了瀝青混凝土面層或整體性材料基層的彎拉應力驗算指標。

(mm)

A2――公路等級系數。

2.5 1997 年版規范

1997 年版規范采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續體系理論，以設計彎沉值為路面整體剛度的設計指標，計算路面結構厚度。對高速公路、一級公路、二級公路的瀝青混凝土面層和半剛性基層、底基層應進行層底拉應力的驗算。同86 規范比較，設計指標成設計彎沉，并且增加了基層類型系數。

(mm)

A3――基層類型系數。

《公路瀝青路面設計規范(JTJ014-97)》取消了1987年設計規范中的諾謨圖，瀝青路面的設計采用專用計算機程序完成，這樣避免了繁雜的查圖設計工作。

2.6 2006 年版規范

2006年10月，交通部了公路瀝青路面設計規范的新版本。此版規范沿用了前一版（1997版）規范的結構設計方法。

(1)即：計算彎沉值不大于設計彎沉值

(2)即：計算點的層底拉應力不大于材料的容許拉應力

在進行結構響應分析時，材料參數的取用采用下述方法：（1）路基回彈模量采用承載板法測定，并以不利季節的數值作為設計值；（2）半剛性材料的回彈模量采用120天或180天齡期的壓縮模量測定結果，其抗拉強度采用相同齡期的劈裂強度試驗結果；（3）瀝青混合量的模量采用20°C（計算路表彎沉）或15°C（計算層底拉應力）時的壓縮模量測定結果，其抗拉強度采用15°C時的劈裂試驗結果，但未考慮不同地區溫度差異的影響。

3．對我國現有規范的設計指標和參數的分析

分析現行的設計指標和參數，可發現存在以下問題：（1）路面結構厚度設計都是路表容許彎沉值指標起控制作用，但該指標無法具體反映路面的使用性能和損壞類型。（2）路表彎沉值是一項整體性、綜合性和表觀性的指標，其無法控制面層底面或基層底面的應力狀況和大小，也不能如實反映路面可能出現的損壞類型。（3）對于柔性基層瀝青路面，現行規范的設計指標和相關參數值有待補充和修正。（4）各項材料性質測試指標和方法未能如實反映材料的力學特性，故難以正確建立力學響應量與路面結構使用性能之間的關系模型。（5）新規范提出采用面層底面拉應力和半剛性基層底面拉應力作為設計指標指導路面結構設計，但已有研究指出：僅半剛性基層底面拉應力是一個有效指標。

4．半剛性基層瀝青路面設計理論改進

瀝青路面設計方法必須采用多指標控制，才能避免或者控制車轍與裂縫等主要病害。下面就疲勞開裂與車轍形成兩個方面分別討論如何進行瀝青路面設計。

4.1 半剛性基層瀝青路面疲勞壽命問題

我國的半剛性基層瀝青路面裂縫以反射裂縫為主，反射裂縫的本質就是瀝青面層在不利力學狀態下的疲勞斷裂。進行瀝青路面結構設計計算時應該采用基層發生開裂后的等效模量，或者按照斷裂的基層建立模型計算面層底面的拉應力、拉應變。同時建立其適用于我國各個地區的瀝青混合料材料的疲勞方程，結合新的計算方法進行路面結構的抗疲勞開裂設計。

4.2 半剛性基層瀝青路面車轍問題

隨著我們瀝青路面的設計厚度得到增加，車轍病害逐漸顯現出來。已有研究得知：半剛性基層瀝青路面的車轍變形主要來自上中面層的流變變形及隆起變形，接近基層的部分變形很小。可以推斷控制半剛性基層瀝青路面的車轍變形需要在路面面層中選取一個合理的力學指標。建立半剛性基層瀝青路面計算模型，考慮高溫下面層模量為400MPa，半剛性基層及其以下結構層強度與溫度無關。按照壓應變和剪應變指標，在相同材料下對路面厚度有著不同的要求。路面厚度增加面層內部的壓應變是變小的，而面層厚度增加導致面層內部剪應變增大。鑒于目前路面結構設計存在眾多不同意見，不對路面面層厚度發表相關看法。至于控制面層永久變形的合理指標，希望公路領域專家早日確定一個合理的指標。

5.瀝青路面設計理應考慮的指標和參數

5.1 瀝青路面新指標和參數體系構建原則

為了改善現行瀝青路面結構設計的指標和參數，2005年初交通部立項開展研究，計劃提出新的設計指標和響應的設計參數。主要依據下述原則考慮：（1）仍遵循力學――經驗法的基本思路；(2)針對層狀復合結構和損壞類型多樣化的特點，采用多設計指標體系，各指標分別控制對應的損壞類型；(3)設計基準期內路面的累計損傷仍采用當量損壞法分析；(4)對設計參數的采集要求分為3個層次，分別規定不同精細或準確程度的方法；(5)材料性質參數應能反映行車荷載和環境因素對其性狀的影響，并采用科學的試驗方法測定；(6)各種損壞模型的建立以室內試驗為基礎，室外驗證和修正以路面加速加載試驗(ALF)為主；(7)在現有國內外前沿水平的基礎上建立設計指標和參數的基本框架體系。

5.2 現行的瀝青路面設計指標和參數

現行瀝青路面設計指南所構建的設計指標體系：瀝青層的疲勞壽命、無機結合料穩定層的疲勞壽命、路基頂面的容許壓應變、瀝青混合料的蠕變率以及瀝青的蠕變勁度和斷裂應變，前三項主要與路面結構有關，而后兩項則主要與材料組成有關，他們分別針對和控制五種主要路面損壞類型。

現行瀝青路面設計指南所構建的設計參數：路基和粒料層回彈模量、路基回彈模量濕度調整系數和綜合調整系數、瀝青混合料動態壓縮模量、無機結合料彈性模量，并相應地制定了各個參數的標準試驗規程。這些設計參數能反映材料的力學性質，并能與設計指標的預估模型建立合理的相關關系。

6．結論

目前我國瀝青路面設計規范、設計理論已經比較成熟，但是設計指標還存在不足。為此，對于瀝青路面有效的設計指標和參數的確定還需要做更多的研究和探討、進行更為精確的論證，得出更為有效的模型和理論支撐。

參考文獻：

[1] 公路瀝青路面設計規范（JTG D50--2006）.人民交通出版社，2006.

[2] 公路瀝青路面施工技術規范（JTG F40--2004）.人民交通出版社，2004.

篇（4）

 

瀝青路面以造價低、工期短、行車舒適等優點，占據著我國公路建設的重要位置。但是由于原材料質量較差，施工設備及施工工藝落后等原因，是造成瀝青路面施工質量較差的現象，往往今年鋪，明年補，新建公路路面不到一年又再成為“萬補路”，為此，在群眾心目中，瀝青路面成為一種等級較低的路面結構，而往往選擇用水泥混凝土路面來代替瀝青混凝土路面。其實瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，同樣屬于“高等級路面”，瀝青混凝土路面與水泥混凝土路面相比較，還具有以下優點：

（1）瀝青混凝土路面屬于柔性路面，耐磨、振動小、有良好的抗滑性能、行車舒適性好。

（2）對汽車噪音減少效果比較理想。

（3）路面平整，無接縫。

（4）工期短，養護維修簡便，適宜分期修建。

為了貫徹瀝青路面“精心施工，質量第一”的方針，使鋪筑的瀝青混凝土路面更堅實、平整、穩定、耐久、有良好的抗滑性，確保瀝青混凝土路面的施工質量，我想和大家談談我的幾點體會。

1 瀝青混凝土路面施工準備工作

1.1 瀝青混凝土所選用粗細集料、填料以及瀝青均應符合合同技術規范要求，確定礦料配合比，進行馬歇爾試驗。

1.2 路緣石、路溝、檢查井和其他結構物的接觸面上應均勻地涂上一薄層瀝青。

1.3 要檢查兩側路緣石完好情況，位置高程不符要求應糾正，如有擾動或損壞須及時更換，尤其要注意背面夯實情況，保證在攤鋪碾壓時，不被擠壓、移動。

1.4 施工測量放樣：恢復中線：在直線每10m設一鋼筋樁，平曲線每5m設一樁，樁的位置在中央隔離帶所攤鋪結構層的寬度外20cm處。水平測量：對設立好的鋼筋樁進行水平測量，并標出攤鋪層的設計標高，掛好鋼筋，作為攤鋪機的自動找平基線。

2 瀝青混凝土路面的質量控制

以往的瀝青路面，混合料的拌和設備、攤鋪設備和碾壓設備都較為落后，拌和機普遍都是直排式和滾筒式，不具備二次篩分和不能嚴格按配合比進行生產，甚至有時采用人工拌合，導致混合料的質量難以保證。攤鋪設備相對比較落后，有時僅限于人工攤鋪，造成混合料路面離析、路面不平整、橫坡度等質量難以保證。

2.1 瀝青混合料的拌合

2.1.1 拌和設備。為保證瀝青混合料的質量，應選用先進的拌和設備，如帕克（parker英制)、柏拉希（burladi意制）、巴布格林（babgeen德制）和我國西安生產的LB-2000型拌和站等等。論文寫作，瀝青混凝土。

2.1.2 拌和質量控制。

2.1.2.1 確定生產用配合比 。 根據馬歇爾試驗結果，并結合實際經驗通過現場試鋪試驗段進行碾壓實驗論證確定施工用配合比，并投入批量生產。

2.1.2.2 經常檢查混合料出料時的溫度,出料溫度應控制在160±5℃為宜.

2.1.2.3 出料時應檢查混合料是否均勻一致、有無白花結團等現象,并及時調整.

2.1.2.4 拌好的熱拌瀝青混合料不立即鋪筑時，可放入保溫的成品儲料倉儲存，存儲時間不得超過72h，貯料倉無保溫設備時，允許的儲料時間應以符合攤鋪溫度要求為準。

2.2 混合料的運輸。

從拌和機向運料車放料時，應自卸一斗混合料挪動一下汽車位置，以減少粗細集料的離析現象。運輸時宜采用大噸位的汽車，以利于保溫，同時車廂應該上帆布，起保溫、防雨、防污染作用，運輸中混合料溫度降低不少于5℃。論文寫作，瀝青混凝土。

混合料的運輸車輛應滿足攤鋪能力，在攤鋪機前形成不間斷的車流，具體可按以下公式計算：

N=1+T1+T2+T3/T+d

T--每輛車容量的瀝青混合料拌和，裝車所需時間min。論文寫作，瀝青混凝土。

t1t2--運輸到現場和返回拌和站的時間。

t3--現場卸料和其他時間。

d--備用汽車數量。

2.2.1 除了進口攤鋪機外，我國近幾年也有比較先進的攤鋪設備，包括陜建ABG系列，鎮江華通WLTL系列，徐工集團的攤鋪機等。

2.2.1 攤鋪質量控制

2.2.2.1 攤鋪時必須緩慢、均勻、連續不斷的攤鋪。

2.2.2.2 當攤鋪機不能全幅路面施工時，應考慮用兩臺或三臺攤鋪機排列成梯隊進行攤鋪。相鄰兩幅之間應有重疊，重疊寬度宜為5-10cm,相鄰的攤鋪機宜相距10-30m,且不得造成前面攤鋪的混合料冷卻。

2.2.2.3 用機械攤鋪的混合料,不應用人工反復修整。

2.2.2.4 當高速公路和一級公路施工溫度低于10℃，其他等級公路施工氣溫低于5℃時，不易攤鋪，當施工中遇雨時應立即停止施工，雨季施工時應采取路面排水措施。

2.2.2.5 及時檢查路面的厚度，平整度，橫坡度等指標。

2.3 碾壓

瀝青混合料的碾壓分為初壓、復壓、終壓三個階段，初壓時宜采用6-8T的雙輪壓路機，瀝青混合料溫度不低于120℃，從外側向中心碾壓，復壓宜用8-12T的三輪壓路機或輪胎壓路機，，也可用振動壓路機代替，瀝青混合料溫度不低于90℃，終壓宜采用6-8T的雙輪壓路機，瀝青混合料溫度不低于70℃，使路面達到要求的壓實度并且無顯著輪跡，整個過程為“輕-重-輕”。為防止壓路機碾壓過程中瀝青混合料沾輪現象發生，可向碾壓輪灑少量水、混有極少量洗滌劑的水或其他認可的材料，把碾輪適當保濕。

2.4 接縫、修邊和清場

瀝青混合料的攤鋪應盡量連續作業，壓路機不得駛過新鋪混合料的無保護端部，橫縫應在前一次行程端部切成，以暴露出鋪層的全面。接鋪新混合料時，應在上次行程的末端涂刷適量粘層瀝青，然后緊貼著先前壓好的材料加鋪混合料，并注意調置整平板的高度，為碾壓留出充分的預留量。相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應錯位1m以上。論文寫作，瀝青混凝土。橫縫的碾壓采用橫向碾壓后再進行常規碾壓。修邊切下的材料及其他的廢棄瀝青混合料均應從路上清除。

3 結構組合

3.1 瀝青路面層宜采用雙層或三層式結構,至少有一層是I型密實級配，以防止雨水下滲。三層式宜在中面層采用I型密實級配，下面層根據氣候，交通量采用I型或II型瀝青混凝土。

3.2 不宜采用瀝青碎石作為路面結構層，因為瀝青碎石空隙率不具備具體指標，且混合料不加入礦粉，對瀝青路面的質量控制較困難。

3.3 不宜采用一層罩面形式，特別是對舊混凝土路面鋪筑瀝青混凝土路面進行改造過程中，經過各個例子證明，采用單層罩面或瀝青路面總厚度過薄，極易出現反射裂縫，因此，瀝青路面結構層不宜太薄，根據路基情況交通量等因素，對結構層進行合理設計。

3.4 在裂縫較多和路基強度不理想的情況下，可考慮在底層加鋪一層土工布或土工格柵。論文寫作，瀝青混凝土。論文寫作，瀝青混凝土。

3.5 為減少路基或舊水泥路對瀝青路面的影響，可在路基面或水泥路面設一層應力吸水膜。

4 其他控制

4.1為提高瀝青路面抗老化、高溫穩定性等指標，可在瀝青中摻入改性劑生產的改性瀝青，或者直接購買廠家出口的改性瀝青。

4.2瀝青材料的選擇根據路面型、施工條件、地區氣候、施工季節和礦料性質因素決定，一般熱區宜采用AH-70,溫區宜用AH-90。

4.3 礦粉宜選用石灰石，白云石等磨細的石粉，并檢查其顆粒組成、比重、含水量、親水系數等。

4.4瀝青混合料的瀝青用量應嚴格控制，按目標配合比的用量加減0.3%，進行馬歇爾試驗，確定生產配合比的瀝青最終用量，同時，應注意油石比接近低限為宜，并避免出現泛油等病害。

5 結束語

5.1 瀝青路面結構設計是路面設計的一項重要工作，做出正確的設計，可保證瀝青路面的使用年限，提高路面的使用年限。

5.2 先進的施工工藝和設備，嚴格的質量控制是保證瀝青路面施工質量的重要措施。

參考文獻

［1］JTJ 014-1997《公路瀝青路面設計規范》

［2］JTJ 052-2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》

篇（5）

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：

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,在今后的國道主干線建設中,半剛性基層瀝青路面仍將是主要的路面結構形式。半剛性基層瀝青路面其優點主要表現在:強度高、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、抗濕變形能力較差,易形成干縮裂縫及濕縮裂縫,進而使路面產生反射裂縫,導致瀝青面層開裂,影響路面使用質量,縮短路面使用壽命。

由于國內高等級的公路基本上都采用半剛性基層瀝青路面，而對柔性基層瀝青路面采用較少。但是從世界各國高等級公路路面結構來看，以柔性基層瀝青路面為主，對路面基層要求較高，一般用瀝青穩定碎石做基層的上層，而且用瀝青做結合料的結構層的總厚度常大于 20cm。國外的使用經驗表明，柔性基層瀝青路面使用性能良好。

根據國內外使用經驗，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選擇合適的瀝青結合料和合理的混合料設計加以解決。疲勞開裂是唯一可以通過路面結構設計進行控制的破壞模式。

綜上所述，對兩種不同基層瀝青路面的疲勞性能差異的分析，對我們進行路面設計及工程應用都具有相當大益處。

1.瀝青路面面層疲勞損傷機理

瀝青路面的疲勞性是指在汽車輪載作用下，路面在長期使用過程中均存在壓應力、拉應力,且處于兩種應力交迭變化狀態,當荷載重復作用超過路面面層材料所能承受的疲勞次數后,就會使結構強度抵抗力下降,產生疲勞破壞的性能。

在行駛車輪的荷載作用下,路面結構內各點均處于復雜的應力應變狀態中,圖1中面層底部B點的應力、應變隨著車輪滾動而變化。當車輪作用于B點正上方時,B點受到三向拉應力作用;當車輪行駛過后B點應力方向轉變,數值變小,并有剪應力產生;當車輪駛過一定距離后,B點則承受主壓應力作用。路面表面A點則相反,車輪駛近時受拉,車輛直接作用時受壓,長期處于應力(應變)交替循環變化的狀態。

路面材料的抗壓強度遠大于其抗拉強度,而且B點在車輪下所受的拉應力遠大于A點在車輪駛近或駛過后產生的拉應力,因此路面疲勞裂縫通常從面層底部開始。所以路面疲勞設計也應該以面層底部的拉應力、拉應變作為控制指標。

2.采取兩種不同基層對瀝青路面的水平應力分析

本文將以彈性層狀體系為基礎，分析在標準荷載（BZZ-100）作用下，兩種基層瀝青路面在水平應力方面的不同。

表1 兩種基層的路面結構參數

計算的軸載采用現行規范規定標準：標準軸載為雙輪組單軸重P—100kN，輪胎接地壓強p—0.7MPa，單輪傳壓面當量圓直徑d—21.3 cm，兩輪中心距為1.5 d。

由于水平應力在當量圓中心比雙輪論析中心處大，考慮水平應力的顯著性，本文取當量圓中心處點厚度0，2，5，8，10，15，20，25，30，40cm時，利用BISAR 3.0程序計算出相應點的水平應力如表2。

表2 兩種基層在不同厚度的水平應力值

由BISAR 3.0程序所得的數據得出各深度的水平應力分布圖 圖3

從圖3可知，柔性基層的水平應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力對路面厚度的敏感性更高。柔性基層在層底拉應力取得最大值。

對于半剛性基層瀝青路面，瀝青面層處于受壓狀態，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，在汽車荷載反復作用下，可能產生疲勞斷裂，且在基層斷裂后，裂縫逐漸向瀝青層擴展直至路表。

對于柔性基層瀝青路面， 瀝青混凝土面層和瀝青穩定基層的上部受壓， 瀝青穩定基層下部受拉，且層底承受最大的彎拉應力，因此在重復荷載作用下，瀝青層層底可能首先產生疲勞開裂，裂縫逐漸向上延伸，直至路面出現疲勞裂縫。

3.柔性基層與半剛性基層瀝青路面疲勞設計方法

我國瀝青路面設計規范采用層底拉應力指標進行驗算,充分考慮結構層材料的疲勞性,利用結構強度系數Ks與材料的劈裂強度得出結構層底面的容許拉應力,具體如下:層底拉應力≤容許拉應力,則滿足要求。

其中,為瀝青穩定基層材料的容許拉應力;為瀝青穩定基層材料的劈裂強度;為抗拉強度結構系數; Ac為公路等級系數;Ag為瀝青混合料級配系數;為標準軸載當量軸次。

根據我國瀝青路面設計規范,在計算瀝青混合料與半剛性材料的結構強度系數KS=B0Nc時,采用的系數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:

根據此公式可以得到由各層層底拉應力值來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軸重的敏感性分析

由路基路面設計理論分析得知,單后軸雙輪組不同軸載應力比的簡化公式為:

其中,、均為基層底面拉應力; P1,P2均為軸載重量。

聯系基層材料的疲勞規律,其疲勞規律為:

其中, 為該材料的抗拉強度;σ為某軸載作用N次的疲勞拉應力。B、c為材料常數。

由上面兩個式子可以得到以基層底面拉應力等效時的軸載換算公式為：

對瀝青穩定基層中b=0.84,c=0.22；半剛性基層中b=0.84,c=0.11,則有：

瀝青穩定基層：

半剛性基層：

由以上計算公式計算標準軸載作用一次為1次,其他軸載重分別相當于標準軸載次數N,其結果見表3

表3當量軸載作用次數

由表3可以看出：半剛性基層的疲勞壽命較柔性基層對軸載更加敏感。即半剛性基層路面上的超載車輛增多,導致路面很快損壞;而瀝青穩定基層路面軸載敏感性小,對超載車輛的適應性較強,適合于超載較多的道路。

結論

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力對路面厚度的敏感性較差，所以可以通過增加半剛性基層厚度來有效增加其疲勞壽命。而柔性基層厚度對路面厚度的敏感性較好，增加柔性基層厚度對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力作為控制指標，在基層材料和結構參數等不同的情況下，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軸載更加敏感，所以當道路上交通量以小型車輛為主時(占交通量80%以上),宜采用半剛性基層路面,其疲勞壽命更長。相反，柔性基層路面則更適合超載較多的道路。

參考文獻：

[1] JTG D50-2004，公路瀝青路面設計規范[S].

[2] 高速公路叢書編委會. 高速公路路面設計與施工[M]. 北京：人民交通出版社，2001.

[3] 王宏暢. 半剛性基層瀝青路面兩階段設計方法研究[D]. 南京：東南大學，2005.

[4] 沙慶林. 高等級公路半剛性基層瀝青路面[M]. 北京：人民交通出版社，1999.

[5] 沙慶林. 高速公路瀝青路面早期破壞現象及預防[M]. 北京：人民交通出版社，2001.

[6] 張曉冰. 半剛性基層瀝青路面面層合理厚度研究[D]. 南京：東南大學，2000.

[7] 黃仰賢. 路面分析與設計[M]. 北京：人民交通出版社，1998.

[8] 鄧學鈞，黃曉明. 路面設計原理與方法[M]. 北京：人民交通出版社，2001.

[9]JTG D50-2006,公路瀝青路面設計規范[S].

[10] 張坤,魏建明.具有柔性基層的瀝青路面結構設計方法研究[J].山西建筑,2007,33(3):265-266.

[11]鄒維列.長壽瀝青路面結構的層厚設計與分析[J].巖土力學,2009(3):28-30.

[12]朱洪洲.柔性基層瀝青路面疲勞性能及設計方法研究[D].東南大學博士學位論文,2005.

作者簡介：

篇（6）

論文摘要：目前，隨著我國公路建設不斷發展，瀝青路面結構作為主要的路面結構而被廣泛應用。但是在我國目前公路建設和養護過程中，瀝青路面結構的損壞問題非常突出，成為目前困擾我國交通建設發展的難點和熱點問題。文章就我國瀝青路面主要結構形式和使用性能評價進行了相關分析。

在我國公路建設不斷發展的過程中，瀝青路面結構作為一種主要的路面結構形式被廣泛應用。目前我國通車的公路路面中，約80%以上的路面結構采用了瀝青路面，瀝青路面結構已成為我國公路建設發展過程中所采用的主要路面結構形式。在公路建設取得巨大成就的同時，也暴露出了一些問題，特別是在已建成的高速公路中，瀝青路面結構出現了較多的早期損壞，明顯表現出瀝青路面結構長期使用性能的不足。本文開展了我國瀝青路面主要結構形式和使用性能評價的研究。

一、瀝青路面功能作用和要求

瀝青路面的功能和作用不言而喻是以滿通車輛安全、舒適通行為目的的，由于公路是暴露在自然環境條件下的土工工程構造物，因此，瀝青路面還需滿足并適應自然環境條件。我國現行的公路瀝青路面設計規范對瀝青路面結構設計的目的做出了明確要求，即“路面在設計年限內，滿足各級公路相應的承載能力、耐久性、舒適性、安全性的要求”。根據路面的功能和作用，對瀝青路面結構的基本要求包括以下幾個方面：（1）強度，公路路面的強度是指路面結構層對于行車和自然因素等作用的抵抗能力即承載能力；（2）穩定性，公路路面的強度經常受到自然氣候和水文因素的影響而發生變化，為了保證路面滿通車輛行駛的需要，要求路面結構在任何氣候和水文條件下都必須保持穩定的強度；（3）平整度，路面越平整，交通車輛行駛時的振動、沖擊越小，行車的滾動阻力也越小，這樣就能保證交通車輛以較高的車速行駛，并使車輛的損壞減少，燃油和輪胎磨耗降低，行車更舒適；（4）粗糙度，路面粗糙度的大小關系到行車安全，因此瀝青路面必須滿足一定的抗滑要求。

二、瀝青路面結構的分類

從大的分類來說，公路路面可以按照使用的材料、施工方法、工程造價的多少或使用的品質及承受的交通荷載的方式進行分類。公路路面通用的分類如下，按照使用的材料、施工方法分類，公路路面可以劃分為以下幾種類型土質路面、穩定處理路面、瀝青路面、水泥混凝土路面、砌塊路面。按照工程造價的多少分類，可以分為低級路面、中級路面和高級路面。按照承受的交通荷載的方式分類，可以分為柔性路面和剛性路面，我國還增加了半剛性路面。此種方式還可以認為是根據路面的力學特性進行劃分的。

我國按照路面使用性質和技術因素，公路路面劃分為高級路面、簡易式高級路面、過渡式路面和低級路面四類。按照路面在交通荷載作用下的工作特點劃分為三類，即柔性路面，包括鋪筑于非剛性底層上之各級瀝青路面及用有機結合料或不同結合料之各種土壤路面與粒料路面。剛性路面，包括水泥混凝土路面及用水泥混凝土為底層上鋪瀝青作為磨耗層之路面。半剛性路面，水泥混凝土基層上之各種塊料鋪砌的路面。按照路面在荷載作用下的工作特點，公路路面類型劃分調整為兩類，即柔性路面包括有機結合料處治石料路面，碎石和礫石路面，塊料鋪砌路面，結合料處治土和粒料改善土路面等。由于我國瀝青路面結構形式日趨單一，現行規范對路面結構類型的分類明顯不全面，比如國外應用較多的半剛性材料做底基層，瀝青穩定粒料和粒料材料做基層的結構形式在現行規范中沒有定義，而國外一般稱這種結構類型為混合式結構或倒裝式結構。

三、瀝青路面早期損壞原因與機理分析

近年來，我國瀝青路面早期損壞現象引起了廣泛的關注，有關的科研院所、院校、以及交通部門對造成瀝青路面結構早期損壞的現象、原因進行了分析和研究。本文在分析和總結這些資料的基礎上，通過對幾條高速公路實際使用性能的調查，對半剛性基層瀝青路面結構早期損壞類型和原因進行了分析總結。

（一）關于半剛性基層瀝青路面的開裂

半剛性基層路面的開裂是一種必然的結果，因為這是由半剛性基層材料本身的性質決定的。盡管我們可以通過一定的技術途徑改進或改善半剛性基層材料的開裂的特點，但壁面半剛性基層材料的開裂特點。照以上分析，當水泥穩定材料用做路面基層時，交通荷載的作用會加劇水泥穩定材料的開裂，因此在一定條件下，基層開裂的結果必然反映到面層上來，材料的性質從根本上已經確定開裂的發生。所以說水泥穩定類材料的開裂是必然的。在這個階段中，如果水進入路面結構內，一方面由于水和水泥穩定材料中的細顆粒在開裂破碎后能形成膠液，對開裂有一定重愈合作用，如果這種潮濕狀況在短時間內得以改變，水泥穩定材料的強度會重新形成，但在重交通荷載作用下，由于壓力水的滲透，水泥穩定材料的開裂也可能被加速。

（二）關于半剛性基層瀝青路面結構的反射開裂

通過對國內半剛性基層瀝青路面結構早期損壞現象調查后發現，目前國內很多高速公路由于半剛性基層材料的開裂引起的反射裂縫問題非常突出，分析造成半剛性基層開裂的原因就是使用的水泥劑量太高，在很多高速公路上，行車道上的反射裂縫很明顯，而超車道上的反射裂縫幾乎沒有，證明了以上對材料開裂的分析是正確，正是在交通荷載作用下，半剛性基層的開裂會加劇，有效使用壽命會縮短，半剛性基層材料開裂引起的反射裂縫不可避免。要避免這種早期損壞的發生，半剛性基層的強度必須控制在一定范圍內。

（三）關于半剛性基層瀝青路面結構的破壞機理

按照前面我國瀝青路面結構設計方法，半剛性基層瀝青路面結構的破壞應該從半剛性底基層開始，實際瀝青路面結構的早期損壞形式和試驗結果表明這種設計理念并不全面，因為目前大多數的半剛性基層瀝青路面結構的破壞是始于瀝青面層的。這種破壞形式目前在國內的一些高速公路上也已經表現出來，其特征還可以通過路面表面的彎沉指標反映出來，即當這種破壞發生時，路面結構表面的彎沉仍然較小。對于較薄瀝青面層的半剛性基層瀝青路面結構，在路面交通荷載作用下，隨著瀝青路面結構層間黏結狀態的改變，瀝青層與半剛性基層的層間結合狀況由逐漸由連續變為滑動，瀝青面層的疲勞剪切開裂發生;隨著荷載的繼續作用，半剛性基層的裂縫得到快速擴展，并逐漸向上反射，造成瀝青層的破壞進一步加劇，這個階段可以認為是半剛性基層瀝青路面結構疲勞破壞的第一階段；隨著交通荷載的繼續作用，瀝青層和半剛性基層的開裂進一步加速，路面結構強度急劇衰減，直到瀝青層和半剛性基層發生完全損壞，成為第二階段。

（四）半剛性基層瀝青路面的水損壞

目前半剛性基層瀝青路面結構的水損壞主要有兩種表現形式，即瀝青混合料的水損壞和結構性水損壞。半剛性基層瀝青路面結構的水損壞有兩種表現形式，一種是由于半剛性基層沒有形成足夠強度或強度不足，當路表水進入使半剛性基層后，由于半剛性基層的軟化而造成強度失穩，從而在路面結構表面形成坑槽;另一種形式是半剛性基層強度過高，開裂在所難免，當路表水進入路面結構后，不僅會軟化半剛性基層表面，而且水會沿裂縫深入整個半剛性基層內部，導致路面結構發生根本性的損壞，在交通荷載作用下，這種破壞進一步加劇。因此，要控制和解決半剛性基層的早期水損壞問題，一要注意選擇合適的瀝青混合料類型，另一方面要控制半剛性基層材料的強度在合理的范圍內，不能低，也不宜太高。

（五）關于半剛性基層瀝青路面結構的車轍

瀝青路面車轍的形成主要受溫度、軸載、材料類型以及路面結構形式的影響，其中溫度對車轍的形成影響最大。對于半剛性基層瀝青路面結構，當溫度較高時，由于瀝青層軟化，瀝青混合料非常容易發生塑性形變。路面結構面層材料強度應高于基層材料。基層材料的強度要大于底基層材料，路面結構層的強度從上到下應有一個合適的比值。

四、結語

通過對國內外瀝青路面結構形式及使用性能的對比研究，結合我國瀝青路面特點，詳細分析了我國瀝青路面主要結構形式，并分析了路面結構早期損壞特點以及原因，為我國公路建設合理規劃設計提供設計基礎。

篇（7）

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瀝青路面的病害現象及產生原因

（一）裂縫

瀝青路面在建成之后常會出現各種裂縫，裂縫最初產生的時候對瀝青路面的使用性能并不會造成影響，但隨著雨水對路面的侵蝕，就使得路面的強度大大降低，再受行車負荷的影響，就會對瀝青路面的結構造成嚴重的破壞。

瀝青路面的裂縫因為表現形式不同，主要分為橫向裂縫、縱向裂縫以及網狀裂縫三種形式。一般縱向裂縫由于地基與填土在橫向分布不均勻造成的，一些舊路地基拓寬的地段，對土質臺階處理不規范、分層填筑時的厚度不嚴格等造成；橫向裂縫則是因為溫度應力的作用而導致的疲勞裂縫。

引起瀝青路面裂縫的因素主要包括：瀝青的等級和品種，組成瀝青的混合料、面層的厚度、基層材料的收縮性以及土基和氣候等。

車轍

由于行車的超負荷作用，使得路面結構層與土基等材料發生了側向位移，長時間中造成的變形。一般對瀝青路面車轍深度產生影響的因素主要包括內外兩方面，內部因素是指瀝青路面的結構與瀝青混凝土本身，外部因素則是氣候、交通量與交通組成等。

瀝青路面的車轍生成的原因包括：瀝青混合料過大的油石比；表面過度的磨損；雨水侵入了瀝青路面混凝土的內部；基層夾層的不穩定。

松散

松散出現在瀝青路面的表面，是瀝青路面最常見的一種病害，因為路面磨損大、粗糙多坑，同時表層剝落，這樣對行車安全也產生了極大的影響。

形成瀝青路面松散的原因主要是因為瀝青混合料中瀝青的含量偏低，油石的比例偏低，從而瀝青與集料的粘結性十分差；施工時氣溫低，影響壓實度的大小，從而也在瀝青面層留下了很大的空隙，在車輛負荷行駛是易造成瀝青面層的松散；基層本身強度的松軟，骨料材質的選擇等。

（四）水損害

瀝青路面本身存在水分，又長期受到交通與溫度的作用，十分會逐漸進入到瀝青和集料的層次中，同時受到水動力的影響，瀝青摸住家從集料表面剝落，使得集料之間的粘結力大大的降低甚至喪失，這樣就對路面造成了破會。

一般形成瀝青路面水損害的原因主要包括：材料、設計、土基與基層、施工以及車輛超載等方面。

凍脹和翻漿

瀝青路面的凍脹與翻漿，指的是路面在凍融時期，因為受到水的侵入以及路基土的土極差的穩定性，所以在速凍的作用之下，路基上層長時間積聚的水分就會出現凍結，從而引起路面脹起而開裂。

一般瀝青路面的凍脹和翻漿主要受到五個因素的影響，其中水、土以及溫度是三個自然因素，另外則是路面和行車荷載兩個因素。

沉陷

瀝青路面的沉陷，是最為普遍常見的一種病害，其特點主要是面積大，而且所涉及到的路面結構層次較深，一般在挖方段與填挖交界處比較常見。

引起瀝青路面沉陷的原因主要是：1.土質路塹排水不通暢、路基濕潤等原因造成的局部下沉；2.路面強度與交通量不能相適應而產生的疲勞破壞；3.路基或者基層遷都不足，以及填挖路基的強度也不相一致；4.橋頭路面不均勻你的沉降。

瀝青路面病害的解決對策

針對上述所述的瀝青路面病害的產生原因，在解決問題時也主要從施工材料、設計、施工質量、養護以及交通管理等五個方面進行。

（一）施工材料的選擇

在施工材料方面要根據瀝青路面的結構進行合理的選擇，例如多選擇低溫勁度小、溫度敏感性差、優質瀝青和礦料等。只有這些混合料的優良性能也才能有效的減少瀝青路面的各種病害現象的產生。

（二）精心設計

一般而言，在公路工程中，設計的質量決定了工程的質量，因此在設計前需要從實際著手。一般要從氣候、地質、水文、材料以及交通量等方面進行具體的調查和研究，將各種因素進行綜合考慮，以此來決定路面結構、材料、結構層的厚度等。

瀝青路面在設計過程中需要注意的問題指的有，結構層的類型、路面結構設計參數、隔層材料的組合設計、防水與排水的設計等。

（三）施工質量的管理

瀝青路面施工過程中，要嚴格按照質量管理要求進行，對質量保障體系不斷健全發展，旨在實現管理的目標性、條理性，將崗位責任制明確到位。同時對施工工程進行嚴格的檢查、控制與評定，保證實現施工的質量。

在施工過程中，除了對施工工藝與使用機械設備的要求外，還需要制定相對完善的施工方案來指導，以確保瀝青路面施工過程中的壓實度能夠達到規范的要求，并且施工人員也務必做到在軟基處理時一定要嚴格按照設計執行，提高處理過程中的施工質量。除此之外，在施工結束之后還要注意路面的養護，從根本上對瀝青路面病害進行防治。

（四）養護

對瀝青路面的養護，不僅要加強管理，還要保證路面的清潔，保證排水性能的良好，能夠及時的對各種病害現象進行科學的處理，防治病害的進一步發展。

對交通加強管理

一般而言，交通對瀝青路面的影響比較大。因而在養護之外，對瀝青路面的保護還要加強交通管理，這個時候要對大型的超載車限制通行。同時要在不同的季節，進行不用的管理。例如，夏季在一些持續高溫的時段中，運營管理單位可以將重車的出行時間安排在夜間或者凌晨，這些時間段中氣溫比較低，因而對瀝青路面的危害比較小。此外，還要禁止帶釘的輪胎對瀝青路面的磨損，甚至說也可以限制這種輪胎的使用。

結論

總而言之，在瀝青路面中所存在的各種病害現象對于交通，將會帶來各種隱患，從而這也必然成為一種不容忽視的問題。然而通過分析之后，我們得出的結論是解決瀝青路面的病害現象，最有效的就絕對策就是要認真的選擇材料、精心設計，同時對施工過程中環節嚴格對待，并做好養護工作，加強瀝青路面的交通管理，這樣就能極大的避免病害現象對瀝青路面的破壞。

參考文獻

[1]唐業清，萬墨林，建筑物改造與病害處理.北京中國建筑工業出版社.2003年

[2]劉利軍.瀝青路面修補技術[J].中國公路.2005年

[3]楊光.公路施工技術要求[M].南方交通出版社.2004年

篇（8）

關鍵詞： 瀝青路面；Top-Down裂縫；開裂機理

Key words： asphalt pavement；Top-Down crack；cracking mechanism

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）05-0071-02

0 引言

根據路面病害調查顯示，我國瀝青路面的早期破壞極為嚴重，一些高速公路的瀝青路面甚至在通車后1～3年內就出現了較大面積的早期破壞。越來越多的研究證實了許多與荷載有關的疲勞裂縫發生在路面的表面且自上而下擴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（簡稱TDC）。這種荷載型表面裂縫是一種比傳統的疲勞裂縫更為嚴重的情況，盡管有些表面裂縫初期對路面結構的承載能力沒有影響，但是它們對瀝青路面面層的使用性能和功能壽命有著強烈的影響。

國外已經對瀝青路面TDC進行了一定研究，但尚不完善，理論預估模型和設計方法尚沒有形成，開裂機理眾說紛紜，國內對于TDC的研究很少，設計規范中尚缺乏控制該病害的設計指標。

本文綜合國內外學者的研究，對TDC開裂研究進行了全面的分析和評價。

1 國內研究現狀

徐鷗明、郝培文[1]特別關注路表應力及其對瀝青路面裂縫損壞機理的影響，認為在路表一個相對小的、接近1cm深的拉應力區域進行研究，來定義損壞機理比較好。并采用應力強度因子以及定義裂縫末端的響應行為；發現拉應力對損壞有至關重要的作用，大大超過了裂縫末端的剪應力，且在裂縫增長階段拉應力大小的變化取決于裂縫長度。

李清富、楊澤濤[2]認為路面結構最大剪應力發生在路面表層，位置在輪跡邊緣，其大小接近或超過常溫下瀝青混合料的抗剪強度，是半剛性路面產生TDC的主要原因，進而提出了剪應力與面層和基層彈性模量比的關系，并分析了路面厚度對最大剪應力的影響，這些因素的影響在路面結構設計時要充分考慮。

孫路遙、邱俊、王春林等[3]從路面結構受力分析的角度分析并詳細闡述溫縮（橫向）裂縫及表面（縱向）裂縫產生的原因。作者認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的層間污染。

黃志濤[4]認為Top-Down開裂的裂縫產生和擴展模式是張開型裂縫即拉應力損壞模式。他用應力強度因子描述裂縫尖端的響應行為。本文重點計算了環境、溫度引起的勁度梯度對應力強度因子的影響，勁度梯度的影響得到準確定位。

羅輝[5]等基于斷裂力學理論，利用無單元伽遼金-有限元耦合方法分析了瀝青路面的開裂問題，提出水平荷載對瀝青路面Top-Down裂紋（TDC）的擴展不利。本文分析TDC的方法較為新穎，但是開裂判定準則不夠完善。

趙延慶等采用移動荷載模式，在有限元方法中利用動態模量主曲線和時間-溫度位移因子來表征瀝青混合料的力學性質，利用斷裂力學的方法分析了溫度、車速、裂縫長度和基層類型等對瀝青路面Top-Down裂縫裂尖應力強度因子的影響。相比其他文章對TDC考慮的因素更為全面。

2 國外研究現狀

E.Freitas[6]等通過加速輪軌試驗和三維非線性粘彈有限元模型，研究了混合料設計參數以及施工質量對Top-Down裂縫的影響。發現施工質量是TDC一個主要成因。本文提出疲勞并不能引起Top-Down裂縫，但卻能加劇裂縫的發展。

Michael[7]認為離析引起瀝青路面Top-Down裂縫，離析區域易表現為疲勞裂縫。通過調查研究，認為路表面較差的疲勞性能是因為壓實不足引起的高空隙率進而加速老化。

Svasdisant[8]等研究認為，Top-Down裂縫主要是由兩種原因引起的：①由輪載誘發的表面徑向拉應力以及由施工、溫度和老化導致的勁度差異；②瀝青結合料的老化降低了混合料的拉伸強度和拉伸應變。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）和骨料級配（粗集料）。試驗表明TDC在高溫下易開裂，而且級配的影響不如溫度、空隙率影響大。Donna等認為瀝青路面Top-Down裂縫是由瀝青混合料離析造成，該學者主要從施工因素進行了分析。

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大的剪應力是造成Top-Down開裂的主要原因的結論。

3 結論

目前國內外文獻總結出Top-Down開裂成因主要有四個：①輪載附近局部應力集中；②溫縮應力；③瀝青混合料老化；④施工質量問題導致的混合料離析，壓實不足等。國內大部分文獻還是單方面將開裂起因歸咎于剪應力或拉應力，由于開裂準則的限制，這種觀點并不完善。

瀝青路面Top-Down裂縫開裂起因的研究需要綜合考慮應力集中、溫縮應力、勁度梯度、施工質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、擴展、影響因素，進而優化路面結構、設計參數、施工工藝，不斷提高施工工藝與技術，提高瀝青路面質量與使用壽命。

參考文獻：

[1]徐鷗明，郝培文.厚瀝青路面Top-Down裂縫分析及對路面設計的啟示[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].鄭州大學學報（工學版），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].交通標準化，2008，（05）：38-41.

[4]黃志濤.瀝青路面Top-Down開裂評價[J].工程建設與設計，2008，（08）：63-66.

[5]羅輝，朱宏平，陳傳堯.有限元-無網格伽遼金耦合方法模擬瀝青路面裂紋擴展[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（9）

中圖分類號:U416

文獻標識碼:A

文章編號:1009-2374(2009)18-0186-03

一、瀝青路面水損壞的特性

瀝青路面水損壞是一個普遍存在的問題,也決不是一個過時的話題,特別是在中國南方地區。瀝青路面水損壞問題的本質是瀝青與集料在靜、動水壓力作用下的持續粘附能力,這也是該問題的核心。瀝青混合料水損壞的作用機理,主要依據是瀝青對集料的粘附理論,包括力學理論、化學反應理論、表面能理論和分子定向理論。

(一)瀝青特性

瀝青一般帶負電荷,由于含有少量羧酸和亞楓而呈弱酸性;而集料的巖性決定了集料表面電荷的性質和酸堿特性。所以,按照化學反應理論,瀝青對集料的粘附性決定于集料的巖性。

(二)集料特性

某些集料過分堅硬致密,破碎后表面光滑不利于瀝青粘附。潮濕的集料與瀝青的粘附性大大降低。滯留在混合料內部的水分夏季遇高溫會變為水蒸汽,使瀝青膜從集料表面撐開。而有些吸水率稍大的集料,只要施工時徹底干燥,瀝青將會被吸入集料內部一部分,反而有良好的水穩定性。集料中含有泥土對瀝青混合料得水穩定性的影響很大,土壤都帶有負電荷,它是強親水物質。單從材料本身的角度而言,水滲入路面中的途徑還是很多的,例如施工時集料本身是含水的,而生產混合料時又不可能完全烘干,又例如施工時由于石料本身壓碎值較大或壓路機振幅過大,路面表面露白,給水進入瀝青與集料之間的界面提供了條件,還有開放交通后集料表面瀝青的磨耗、集料本身的損失等,都造成路面內部實際上是長時間處于潮濕狀態的,如果瀝青與集料粘附性不良,剝落也是不可避免的。排水不良、路面滲水是我國高速公路瀝青路面水損害的重要原因,但并非根本原因,根本的原因是瀝青與集料的粘附性不良。要防止或減輕瀝青路面水損害,最好是能提高瀝青與集料的粘附性。但是,消石灰和水泥的添加不可能完全攪拌均勻,抗剝落劑的性能參差不齊,目前國內抗剝落劑的添加工藝的不成熟導致添加效果差,都給瀝青與集料的粘附性留下了隱患。

因此,在改善瀝青對集料粘附性的同時,對路面結構和排水進行研究改善顯然是十分必要的,國內、外對透水基層、抗滑密實的上封層和排水設施等進行了研究與應用,這是疏導的方法。

二、現行設計規范對瀝青路面水損壞的考慮

我國現行瀝青路面設計規范針對瀝青路面水損壞現象作了如下規定:

1.粗集料與瀝青應具有良好的粘附性,對年平均降雨量1000mm以上的高速公路和一級公路,表面層所用集料與瀝青的粘附性應達到5級;其他情況粘附性不宜低于4級。

2.當粘附性達不到要求時,應通過摻入適量的消石灰、水泥或抗剝落劑等措施,提高粘附性等級及混合料的水穩定性。

3.礦粉必須采用石灰石等堿性石料磨細的石粉,不得使用酸性巖石等其他礦物的礦粉。

4.為防止雨雪下滲,浸入基層、土基,瀝青面層應選用密級配瀝青混合料。當采用排水基層時,其下均應設防水層,并設置結構內部的排水系統,將雨水排除路基外。

5.為排除路面、路基中滯留的自由水,確保路面結構處于干燥或中濕狀態,下列情況下的路基應設置墊層:(1)地下水位高,排水不良,路基經常處于潮濕、過濕狀態的路段;(2)排水不良的土質路塹,有裂隙水、泉眼等水文不良的巖石挖方路段;(3)季節性冰凍地區的中濕、潮濕路段,可能產生凍脹需設防凍墊層的路段;(4)基層或底基層可能受污染以及路基軟弱的路段。

6.現行瀝青路面設計規范還規定瀝青混合料的空隙率較大、路面滲水嚴重時宜設上封層。可以看出,現行規范對瀝青路面水損壞的防治還停留在給出設計原則階段,因而是粗線條的,對于中央分隔帶、路緣石如何設計、路面結構組合應選用哪些類型的混合料還不夠詳盡,不能很好地指導建設、施工。

三、影響瀝青路面水損壞的路面結構因素分析

路面結構組合和路面排水設計合理時,路面排水通暢,路面結構內部基本無積水或不至于產生動水壓力,有利于瀝青混合料的水穩定性,反之則不利于瀝青混合料的水穩定性。

(一)路面結構組合設計

1.材料――瀝青混合料類型。瀝青混合料為全開式結構或密實式結構時,路面不易發生水損壞;瀝青混合料為半開式結構時,路面易發生水損壞。隨著公稱最大粒徑的增大,滲水系數將增加,所以為了做到密水,減小公稱最大粒徑是有效的。

施工失敗時以上關于瀝青混合料類型對路面水損壞的影響的分析不適用。瀝青路面密實度小,則孔隙率大,路面結構內部積水,在車輛荷載作用下易產生動水壓力。

2.結構組合。路面結構組合設計包括給路面不同層位選擇恰當的材料類型,保證路面結構的整體承載力和水穩定性。這包括選擇密實而具有良好骨架結構的瀝青混合料,使得路面不至于發生表面型水損壞;選擇良好的透層和粘層材料,使得路面整體強度足夠,不至于發生內部型水損壞;處理好接縫,避免縫邊級配離析和壓實不足。

例如,近年來廣泛采用的三層式瀝青路面結構中,上面層普遍設計為AK類瀝青混合料,是一種半開式結構,再加上施工離析等原因,路面水損壞嚴重,在排水不暢的橋面情況更嚴重;下面層普遍設計為AC-25I型,而實際使用效果該層由于施工離析嚴重,導致透水嚴重,大量發生內部型水損壞,使得路面疲勞耐久性差,有時甚至中面層AC-20I型瀝青混合料也存在相同的問題。湖北省和廣東省就提出將下面層設計為AC-20I型瀝青混合料,這一建議顯然具有進步性。但是,由于加工更小粒徑的碎石工藝流程更繁雜、產量更低和單價較高等原因,這一建議一直沒有得到采納。

對于瀝青面層的厚度與公稱最大粒徑的關系一定要引起注意,必須保證厚度不小于公稱最大粒徑的3倍,對SMA要求甚至更高。然而,國內一些高速公路建設忽視了這個問題,例如有些公路由于造價的原因減薄了路面結構厚度,卻沒有相應調整瀝青混合料類型,導致兩者不相匹配。厚度與公稱最大粒徑不相匹配一般是厚度偏薄,其后果是級配離析嚴重,表面缺粒嚴重,導致壓實離析,路面滲水。相反的例子是,施工單位私自調整級配,名義是按設計混合料類型施工,實際調細級配甚至將公稱最大粒徑減小一個篩孔,使得上述不良現象大大減輕甚至基本消失。

由于國內長期以來注重路面平整度等原因,路面結構設計的主流一直是半剛性基層瀝青路面,對于柔性基層結構使用較少,在瀝青下面層和上基層之間采用碎石層作排水層的做法自然就難以實施。許多國家在水泥穩定碎石集料上面設置級配碎石層作為過渡層,以減少路面的開裂和有利于排水,成為倒裝結構,如南非、法國和德國等。我們經常說有些國家也使用半剛性基層,實際上是組合式基層瀝青路面。

過去較多地使用乳化瀝青類、稀釋瀝青類材料作為透層、粘層,但實際使用效果較差,不僅層間脫空,而且水容易滲透進入路面結構,或積存在上基層表面,造成瀝青路面唧漿等。稀釋瀝青類材料作為透層、粘層存在的問題是,我國工程建設往往工期十分緊張,特別是新建公路,有時存在作為稀釋劑的煤油還沒有揮發就攤鋪上一層混合料,影響了路面質量。近年來較多地使用熱瀝青類材料作為透層、封層,層間結合加強的同時,路面結構防水能力也得到加強。

近年來越來越注重施工縫的設置,這也是結構方面的很好的考慮,例如,相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應錯位1m以上,上面層應采用垂直的平接縫。上、下層的縱縫應錯開150mm(熱接縫)或300～400mm(冷接縫)以上。這些措施有利于防止集料離析上下重疊或左右緊鄰,防止形成聯通的透水面積。

(二)路面排水設計

路面排水設計與瀝青路面水損壞密切相關,適當的路面排水設計與路面結構設計組合可以極大地減緩路面水損壞。路面排水設計應遵循幾個原則,使得路面降水盡快通過路表逕流排走,進入路面結構內部的水以盡量快的速度通過路面結構內部排水系統排走。

1.中央分隔帶排水。在我國,中央分隔帶植樹防眩而不加封閉帶來的水損壞現象一直以來沒有得到改善,但近年來,一些公路特別是改擴建的公路開始將植樹以外的面積采用漿砌片石等措施進行封閉。遭受抱怨的還有反濾土工布被立柱打穿,造成中央分隔帶滲水,但可從設計上檢查立柱尺寸是否足以穿透土工布。

2.硬路肩排水。擋水式的路緣石使路面表面排水滯留在路面上成為水坑,也妨礙了具有一定透水能力的表面層的內部積水從硬路肩排出。近年來較多采用了平放的路緣石,不至于使水滯留在路面上。

3.路面結構內部排水。挖方路段的排水往往是薄弱環節,尤其要注意邊溝的深度,不僅能排路表水,還應能排結構層的水,使路面內部的水能排入邊溝。路基中有地下水或裂隙水冒出時,將使路基含水量過大,承載能力嚴重降低,所以挖方路段的縱向排水盲溝也是很重要的。在瀝青層下設置排水層,可以是級配碎石層,也可以是嵌擠良好的瀝青或水泥穩定碎石(或貫入式結構層),空隙率應達到15%以上。但施工期間必須保證路面不被污染,以防止將空隙堵住。

(三)施工質量和工藝

施工質量和工藝的可靠、合理是一切設計得到體現的保證,是工程建設的生命。沒有施工質量和合理的工藝作保障,任何完美的設計都只是一紙空文。

以上路面材料、結構組合和路面排水系統等幾個影響因素都對瀝青路面水損壞存在影響,相互之間一方面普遍存在聯系,另一方面又存在相對獨立性。它們是通過瀝青與集料在靜、動水壓力作用下的持續粘附能力這一內部影響因素而相互聯系的,故屬于內部聯系、本質聯系。

四、瀝青路面水損壞的室內試驗研究方法簡介

一般而言,瀝青路面水損壞研究以瀝青路面在車輛荷載和路面結構內部水的雙重作用下的損壞為研究對象。沒有車輛荷載的作用,動水壓力無從產生;沒有路面結構內部水的存在,即使有車輛荷載,也不會產生動水壓力,故車輛荷載和動水壓力對瀝青路面的水損壞研究缺一不可。

目前,有關水對瀝青混合料性能影響的研究大部分集中在分析瀝青混合料的水敏感性和抗水損壞材料的開發上,而有關水的作用對瀝青混合料長期性能的影響,以及路面在此條件下的疲勞壽命衰減等方面的研究工作進行得較少。

常規的描述水對瀝青混合料性能影響的試驗方法大致可分為兩類:

一類是將未經壓實的松散瀝青混合料浸于水中一段時間后,主觀評價或利用試驗儀器檢查集料裹覆瀝青膜的剝蝕程度,并據此作為判定瀝青混合料水穩定性的依據。這類方法以水煮法、浸水法和光電分光度法為代表,美國SHRP研究內容中還發展了一種攪動水凈吸附法。目前有研究改變這類試驗的試驗參數如試驗溫度、試驗時間等進行試驗,取得了初步效果。

另一類評價方法是將瀝青混合料試件或芯樣置于一定的水浸蝕環境條件下,以某些物理力學指標的衰減程度來表征混合料的水穩定性。這類方法有馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗、洛特曼試驗、改進的洛特曼試驗以及浸水輪輒試驗等。

也有過一些研究從一定角度模擬了水對瀝青混合料的動態作用,如Jimenez在亞利桑那大學提出重復孔隙水壓力的作用。為了能夠模擬孔隙水壓力,將試件浸入水中,同時施加一個能夠產生35～217kPa的孔隙水壓力的循環應力作用。Jimenez認為這個水壓力范圍與飽和狀態瀝青路面在車輛荷載作用下產生的孔隙水壓力范圍是相吻合的。

工欲善其事,必先利其器。恰當的試驗方法是通向研究成功的第一步,也是關鍵的一步。在目前瀝青路面水損壞普遍嚴重存在的情況下,研究有效評價瀝青混合料或瀝青路面水穩定性的室內試驗方法,是十分有必要的,也是十分緊迫的。

五、瀝青路面水損壞的現場試驗研究方法

為了使瀝青混合料水穩定性研究符合實際、接近實際,光憑室內試驗分析是不夠的,有必要在實體工程中開展現場試驗研究。然而到目前為止,國內外還沒有完整地提出過進行瀝青路面水損壞現場試驗研究的思想,已有的研究還只限于在路況調查階段對瀝青路面水損壞進行分類、歸納、統計和分析查明原因。瀝青路面水損壞現場試驗研究方法的提出,無疑將成為本課題研究的一個創新點。

1.比較研究不同結構組合瀝青路面的水穩定性,如半剛性基層與瀝青穩定基層瀝青路面,又如表面層設計為AK-13A、SAC-13的和SMA-13A的進行比較,中、下面層設計為AC類結構的和FAC類的結構進行比較,層間結合采用乳化瀝青的和采用熱瀝青的進行比較,下封層采用應力吸收層的與采用熱瀝青上撒布瓜米石的進行比較。比較的具體方法可以采用現場病害調查(反映表面水損壞情況),也可以采用路表彎沉檢測分析(反映內部水損壞情況),既能調查得到需要的數據,又不對路面造成破壞。

2.利用TBR儀等無損檢測手段檢測路面結構內部實際含水情況,比較不同路面結構表面和內部排水設計的瀝青路面的水穩定性,例如對是否設置排水墊層的路面進行對比,對是否封閉中央分隔帶除植樹以外部分的路面進行對比,對是否設置硬路肩路緣石的路面水穩定性進行對比。

3.利用動水壓力測試系統,對車輪荷載作用下動水壓力進行測試,為路面結構受力分析提供更多參數。

4.利用公路改擴建的機會,進行開挖試驗,檢驗不同路面結構組合、不同路面排水設計情況時的瀝青路面水穩定性。

六、結語

瀝青路面水損壞涉及設計、施工和養護等眾多環節,而路面結構設計的影響尤其重要。針對瀝青路面水損壞的現狀,顯然應該從設計的角度下更多的功夫,例如現行設計規范主要從力學的角度考慮瀝青路面結構承載能力,對水損壞的考慮就有很大的欠缺,沒有針對路面使用性能進行設計。要想在短時間內解決路面設計方法體系顯然是有不小困難的,然而,從材料的角度對瀝青路面水損壞的室內、外試驗研究也還很不夠,特別是沒有從理論上很好地解決瀝青混合料水穩定性的原理,這也是瀝青混合料水穩定性設計和檢驗的難題所在。

參考文獻

[1]沈金安. 國外瀝青路面設計方法總匯[M].人民交通出版社,2004.

[2]張林洪,等.公路排水設施施工手冊[M].人民交通出版社,2004.

[3]董澤蛟.多孔介質理論下飽和瀝青路面動力響應分析[D].申請哈爾濱工業大學博士學位論文,2006,(9).

[4]黃曉明.路面設計原理與方法[M].人民交通出版社,2001.

[5]張登良.瀝青路面工程手冊[M].人民交通出版社,2003.

[6]沈金安,等.高速公路瀝青路面早期損壞分析與防治對策[M].人民交通出版社,2004.

[7]于鳳河,等.道路改擴建工程設計與施工技術[M].人民交通出版社,2004.

[8]劉和鳳,等.高等級公路瀝青路面防排水設計[J].中南公路工程,2005,30(12).

[9]程英偉,等. 湖北省高等級公路瀝青路面面層材料選用研究[J].武漢理工大學學報(交通科學與工程版),2005,29(8) .

[10]張宏超,等.瀝青混合料水穩定性能全程評價方法研究[J].同濟大學學報, 2002,30(4).

[11]公路瀝青路面設計規范[S].人民交通出版社,1997.

篇（10）

引言

為了使路面能為交通車輛提供安全、舒適、穩定的服務，瀝青路面必須具有良好的使用性能，即在夏季高溫季節不產生車轍、冬季寒冷季節不開裂及在多雨季節不發生水損害等路面病害。因此，需要對橡膠瀝青混合料的高低溫性能及水穩性提出嚴格要求。

1 橡膠瀝青混合料高溫穩定性性能研究

通常所說的“高溫穩定性”是指瀝青路面在使用過程中受交通荷載的反復作用，容易產生車轍、推移、擁包及泛油等永久性變形的溫度范圍，一般指25℃～30℃環境溫度；同時，長時間承受荷載與高溫條件是等效的，且時間是積累的，所以，瀝青路面高溫穩定性能也包括了長時間荷載作用的情況。為了提高瀝青路面的高溫穩定性，需對瀝青混合料的高溫抗車轍能力做出嚴格要求。

通過對基質瀝青SK70#、摻量為15%、18%、20%、22%和24%橡膠瀝青制作車轍試件，并進行車轍試驗，測試橡膠瀝青混合料的動穩定度DS（單位：次/mm）如圖1-1所示。

圖1-1不同類型瀝青混合料動穩定度

動穩定度是反映瀝青混合料高溫抵抗永久變形性能的一個指標，動穩定度越高，瀝青混合料的抗車轍能力越強，高溫穩定性越好。由圖1-1可見，與基質瀝青相比，橡膠瀝青對混合料高溫車轍的改善作用非常明顯，且隨著橡膠粉含量的增加，橡膠瀝青混合料的動穩定度越大，車轍深度越小。

2 橡膠瀝青混合料低溫抗裂性性能研究

瀝青路面的開裂是在寒冷地區非常普遍的路面主要病害之一，裂縫的產生不僅破壞了路面結構的連續性、整體性及美觀，而且水分會從裂縫處不斷進入結構內部使基層甚至路基軟化，導致路面承載力下降，加速路面破壞，縱向無限長的路面開裂經過一個冬天的連續荷載后容易發生龜裂。裂縫的大量存在使路面平整度下降，降低了路面的使用壽命和質量。由于瀝青路面的開裂與瀝青混合料的低溫抗裂性能直接相關，因而可以通過測試瀝青混合料的低溫性能來預估瀝青路面的低溫抗裂能力。

通過對基質瀝青SK70#、橡膠粉摻量22%及15%、18%、20%、24%橡膠瀝青制作小梁進行低溫試驗。測試在低溫環境下橡膠改性瀝青混合料小梁的最大抗彎拉強度RB（單位：MPa）、最大彎拉應變εB（單位：×103）如圖2-1所示：

圖2-1 不同類型瀝青混合料低溫彎曲試驗結果

通過以上數據可以看出，橡膠瀝青混合料的低溫性能優于基質瀝青混合料，這是由于基質瀝青的溫度敏感性較橡膠瀝青差，同時基質瀝青的低溫延度，老化性能均比橡膠瀝青差；同時，對橡膠瀝青而言，在一定程度上，隨著橡膠粉摻量的增加，橡膠瀝青混合料的低溫性能越好，這是以為隨著橡膠粉的增加，橡膠瀝青的針入度越大，延度越大且瀝青的低溫勁度也越小。但超過一定量時，隨著橡膠粉摻量的增加，混合料的低溫性能開始下滑。

3 橡膠瀝青混合料水穩定性性能研究

水損害是瀝青路面的主要病害之一。造成瀝青路面水損害的原因，除了降雨及交通荷載的作用外，主要是由于路面排水結構設計不合理，以及瀝青混合料的水穩定性差兩個原因。

對橡膠瀝青混合料的水穩定性采用馬歇爾試驗的殘留溫度和凍融劈裂試驗的方法評價。

（1）浸水馬歇爾試驗

橡膠瀝青浸水馬歇爾試驗結果如下表1所示：

由上表3.1可以看出，相比較基質瀝青而言，橡膠瀝青混合料的殘留度有明顯提高，說明添加橡膠粉后，混合料的抗水損害能力得到了加強。

（2）凍融劈裂試驗

兩種瀝青凍融循環試驗結果如下表2所示：

從表3.2的試驗數據可以看出，橡膠瀝青混合料凍融劈裂強度比遠大于基質瀝青混合料，說明橡膠瀝青水穩定性能良好。這是由于橡膠瀝青中橡膠粉的存在讓其具有較好的高溫穩定性和較大的黏聚力，提高了橡膠瀝青混合料的黏聚能力，增強了其抗水損害能力。

4 結語

應用車轍試驗、低溫彎曲試驗、混合料浸水馬歇爾、凍融劈裂試驗分別對橡膠瀝青混合料的高溫穩定性、低溫抗裂性及抗水損害性能進行了分析。主要結論如下：

（1）與基質瀝青相比，橡膠瀝青對混合料高溫車轍的改善作用非常明顯，且隨著橡膠粉含量的增加，橡膠瀝青混合料的動穩定度越大，車轍深度越小；

（2）橡膠粉的加入極大地改善了混合料的低溫抗裂性能，提高了混合料的最大彎曲應變，使瀝青混合料抵抗低溫開裂的能力得到了提高，在一定范圍內，橡膠粉摻量越大，混合料的低溫性能越好；

（3）相對于基質瀝青，橡膠瀝青有更好的抗水損害能力，橡膠粉的加入提高了瀝青與集料的粘附性等級，增大了瀝青混合料的殘留穩定度比和凍融劈裂強度比。

參考文獻：

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1　前言：市政道路是否暢通、平整，是體現城市硬環境建設的重要指標。目前，城市道路路面使用周期大大縮短，遠遠達不到設計使用年限即出現破壞現象。尤其是城市出現某種重要賽事或是名頭大的活動，就會在各交通要道重新加蓋瀝青面層，以保證城市環境的優越性。但往往時間不長，瀝青路面的裂縫愈顯嚴重，其中網裂，龜裂，縱縫，橫縫等。其原因是多方面的，有執行標準、設計、施工方面的原因；有交通量迅猛增加的原因：有原材料質量的原因。這里通過生產實踐過程積累的經驗，針對各種導致路面破壞的各種原兇簡要闡述預防措施。

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生的結構性破壞裂縫，一般稱之為荷載型裂縫。現在路面長期受到過往車輛的超荷載作用，很快就出現各種各樣的病害。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。

2.2由于我國現行瀝青路面設計規范中規定或推薦瀝青路面采用半剛性基層。所以還存在著因為半剛性基層的溫縮裂縫或干縮裂縫引起瀝青面層產生的反射裂縫或對應裂縫。

2.3由于施工的原因產生的橫向裂縫和縱向裂縫。

3　影響裂縫產生的主要因素

3.1技術標準低：市政標準90版從1990年執行到2008年近18年標準沒有更新，而近二十年、特別是近十年隨著國民經濟的迅猛發展，城市建設也日新月異，市政道路建設跟著飛速發展，二十年前所積累的經驗數據來規范現代化建設，顯然已經不能滿足。論文參考網。由于舊的試驗技術和儀器設備的欠缺原規范所規定的檢測項目和指標也不能控制工程質量，導致雖然技術指標合格，但工程并不能滿足使用功能，造成破損，裂縫等。

3.2集料生產不規范，質量不能滿足施工要求，碎石開采企業大都是臨時職業資格，雖然國家對工程質量要求非常嚴格，但對于開采企業沒有統一標準，執行和監管力度不夠。生產企業都為小型私人企業，質量意思淡薄，難以從源頭控制材料質量。特別市政工程受地方保護影響，材料大都被區域地方民眾壟斷，施工企業很難控制。造成不用則卻的現象。生產的碎石材料特別是含泥量過高，其會使瀝青粘度降低，混合料強度降低。另外影響市政瀝青路面質量的還有應用了河砂，傳統工藝中應用河砂比例太大，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，對瀝青指標會有一定的破壞作用，所以增加了混合料的流值和降低了強度。而目前高等級公路都不允許使用天然砂，而代替采用玄武巖或石灰巖加工的人工砂。

3.3瀝青及瀝青混合料的性質

瀝青質量，由于部分施工單位所采購的瀝青,標號達不到要求,導致瀝青與礦料之間的粘結力低或瀝青低溫脆性大,高溫穩定性差,從而導致油層松散。瀝青和瀝青結合料的性質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鍵。在瀝青性能指標中，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,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,瀝青材料會由于收縮作用而產生脆裂破壞。在水分和溫度作用下,瀝青材料與礦料間的粘結力降低,瀝青面層就會出現松散、剝落等破壞。久而久之,形成惡性循環,使得路面通行能力大大降低。由于特殊原因(如拌和機的拌和、人為因素),使得油石比不合理。論文參考網。油石比偏大容易形成波浪、油包;偏小則容易引起滲水、裂縫、網裂和松散等。

3.4基層材料的性質

市政工程原設計基層材料一般都為石灰土基層，在施工過程中石灰含量控制不好，使其強度遠遠不能滿足城市交通的影響，基層是道路承重的主要結構，基層破損必然導致路面破損。施工中基層平整度不好及強度不均致使基層塌陷將直接反應至面層。基層結合料偏少、混合料拌和不均勻、基層存在夾層、基層失養干裂、未形成早期強度和過早鋪筑油層都將影響基層的抗壓、抗拉強度和剛度,導致路面產生波浪、油包、網裂等病害。

3.5施工因素

在保證基層質量的前提下，嚴格控制瀝青路面施工質量，特別是生產溫度的控制，包括拌合溫度，運輸溫度，碾壓溫度，關鍵拌合和碾壓溫度必須嚴格控制；另一方面施工接縫，市政道路越來越寬，攤鋪機有效攤鋪寬度為7.5～12.5米，對于36～48米寬的路面必然會產生接縫問題，那么采用熱接縫或雙機聯鋪或多機聯鋪最有效消除縱縫的方式。施工中面層厚度達不到設計要求也會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《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》非常全面具體得對城鎮道路工程進行了技術指標的規定。根據規范，通過路面結構設計和厚度計算可以滿足瀝青路面強度和承載能力要求，基本解決荷載型裂縫產生的問題。對于如何避免或減輕非荷載型裂縫的產生，應從設計與施工、原材料控制及設備配置等方面來進行考慮。

4.1設計方面

4.1.1在進行半剛性路面設計時，首先應選用抗沖刷性能好、干縮系數和溫縮系數小、抗拉強度高的半剛性材料做基層。

4.1.2選用松弛性能好的優質瀝青做瀝青面層。在缺少優質瀝青的情況下。應采取改善瀝青性質的措施添加改性劑、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產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格。

4.2 施工方面

在半剛性基層上預設伸縮縫，避免溫度變化產生后期裂縫。透層或粘層完成后，應盡快鋪筑瀝青面層。嚴格控制瀝青混合料的拌和質量。設置瀝青拌合料成品料倉，控制成品料倉料位，防止卸料離析。提高面層攤鋪質量。在攤鋪混合料時，運距不能過遠，攤鋪溫度應控制在130℃～160℃為宜，攤鋪厚度均勻，保證瀝青面層的壓實度，壓實設備數量應配套，碾壓遍數不能太少，以免混合料孔隙過大：一般不能進行補料，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、橫向接縫應緊密、平順，各幅之間重疊的混合料應用人工鏟走。

4.3原材料及管理措施

加強原材料的檢驗工作，對質量不符合要求的材料，絕不能使用。混合料的骨料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、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添加一定數量的抗剝落劑或石灰粉，確保混合料的抗剝落性能，同時應盡量降低骨料的含水量。混合料使用的礦粉要進行搭棚存放，做好防雨防潮措施。

5　結束語