沥青路面结构设计论文范文

导语：如何才能写好一篇沥青路面结构设计论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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1沥青路面结构的透层技术应用功效

①合理连接沥青路面的不同施工结构层。按照高速公路路面结构设计，各结构层之间的接触面应为安全性连接系统。因此，借助沥青透层的应用，原本粘结力不强的内部结构沥青层与非沥青层之间将建立更紧密的结合，极大地改善了路面各结构层的整体性，也可有力避免各结构层之间出现的滑移安全隐患。②液体沥青的在结构表层出现程度不一的渗入作用后，将直接填充基层结构中的孔隙或集料间隙，使得各空隙直接封闭，避免雨水渗入存留加重基层侵蚀软化，可有效提升基层结构的稳定性。③高速公路的半刚性基层常要经碾压、洒水养生等处理，其间可致大量粉尘飞扬，可能加重细集料与粗骨料之间的不结合问题。透层的应用能够稳定浮尘，并加强粉尘与粗骨料层间的结合，降低软弱结构层的出现。④沥青透层的应用，可在基层均匀铺就防尘保护沥青层，在提高基层表面强度的同时增加抗摩擦力，避免基层结构的开裂等事故发生。

2高速公路的沥青透层施工技术应用关键要点

（1）设施准备透层施工要按工艺要求来准备合理的施工设备，提前备好试验检测仪器、液态沥青调制设备、洒布设备等物品，并对所有设施设备进行试用检验，确保设备的性能良好。（2）材料选择常规以透层油为透层材料，液体石油沥青、煤沥青、乳化沥青等都能作为透层材料，透层油的选择需参考基层类型，同时还应掌握不同透层油的性能优缺点。液体石油沥青即汽油、柴油、煤油等石油产品，经必要处理并混合沥青材料而成，属于目前沥青路面应用最广的透层油。大量理论研究与工程实践证实，只有混合沥青与石油两种化学物质才能发挥更好的渗透效果，渗透深度越大则沥青路面的生命周期越长。乳化沥青顾名思义就是固态沥青经高温乳化后形成，整个生产过程涉及更多化学原理与机械操作，因而更加复杂。煤沥青在日常工程中并不多见，原因在于煤沥青毒性较重。总的来看，三种透层油的渗透效果由高到低排位依次为：煤沥青、液体石油沥青、乳化沥青。（3）浇洒操作高速公路的路基施工完成后，路面沥青透层可选在基层上表面养护水分变干后，以计算机实现沥青机对接。当然，基层上表面的养护水分不能过于蒸发干燥，否则还需认真清扫和擦拭表面。公路路基若短时间内完成，需要积极完成异物清扫并淋洒水分进行湿润，等水分晾干后再予以透层施工。透层浇洒工作前，各种建筑构造物应要求施工人员加强安全保护。沥青路面的沥青透层洒布后，理想状态就是保持液态物质不随意流淌，且应直至渗透基层深处。

3沥青路面的透层技术应用实例分析

3.1工程实例基本情况。某高速公路第二标段全长23Km，其中公路施工工程量设计为：上面层为改性沥青马蹄脂施工；中面层为改性沥青混凝土施工；下面层为沥青混凝土施工；底基层为水泥稳定碎石施工，并设计有低剂量的水泥碎石处治层。该路段路基以整体、分离式相互结合来完成设计施工，整体路基26m宽，分离路基单幅宽13m。整条高速公路的设计车速达到100km/h。在某施工桩号处，要求在20cm水泥稳定碎石基层上表面顶面组织开展透层技术施工。该工程中所用到的沥青透层材料中，以高渗透乳化沥青作透层油，经过实验测定，该透层油完全满足JTGF40-2004规范中的质量要求。下表即为技术指标：3.2沥青路面透层施工的方法要求。（1）施工前的准备工作完成各材料的入场试验，严格落实材料的达标合规；完成施工设施设备以及机械装置的检查保养与试运行，确保配件充足、性能良好，认真确认沥青洒布车的整体情况，标定喷洒量；完成水泥稳定碎石基层上表面的清洗，先用竹帚整体清扫，后用鼓风机吹尽浮灰，最后以高压水完成冲洗。（2）透层乳化沥青的喷洒喷洒前应指定专人测定乳化沥青用量，调用智能型沥青洒布车完成一次性液态沥青的浇洒，并以人工方式补喷遗漏点，控制喷洒量，一旦出现过量情况则需要以碎石屑或砂灰粉吸油并做好碾压；喷洒透层油后注意加强现场检查，避免有车辆等机械设备行动所造成的油皮现象，而对透层油渗透深度不达标处，还需积极采取措施进行整改。（3）加强行动管制提高透层稳定性透层施工完成后的养护成型期间，现场应实施严格的行动管制，特别要求车辆与行人不得入内破坏。行动管制需要施工人员与项目管理的经理部门进行沟通并紧急协商出台行动管制方案，重点限制交通，以确保施工养护成型时间足够。施工方应在现场增设断道通知，并设反光标志进行标识。3.3沥青路面透层技术应用的质量检查检验标准。

4结束语

高速公路每日所承受的车辆荷载量十分巨大，因而需要不断提升公路整体性能，需要增加路基路面结构的稳定性。沥青路面透层施工技术的设计与施工应用，应灵活挖掘透层结构之功用，正确认清透层沥青材料的技术性能，不断由专业人员研究和探索在选材、施工应用等方面的方法，才能创造更可靠的高速公路系统。

参考文献

[1]王剑英.高速公路沥青路面透层技术功能与材料应用[J].北方经贸,2015(3):65-65.

[2]翟永强.浅谈高速公路路面透层沥青施工技术[J].黑龙江交通科技,2011,34(3):35-36.

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论文摘要：主要对高等级公路沥青路面层间处理技术问题进行了探讨，首先概述了路面结构设计的目标和方法，然后分析了沥青路面层间状态的影响因素，最后探讨了沥青路面层间的处理技术。

论文关键词：高等级公路；沥青路面；层间

1 路面结构设计理论

1.1 路面结构设计的目标

路面结构设计的基本目标就是在道路的使用寿命期限内不发生损坏，这个目标看似简单，实则很难做到，这就需要在路面结构设计时要充分考虑多个方面的因素，比如环境因素、材料因素、荷载因素、结构因素以及经济因素等等，通过这些因素的综合分析和评判，最终才可能选择一个符合实际、性价比较高的设计方案。具体而言，路面结构设计有抗滑性、平整性和耐用性三个衡量标准，抗滑性从传统意义上而言并不属于路面结构设计的内容，但是随着高等级公路的日益增多，汽车行使速度的不断提高，抗滑性越来越受到重视，抗滑性可以通过表层材料的选择和设计来实现；平整性可以减少因为荷载冲击而给道路带来的破坏性，同时可以提高行使的舒适性，由于平整性可以降低对道路的破坏，所以也间接地提高了道路的使用寿命；耐用性是路面结构设计中的核心性能，所有的设计方法都是以此为中心展开设计的，耐用性要求路面有足够的强度已达到抗变形的目的，耐用性代表了道路的设计使用寿命。

1.2 路面结构设计的方法

路面结构设计的方法根据设计机理不同分为三类：基于经验的设计方法、基于力学的设计方法和基于性能的设计方法：（1）经验设计法：包括CBR设计法与AASHTO设计法，CBR的设计思想认为路面应提供足够的质量和厚度从而防止路面层内产生压力变形，CBR的设计简单明确，适用于低等级公路的路面结构设计；AASHTO方法引入了PSI概念，PSI是指路面现时服务能力指数，反映了道路使用者对路面质量的评价，评价值在0到5之间；（2）力学设计法：主要包括SHELL设计法和AI设计法，SHELL设计法把路面看做路基、基层与沥青层三层结构，以厚度、弹性模量和泊松分别表示各层的特征；AI法把路面看成多层弹性体系，各层材料采用弹性模量和泊松比来表征；（3）性能设计法：包括SUPERPAVE设计法和OPAC设计法，SUPERPAVE设计法根据道路的使用性能进行路面和材料的设计，从而达到抗低温、抗疲劳、抗车辙的目的；OPAC法主要考虑了环境因素和交通荷载因素对路面性能的影响。

2 沥青路面层间状态的影响因素

2.1 结构及材料类型影响

当混合料施工不当时容易发生离析现象，特别是混合料最大粒径较粗、沥青层总厚度较薄并三层铺筑时更容易发生这种情况，离析后由于形成了较大的空隙率，从而无法防止路表水下渗情况的发生，而且由于其他原因产生的裂缝无法避免（特别是半刚性基层收缩残生的沥青路面反射缝），所以加大了雨水渗入路面的可能性。冰冻地区的路面，冬季毛细管聚冰导致了在春融期水分过于饱和，加上半刚性基层的透油层效果较差，水分将向上移动积存在基层表面，由于半刚性基层不透水，会导致水分无法从基层排走，如果沥青路面较薄，作用到沥青层底部的荷载压力较大，基层表面机会越容易破坏成灰浆，会影响沥青层的疲劳寿命。 转贴于

2.2 施工管理的影响

施工管理对间层的影响也不应忽视，有些施工单位施工质量控制不严格，在进行基层表面清扫时清扫得不干净、不彻底，导致了间层的粘结不好，造成了层间容易产生相对滑动，另外由于在施工期间施工车辆通行的随意性以及不禁止外来车辆的通行，也会对间层造成严重的破坏。有些施工单位为了降低工程造价，在进行面层摊铺前不对基层进行洒粘层油的工艺处理，或者在洒粘油层的施工中计量不够、油膜不均匀等都会造成层间的粘结出现问题。要解决上述问题，首先要确保加强对基层表面严格的清扫工作，对基层表面粗糙度不合格的局部路段要进行相应的处理，达到技术要求之后，才可以进行粘结层的施工，另外在施工过程中严格进行车辆管理，禁止车辆通行。

2.3 温度和水的影响

沥青对温度的敏感度很高，所以温度对层间材料的影响很大，在夏季高温时期，沥青路面的温度可以高达60摄氏度，在60度高温下进行剪切试验可以发现层间材料此时的抗剪强度已经很小了，所以在夏季高温情况下，层间材料在重力的作用下就容易发生损坏，因此在路面层间结构的设计中要注意温度对层间材料的影响。另外，水的影响也不能够被忽视，半刚性基层具有不透水的特点，水分在基层上方无法扩散而只能滞留聚积，而沥青表面层下面往往设置的是空隙率较大的沥青混合料，其空隙间充满了水分，在车辆行驶荷载的反复重压之下，水动压力会让基层冲刷破坏而软化，沥青层与基层之间会从连续状态转变成半滑动或滑动状态。

3 沥青路面层间处理技术探讨

3.1 粘结层材料功能分析

基层与面层之间的粘结层材料受力情况比较复杂，主要包括压应力、拉应力和剪应力三类受力，另外，由于道路处于自然环境中，不可避免的受到日照、温度、水等因素的影响，所以粘结层材料应该具有以下两个重要功能：（1）抗拔能力，由于汽车轮胎在行驶过程中与路面的摩擦会影响层间的粘结效果，另外启程行驶中的后轮产生的真空泵吸作用也会造成层间粘结的减弱，所以在粘结层材料选择时要注意材料的抗拔能力，否则很容易产生层间分离现象；（2）抗剪能力，如果抗剪能力不足，基层和面层之间往往会出现推移、拥包、两层皮等病害，轻者会影响路面的使用性能，严重的话会威胁到路面使用者的行车安全，所以粘结层材料还要具有较高的抗剪能力。

3.2 透层油的作用机理

透油层主要起到过渡偶合作用，当透油层撒布到基层之后，会在基层上形成一定深度的渗透，这种渗透填充了半刚性基层的表面空隙，形成了一个特殊的结构层，即偶合层，偶合层本身属于基层的一部分，降低了基层材料的模量，从而解决了有机结合料到无机结合料之间的粘结问题。透油层的作用主要体现在以下几个方面：首先提高了路面结构设计的连续性，从多层组合体系转变成连续组合体系；其次，透油层的作用相当于增加了柔性材料结构层的厚度，从而提高了路面结构的抗变形能力；第三，透油层渗入基层后闭合了基层混合料的开口孔隙，增强了基层抵御水破坏的能力；最后，透油层可以避免基层内部水分的蒸发，省去了洒水养护的成本。

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[关键词] 沥青路面；早期破损；防治措施

[Abstract] Illustrates the types of damage of asphalt pavement and analyzes the seasons of damage of asphalt pavement from both internal and external factors. At the same time, this paper puts forward the prevention from three aspects of material selection, design and construction, and analyzes the disposal method of the damage of asphalt pavement.

[Key words] asphalt pavement；early damage；prevention

中图分类号：U416文献标识码： A 文章编号：

1 前言

据相关资料统计，截止2012年底我国高速公路通车里程达9.56万公里，这其中沥青路面所占的比重非常大，沥青路面结构的早期破坏问题也日益突出。调查表明，许多公路通车一至两年以后，甚至不到一年，其沥青面层就产生了大量麻面、松散、掉粒、唧浆、坑洞、网裂等破坏现象，结构内部剥蚀程度相当严重。

2 沥青路面早期破损类型及产生原因

2.1裂缝类

裂缝主要表现为龟裂、网裂和各种形式的纵横裂缝。路面裂缝使雨水很容易渗入沥青混凝土路面的面层、基层甚至土基内部，形成对路面的浸泡，降低了路基、基层的结构强度和面层的耐久性。

根据裂缝产生的原因，又可分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝两大类。荷载型裂缝主要是沥青路面在行车荷载作用下而产生的裂缝。非荷载型裂缝主要是温度收缩裂缝和温度疲劳，温度收缩裂缝一般起始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸, 且随着时间的增长、沥青的老化, 沥青面层的抗裂缝能力逐年降低, 温度收缩裂缝也随之增加；温度疲劳裂缝由于环境气温反复升降，在沥青面层中产生的温度应力日复一日地反复作用在沥青面层中，沥青面层产生疲劳开裂。

2.2 变形类

沥青路面变形类破损主要包括车辙、波浪、拥抱。车辙主要出现于行车轮带处，是路面结构及土基在行车荷载作用下的补充压实,以及结构层中材料的侧向位移产生的积累所形成的永久变形。车辙的产生主要是在高温和荷载的综合作用下，荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限,使流动性变形不断积累,形成流动变形和失稳性变形。

波浪和拥抱的产生主要是由于沥青面层过厚、热稳定性差、面层与基层之间的粘结强度低，在车辆荷载水平作用下产生推移，形成高低不平的波浪形变形，严重时形成拥抱。

2.3 松散类

松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落, 从表面向下发展的渐进过程。集料颗粒与裹覆沥青之间丧失黏结力是颗粒脱落的主要原因。

2.4 泛油类

泛油是沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动, 使表面有过多沥青的现象。油石比偏大是出现泛油现象的主要原因，另外，高温季节雨水侵入沥青混凝土内部后，如沥青与矿料的黏结力不足, 沥青很快就会从集料表面剥落并向上移动，也会产生更严重的泛油现象。

3沥青路面早期破损的预防

预防沥青路面早期破损的出现，主要从材料的选择、结构设计、施工控制这三个环节入手。

3.1 材料的选择

在寒冷、阴湿地区，要选用稠度小、针入度大和低温延度大的沥青，以提高混合料的低温抗裂性；骨料优先选用碱性石料，且级配良好、针片状含量少，当采用酸性石料时，必须掺入抗剥离剂等活性物质，改善石料和沥青的粘附性；在高等级公路施工中，尽量采用改性沥青，提高沥青的粘度和稳定性。

3.2 路面结构设计

对于沥青面层的设计，最主要的是要选择合理的沥青面层级配类型。按照美国对Superpave和SMA的综合研究，对沥青混合料要求目标空隙率控制在4%左右。但一般认为，沥青混合料的设计空隙率控制在3%~5%的范围内是适宜的，这可同时兼顾混合料的高温性能和水稳定性。至于空隙率与构造深度的矛盾,可以考虑同时采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)和改性沥青。

3.3 路面施工要求

由于施工工艺和程序控制不严格造成的路面缺陷主要有以下几方面：一是路面离析和不均匀严重，这样容易造成局部渗水，使路面出现病害；二是施工中压实不足，由于片面追求平整度，不能在温度较高的时候及时压实，不敢采用轮胎压路机，这样就造成了路面表层看起来很平整，通车不久就很快衰减；三是施工污染。沥青面层一般分为二层或三层，施工中把路面底层弄脏了，造成了层与层之间形成不了一个有机的整体，从而降低了路面结构层的承载能力。

因此，一定要严格控制施工工艺和程序，保证沥青混合料压实度、厚度及平整度达到设计和规范要求；有条件的话可采用大动力机械拌和设备，以便更好做到沥青混合料拌和均匀、油石比控制准确。

4 沥青路面早期病害处治措施

目前，国内外对沥青路面小面积早期损坏的修补方法有：传统修补方法、红外辐射修补方法及热辐射加热修补方法。

4.1 传统修补方法

传统修补方法是先划出所需修补坑槽的轮廓线，沿轮廓线用切割机切割至坑底稳定部分。然后用风镐、液压镐或铣刨机去除沥青路面的损坏部分, 将开挖后的沥青块、尘土、废渣清扫，废渣的清除要见到稳定面为止，同时将坑边四周的杂物清理干净。接着，喷洒粘层油，采用的粘层油可用改性乳化沥青或石油沥青，用量一般为0.4kg/，用手工或小型机具喷洒进坑槽及坑槽周边。最后利用综合养护车在现场拌制沥青混合料并将其填入坑槽, 摊平后用压路机压实。

4.2 热辐射加热修补法

热辐射加热修补方法是利用辐射加热技术来加热损坏的沥青路面，然后在补充些新的沥青混合料、摊平、压实。该方法类似于再生路面，这是因为两种方法都会利用原路的废旧沥青混合料，不同于再生路面的是，热辐射加热修补法没有将新的混合料与旧混合料混合，而是采用加热的方法将二者结合在一起。

4.3 红外加热修补法

红外加热修补是以液化石油气为燃料加热红外线辐射板, 利用红外线辐射加热损坏路面, 然后摊平并压实。这种方法与热辐射加热修补方法相似，只是加热的方式不同。

综上三种处治方法，后两种方法虽然无废弃旧料, 环保性较好，但由于没有对原路面结构进行深层处治，不能对病害进行较为彻底的处治。

5结语

沥青路面技术及新材料日新月异，为解决我国沥青路面早期破损问题，我们必须在学习新技术、应用新材料、认真总结自身经验教训的基础上开拓进取、深化研究。

参考文献:

[1]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[2]邓学均.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]沈金安.改性沥青与SMA路面[M].北京:人民交通出版社,2001.

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关键词：沥青路面；集料；级配；结构设计；I法；贝雷法；Superpave；

中图分类号：U416.217文献标识码：A 文章编号：

1前言

2003年以前，我国大部分的高速公路沥青路面面层结构厚度几乎都是4cm的沥青混凝土上面层加上5cm沥青混凝土中面层再加上6cm沥青混凝土下面层[1]。在执行规范的时候，相关部门没有根据当地的实际情况，对技术要求进行科学的、辩证的分析；没有根据当地的材料、施工水平、经济实力，尤其是使用多年的成功经验，规定更具体的指标。当然采用SBS、SBR、PE改性沥青和PR颗粒改性剂或同时使用多种措施，提高沥青混合料的高低温性能，这些措施无疑是起到了一定的作用，但是，一吨改性沥青的价格比普通重交沥青高50%，抬高了高速公路的造价。因此，寻求一种经济合理技术上可行的方法，即立足当地材料，从集料的级配入手，就可提高沥青混合料的高温路用性能的方法是非常必要的。本文针对湖南省的气候特点，通过计算分析，提出适合湖南省气候区的集料级配建议范围，以及经过试验路段的验证结果，供设计和施工者参考。

2 集料组成的理论研究

2.1“I”法

该法是20世纪70年代国际上经过研究提出的方法，其计算公式[1]为：

P=P0Ix

式中：P为不同粒径d处的通过率（%）；P0为最大公称粒径D处的通过率（%）；I为通过率系数；x为级数，x=3.32Lg(D/d)，即粒径每递减1/2为一级。

2.2“贝雷法”

该法由美国伊利诺伊州交通部Robert D.Bailey先生发明，经过Heritage Research Gyoup近十年的内部使用和普渡大学进一步研究、实践和验证，认为该方法设计的沥青混合料具有良好的骨架结构，同时可以达到密实的效果。 “贝雷法”设计依据的数学模型是平面模型。根据该数学模型，沥青混合矿料组成中可分为形成骨架的粗骨料和形成填充的细集料。形成填充的粒径与骨料直径的关系根据圆形与片状的不同，其系数大致为0.15~0.29；为了统一考虑，形成第一级填充的细集料平均直径为公称最大粒径的0.22倍，即公称最大粒径乘以0.22为主要控制粒径，其设计原理是级配要求细集料的体积数量等于粗集料空隙的体积。同样，细集料也按照此原理分成细集料中的粗集料与细集料中的细集料，并形成依次的填充状态。

为了约束粗集料部分的离析现象和压实不稳定性，对级配的粗集料部分组成提出按CA比控制，即CA比=（D/2粒径处的通过率-F1粒径处的通过率）/(100%-D/2粒径处的通过率)。同样，为了保证第二级和第三级形成嵌挤状态，采用FAC比和FAF比对级配的细集料部分的嵌挤进行约束，即FAC比=F2粒径处的通过率/F1粒径处的通过率；FAF比=F3粒径处的通过率/F2粒径处的通过率。

式中：D为公称最大粒径处，D/2为公称最大粒径的1/2处；F1为粗细集料的分界点，在公称最大粒径的0.22倍处，是形成嵌挤的第一级分界点；F2为第二级分界点，为F1的0.22倍处；F3为第三级分界点，为F2的0.22倍处。

2.3“I”法与“贝雷法”之间的联系

由“I”法的通过率P=P0Ix，令x1为最大公称粒径1/2处的指数，x2为最大公称粒径0.25倍(采用林秀贤教授的建议值)F1处I的指数，x3为F2处I的指数，x4为F3处I的指数，代入公式x=3.32lg(D/d)，得x1=1,x2=2,x3=4,x4=8，代入“贝雷法”的粗细料率AC、FAC、FAF的计算公式，得

AC=(P0×I-P0×I2)/100%-P0×I)

FAC=I2

FAF=I2

通过上述推导建立了AC、FAC、FAF与“I”法之间的联系，“I”法计算集料级配时，当集料从中心控制点（最大公称粒径的0.22倍，实际上是最大公称粒径的0.25倍），上面通过时（细型），d＞2.36mm时，I=0.73~0.79；d＜2.36mm时，I=0.69；当集料从中心控制点下面通过时（粗型），I=0.64~0.70（表1、2）

表1：集料在D处的通过率90%时的值

表2：集料在D处的通过率90%时的值

3湖南地区高速公路沥青路面的集料级配和结构设计

湖南省位于长江以南,纬度偏低,为大陆性特征明显的中亚热带季风湿润气候。春季雨水较多，夏季高温多雨，秋季秋高气爽， 冬季比较寒冷。年降雨量偏大，沥青混合料的水损害的可能性较大，在路面的集料设计和结构设计时，主要应考虑路面的高温和低温性能及抗水性能。高温要求和低温要求发生矛盾时，应以提高其高温抗车辙能力为主，兼顾低温抗裂性能的需要，在减少4.75mm及2.36mm的通过率的同时，适当增加0.075mm的通过率，使其级配范围成S型，并取中等或偏高水平的设计空隙率。Superpave要求设计空隙率为4%，当施工压实度达到97%时，竣工的空隙率≤7%，这是为防止渗水的界限。大量资料已经证明，当空隙率＞8%，特别在8%～12%间，渗水严重，同时在空隙率＜5%时，沥青老化很轻微，而空隙率>7%后，沥青老化则急剧增大。如设计空隙率太小，例如＜3%，甚至2.5%，则在高温时，由于沥青膨胀而造成泛油或车辙，也已为实践所证明。Superpave施工指南建议，沥青路面结构层厚度应等于或大于集料最大公称尺寸的3倍，对粗的混合料，结构层厚度应大于集料最大公称尺寸的3倍。按此原则，AK-13最大公称尺寸为13.2mm，则路面结构层厚度应大于等于4cm，AC-16Ⅰ最大公称尺寸为16.0mm，则路面结构层厚应大于等于5cm，AC-20Ⅰ最大公称尺寸为19mm，路面结构层厚度应大于等于6cm，AC-25Ⅰ最大公称尺寸为26.5mm，则路面结构层厚度应大于等于8cm。这个原则正逐渐被认可，按此原则确定的路面结构层厚度在施工中更便于压实，混合料离析程度减轻，使用效果也相对更好。从路面结构的受力分析：上面层主要受剪应力、压应力、弯拉应力，中面层主要受压应力，下面层主要受弯拉应力。 剪应力不足容易形成沥青路面的推移，压应力不足容易形成沥青路面的压密型车辙，弯拉应力不足容易形成沥青路面的弯拉疲劳裂缝。从结构受力的角度考虑，结合湖南气候的特点、集料的级配组成，设计上面层、中面层时应采用集料从中心控制点下面通过的骨架密实结构，用I=0.70-0.79计算级配组成。根据林秀贤教授的研究，上面层I 为0.64~0.65 ，适用于大交通和高温地区，要求的压实功比较大；中面层和下面层采用集料从中心控制点上面通过的悬浮密实结构，抗拉强度大，较易压实，I=0.79 时CA比接近0.8的极限，为防止推挤，粗集料尽量采用I的中值，即0.76附近为宜；厚度应为最大公称粒径的3倍为宜（表3）。

表3：湖南地区沥青路面面层集料级配和厚度表

4试验路段应用检验结果

2005年，湖南省高速公路工程指挥部经申报批准，成立了“湖南省高速公路路面早期车辙病害及耐久性研究”课题组，依托长张高速公路未完成的10km路面工程，开展了试验研究。试验路铺筑制定了10cm、12cm、13cm的两层结构和15cm、18cm的三层结构，不同沥青胶结料（AH-90、AH-70、SBS、SBR改性沥青），掺加纤维与不加纤维的比较，所有沥青混合料用水泥和石灰代替部分矿粉，不掺加抗剥落剂；根据上述集料级配范围，采用美国SHAP计划提出的体积设计方法(2004规范已纳入），用旋转压实仪成型试件，用车辙试验仪测定沥青混合料的高温路用性能（动稳定度表示）,其室内外部分试验结果如表4所示。

表4：沥青混合料高温稳定性（车辙试验结果）统计表

5结论

由于集料级配采用“I”法设计，以贝雷法检验集料的骨架形成，因此该集料级配满足规范的级配范围（比规范的级配范围窄）。按该级配范围设计的沥青混合料形成一个多级嵌挤骨架密实结构，其结构具有较强的高温稳定性（抗车辙能力），且表面粗糙，可满足抗滑要求；同时，按4%的空隙率设计，施工时严格控制，剩余空隙率在大于3%、小于7%之间，不透水，增加了沥青混合料的耐久性。试验表明：（1）一般上面层若采用改性沥青，每吨沥青胶结料的费用比普通沥青加50%，动稳定度比规范要求的SBS提高2.08倍，SBR提高1.08倍；而普通沥青动稳定度比规范70#提高5.93倍、90#提高2.96倍，说明用增大投资来提高混合料的稳定性，还不如优化集料级配带来的效果。因此，提高抗车辙能力要从集料的质量和级配入手。

（2）级配一定的情况下，用于上面层的70%沥青的抗车辙能力比90#沥青高2倍，中面层高30%，下面层主要以抗弯拉设计，抗车辙能力几乎相当。

（3）如果掺加纤维，沥青用量增加，沥青混合料的拌和时间延长10～15S，要求高温碾压完成，对施工要求较高，局限性比较大；但掺加纤维比不掺加纤维的混合料的动稳定度提高不大—— 90#提高80%，70#提高17%。

参考文献

1 林绣贤, 论Superpave的集料组成与油石比【J】, 石油沥青，2003.17（增刊）：44。

2 杨永顺，房建果，王林, 多级嵌挤密级配沥青混合料的设计【C】中国公路学会, 第五届全国路面材料及新技术研讨会论文集, 上海：中国公路杂志社，2004：16。

3 中华人民共和国交通部, JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范[S], 北京：人民交通出版社，2004。

篇5

关键字：沥青路面；超载；三维有限元

中图分类号：U416.217文献标识码：A

引 言

近年来，随着我国经济的高速发展，道路重载化的趋势日益明显。调查结果表明：部分车辆超载严重，超载率在50％左右，有的高达120％。大量超载车辆的出现使沥青路面出现了很多早期病害（如车辙、拥包等），严重影响了道路的使用质量和使用寿命。因此，有必要对其进行研究。

一、车辆超载的危害

（一）降低路面的耐久性

加速沥青混合料的疲劳破坏，增大路面结构的剪切变形，且容易造成矿质颗粒发生破碎而破坏，最终降低道路的耐久性。

（二）加速道路的水损害

荷载作用下轮隙与面层的交界面上产生较大的水压力和抽吸力，车辆超载时这种作用更为明显，道路的水损害也更为严重。

（三）增加累计当量轴次

研究表明：当车辆分别超载50％和100％时，沥青路面承受的标准轴载次数分别增大约3倍和5～6倍。

（四）缩短沥青路面使用寿命

车辆超载后，设计年限内车道上的累计当量轴次增加，因此，按原累计轴载设计的沥青路面不能达到设计的使用寿命。

二、有限元模型的建立

（一）基本假设

本文在模型分析中做如下基本假设：

1、路面各结构层均是均匀、连续、各向同性的线弹性体；

2、各层层间竖向、水平向位移均连续；

3、假定层间完全连续，不计路面结构自重；

4、各层在水平方向均为无限长，但厚度均有限；

5、沥青面层表面自由，在其上作用均布垂直荷载和水平荷载。

（二）边界条件

模型边界条件如下：左右边界为竖向无约束、横向固定；下边界水平向和竖向均固定，即认为距路表足够深处，竖向和径向位移为0；上边界水平向和竖向均自由。

（三）荷载形式

荷载采用标准轴载BZZ-100，轮胎充气压力为0.707MPa，将轮胎与地面的接触面等效成矩形，矩形加载可以采用正方形接触面法，其边长L=0.2m，因此，计算加载区域为0.2m。

（四）路面结构尺寸及材料参数

从理论上讲，模型尺寸越大，计算结果越准确，但模型过大会增加计算的工作量，本文根据试算，模型尺寸行车方向取10m、宽度取9m、深度取9m即可满足计算精度的要求。计算采用八节点等参单元SOLID45单元，建立三维有限元模型（见图1）。

图1有限元模型示意图

本文计算中以常用沥青路面为典型结构（见图2），

图2路面结构图

三、有限元计算结果分析

为研究超载对沥青路面的影响，本文分析了荷载为100KN、140KN、180KN时沥青路面的力学性能，道路纵坡为平坡，水平力系数取为0.2。

（一）不同荷载作用下的路表弯沉和位移分析

不同荷载作用下竖向位移和路表弯沉的变化曲线分别如图3a、3b所示。

图3a不同荷载下的路面最大竖向位移3b不同荷载下的路表弯沉

从上图可以看出，路表弯沉随荷载的的增加而增大，且成良好的线性关系。因此，超载作用下的路表弯沉较大，超载作用下的路面更容易发生开裂、沉陷、坑槽等病害。

（二）不同荷载作用下的面层剪应力分析

不同荷载作用下剪应力沿深度方向的变化曲线见图4。

图4不同荷载下面层最大剪应力沿深度方向的变化曲线

1、从上图可以看出，剪应力随路面深度的增加先增加后减小，同一深度内剪应力随着荷载的增加而增加，切成良好的线性关系。随着深度的增加以及荷载的分散，剪应力逐渐减小，在底基层底部已接趋于0。

2、剪应力的最大值出现在中面层内，且最大剪应力随荷载的增加线性增加。因此，在超载作用下，当剪应力超过该层的抗剪强度时，便会发生剪切破坏。特别是在高温季节，在荷载的反复作用下面层更容易发生剪切破坏，产生车辙、裂缝、拥包等病害。加上雨水等因素的影响，久而久之，还会引起基层的破坏。

（三）不同荷载下各结构层层底拉应力、拉应变计算

不同荷载作用下各结构层层底拉应力和最大拉应变的计算结果见表1。

表1不同荷载下各结构层层底最大拉应力值

图5a不同荷载下各结构层层底最大拉应力b不同荷载作用下各结构层最大拉应变

从表1、图5.a和5.b可以看出：

1、各结构层层底的拉应力和拉应变均随着荷载的增加而增加，且成良好的线形关系。以上面层层底为例，在荷载为100KN时，该层拉应力和拉应变分别为0.048 MPa和7.425 e-5，在荷载为140KN时，拉应力和拉应变分别为0.067 MPa和10.358 e-5，拉应力和应变分别增加了39.7%和39.9%，在荷载为180KN时，拉应力和拉应变分别为0.086 MPa和13.328 e-5，拉应力和应变分别增加了79.5%和80%。

2、不同荷载作用下的最大层底拉应力均出现在上面层表面，其次是基层层底，且上面层的拉应力随着荷载的增加线性增长，所以，车辆超载状况下的上面层拉应力极易超过该层的料容许拉应力，从而造成面层的拉裂，同样，当拉应力超过半刚性基层的抗弯拉强度，半刚性基层便很快产生裂缝，加上车辆荷载的反复作用，裂缝便逐渐扩展到面层，从而使面层产生反射裂缝，这样裂缝便从上而下贯穿整个路面结构层，在有雨水的情况下，自由水便会通过这些裂缝进入路面结构层，道路便会发生水损害。

3、不同荷载作用下的最大层底拉应变均出现在底基层层底，其次是上面层层底，且底基层层底的最大拉应变随着荷载的增加线性增长，所以，超载作用下的拉应变过大从而超过该层的容许拉应变，也容易是路面产生病害。

（四）不同荷载下各结构层层底压应力及土基压应变分析

不同荷载作用下各结构层层顶最大压应力计算结果见表2，其随路面深度的变化曲线见图6。

表2不同荷载作用下各结构层层顶最大压应力计算结果

图6.a不同荷载下各结构层层顶最大压应力 图6.b不同荷载下的土基压应变

1、从表2和图6可以看出，不同荷载作用下各结构层层顶最大压应力随着车辆荷载的增加而增加，且成良好的线性关系，相同荷载作用下的各结构层层顶最大压应力随着路面深度的增加而减小，上面层层顶的压应力约为土基层顶的60.7倍。分析其原因：由于各结构层特别是半刚性基层的扩散作用，传递到底基层和土基的压应力很小。

2、由于上面层层顶的压应力最大，所以，在超载作用下最容易产生压密变形，从而产生车辙等病害。

3、不同荷载作用下土基最大压应变随着车辆荷载的增加而增加，且成良好的线性关系，土基的变形过大也是路面发生车辙主要原因之一。

四、小结

路表弯沉、面层剪应力、各结构层的最大层底拉应力、最大层底拉应变、各结构层.0的最大压应力和突击压应变均随着车辆荷载的增加而增加，且成良好的线性关系，因此，车辆超载作用下的弯沉、拉应力等极易超过该层的设计弯沉和容许拉应力，从而造成路面产生各类病害，如裂缝、车辙等，降低路面的耐久性，缩短道路的使用寿命，因此，超载是造成沥青路面早期病害的主要原因之一。

参考文献：

[1lJTG-D50-2006公路沥青路面设计规范[s].北京:人民交通出版社,2006．

[2]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社,2001．

[3]魏连雨.车辆超载运输对沥青路面的破坏[M].北京:人民交通出版社,1996．

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关键词：高等级公路；沥青路面；病害成因及预防；

中图分类号：U416文献标识码： A

引 言

沥青铺装的路面约在公元前600年在巴比伦出现，但这种技艺不久失传了，一直到19世纪，人们采用沥青来修路。1835年在巴黎首先用沥青铺筑人行道路面，，约20年后，巴黎出现了碾压沥青路面；后来在全世界获得了广泛推广。

近年来，我国道路工程发展迅速。尤其是从经济危机之后我国为了缓解经济危机大兴土木，来加快国内的经济和路桥人才的培养。道路的建设与国民经济是不可分割的，道路四通八达，国内经济的联系网络也就开始变得密不透风，从而加快了国内生产总值的提高。从公路发展的速度来看，我国公路客运已成为主要的客运方式，公路货运量远远超过其他运输方式，这充分说明公路运输方式在国民经济及社会发展过程中发挥着愈来愈重要的作用。随着人们越来越越富裕的生活，交通量也不断的增加。城市交通的交通量日益增大，使城市道路路面面临严峻的考验，很多城市道路沥青路面均呈现出一定的早期破坏，如开裂、泛油、剥落、车辙等现象，有的城市道路甚至当年通车即发生了病害。

1道路工程主要病害

公路及相关的构造物、设施大都于自然界中。除受到交通荷载之各种复杂力系的重要作用外、还直接或间接承受温度、光照、风、雨、雪等自然因素的作用。当这些作用与公路设计中抵御或承受外力破坏能力的标准相互平衡或超出极限时、各种公路病害便产生了。常见的如裂缝、网状龟裂，松散、坑槽，油包、啃边、冲沟、塌陷、车辙、板角断裂、错台、唧泥等等。

根据自己学习范围领域，对病害问题进行阐述。

1.1国外道路存在的病害

道路在使用过程中，由于行车荷载和自然因素的反复作用，其使用性能不断恶化出现破坏，并最终导致不能再负担交通状态。

沥青铺装的路面约在公元前600年在巴比伦出现，但这种技艺不久失传了，一直到19世纪，人们采用沥青来修路。1835年在巴黎首先用沥青铺筑人行道路面，，约20年后，巴黎出现了碾压沥青路面；后来在全世界获得了广泛推广。

1.2国内道路存在的病害

近年来，我国道路工程发展迅速，随着人们越来越越富裕的生活，交通量也不断的增加。城市交通的交通量日益增大，使城市道路路面面临严峻的考验，很多城市道路沥青路面均呈现出一定的早期破坏。如沥青路面的裂缝、横向裂缝、纵向裂缝、网裂、松散麻面、坑槽、凹陷、车辙和水损害等。以下根据我们这几年来对沥青路面的实际损坏情况的调查，谈谈沥青路面常见的病害裂缝出现的原因及其预防措施

1.3选出具体的病害进行分析

裂缝是沥青路面常见的一种损坏现象，指开裂为3～5mm宽的路面缝隙，通常有发裂和较规则的纵、横裂缝。发裂指逐层出现少数孤立或环状相连的纵向小裂纹。纵、横裂缝指发生在面层的纵、横向的规则裂缝。纵缝一般多在双坡道的中线附近区域，而横缝间距呈现一定规律。

裂缝病害有纵向裂缝，横向裂缝和网裂三种形式，以下将分别介绍。

2病害分析

2.1病害产生的原因

纵向裂缝的成因

①地基原因:有些路段处于丘陵低洼、河谷处,地基土天然含水量较高,在设计及施工时未做处理,在高填土后,由于地基承载能力的差别出现不均匀沉降,造成路面纵向开裂。

②路基施工原因:如果土基施工时天气干燥,局部路堤填料土块粉碎不足,路基压实不均匀,暗埋式构造处因构造物长度限制,路基边缘不能超宽碾压,致使路基边缘压实度不够，或者混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好,都会造成纵向裂缝。

③中央分隔带、路表、边坡等渗水,使局部路基受水浸泡后承载力值降低,在动静荷载的作用下,路基滑动产生裂缝，另外填料若为弱膨胀土,如施工中未做处理,渗水后含水量变化,也会导致裂缝产生,预防纵向裂缝产生的主要措施是处理好地基,若路基分层填筑和压实得好,使路基尽可能均匀,特别在预先采取措施防止地表面水渗入地基的情况下,可以大幅度减少纵向裂缝的数量,同时显著延缓纵向裂缝出现的时间。

横向裂缝的成因

①横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。这种温度裂缝往往起始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸，并随着时间增长造成沥青老化，沥青面层的抗裂缝能力逐年降低，温度裂缝也随之增加。面层裂缝一旦发生冲刷、唧浆就会产生以缝为中心的下陷形变，同时引起裂缝两侧产生新裂缝甚至碎裂破坏。

②材料收缩引起横向裂缝。一方面在基层成型过程中,因基层材料失水收缩而形成规则的横向裂缝，另一方面基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。这两种收缩变形使面层底面承受拉力,当拉力超过沥青面层的抗拉强度时就使沥青面层底部拉裂,并随着温湿的循环变化及行车荷载的反复作用而导致沥青面层底面裂缝。

③沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。因沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料,温度下降时,沥青混合料逐渐变硬变脆,并发生收缩变形.当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝，这种温缩裂缝在北方温差较大地区初冬一般宽度为3～5mm,到严冬可加宽到10mm,最宽达到20mm,而到春季则又缩回。

网裂的成因

网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起的。一个原因可能是路面结构设计不合理,路基路面压实度不足,路面材料配合不当或未拌和均匀等使沥青与石料粘结性差；另一个原因可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,使基层表面被泡软，在汽车荷载反复作用下，粉浆通过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧浆,基层表面被逐步淘空,产生网裂。另外，沥青老化和汽车严重超载，使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要原因，为预防网裂必须加强货车的载重管理，在路面出现裂缝时要及时修补处理。

2.2病害的处治

纵向裂缝的防治

①对于缝宽小于3mm的裂缝可不作处理，大于3mm小于5mm的纵向裂缝,可将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹净尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵。

②如纵缝进一步发展,出现啃边、错台且裂缝宽大于5mm,则需铣刨上面层和中面层(铣刨宽度为裂缝两侧各1m),并对裂缝按方法①先行填实,沿纵缝铺设玻璃格栅,摊铺中面层,然后在中面层上沿纵向每隔5m设宽为1.2m的玻璃格栅,最后再摊铺上面层。

③对于尚未稳定的纵向裂缝,除按方法①处治外,还应根据裂缝成因,采取排水、边坡加固等措施,以使裂缝稳定不继续发展。

横向裂缝的防治

①对于基层开裂引起的反射裂缝及沥青混凝土温缩等引起的横向裂缝,如缝宽较小可不予处理,如宽度在3mm以上,可将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹净尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵。如缝宽在5mm以上,可将缝口杂物清除,或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净,采用砂料式或细粒式热拌沥青混合料填充捣实,并用烙铁封口。

②对于由土基沉降引起的横向裂缝,如出现错台、啃边、裂缝宽度大于5mm以上的,则需沿横缝两侧各50cm～100cm范围开槽,挖除上面层,按照方法(1)先将裂缝填实,然后沿横缝加铺玻璃格删, 格栅网孔尺寸25.4mm×25.4mm,抗拉强度要求不小于50kN/m,最大负荷延伸率不大于3%,对全线病害进行处理后，仍存在着纵横坡面的不平整，路表面弯沉不能满足原设计弯沉要求等，所以全线加铺最小厚度行车道为5cm，硬路肩为4cm的AC-16I型混凝土罩面层，采用的沥青为国产SBS改性沥青，以改善路面表面的性能。

结论

沥青路面出现裂缝是很普遍的，在各级公路中都是最常见的问题，也是不可避免的，所以只能分析产生裂缝的原因，从中找出方法更好的预防路面出现裂缝。另外，在养护上也应该加大力度，随着经济的日益发展，汽车的通行量也大大的增加了，提高路面的使用性能不仅有助于经济发展也能减少交通事故的发生。在养护上也要不断改进技术，新型的养护技术会更好的减少沥青路面裂缝的产生。还有有的承包商只以盈利为目的，在施工时偷工减料，各项技术指标也达不到标准，导致了路面的使用年限大大下降。修路时要以“经济，实用，美观”出发，这样才能保证路面的质量。沥青混凝土作为一种路用结合料，在世界各国得到了广泛的应用，从乡村道路到城市道路，从三级路到高速公路，从路面底基层到路面面层，均普遍采用，成为道路建设长久使用的一种材料，但由于沥青混凝土材质本身的差异，以及受设计和施工水平的影响，沥青路面经常出现开裂、泛油、松散、坑槽等病害。这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全，加大了汽车磨损，缩短了沥青路面使用寿命。要从路面出现裂缝的根本原因入手，更好的做好预防措施，及时对路面进行养护，提高沥青路面的使用性能。实际上按照现行沥青路面设计规范要求，沥青路面厚度设计相对偏厚，目前采用的半刚性基层收缩性都比较小，施工工艺水平有很大提高，所以新建半刚性沥青路面上出现的裂缝绝大多数是沥青路面本身产生的温度裂缝。如何提高沥青面层的防裂性能、改善沥青及沥青混合料的使用品质应是我们今后研究的主要方向

参考文献

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[2] kelly l.Smith,A.Russell Romine，沥青路面裂缝封、填材料与工艺实用手册（美）

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[5] 岳福青，杨春风，魏连雨，半刚性基层沥青路面反射裂缝形成扩展机理与防治，2004年第期，河北工业大学学报

篇7

关键词：农村公路；路面养护；处治

当前公路养护技术规范通常把清扫保洁、处理泛油、拥包、裂缝、松散等病害作为保养作业；修补坑槽、沉陷、处理波浪、啃边等病害作为小修作业。小修保养分为初期保养、日常养护和预防性季节保养修理。可把其统称为预防性养护措施。

道路病害高发期之前，若没有及时实施预防性养护，到了病害高发期往往很难实现及时维修，并且将要投入更大的人力、物力，同时也很难取得良好的维修效果。所以使用初期应认真贯彻预防性养护原则，根据路面实际状况，找到问题的原因，对症下药，选择合适的养护技术，避免病害的进一步扩展，从而实现经济节约，延长道路使用寿命。

一、裂缝的处治

沥青路面建成后裂缝每年都有增长。据调查，大部分裂缝因冻缩、干缩引起，对行车及路面结构影响不大，沥青路面一旦产生单一的纵横裂缝，应尽早对其进行封闭，可以减少甚至消除雨水下渗到基层，从而延长路面的使用寿命。养护时可根据裂缝宽度相应封闭裂缝防水即可。

当使用热沥青灌缝时，缝宽在6mm以内，可采用热沥青或专用灌缝料灌缝，防止水的渗透；缝宽大于6mm，可用炒拌好的沥青砂或细粒式混凝土混合料填充、捣实、撒砂扫匀。

当使用乳化沥青灌缝时，乳化沥青选用慢裂或中裂的阳离子乳化沥青。阳离子乳化沥青的技术性能好，与大部分石料都能很好地粘结，适用性能广泛，并能在气温较低的情况下应用。用其处治沥青路面裂缝，充分发挥其在低温下具有较好的流动性的特点，依赖于其较好的渗透力来处治较深的裂缝。填充材料。选用坚硬耐磨、干净、筛分后0.5cm的细碎石、石屑和细砂。

对于较严重的网状裂缝并伴有严重沉陷的，或基层完好而面层已成块状的裂缝，进行单纯的封缝己没有任何意义，应尽快处理基层再修补面层，以防雨水下渗形成翻浆；对于较轻微的裂缝，应尽快进行封缝。施工季节的选择是裂缝处治成败的关键，根据长期实践经验，裂缝的处治一般选择在四、五月份，这期间春融期翻浆过后，雨季来临之前，此时路基基本稳定，路面裂缝基本显露出来，或者是冬季气温低，裂缝开口较大时，裂缝处治完成后，路面完好，雨雪水不易下渗，阻止了路面病害的进一步发展，可有效延长沥青路面的使用寿命。

二、变形类病害的维修处理

1.车辙的维修处理

对于表面磨损过度而出现的车辙，采用路面铣刨机或风镐将面层中油石比偏高，细料过多的经行车荷载挤压到轮迹外侧的隆起部分刮除，翻松车辙表面一定深度，清除干净并用小型压路机碾平，再喷洒0.3～0.5Kg/m2的粘层沥青，最后铺筑沥青混合料填补空隙后碾压后密实。注意不能增加刮涂部分的厚度，填补空隙即可。属于路面横茬推挤形成横向波形车辙，且以稳定的，按上述步骤铣高补低恢复路面横坡，如因不稳定夹层引起的，应清除不稳定层，重铺面层。

2.拥包、波浪的维修处理

对于路面产生的拥包、波浪可用铣刨设备或人工刨削封顶，挖出高出路面的峰顶，然后用拌和法和层铺法填补低凹处。对于沥青含量较大的拥包要砌底挖除，重铺筑沥青面层。沉陷病害要根据成因区别处治。由于土基渗水造成的沉陷，就要先进行水害的防治，然后重新修补基层和沥青面层。

3.松散、麻面类病害的维修处理

因低气温施工的沥青面层造成的松散或麻面可采用乳化沥青稀浆封层进行处理，一般采用中、粗粒式稀浆进行封层。推荐用改性乳化沥青稀浆封层。而是在等级低的公路上可用沥青洒布罩面的方法进行处治，一般罩面厚度控制在1.5～2.5cm，用油量控制在0.8～1.2kg/cm2，一般适于夏季施工，洒布完后要注意撒石屑及时养护。由于油温过高，粘结料老化而造成松散者，应挖除重铺。由于基层或土基松软变形而引起的松散，应先处理基层或土基的病害，而后重做路面。

三、坑槽的维修处理

1.坑槽开挖

根据坑槽破损情况，按照“圆坑方补、斜坑正补”的原则，划出所需修补坑槽的轮廓线，沿所划轮廓线用切割机切割至坑底稳定部分。其深度不得小于原坑槽的最大深度，周边要求整齐，内壁要求大致垂直，底面要求坚实。开挖时注意将坑槽周边松动部分清理掉。

2.坑槽清理

采用人工清扫，将开挖后的沥青块、尘土、废渣清扫出，坑槽内不得存有杂物，废渣的清除要见到固体面为止，同时将坑边四周的杂物清理干净。

3.刷粘层油

粘层油可用乳化沥青或石油沥青，用量一般为0.3kg/m2，用手工或小型机具喷洒进坑槽及坑槽周边。

4.材料摊铺

采用人工方式进行摊铺，在摊铺前根据坑槽大小确定投料量，摊铺系数取1.2～1.3，填满后坑槽中央处应稍高于四周路面并呈弧形。

5.坑槽压实

采用压路机或平板振动夯进行压实，按照先中间后两边的原则进行压实。为了提高修补边缘新旧料接缝的粘结强度，可采用热沥青或乳化沥青对其进行封边处理。

在坑槽处理过程中要注意：①正确测定病害的破损范围和深度，划线开槽，纵槽开挖线与路中线平行或垂直；②切削开挖坑槽深度控制到要露出未破坏的表层或基层表面；③修补前必须清理坑槽，使坑槽保持干燥状态；④铺料前，在槽壁和底部必须适量撒布粘层油，但不能过厚；⑤坑槽填料分层夯实，整体铺筑，一次成型，填料高出原路面0.3cm左右；⑥用乳化沥青稀浆或细粒式沥青混凝土压封坑槽边缘防止水害；⑦杭槽的维修可以采用常温混合料和低温混合料，常温混合料在5℃以上均可使用，低温混合料在任何季节均可使用。

表1农村公路沥青路面裂缝维修推荐方案

结语：

农村公路是我国公路网的重要组成部分，规模大、覆盖面广，其里程占全国公路通车总里程的四分之三以上，连接广大的县、乡、村，直接服务于农业、农村经济发展和农民出行，是解决“三农”问题的基础条件之一。因此各公路管理段应本着“建养为民，服务社会”的行业宗旨，加强小修、中修、大修养护工程建设，保障农村公路行车安全、舒适、通畅、绿美，在农村公路养护管理中实行统一领导、行业管理、分级负责、条块结合、以块为主的原则，使“要想富、先修路”的口号真正化为现实。

农村公路可以说是农村经济的血液，可以为农业经济的腾飞创造有利的条件，农村公路的发展关系着农村乃至整个社会的稳定和繁荣。因此，在市场经济、经济全球化的大背景下，正视农村公路建设和养护问题是非常重要的。

参考文献：

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[3] 冯伟聪.沥青路面结构设计研究.科技创新导报，2009年第5期.

篇8

基本理论浅谈公路土基回弹模量

土基回弹模量是公路路面结构设计的主要参数之一，因其受土质、含水量、压实度、测试方法等诸多因素的影响，使其数值的确定比较困难，也就给设计与施工带来很多的不确定因素和问题;许多路面设计指标和路面性能也都受土基状态的影响，如土基顶面弯沉、土基顶面压应变和内部应力状态等等，因此，现行的柔性路面的设计指标只考虑路面的受力变形状态是不够的，还应考虑是否可将土基的状态参数作为设计指标之一。

现行路面设计规范中规定确定土基回弹模量的方法有三种，即查表法、室内实验法和野外承载板法。实践证明，实行重型击实标准后，土基回弹模量的提高与土质、含水量等因素有关，建立土基模量与土基顶面弯沉之间的关系并将其运用到具体的设计施工中去，指导控制施工质量。随着目前有完善的路面结构设计理论，但实际施工中还有许多不可预见的影响因素的存在，如设计参数、材料参数的变异性对施工质量的影响。

国外公路路面设计方法有采用经验法的，有采用理论法的，也有采用半理论半经验法的，不同的路面设计方法表征路基强度的指标也不尽相同。如地基反应模量，即采用Winkler地基模型，反映土基顶面压力与弯沉关系的比例系数等。相应于各种设计方法的路基强度设计参数，均进行了大量的试验研究，提出了各自的确定方法，并在实践中得到了验证和完善。世界上许多组织(如AASHTO方法、Al方法、SHELL牌方法等)的柔性路面设计方法都采用了土基顶面压应变指标，通过对土基顶面压应变的控制来控制车辙和土基破坏的目的等。

篇9

关键词：透水道路；透水沥青混合料；道路荷载

中图分类号：TU723.3文献标识码：A

Abstract:

Keywords: 

1引言

透水路面的特点就是其上的降水可以通过本身与地面下垫层相通的渗水路径渗入下部土壤，因而对于地下水资源保护起到积极的作用。透水路面可以有效地缓解城市排水系统的泄洪压力，使径流曲线平缓，峰值较低，流量也是缓升缓降，这对于解决近年来城市频发的内涝无疑是有利的。采用透水路面后，雨天路面无积水，既缩短刹车距离也没有夜间反光。从吸声降噪方面来说，透水混凝土凭借其特有的多孔吸声结构，使高空飞机噪声，汽车行驶噪声降低。透水性地面下垫层土壤中丰富的毛细水通过自然蒸发和太阳辐射作用下的蒸腾作用使地表的温度降低，从而有效地缓解城市“热岛现象”。鉴于透水路面的上述有特点，近年来研究人员和工程技术人员对透水材料进行了一定的研究，但实践工程中的应用还是不多。本文总结了目前常用的透水路面结构形式及典型工程应用，并就工程造价与普通路面做了对比分析。

2结构类型

依据结构层的透水性能与其土基的渗透情况透水路面分为3种类型：

(1)全透水路面：路面结构层不能储水，土基将被路面水直接渗入，还原成地下水。

(2)部分透水路面：路面基层或部分基层具有储水功能，但垫层不具备透水功能。当路表水渗入路面结构层后，在基层内短暂储存, 再通过排水系统收集到路边储水结构物如排水沟。

(3)面层排水路面：当雨水渗入道路面层内，不透水基层使雨水经面层排出，就近排入路边储水结构物如排水沟。

透水路面的材料选择一般遵循如下原则：透水沥青混凝土、透水水泥混凝土和各种形式的透水面砖为面层材料；各种碎石基层和多孔水泥稳定碎石基层等透水材料一般为基层；垫层多采用砂垫层。

3不同道路荷载级别下的路面结构形式

上述3种不同形式的透水路面，选用时是根据不同的道路交通荷载级别来确定。

3.1轻交通荷载形式下的路面结构

人行道、公园广场等以行人步行交通为主的慢行系统归为轻交通荷载, 其路面结构形式简单，主要是透水路面砖或透水混凝土铺面，级配碎石基层及砂垫层,见示例图1。图1中的形式，为全透水性结构，具有良好的渗透能力，能使进入路面结构内的雨水快速排干，很好地保持地下水的平衡，起到调节城市热岛效应的作用。图2为美国加利福尼亚州公园内的路面，采用的就是这种形式。

图1 轻交通荷载形式下的路面结构形式

图2 美国加利福尼亚州公园路面

透水路面的面层材料选择一般有如下3中情况：

(1)透水水泥混凝土

以水泥为胶结材料、采用单一级配集料,无砂、多孔混凝土。它采用较高强度等级的水泥，集灰比为3.0～4.0，水灰比为0.22～0.35的范围。压力成型和振动成型技术使干硬的混凝土拌合物融合，形成具有不同连通孔隙的混凝土。硬化后，混凝土内部通常含有15%～25%的连通孔隙，同时抗压强度可达15～40MPa，抗折强度可达3～6MPa，透水系数很高，但由于含有较多的连通孔隙，提高其强度及耐磨性、抗冻性是技术难点。

(2)高分子透水性混凝土

采用单一粒级的粗集料，以沥青或高分子树脂为胶结材料配制的透水性混土。与水泥混凝土相比，其强度较高，但成本也高。同时由于有机胶凝材料耐候性差，在大气因素作用下容易老化，而且性质随温度变化比较敏感，尤其是温度升高时，易软化流淌，透水性容易受到影响。

(3)烧结透水性制品

以废弃的瓷砖、长石、高岭土、粘土等矿物的粒状物和浆体拌合，压制成规定块状， 块体材料经高温下成有多孔结构。该类透水性材料强度高，不易损坏。但烧结过程需要消耗能量，成本较高。

3.2中等交通等级下的透水路面结构

标准车累计当量轴次在600～1000万次之间时为中等交通等级的道路，如城市次干道、交通量相对较多的支路、街巷改造等对交通量要求不高的道路，其结构形式如示例图3所示。

图3 中等交通等级的道路路面结构

路面面层的选择一般采用透水性沥青混合料的类型，这种做法是以骨料为固体支撑，高粘度的改性沥青为液态充斥，空气为气态流通使透水性沥青混合料具有连续空隙，这样的组成为骨架-空隙结构，集料少，其特点是粗颗粒之间是点接触。混合料通过接触点间高粘度的改性沥青将骨料粘结，混合料内部的气态流通与外部相通得到了保证。

通过以往对不同最大粒径的透水性沥青混合料的空隙计算和透水性试验研究得知：

透水性沥青混合料，空隙率和连续空隙率随着最大粒径的减小而减小，闭空隙率情况则刚好相反。

透水性沥青混合料，透水性随着最大粒径、空隙率和连续空隙率的增大而线性增大。这一特性对透水性沥青混合料的配制具有指导性意义。

3.3重交通等级下的透水路面结构

累计当量轴次1200～2500万次的交通量，通行车辆多的城市主干道、车速快的快速路、行车舒适度要求高的高速公路一般为重交通等级的道路。不同于其它等级的道路，这种路面结构的要求更严，路面层多采用高性能沥青路面，它抗滑、雨天不起水雾、抗车辙能力强、耐温差应变能力强。然而透水基层材料则强度相对低，不能承受重载交通,为了与之相适应一般采用非透水的半刚性基层。见示例图4。图5我国第一条利用透水路面技术设计的高速公路-咸阳机场高速公路。

图4重交通等级的道路路面结构

图5咸阳机场高速公路

4造价成本比较分析

不同结构路面的直接工程费测算（同累计当量轴次交通量的透水路面结构与普通非透水路面的造价）见表1。

表1 造价比较

项目 透水路面 普通路面

城市快速路 350元/m2（仅面层透水） 323元/ m2

次干道 301元/ m2 295.5元/ m2

人行道 112元/ m2（面砖结构） 123元/ m2

由表1可见，随着新材料的不断使用和施工工艺的改进，普通路面与透水路面成本费用基本相当。

参考文献:

[1]周红波，王英等. 透水混凝土试验研究及工程应用[J]。城市建设理论研究，2012（21），145～147

[2]刘淑敏. 透水路面应用与研究[J]。江苏交通科技，2013(3)：6～9

[3]郑建明. 透水凝土在路面中的应用研究[D]。重庆交通学院硕士学位论文，2005

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关键字：沥青稳定碎石；柔性基层；应用研究

中图分类号：TU535文献标识码： A 文章编号：

1 引言

在我国的高速公路建设之初到现在这很长的一段时间内一直遵循的“强基薄面”的设计理念。这使得我们国家有超过95%以上的高速公路都是采用的半刚性基层材料。半刚性基层材料具有较强的强度和刚度，能够起到很好的承重作用。常见的半刚性基层材料有水泥稳定碎石、二灰稳定碎石、石灰稳定砂砾等。这些半刚性材料具有很好的稳定性和耐久性，但是在实际的使用过程中发现半刚性基层路面最突出的问题就是由于半刚性材料的温缩和干缩导致反裂缝的出现。另外半刚性基层材料的唧泥和冲刷等也会造成路面出现坑洞。半刚性材料的稳定性不足，在水的作用下容易导致承载能力的下降。

在认识到了这些问题之后，我们国家开始逐渐的将柔性基层重视起来，目前常见的是采用沥青稳定碎石作为柔性基层。沥青稳定碎石柔性基层具有较高的抗剪强度，基层的抗疲劳性能好。能够有效的防止反射裂缝的发生。沥青稳定碎石与面层沥青混合料之间具有很好的协调性能，并且大空隙结构能够将面层的水通过基层迅速的排出，有利于提高路面的整体抗水损害能力。沥青稳定碎石的胶结料采用的是沥青材料也便于进行养护和维修，节约公路的建设工期。

2 沥青稳定碎石基层路用性能

沥青稳定碎石也是一种粘弹性的材料，对不同的时间和温度下也具有不同的力学特性。沥青稳定碎石作为基层材料要承受上部传递下来了车辆荷载的作用，这就对其在满足承载力的同时要有足够好的路用性能，才能保证整个路面结构体系的正常使用。在低温条件下沥青稳定碎石主要解决的问题是沥青混合料的收缩变形产生的温度应力。在常温情况沥青稳定碎石只要是满足足够的抗疲劳性能。在高温条件下沥青稳定碎石主要是要具有足够的劲度模量来提高抗剪切的能力，防止发生车辙病害。

2.1 高温稳定性

沥青稳定碎石作为一中粘弹性材料，其模量值会随着温度的升高而不断的降低，而夏季沥青路面的主要病害就是高温车辙，这就要求沥青混合料要具有较好的高温稳定性。沥青稳定碎石作为基层材料，虽然所处的环境温度要比面层低不少，但是在夏季高温条件仍然能够达到40℃左右。所以要保证沥青稳定碎石具有足够的高温稳定性。

2.2 低温抗裂性

沥青稳定碎石在温度变化较大的情况下力学性能也会呈现较大的变化。随着温度不断的降低沥青稳定碎石的强度在提升但是其自身的变形能力也在不断的下降。严重的话会出现脆性破坏。特别是在冬季气温较低的情况下沥青稳定碎石也会产生横向的收缩变形。沥青稳定碎石基层产生的温度开裂对基层的强度会产生严重的影响。会降低基层的承载能力，也会发生自下而上的裂缝产生。在行车荷载和水压力等反复作用下横向裂缝会逐渐向网状裂缝发展。所以沥青稳定碎石柔性基层也需要具有足够好的低温抗裂性能。

2.3 疲劳性能

沥青稳定碎石柔性基层在车龄荷载的反复作用下，其受力状况处在反复变化的状态。随着沥青老化程度的不断加剧，沥青稳定碎石基层的抗变形能力和耐久性都发生显著地下降。当沥青稳定碎石基层的承载能力小于沥青路面内部产生的应力的时候，基层就会差生裂缝，发生疲劳破坏。所以沥青稳定碎石基层在设计的过程中要使其具有合适的模量值，不能过高也不能过低。为适应目前车辆轴载不断增加的现实状况，也对沥青稳定碎石基层的抗疲劳性能提出了更高的要求。

2.4 水稳定性和施工和易性

沥青稳定碎石基层虽然不直接处在水的作用范围之内，是由面层进入到基层内部的水分如果不及时的排出的话也极易发生水损害。这是应为水在汽车荷载的作用下会产生一定的动水压力，使得水反复的冲刷裹附在集料表面的沥青膜，加之沥青稳定碎石混合料的沥青用量较少，沥青膜厚度较薄，在水的冲刷作用下沥青膜从集料表面脱落下来，使得沥青混合料的粘结能力下降，导致出现一些局部坑槽等病害。

另外沥青稳定碎石材料的施工和易性的好坏直接关系到了本身的路用性能，影响沥青稳定碎石基层材料施工和易性的因素较多，包括施工的环境和温度，施工过程中的离析等现象。

3 沥青稳定碎石基层施工质量控制

3.1 沥青稳定碎石离析现象的控制

要重视沥青混合料的配合比设计，合理的设计可以有效的利用材料自身的组成特性来降低沥青混合料离析的程度。一般认为联系级配的沥青混合料产生离析的程度要较间断级配的沥青混合料弱的多。沥青稳定碎石混合料的公称最大粒径较大，所以会对沥青混合料的均匀性产生影响。另外沥青混合料的公称粒径如果跟路面的压实厚度不相适应的话，会在后期的碾压过程中形成一定区域的碾压死角，该片区域的压实度会不足，造成过早的出现沥青路面的早期病害。

在进行沥青稳定碎石沥青混合料的生产过程中要尽量选择强度高的集料，集料的酸碱性最好成弱碱性，这有利于提高与沥青之间的粘附能力。采用规格一致的集料也可以有效的降低生产的沥青混合料产生的离析现象。另外集料在堆放的过程汇总要尽量选择干净整洁的场地，避免下雨天雨水将土带入集料中造成污染。沥青稳定碎石沥青混合料在运输的过程中由于集料中不同档的质量的不同加载汽车的震动和各部分的温度不同也会差生离析，所以在运输的过程中要尽量选择大吨位保温性能好的车辆，摊铺的过程中要根据实际情况选择合适的摊铺机械和摊铺工艺来防止沥青现象的发生。

3.2 碾压厚度和标准的选择

在很过国家都对沥青混合料的压实厚度提出了要求，一般要求压实的厚度不应该小于工程最大粒径的两倍，在实际的工程中结合国内外沥青稳定碎石基层路面的典型结构设计，一般讲沥青稳定碎石基层的压实厚度确定为15cm。

我国规范规定的压实度为95%，目前对SMA材料提出的压实度要求为98%，目前我国的公路施工工艺已经较为齐全，施工机械也较为先进，可以满足高标准的压实要求，所以在沥青稳定碎石基层的延伸过程中可以讲压实度适当的提高到97%左右。

3.3 沥青稳定碎石基层施工温度的确定

由于沥青稳定碎石基层混合料的层厚与普通沥青混合料虽然同为沥青混合料，但是还是有所不同的，所以对摊铺的温的要求也不尽相同。对于同一种沥青来说，摊铺温度与层厚、下卧层表面温度等因素都有着比较紧密的联系。压温度直接影响沥青混合料的压实质量，当混合料温度较高时，可用较少的碾压遍数，获得较高的密实度和较好的压实效果；而温度较低时，压实困难，且在路面中容易产生轮迹，平整度差。一般认为最佳压实温度为120℃~150℃。沥青稳定碎石基层混合料压实时，要根据压实层厚、下卧层温度和风速等因素来确定有效压实时间，并应严格控制在沥青混合料的有效压实时间内进行充分压实，相对薄层的沥青混合料面层来说，由于层厚较沥青混凝土厚，沥青稳定碎石基层混合料有较充分的时间进行压实。

结语

随着半刚性基层路面反射裂缝病害的日益严重，和柔性基层路面得到了越来愈多的重视，其中沥青稳定碎石基层的应用最为广发，沥青稳定碎石基层能够有效的结构半刚性基层路面产生反射裂缝的现象，同时也能够满足强度和刚度的要求。但是伴随着公路交通量的不断增长，对于沥青稳定碎石基层的设计要求也要不断提高，使其具有较好的路用性能，适应于目前的交通大环境，为我国的公路事业的发展做出贡献。

参考文献

[1] 易湘舒.多年冻土地区沥青稳定碎石基层混合料路用性能研究[D].西安,长安大学硕士学位论文,2003.6.

[2] 陆长兵 ,顾叶华 ,黄晓明 .柔性路面大粒径碎石沥青混合料家铺层的研究.公路交通科技. 2004, 11