瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計論文范文

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篇1

1瀝青路面結(jié)構(gòu)的透層技術(shù)應(yīng)用功效

①合理連接瀝青路面的不同施工結(jié)構(gòu)層。按照高速公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，各結(jié)構(gòu)層之間的接觸面應(yīng)為安全性連接系統(tǒng)。因此，借助瀝青透層的應(yīng)用，原本粘結(jié)力不強的內(nèi)部結(jié)構(gòu)瀝青層與非瀝青層之間將建立更緊密的結(jié)合，極大地改善了路面各結(jié)構(gòu)層的整體性，也可有力避免各結(jié)構(gòu)層之間出現(xiàn)的滑移安全隱患。②液體瀝青的在結(jié)構(gòu)表層出現(xiàn)程度不一的滲入作用后，將直接填充基層結(jié)構(gòu)中的孔隙或集料間隙，使得各空隙直接封閉，避免雨水滲入存留加重基層侵蝕軟化，可有效提升基層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。③高速公路的半剛性基層常要經(jīng)碾壓、灑水養(yǎng)生等處理，其間可致大量粉塵飛揚，可能加重細集料與粗骨料之間的不結(jié)合問題。透層的應(yīng)用能夠穩(wěn)定浮塵，并加強粉塵與粗骨料層間的結(jié)合，降低軟弱結(jié)構(gòu)層的出現(xiàn)。④瀝青透層的應(yīng)用，可在基層均勻鋪就防塵保護瀝青層，在提高基層表面強度的同時增加抗摩擦力，避免基層結(jié)構(gòu)的開裂等事故發(fā)生。

2高速公路的瀝青透層施工技術(shù)應(yīng)用關(guān)鍵要點

（1）設(shè)施準備透層施工要按工藝要求來準備合理的施工設(shè)備，提前備好試驗檢測儀器、液態(tài)瀝青調(diào)制設(shè)備、灑布設(shè)備等物品，并對所有設(shè)施設(shè)備進行試用檢驗，確保設(shè)備的性能良好。（2）材料選擇常規(guī)以透層油為透層材料，液體石油瀝青、煤瀝青、乳化瀝青等都能作為透層材料，透層油的選擇需參考基層類型，同時還應(yīng)掌握不同透層油的性能優(yōu)缺點。液體石油瀝青即汽油、柴油、煤油等石油產(chǎn)品，經(jīng)必要處理并混合瀝青材料而成，屬于目前瀝青路面應(yīng)用最廣的透層油。大量理論研究與工程實踐證實，只有混合瀝青與石油兩種化學(xué)物質(zhì)才能發(fā)揮更好的滲透效果，滲透深度越大則瀝青路面的生命周期越長。乳化瀝青顧名思義就是固態(tài)瀝青經(jīng)高溫乳化后形成，整個生產(chǎn)過程涉及更多化學(xué)原理與機械操作，因而更加復(fù)雜。煤瀝青在日常工程中并不多見，原因在于煤瀝青毒性較重。總的來看，三種透層油的滲透效果由高到低排位依次為：煤瀝青、液體石油瀝青、乳化瀝青。（3）澆灑操作高速公路的路基施工完成后，路面瀝青透層可選在基層上表面養(yǎng)護水分變干后，以計算機實現(xiàn)瀝青機對接。當然，基層上表面的養(yǎng)護水分不能過于蒸發(fā)干燥，否則還需認真清掃和擦拭表面。公路路基若短時間內(nèi)完成，需要積極完成異物清掃并淋灑水分進行濕潤，等水分晾干后再予以透層施工。透層澆灑工作前，各種建筑構(gòu)造物應(yīng)要求施工人員加強安全保護。瀝青路面的瀝青透層灑布后，理想狀態(tài)就是保持液態(tài)物質(zhì)不隨意流淌，且應(yīng)直至滲透基層深處。

3瀝青路面的透層技術(shù)應(yīng)用實例分析

3.1工程實例基本情況。某高速公路第二標段全長23Km，其中公路施工工程量設(shè)計為：上面層為改性瀝青馬蹄脂施工；中面層為改性瀝青混凝土施工；下面層為瀝青混凝土施工；底基層為水泥穩(wěn)定碎石施工，并設(shè)計有低劑量的水泥碎石處治層。該路段路基以整體、分離式相互結(jié)合來完成設(shè)計施工，整體路基26m寬，分離路基單幅寬13m。整條高速公路的設(shè)計車速達到100km/h。在某施工樁號處，要求在20cm水泥穩(wěn)定碎石基層上表面頂面組織開展透層技術(shù)施工。該工程中所用到的瀝青透層材料中，以高滲透乳化瀝青作透層油，經(jīng)過實驗測定，該透層油完全滿足JTGF40-2004規(guī)范中的質(zhì)量要求。下表即為技術(shù)指標：3.2瀝青路面透層施工的方法要求。（1）施工前的準備工作完成各材料的入場試驗，嚴格落實材料的達標合規(guī)；完成施工設(shè)施設(shè)備以及機械裝置的檢查保養(yǎng)與試運行，確保配件充足、性能良好，認真確認瀝青灑布車的整體情況，標定噴灑量；完成水泥穩(wěn)定碎石基層上表面的清洗，先用竹帚整體清掃，后用鼓風機吹盡浮灰，最后以高壓水完成沖洗。（2）透層乳化瀝青的噴灑噴灑前應(yīng)指定專人測定乳化瀝青用量，調(diào)用智能型瀝青灑布車完成一次性液態(tài)瀝青的澆灑，并以人工方式補噴遺漏點，控制噴灑量，一旦出現(xiàn)過量情況則需要以碎石屑或砂灰粉吸油并做好碾壓；噴灑透層油后注意加強現(xiàn)場檢查，避免有車輛等機械設(shè)備行動所造成的油皮現(xiàn)象，而對透層油滲透深度不達標處，還需積極采取措施進行整改。（3）加強行動管制提高透層穩(wěn)定性透層施工完成后的養(yǎng)護成型期間，現(xiàn)場應(yīng)實施嚴格的行動管制，特別要求車輛與行人不得入內(nèi)破壞。行動管制需要施工人員與項目管理的經(jīng)理部門進行溝通并緊急協(xié)商出臺行動管制方案，重點限制交通，以確保施工養(yǎng)護成型時間足夠。施工方應(yīng)在現(xiàn)場增設(shè)斷道通知，并設(shè)反光標志進行標識。3.3瀝青路面透層技術(shù)應(yīng)用的質(zhì)量檢查檢驗標準。

4結(jié)束語

高速公路每日所承受的車輛荷載量十分巨大，因而需要不斷提升公路整體性能，需要增加路基路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。瀝青路面透層施工技術(shù)的設(shè)計與施工應(yīng)用，應(yīng)靈活挖掘透層結(jié)構(gòu)之功用，正確認清透層瀝青材料的技術(shù)性能，不斷由專業(yè)人員研究和探索在選材、施工應(yīng)用等方面的方法，才能創(chuàng)造更可靠的高速公路系統(tǒng)。

參考文獻

[1]王劍英.高速公路瀝青路面透層技術(shù)功能與材料應(yīng)用[J].北方經(jīng)貿(mào),2015(3):65-65.

[2]翟永強.淺談高速公路路面透層瀝青施工技術(shù)[J].黑龍江交通科技,2011,34(3):35-36.

篇2

論文摘要：主要對高等級公路瀝青路面層間處理技術(shù)問題進行了探討，首先概述了路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標和方法，然后分析了瀝青路面層間狀態(tài)的影響因素，最后探討了瀝青路面層間的處理技術(shù)。

論文關(guān)鍵詞：高等級公路；瀝青路面；層間

1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計理論

1.1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本目標就是在道路的使用壽命期限內(nèi)不發(fā)生損壞，這個目標看似簡單，實則很難做到，這就需要在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時要充分考慮多個方面的因素，比如環(huán)境因素、材料因素、荷載因素、結(jié)構(gòu)因素以及經(jīng)濟因素等等，通過這些因素的綜合分析和評判，最終才可能選擇一個符合實際、性價比較高的設(shè)計方案。具體而言，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計有抗滑性、平整性和耐用性三個衡量標準，抗滑性從傳統(tǒng)意義上而言并不屬于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容，但是隨著高等級公路的日益增多，汽車行使速度的不斷提高，抗滑性越來越受到重視，抗滑性可以通過表層材料的選擇和設(shè)計來實現(xiàn)；平整性可以減少因為荷載沖擊而給道路帶來的破壞性，同時可以提高行使的舒適性，由于平整性可以降低對道路的破壞，所以也間接地提高了道路的使用壽命；耐用性是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中的核心性能，所有的設(shè)計方法都是以此為中心展開設(shè)計的，耐用性要求路面有足夠的強度已達到抗變形的目的，耐用性代表了道路的設(shè)計使用壽命。

1.2 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法根據(jù)設(shè)計機理不同分為三類：基于經(jīng)驗的設(shè)計方法、基于力學(xué)的設(shè)計方法和基于性能的設(shè)計方法：（1）經(jīng)驗設(shè)計法：包括CBR設(shè)計法與AASHTO設(shè)計法，CBR的設(shè)計思想認為路面應(yīng)提供足夠的質(zhì)量和厚度從而防止路面層內(nèi)產(chǎn)生壓力變形，CBR的設(shè)計簡單明確，適用于低等級公路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計；AASHTO方法引入了PSI概念，PSI是指路面現(xiàn)時服務(wù)能力指數(shù)，反映了道路使用者對路面質(zhì)量的評價，評價值在0到5之間；（2）力學(xué)設(shè)計法：主要包括SHELL設(shè)計法和AI設(shè)計法，SHELL設(shè)計法把路面看做路基、基層與瀝青層三層結(jié)構(gòu)，以厚度、彈性模量和泊松分別表示各層的特征；AI法把路面看成多層彈性體系，各層材料采用彈性模量和泊松比來表征；（3）性能設(shè)計法：包括SUPERPAVE設(shè)計法和OPAC設(shè)計法，SUPERPAVE設(shè)計法根據(jù)道路的使用性能進行路面和材料的設(shè)計，從而達到抗低溫、抗疲勞、抗車轍的目的；OPAC法主要考慮了環(huán)境因素和交通荷載因素對路面性能的影響。

2 瀝青路面層間狀態(tài)的影響因素

2.1 結(jié)構(gòu)及材料類型影響

當混合料施工不當時容易發(fā)生離析現(xiàn)象，特別是混合料最大粒徑較粗、瀝青層總厚度較薄并三層鋪筑時更容易發(fā)生這種情況，離析后由于形成了較大的空隙率，從而無法防止路表水下滲情況的發(fā)生，而且由于其他原因產(chǎn)生的裂縫無法避免（特別是半剛性基層收縮殘生的瀝青路面反射縫），所以加大了雨水滲入路面的可能性。冰凍地區(qū)的路面，冬季毛細管聚冰導(dǎo)致了在春融期水分過于飽和，加上半剛性基層的透油層效果較差，水分將向上移動積存在基層表面，由于半剛性基層不透水，會導(dǎo)致水分無法從基層排走，如果瀝青路面較薄，作用到瀝青層底部的荷載壓力較大，基層表面機會越容易破壞成灰漿，會影響瀝青層的疲勞壽命。 轉(zhuǎn)貼于

2.2 施工管理的影響

施工管理對間層的影響也不應(yīng)忽視，有些施工單位施工質(zhì)量控制不嚴格，在進行基層表面清掃時清掃得不干凈、不徹底，導(dǎo)致了間層的粘結(jié)不好，造成了層間容易產(chǎn)生相對滑動，另外由于在施工期間施工車輛通行的隨意性以及不禁止外來車輛的通行，也會對間層造成嚴重的破壞。有些施工單位為了降低工程造價，在進行面層攤鋪前不對基層進行灑粘層油的工藝處理，或者在灑粘油層的施工中計量不夠、油膜不均勻等都會造成層間的粘結(jié)出現(xiàn)問題。要解決上述問題，首先要確保加強對基層表面嚴格的清掃工作，對基層表面粗糙度不合格的局部路段要進行相應(yīng)的處理，達到技術(shù)要求之后，才可以進行粘結(jié)層的施工，另外在施工過程中嚴格進行車輛管理，禁止車輛通行。

2.3 溫度和水的影響

瀝青對溫度的敏感度很高，所以溫度對層間材料的影響很大，在夏季高溫時期，瀝青路面的溫度可以高達60攝氏度，在60度高溫下進行剪切試驗可以發(fā)現(xiàn)層間材料此時的抗剪強度已經(jīng)很小了，所以在夏季高溫情況下，層間材料在重力的作用下就容易發(fā)生損壞，因此在路面層間結(jié)構(gòu)的設(shè)計中要注意溫度對層間材料的影響。另外，水的影響也不能夠被忽視，半剛性基層具有不透水的特點，水分在基層上方無法擴散而只能滯留聚積，而瀝青表面層下面往往設(shè)置的是空隙率較大的瀝青混合料，其空隙間充滿了水分，在車輛行駛荷載的反復(fù)重壓之下，水動壓力會讓基層沖刷破壞而軟化，瀝青層與基層之間會從連續(xù)狀態(tài)轉(zhuǎn)變成半滑動或滑動狀態(tài)。

3 瀝青路面層間處理技術(shù)探討

3.1 粘結(jié)層材料功能分析

基層與面層之間的粘結(jié)層材料受力情況比較復(fù)雜，主要包括壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力三類受力，另外，由于道路處于自然環(huán)境中，不可避免的受到日照、溫度、水等因素的影響，所以粘結(jié)層材料應(yīng)該具有以下兩個重要功能：（1）抗拔能力，由于汽車輪胎在行駛過程中與路面的摩擦?xí)绊憣娱g的粘結(jié)效果，另外啟程行駛中的后輪產(chǎn)生的真空泵吸作用也會造成層間粘結(jié)的減弱，所以在粘結(jié)層材料選擇時要注意材料的抗拔能力，否則很容易產(chǎn)生層間分離現(xiàn)象；（2）抗剪能力，如果抗剪能力不足，基層和面層之間往往會出現(xiàn)推移、擁包、兩層皮等病害，輕者會影響路面的使用性能，嚴重的話會威脅到路面使用者的行車安全，所以粘結(jié)層材料還要具有較高的抗剪能力。

3.2 透層油的作用機理

透油層主要起到過渡偶合作用，當透油層撒布到基層之后，會在基層上形成一定深度的滲透，這種滲透填充了半剛性基層的表面空隙，形成了一個特殊的結(jié)構(gòu)層，即偶合層，偶合層本身屬于基層的一部分，降低了基層材料的模量，從而解決了有機結(jié)合料到無機結(jié)合料之間的粘結(jié)問題。透油層的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先提高了路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的連續(xù)性，從多層組合體系轉(zhuǎn)變成連續(xù)組合體系；其次，透油層的作用相當于增加了柔性材料結(jié)構(gòu)層的厚度，從而提高了路面結(jié)構(gòu)的抗變形能力；第三，透油層滲入基層后閉合了基層混合料的開口孔隙，增強了基層抵御水破壞的能力；最后，透油層可以避免基層內(nèi)部水分的蒸發(fā)，省去了灑水養(yǎng)護的成本。

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[關(guān)鍵詞] 瀝青路面；早期破損；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

中圖分類號：U416文獻標識碼： A 文章編號：

1 前言

據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，截止2012年底我國高速公路通車里程達9.56萬公里，這其中瀝青路面所占的比重非常大，瀝青路面結(jié)構(gòu)的早期破壞問題也日益突出。調(diào)查表明，許多公路通車一至兩年以后，甚至不到一年，其瀝青面層就產(chǎn)生了大量麻面、松散、掉粒、唧漿、坑洞、網(wǎng)裂等破壞現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)內(nèi)部剝蝕程度相當嚴重。

2 瀝青路面早期破損類型及產(chǎn)生原因

2.1裂縫類

裂縫主要表現(xiàn)為龜裂、網(wǎng)裂和各種形式的縱橫裂縫。路面裂縫使雨水很容易滲入瀝青混凝土路面的面層、基層甚至土基內(nèi)部，形成對路面的浸泡，降低了路基、基層的結(jié)構(gòu)強度和面層的耐久性。

根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因，又可分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫兩大類。荷載型裂縫主要是瀝青路面在行車荷載作用下而產(chǎn)生的裂縫。非荷載型裂縫主要是溫度收縮裂縫和溫度疲勞，溫度收縮裂縫一般起始于溫度變化率最大的表面并很快向下延伸, 且隨著時間的增長、瀝青的老化, 瀝青面層的抗裂縫能力逐年降低, 溫度收縮裂縫也隨之增加；溫度疲勞裂縫由于環(huán)境氣溫反復(fù)升降，在瀝青面層中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力日復(fù)一日地反復(fù)作用在瀝青面層中，瀝青面層產(chǎn)生疲勞開裂。

2.2 變形類

瀝青路面變形類破損主要包括車轍、波浪、擁抱。車轍主要出現(xiàn)于行車輪帶處，是路面結(jié)構(gòu)及土基在行車荷載作用下的補充壓實,以及結(jié)構(gòu)層中材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的積累所形成的永久變形。車轍的產(chǎn)生主要是在高溫和荷載的綜合作用下，荷載應(yīng)力超過瀝青混合料的穩(wěn)定度極限,使流動性變形不斷積累,形成流動變形和失穩(wěn)性變形。

波浪和擁抱的產(chǎn)生主要是由于瀝青面層過厚、熱穩(wěn)定性差、面層與基層之間的粘結(jié)強度低，在車輛荷載水平作用下產(chǎn)生推移，形成高低不平的波浪形變形，嚴重時形成擁抱。

2.3 松散類

松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落, 從表面向下發(fā)展的漸進過程。集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失黏結(jié)力是顆粒脫落的主要原因。

2.4 泛油類

泛油是瀝青從瀝青混凝土層的內(nèi)部和下部向上移動, 使表面有過多瀝青的現(xiàn)象。油石比偏大是出現(xiàn)泛油現(xiàn)象的主要原因，另外，高溫季節(jié)雨水侵入瀝青混凝土內(nèi)部后，如瀝青與礦料的黏結(jié)力不足, 瀝青很快就會從集料表面剝落并向上移動，也會產(chǎn)生更嚴重的泛油現(xiàn)象。

3瀝青路面早期破損的預(yù)防

預(yù)防瀝青路面早期破損的出現(xiàn)，主要從材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工控制這三個環(huán)節(jié)入手。

3.1 材料的選擇

在寒冷、陰濕地區(qū)，要選用稠度小、針入度大和低溫延度大的瀝青，以提高混合料的低溫抗裂性；骨料優(yōu)先選用堿性石料，且級配良好、針片狀含量少，當采用酸性石料時，必須摻入抗剝離劑等活性物質(zhì)，改善石料和瀝青的粘附性；在高等級公路施工中，盡量采用改性瀝青，提高瀝青的粘度和穩(wěn)定性。

3.2 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于瀝青面層的設(shè)計，最主要的是要選擇合理的瀝青面層級配類型。按照美國對Superpave和SMA的綜合研究，對瀝青混合料要求目標空隙率控制在4%左右。但一般認為，瀝青混合料的設(shè)計空隙率控制在3%~5%的范圍內(nèi)是適宜的，這可同時兼顧混合料的高溫性能和水穩(wěn)定性。至于空隙率與構(gòu)造深度的矛盾,可以考慮同時采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)和改性瀝青。

3.3 路面施工要求

由于施工工藝和程序控制不嚴格造成的路面缺陷主要有以下幾方面：一是路面離析和不均勻嚴重，這樣容易造成局部滲水，使路面出現(xiàn)病害；二是施工中壓實不足，由于片面追求平整度，不能在溫度較高的時候及時壓實，不敢采用輪胎壓路機，這樣就造成了路面表層看起來很平整，通車不久就很快衰減；三是施工污染。瀝青面層一般分為二層或三層，施工中把路面底層弄臟了，造成了層與層之間形成不了一個有機的整體，從而降低了路面結(jié)構(gòu)層的承載能力。

因此，一定要嚴格控制施工工藝和程序，保證瀝青混合料壓實度、厚度及平整度達到設(shè)計和規(guī)范要求；有條件的話可采用大動力機械拌和設(shè)備，以便更好做到瀝青混合料拌和均勻、油石比控制準確。

4 瀝青路面早期病害處治措施

目前，國內(nèi)外對瀝青路面小面積早期損壞的修補方法有：傳統(tǒng)修補方法、紅外輻射修補方法及熱輻射加熱修補方法。

4.1 傳統(tǒng)修補方法

傳統(tǒng)修補方法是先劃出所需修補坑槽的輪廓線，沿輪廓線用切割機切割至坑底穩(wěn)定部分。然后用風鎬、液壓鎬或銑刨機去除瀝青路面的損壞部分, 將開挖后的瀝青塊、塵土、廢渣清掃，廢渣的清除要見到穩(wěn)定面為止，同時將坑邊四周的雜物清理干凈。接著，噴灑粘層油，采用的粘層油可用改性乳化瀝青或石油瀝青，用量一般為0.4kg/，用手工或小型機具噴灑進坑槽及坑槽周邊。最后利用綜合養(yǎng)護車在現(xiàn)場拌制瀝青混合料并將其填入坑槽, 攤平后用壓路機壓實。

4.2 熱輻射加熱修補法

熱輻射加熱修補方法是利用輻射加熱技術(shù)來加熱損壞的瀝青路面，然后在補充些新的瀝青混合料、攤平、壓實。該方法類似于再生路面，這是因為兩種方法都會利用原路的廢舊瀝青混合料，不同于再生路面的是，熱輻射加熱修補法沒有將新的混合料與舊混合料混合，而是采用加熱的方法將二者結(jié)合在一起。

4.3 紅外加熱修補法

紅外加熱修補是以液化石油氣為燃料加熱紅外線輻射板, 利用紅外線輻射加熱損壞路面, 然后攤平并壓實。這種方法與熱輻射加熱修補方法相似，只是加熱的方式不同。

綜上三種處治方法，后兩種方法雖然無廢棄舊料, 環(huán)保性較好，但由于沒有對原路面結(jié)構(gòu)進行深層處治，不能對病害進行較為徹底的處治。

5結(jié)語

瀝青路面技術(shù)及新材料日新月異，為解決我國瀝青路面早期破損問題，我們必須在學(xué)習(xí)新技術(shù)、應(yīng)用新材料、認真總結(jié)自身經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上開拓進取、深化研究。

參考文獻:

[1]JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]鄧學(xué)均.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]沈金安.改性瀝青與SMA路面[M].北京:人民交通出版社,2001.

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關(guān)鍵詞：瀝青路面；集料；級配；結(jié)構(gòu)設(shè)計；I法；貝雷法；Superpave；

中圖分類號：U416.217文獻標識碼：A 文章編號：

1前言

2003年以前，我國大部分的高速公路瀝青路面面層結(jié)構(gòu)厚度幾乎都是4cm的瀝青混凝土上面層加上5cm瀝青混凝土中面層再加上6cm瀝青混凝土下面層[1]。在執(zhí)行規(guī)范的時候，相關(guān)部門沒有根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況，對技術(shù)要求進行科學(xué)的、辯證的分析；沒有根據(jù)當?shù)氐牟牧稀⑹┕に健⒔?jīng)濟實力，尤其是使用多年的成功經(jīng)驗，規(guī)定更具體的指標。當然采用SBS、SBR、PE改性瀝青和PR顆粒改性劑或同時使用多種措施，提高瀝青混合料的高低溫性能，這些措施無疑是起到了一定的作用，但是，一噸改性瀝青的價格比普通重交瀝青高50%，抬高了高速公路的造價。因此，尋求一種經(jīng)濟合理技術(shù)上可行的方法，即立足當?shù)夭牧希瑥募系募壟淙胧郑涂商岣邽r青混合料的高溫路用性能的方法是非常必要的。本文針對湖南省的氣候特點，通過計算分析，提出適合湖南省氣候區(qū)的集料級配建議范圍，以及經(jīng)過試驗路段的驗證結(jié)果，供設(shè)計和施工者參考。

2 集料組成的理論研究

2.1“I”法

該法是20世紀70年代國際上經(jīng)過研究提出的方法，其計算公式[1]為：

P=P0Ix

式中：P為不同粒徑d處的通過率（%）；P0為最大公稱粒徑D處的通過率（%）；I為通過率系數(shù)；x為級數(shù)，x=3.32Lg(D/d)，即粒徑每遞減1/2為一級。

2.2“貝雷法”

該法由美國伊利諾伊州交通部Robert D.Bailey先生發(fā)明，經(jīng)過Heritage Research Gyoup近十年的內(nèi)部使用和普渡大學(xué)進一步研究、實踐和驗證，認為該方法設(shè)計的瀝青混合料具有良好的骨架結(jié)構(gòu)，同時可以達到密實的效果。 “貝雷法”設(shè)計依據(jù)的數(shù)學(xué)模型是平面模型。根據(jù)該數(shù)學(xué)模型，瀝青混合礦料組成中可分為形成骨架的粗骨料和形成填充的細集料。形成填充的粒徑與骨料直徑的關(guān)系根據(jù)圓形與片狀的不同，其系數(shù)大致為0.15~0.29；為了統(tǒng)一考慮，形成第一級填充的細集料平均直徑為公稱最大粒徑的0.22倍，即公稱最大粒徑乘以0.22為主要控制粒徑，其設(shè)計原理是級配要求細集料的體積數(shù)量等于粗集料空隙的體積。同樣，細集料也按照此原理分成細集料中的粗集料與細集料中的細集料，并形成依次的填充狀態(tài)。

為了約束粗集料部分的離析現(xiàn)象和壓實不穩(wěn)定性，對級配的粗集料部分組成提出按CA比控制，即CA比=（D/2粒徑處的通過率-F1粒徑處的通過率）/(100%-D/2粒徑處的通過率)。同樣，為了保證第二級和第三級形成嵌擠狀態(tài)，采用FAC比和FAF比對級配的細集料部分的嵌擠進行約束，即FAC比=F2粒徑處的通過率/F1粒徑處的通過率；FAF比=F3粒徑處的通過率/F2粒徑處的通過率。

式中：D為公稱最大粒徑處，D/2為公稱最大粒徑的1/2處；F1為粗細集料的分界點，在公稱最大粒徑的0.22倍處，是形成嵌擠的第一級分界點；F2為第二級分界點，為F1的0.22倍處；F3為第三級分界點，為F2的0.22倍處。

2.3“I”法與“貝雷法”之間的聯(lián)系

由“I”法的通過率P=P0Ix，令x1為最大公稱粒徑1/2處的指數(shù)，x2為最大公稱粒徑0.25倍(采用林秀賢教授的建議值)F1處I的指數(shù)，x3為F2處I的指數(shù)，x4為F3處I的指數(shù)，代入公式x=3.32lg(D/d)，得x1=1,x2=2,x3=4,x4=8，代入“貝雷法”的粗細料率AC、FAC、FAF的計算公式，得

AC=(P0×I-P0×I2)/100%-P0×I)

FAC=I2

FAF=I2

通過上述推導(dǎo)建立了AC、FAC、FAF與“I”法之間的聯(lián)系，“I”法計算集料級配時，當集料從中心控制點（最大公稱粒徑的0.22倍，實際上是最大公稱粒徑的0.25倍），上面通過時（細型），d＞2.36mm時，I=0.73~0.79；d＜2.36mm時，I=0.69；當集料從中心控制點下面通過時（粗型），I=0.64~0.70（表1、2）

表1：集料在D處的通過率90%時的值

表2：集料在D處的通過率90%時的值

3湖南地區(qū)高速公路瀝青路面的集料級配和結(jié)構(gòu)設(shè)計

湖南省位于長江以南,緯度偏低,為大陸性特征明顯的中亞熱帶季風濕潤氣候。春季雨水較多，夏季高溫多雨，秋季秋高氣爽， 冬季比較寒冷。年降雨量偏大，瀝青混合料的水損害的可能性較大，在路面的集料設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計時，主要應(yīng)考慮路面的高溫和低溫性能及抗水性能。高溫要求和低溫要求發(fā)生矛盾時，應(yīng)以提高其高溫抗車轍能力為主，兼顧低溫抗裂性能的需要，在減少4.75mm及2.36mm的通過率的同時，適當增加0.075mm的通過率，使其級配范圍成S型，并取中等或偏高水平的設(shè)計空隙率。Superpave要求設(shè)計空隙率為4%，當施工壓實度達到97%時，竣工的空隙率≤7%，這是為防止?jié)B水的界限。大量資料已經(jīng)證明，當空隙率＞8%，特別在8%～12%間，滲水嚴重，同時在空隙率＜5%時，瀝青老化很輕微，而空隙率>7%后，瀝青老化則急劇增大。如設(shè)計空隙率太小，例如＜3%，甚至2.5%，則在高溫時，由于瀝青膨脹而造成泛油或車轍，也已為實踐所證明。Superpave施工指南建議，瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度應(yīng)等于或大于集料最大公稱尺寸的3倍，對粗的混合料，結(jié)構(gòu)層厚度應(yīng)大于集料最大公稱尺寸的3倍。按此原則，AK-13最大公稱尺寸為13.2mm，則路面結(jié)構(gòu)層厚度應(yīng)大于等于4cm，AC-16Ⅰ最大公稱尺寸為16.0mm，則路面結(jié)構(gòu)層厚應(yīng)大于等于5cm，AC-20Ⅰ最大公稱尺寸為19mm，路面結(jié)構(gòu)層厚度應(yīng)大于等于6cm，AC-25Ⅰ最大公稱尺寸為26.5mm，則路面結(jié)構(gòu)層厚度應(yīng)大于等于8cm。這個原則正逐漸被認可，按此原則確定的路面結(jié)構(gòu)層厚度在施工中更便于壓實，混合料離析程度減輕，使用效果也相對更好。從路面結(jié)構(gòu)的受力分析：上面層主要受剪應(yīng)力、壓應(yīng)力、彎拉應(yīng)力，中面層主要受壓應(yīng)力，下面層主要受彎拉應(yīng)力。 剪應(yīng)力不足容易形成瀝青路面的推移，壓應(yīng)力不足容易形成瀝青路面的壓密型車轍，彎拉應(yīng)力不足容易形成瀝青路面的彎拉疲勞裂縫。從結(jié)構(gòu)受力的角度考慮，結(jié)合湖南氣候的特點、集料的級配組成，設(shè)計上面層、中面層時應(yīng)采用集料從中心控制點下面通過的骨架密實結(jié)構(gòu)，用I=0.70-0.79計算級配組成。根據(jù)林秀賢教授的研究，上面層I 為0.64~0.65 ，適用于大交通和高溫地區(qū)，要求的壓實功比較大；中面層和下面層采用集料從中心控制點上面通過的懸浮密實結(jié)構(gòu)，抗拉強度大，較易壓實，I=0.79 時CA比接近0.8的極限，為防止推擠，粗集料盡量采用I的中值，即0.76附近為宜；厚度應(yīng)為最大公稱粒徑的3倍為宜（表3）。

表3：湖南地區(qū)瀝青路面面層集料級配和厚度表

4試驗路段應(yīng)用檢驗結(jié)果

2005年，湖南省高速公路工程指揮部經(jīng)申報批準，成立了“湖南省高速公路路面早期車轍病害及耐久性研究”課題組，依托長張高速公路未完成的10km路面工程，開展了試驗研究。試驗路鋪筑制定了10cm、12cm、13cm的兩層結(jié)構(gòu)和15cm、18cm的三層結(jié)構(gòu)，不同瀝青膠結(jié)料（AH-90、AH-70、SBS、SBR改性瀝青），摻加纖維與不加纖維的比較，所有瀝青混合料用水泥和石灰代替部分礦粉，不摻加抗剝落劑；根據(jù)上述集料級配范圍，采用美國SHAP計劃提出的體積設(shè)計方法(2004規(guī)范已納入），用旋轉(zhuǎn)壓實儀成型試件，用車轍試驗儀測定瀝青混合料的高溫路用性能（動穩(wěn)定度表示）,其室內(nèi)外部分試驗結(jié)果如表4所示。

表4：瀝青混合料高溫穩(wěn)定性（車轍試驗結(jié)果）統(tǒng)計表

5結(jié)論

由于集料級配采用“I”法設(shè)計，以貝雷法檢驗集料的骨架形成，因此該集料級配滿足規(guī)范的級配范圍（比規(guī)范的級配范圍窄）。按該級配范圍設(shè)計的瀝青混合料形成一個多級嵌擠骨架密實結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)具有較強的高溫穩(wěn)定性（抗車轍能力），且表面粗糙，可滿足抗滑要求；同時，按4%的空隙率設(shè)計，施工時嚴格控制，剩余空隙率在大于3%、小于7%之間，不透水，增加了瀝青混合料的耐久性。試驗表明：（1）一般上面層若采用改性瀝青，每噸瀝青膠結(jié)料的費用比普通瀝青加50%，動穩(wěn)定度比規(guī)范要求的SBS提高2.08倍，SBR提高1.08倍；而普通瀝青動穩(wěn)定度比規(guī)范70#提高5.93倍、90#提高2.96倍，說明用增大投資來提高混合料的穩(wěn)定性，還不如優(yōu)化集料級配帶來的效果。因此，提高抗車轍能力要從集料的質(zhì)量和級配入手。

（2）級配一定的情況下，用于上面層的70%瀝青的抗車轍能力比90#瀝青高2倍，中面層高30%，下面層主要以抗彎拉設(shè)計，抗車轍能力幾乎相當。

（3）如果摻加纖維，瀝青用量增加，瀝青混合料的拌和時間延長10～15S，要求高溫碾壓完成，對施工要求較高，局限性比較大；但摻加纖維比不摻加纖維的混合料的動穩(wěn)定度提高不大—— 90#提高80%，70#提高17%。

參考文獻

1 林繡賢, 論Superpave的集料組成與油石比【J】, 石油瀝青，2003.17（增刊）：44。

2 楊永順，房建果，王林, 多級嵌擠密級配瀝青混合料的設(shè)計【C】中國公路學(xué)會, 第五屆全國路面材料及新技術(shù)研討會論文集, 上海：中國公路雜志社，2004：16。

3 中華人民共和國交通部, JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S], 北京：人民交通出版社，2004。

篇5

關(guān)鍵字：瀝青路面；超載；三維有限元

中圖分類號：U416.217文獻標識碼：A

引 言

近年來，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，道路重載化的趨勢日益明顯。調(diào)查結(jié)果表明：部分車輛超載嚴重，超載率在50％左右，有的高達120％。大量超載車輛的出現(xiàn)使瀝青路面出現(xiàn)了很多早期病害（如車轍、擁包等），嚴重影響了道路的使用質(zhì)量和使用壽命。因此，有必要對其進行研究。

一、車輛超載的危害

（一）降低路面的耐久性

加速瀝青混合料的疲勞破壞，增大路面結(jié)構(gòu)的剪切變形，且容易造成礦質(zhì)顆粒發(fā)生破碎而破壞，最終降低道路的耐久性。

（二）加速道路的水損害

荷載作用下輪隙與面層的交界面上產(chǎn)生較大的水壓力和抽吸力，車輛超載時這種作用更為明顯，道路的水損害也更為嚴重。

（三）增加累計當量軸次

研究表明：當車輛分別超載50％和100％時，瀝青路面承受的標準軸載次數(shù)分別增大約3倍和5～6倍。

（四）縮短瀝青路面使用壽命

車輛超載后，設(shè)計年限內(nèi)車道上的累計當量軸次增加，因此，按原累計軸載設(shè)計的瀝青路面不能達到設(shè)計的使用壽命。

二、有限元模型的建立

（一）基本假設(shè)

本文在模型分析中做如下基本假設(shè)：

1、路面各結(jié)構(gòu)層均是均勻、連續(xù)、各向同性的線彈性體；

2、各層層間豎向、水平向位移均連續(xù)；

3、假定層間完全連續(xù)，不計路面結(jié)構(gòu)自重；

4、各層在水平方向均為無限長，但厚度均有限；

5、瀝青面層表面自由，在其上作用均布垂直荷載和水平荷載。

（二）邊界條件

模型邊界條件如下：左右邊界為豎向無約束、橫向固定；下邊界水平向和豎向均固定，即認為距路表足夠深處，豎向和徑向位移為0；上邊界水平向和豎向均自由。

（三）荷載形式

荷載采用標準軸載BZZ-100，輪胎充氣壓力為0.707MPa，將輪胎與地面的接觸面等效成矩形，矩形加載可以采用正方形接觸面法，其邊長L=0.2m，因此，計算加載區(qū)域為0.2m。

（四）路面結(jié)構(gòu)尺寸及材料參數(shù)

從理論上講，模型尺寸越大，計算結(jié)果越準確，但模型過大會增加計算的工作量，本文根據(jù)試算，模型尺寸行車方向取10m、寬度取9m、深度取9m即可滿足計算精度的要求。計算采用八節(jié)點等參單元SOLID45單元，建立三維有限元模型（見圖1）。

圖1有限元模型示意圖

本文計算中以常用瀝青路面為典型結(jié)構(gòu)（見圖2），

圖2路面結(jié)構(gòu)圖

三、有限元計算結(jié)果分析

為研究超載對瀝青路面的影響，本文分析了荷載為100KN、140KN、180KN時瀝青路面的力學(xué)性能，道路縱坡為平坡，水平力系數(shù)取為0.2。

（一）不同荷載作用下的路表彎沉和位移分析

不同荷載作用下豎向位移和路表彎沉的變化曲線分別如圖3a、3b所示。

圖3a不同荷載下的路面最大豎向位移3b不同荷載下的路表彎沉

從上圖可以看出，路表彎沉隨荷載的的增加而增大，且成良好的線性關(guān)系。因此，超載作用下的路表彎沉較大，超載作用下的路面更容易發(fā)生開裂、沉陷、坑槽等病害。

（二）不同荷載作用下的面層剪應(yīng)力分析

不同荷載作用下剪應(yīng)力沿深度方向的變化曲線見圖4。

圖4不同荷載下面層最大剪應(yīng)力沿深度方向的變化曲線

1、從上圖可以看出，剪應(yīng)力隨路面深度的增加先增加后減小，同一深度內(nèi)剪應(yīng)力隨著荷載的增加而增加，切成良好的線性關(guān)系。隨著深度的增加以及荷載的分散，剪應(yīng)力逐漸減小，在底基層底部已接趨于0。

2、剪應(yīng)力的最大值出現(xiàn)在中面層內(nèi)，且最大剪應(yīng)力隨荷載的增加線性增加。因此，在超載作用下，當剪應(yīng)力超過該層的抗剪強度時，便會發(fā)生剪切破壞。特別是在高溫季節(jié)，在荷載的反復(fù)作用下面層更容易發(fā)生剪切破壞，產(chǎn)生車轍、裂縫、擁包等病害。加上雨水等因素的影響，久而久之，還會引起基層的破壞。

（三）不同荷載下各結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力、拉應(yīng)變計算

不同荷載作用下各結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力和最大拉應(yīng)變的計算結(jié)果見表1。

表1不同荷載下各結(jié)構(gòu)層層底最大拉應(yīng)力值

圖5a不同荷載下各結(jié)構(gòu)層層底最大拉應(yīng)力b不同荷載作用下各結(jié)構(gòu)層最大拉應(yīng)變

從表1、圖5.a和5.b可以看出：

1、各結(jié)構(gòu)層層底的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變均隨著荷載的增加而增加，且成良好的線形關(guān)系。以上面層層底為例，在荷載為100KN時，該層拉應(yīng)力和拉應(yīng)變分別為0.048 MPa和7.425 e-5，在荷載為140KN時，拉應(yīng)力和拉應(yīng)變分別為0.067 MPa和10.358 e-5，拉應(yīng)力和應(yīng)變分別增加了39.7%和39.9%，在荷載為180KN時，拉應(yīng)力和拉應(yīng)變分別為0.086 MPa和13.328 e-5，拉應(yīng)力和應(yīng)變分別增加了79.5%和80%。

2、不同荷載作用下的最大層底拉應(yīng)力均出現(xiàn)在上面層表面，其次是基層層底，且上面層的拉應(yīng)力隨著荷載的增加線性增長，所以，車輛超載狀況下的上面層拉應(yīng)力極易超過該層的料容許拉應(yīng)力，從而造成面層的拉裂，同樣，當拉應(yīng)力超過半剛性基層的抗彎拉強度，半剛性基層便很快產(chǎn)生裂縫，加上車輛荷載的反復(fù)作用，裂縫便逐漸擴展到面層，從而使面層產(chǎn)生反射裂縫，這樣裂縫便從上而下貫穿整個路面結(jié)構(gòu)層，在有雨水的情況下，自由水便會通過這些裂縫進入路面結(jié)構(gòu)層，道路便會發(fā)生水損害。

3、不同荷載作用下的最大層底拉應(yīng)變均出現(xiàn)在底基層層底，其次是上面層層底，且底基層層底的最大拉應(yīng)變隨著荷載的增加線性增長，所以，超載作用下的拉應(yīng)變過大從而超過該層的容許拉應(yīng)變，也容易是路面產(chǎn)生病害。

（四）不同荷載下各結(jié)構(gòu)層層底壓應(yīng)力及土基壓應(yīng)變分析

不同荷載作用下各結(jié)構(gòu)層層頂最大壓應(yīng)力計算結(jié)果見表2，其隨路面深度的變化曲線見圖6。

表2不同荷載作用下各結(jié)構(gòu)層層頂最大壓應(yīng)力計算結(jié)果

圖6.a不同荷載下各結(jié)構(gòu)層層頂最大壓應(yīng)力 圖6.b不同荷載下的土基壓應(yīng)變

1、從表2和圖6可以看出，不同荷載作用下各結(jié)構(gòu)層層頂最大壓應(yīng)力隨著車輛荷載的增加而增加，且成良好的線性關(guān)系，相同荷載作用下的各結(jié)構(gòu)層層頂最大壓應(yīng)力隨著路面深度的增加而減小，上面層層頂?shù)膲簯?yīng)力約為土基層頂?shù)?0.7倍。分析其原因：由于各結(jié)構(gòu)層特別是半剛性基層的擴散作用，傳遞到底基層和土基的壓應(yīng)力很小。

2、由于上面層層頂?shù)膲簯?yīng)力最大，所以，在超載作用下最容易產(chǎn)生壓密變形，從而產(chǎn)生車轍等病害。

3、不同荷載作用下土基最大壓應(yīng)變隨著車輛荷載的增加而增加，且成良好的線性關(guān)系，土基的變形過大也是路面發(fā)生車轍主要原因之一。

四、小結(jié)

路表彎沉、面層剪應(yīng)力、各結(jié)構(gòu)層的最大層底拉應(yīng)力、最大層底拉應(yīng)變、各結(jié)構(gòu)層.0的最大壓應(yīng)力和突擊壓應(yīng)變均隨著車輛荷載的增加而增加，且成良好的線性關(guān)系，因此，車輛超載作用下的彎沉、拉應(yīng)力等極易超過該層的設(shè)計彎沉和容許拉應(yīng)力，從而造成路面產(chǎn)生各類病害，如裂縫、車轍等，降低路面的耐久性，縮短道路的使用壽命，因此，超載是造成瀝青路面早期病害的主要原因之一。

參考文獻：

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[2]沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防[M].北京:人民交通出版社,2001．

[3]魏連雨.車輛超載運輸對瀝青路面的破壞[M].北京:人民交通出版社,1996．

篇6

關(guān)鍵詞：高等級公路；瀝青路面；病害成因及預(yù)防；

中圖分類號：U416文獻標識碼： A

引 言

瀝青鋪裝的路面約在公元前600年在巴比倫出現(xiàn)，但這種技藝不久失傳了，一直到19世紀，人們采用瀝青來修路。1835年在巴黎首先用瀝青鋪筑人行道路面，，約20年后，巴黎出現(xiàn)了碾壓瀝青路面；后來在全世界獲得了廣泛推廣。

近年來，我國道路工程發(fā)展迅速。尤其是從經(jīng)濟危機之后我國為了緩解經(jīng)濟危機大興土木，來加快國內(nèi)的經(jīng)濟和路橋人才的培養(yǎng)。道路的建設(shè)與國民經(jīng)濟是不可分割的，道路四通八達，國內(nèi)經(jīng)濟的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)也就開始變得密不透風，從而加快了國內(nèi)生產(chǎn)總值的提高。從公路發(fā)展的速度來看，我國公路客運已成為主要的客運方式，公路貨運量遠遠超過其他運輸方式，這充分說明公路運輸方式在國民經(jīng)濟及社會發(fā)展過程中發(fā)揮著愈來愈重要的作用。隨著人們越來越越富裕的生活，交通量也不斷的增加。城市交通的交通量日益增大，使城市道路路面面臨嚴峻的考驗，很多城市道路瀝青路面均呈現(xiàn)出一定的早期破壞，如開裂、泛油、剝落、車轍等現(xiàn)象，有的城市道路甚至當年通車即發(fā)生了病害。

1道路工程主要病害

公路及相關(guān)的構(gòu)造物、設(shè)施大都于自然界中。除受到交通荷載之各種復(fù)雜力系的重要作用外、還直接或間接承受溫度、光照、風、雨、雪等自然因素的作用。當這些作用與公路設(shè)計中抵御或承受外力破壞能力的標準相互平衡或超出極限時、各種公路病害便產(chǎn)生了。常見的如裂縫、網(wǎng)狀龜裂，松散、坑槽，油包、啃邊、沖溝、塌陷、車轍、板角斷裂、錯臺、唧泥等等。

根據(jù)自己學(xué)習(xí)范圍領(lǐng)域，對病害問題進行闡述。

1.1國外道路存在的病害

道路在使用過程中，由于行車荷載和自然因素的反復(fù)作用，其使用性能不斷惡化出現(xiàn)破壞，并最終導(dǎo)致不能再負擔交通狀態(tài)。

瀝青鋪裝的路面約在公元前600年在巴比倫出現(xiàn)，但這種技藝不久失傳了，一直到19世紀，人們采用瀝青來修路。1835年在巴黎首先用瀝青鋪筑人行道路面，，約20年后，巴黎出現(xiàn)了碾壓瀝青路面；后來在全世界獲得了廣泛推廣。

1.2國內(nèi)道路存在的病害

近年來，我國道路工程發(fā)展迅速，隨著人們越來越越富裕的生活，交通量也不斷的增加。城市交通的交通量日益增大，使城市道路路面面臨嚴峻的考驗，很多城市道路瀝青路面均呈現(xiàn)出一定的早期破壞。如瀝青路面的裂縫、橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)裂、松散麻面、坑槽、凹陷、車轍和水損害等。以下根據(jù)我們這幾年來對瀝青路面的實際損壞情況的調(diào)查，談?wù)劄r青路面常見的病害裂縫出現(xiàn)的原因及其預(yù)防措施

1.3選出具體的病害進行分析

裂縫是瀝青路面常見的一種損壞現(xiàn)象，指開裂為3～5mm寬的路面縫隙，通常有發(fā)裂和較規(guī)則的縱、橫裂縫。發(fā)裂指逐層出現(xiàn)少數(shù)孤立或環(huán)狀相連的縱向小裂紋。縱、橫裂縫指發(fā)生在面層的縱、橫向的規(guī)則裂縫。縱縫一般多在雙坡道的中線附近區(qū)域，而橫縫間距呈現(xiàn)一定規(guī)律。

裂縫病害有縱向裂縫，橫向裂縫和網(wǎng)裂三種形式，以下將分別介紹。

2病害分析

2.1病害產(chǎn)生的原因

縱向裂縫的成因

①地基原因:有些路段處于丘陵低洼、河谷處,地基土天然含水量較高,在設(shè)計及施工時未做處理,在高填土后,由于地基承載能力的差別出現(xiàn)不均勻沉降,造成路面縱向開裂。

②路基施工原因:如果土基施工時天氣干燥,局部路堤填料土塊粉碎不足,路基壓實不均勻,暗埋式構(gòu)造處因構(gòu)造物長度限制,路基邊緣不能超寬碾壓,致使路基邊緣壓實度不夠，或者混合料攤鋪時縱向施工搭接質(zhì)量不好,都會造成縱向裂縫。

③中央分隔帶、路表、邊坡等滲水,使局部路基受水浸泡后承載力值降低,在動靜荷載的作用下,路基滑動產(chǎn)生裂縫，另外填料若為弱膨脹土,如施工中未做處理,滲水后含水量變化,也會導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生,預(yù)防縱向裂縫產(chǎn)生的主要措施是處理好地基,若路基分層填筑和壓實得好,使路基盡可能均勻,特別在預(yù)先采取措施防止地表面水滲入地基的情況下,可以大幅度減少縱向裂縫的數(shù)量,同時顯著延緩縱向裂縫出現(xiàn)的時間。

橫向裂縫的成因

①橫向裂縫的產(chǎn)生往往是由于溫度應(yīng)力的作用而產(chǎn)生的疲勞裂縫。這種溫度裂縫往往起始于溫度變化率最大的表面并很快向下延伸，并隨著時間增長造成瀝青老化，瀝青面層的抗裂縫能力逐年降低，溫度裂縫也隨之增加。面層裂縫一旦發(fā)生沖刷、唧漿就會產(chǎn)生以縫為中心的下陷形變，同時引起裂縫兩側(cè)產(chǎn)生新裂縫甚至碎裂破壞。

②材料收縮引起橫向裂縫。一方面在基層成型過程中,因基層材料失水收縮而形成規(guī)則的橫向裂縫，另一方面基層材料因溫度驟降而發(fā)生低溫收縮開裂。這兩種收縮變形使面層底面承受拉力,當拉力超過瀝青面層的抗拉強度時就使瀝青面層底部拉裂,并隨著溫濕的循環(huán)變化及行車荷載的反復(fù)作用而導(dǎo)致瀝青面層底面裂縫。

③瀝青及混凝土的溫縮引起的裂縫。因瀝青是一種對溫度變化比較敏感的粘彈性材料,溫度下降時,瀝青混合料逐漸變硬變脆,并發(fā)生收縮變形.當收縮拉應(yīng)力超過瀝青混凝土的抗拉強度時,瀝青路面表面就會被拉裂,并逐步向下發(fā)展,形成上寬下窄的橫向裂縫，這種溫縮裂縫在北方溫差較大地區(qū)初冬一般寬度為3～5mm,到嚴冬可加寬到10mm,最寬達到20mm,而到春季則又縮回。

網(wǎng)裂的成因

網(wǎng)裂主要是由于路面的整體強度不足而引起的。一個原因可能是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,路基路面壓實度不足,路面材料配合不當或未拌和均勻等使瀝青與石料粘結(jié)性差；另一個原因可能是由于路面出現(xiàn)橫向或縱向裂縫后未及時封填,致使水分滲入下層,使基層表面被泡軟，在汽車荷載反復(fù)作用下，粉漿通過面層裂縫及空隙被壓到表面產(chǎn)生唧漿,基層表面被逐步淘空,產(chǎn)生網(wǎng)裂。另外，瀝青老化和汽車嚴重超載，使基層產(chǎn)生疲勞破壞也是導(dǎo)致瀝青面層形成網(wǎng)裂的重要原因，為預(yù)防網(wǎng)裂必須加強貨車的載重管理，在路面出現(xiàn)裂縫時要及時修補處理。

2.2病害的處治

縱向裂縫的防治

①對于縫寬小于3mm的裂縫可不作處理，大于3mm小于5mm的縱向裂縫,可將縫隙刷掃干凈,并用壓縮空氣吹凈塵土后,采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫撒料法封堵。

②如縱縫進一步發(fā)展,出現(xiàn)啃邊、錯臺且裂縫寬大于5mm,則需銑刨上面層和中面層(銑刨寬度為裂縫兩側(cè)各1m),并對裂縫按方法①先行填實,沿縱縫鋪設(shè)玻璃格柵,攤鋪中面層,然后在中面層上沿縱向每隔5m設(shè)寬為1.2m的玻璃格柵,最后再攤鋪上面層。

③對于尚未穩(wěn)定的縱向裂縫,除按方法①處治外,還應(yīng)根據(jù)裂縫成因,采取排水、邊坡加固等措施,以使裂縫穩(wěn)定不繼續(xù)發(fā)展。

橫向裂縫的防治

①對于基層開裂引起的反射裂縫及瀝青混凝土溫縮等引起的橫向裂縫,如縫寬較小可不予處理,如寬度在3mm以上,可將縫隙刷掃干凈,并用壓縮空氣吹凈塵土后,采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫撒料法封堵。如縫寬在5mm以上,可將縫口雜物清除,或沿裂縫開槽后用壓縮空氣吹凈,采用砂料式或細粒式熱拌瀝青混合料填充搗實,并用烙鐵封口。

②對于由土基沉降引起的橫向裂縫,如出現(xiàn)錯臺、啃邊、裂縫寬度大于5mm以上的,則需沿橫縫兩側(cè)各50cm～100cm范圍開槽,挖除上面層,按照方法(1)先將裂縫填實,然后沿橫縫加鋪玻璃格刪, 格柵網(wǎng)孔尺寸25.4mm×25.4mm,抗拉強度要求不小于50kN/m,最大負荷延伸率不大于3%,對全線病害進行處理后，仍存在著縱橫坡面的不平整，路表面彎沉不能滿足原設(shè)計彎沉要求等，所以全線加鋪最小厚度行車道為5cm，硬路肩為4cm的AC-16I型混凝土罩面層，采用的瀝青為國產(chǎn)SBS改性瀝青，以改善路面表面的性能。

結(jié)論

瀝青路面出現(xiàn)裂縫是很普遍的，在各級公路中都是最常見的問題，也是不可避免的，所以只能分析產(chǎn)生裂縫的原因，從中找出方法更好的預(yù)防路面出現(xiàn)裂縫。另外，在養(yǎng)護上也應(yīng)該加大力度，隨著經(jīng)濟的日益發(fā)展，汽車的通行量也大大的增加了，提高路面的使用性能不僅有助于經(jīng)濟發(fā)展也能減少交通事故的發(fā)生。在養(yǎng)護上也要不斷改進技術(shù)，新型的養(yǎng)護技術(shù)會更好的減少瀝青路面裂縫的產(chǎn)生。還有有的承包商只以盈利為目的，在施工時偷工減料，各項技術(shù)指標也達不到標準，導(dǎo)致了路面的使用年限大大下降。修路時要以“經(jīng)濟，實用，美觀”出發(fā)，這樣才能保證路面的質(zhì)量。瀝青混凝土作為一種路用結(jié)合料，在世界各國得到了廣泛的應(yīng)用，從鄉(xiāng)村道路到城市道路，從三級路到高速公路，從路面底基層到路面面層，均普遍采用，成為道路建設(shè)長久使用的一種材料，但由于瀝青混凝土材質(zhì)本身的差異，以及受設(shè)計和施工水平的影響，瀝青路面經(jīng)常出現(xiàn)開裂、泛油、松散、坑槽等病害。這些病害的出現(xiàn)嚴重影響了行車速度、行車安全，加大了汽車磨損，縮短了瀝青路面使用壽命。要從路面出現(xiàn)裂縫的根本原因入手，更好的做好預(yù)防措施，及時對路面進行養(yǎng)護，提高瀝青路面的使用性能。實際上按照現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計規(guī)范要求，瀝青路面厚度設(shè)計相對偏厚，目前采用的半剛性基層收縮性都比較小，施工工藝水平有很大提高，所以新建半剛性瀝青路面上出現(xiàn)的裂縫絕大多數(shù)是瀝青路面本身產(chǎn)生的溫度裂縫。如何提高瀝青面層的防裂性能、改善瀝青及瀝青混合料的使用品質(zhì)應(yīng)是我們今后研究的主要方向

參考文獻

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篇7

關(guān)鍵詞：農(nóng)村公路；路面養(yǎng)護；處治

當前公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范通常把清掃保潔、處理泛油、擁包、裂縫、松散等病害作為保養(yǎng)作業(yè)；修補坑槽、沉陷、處理波浪、啃邊等病害作為小修作業(yè)。小修保養(yǎng)分為初期保養(yǎng)、日常養(yǎng)護和預(yù)防性季節(jié)保養(yǎng)修理。可把其統(tǒng)稱為預(yù)防性養(yǎng)護措施。

道路病害高發(fā)期之前，若沒有及時實施預(yù)防性養(yǎng)護，到了病害高發(fā)期往往很難實現(xiàn)及時維修，并且將要投入更大的人力、物力，同時也很難取得良好的維修效果。所以使用初期應(yīng)認真貫徹預(yù)防性養(yǎng)護原則，根據(jù)路面實際狀況，找到問題的原因，對癥下藥，選擇合適的養(yǎng)護技術(shù)，避免病害的進一步擴展，從而實現(xiàn)經(jīng)濟節(jié)約，延長道路使用壽命。

一、裂縫的處治

瀝青路面建成后裂縫每年都有增長。據(jù)調(diào)查，大部分裂縫因凍縮、干縮引起，對行車及路面結(jié)構(gòu)影響不大，瀝青路面一旦產(chǎn)生單一的縱橫裂縫，應(yīng)盡早對其進行封閉，可以減少甚至消除雨水下滲到基層，從而延長路面的使用壽命。養(yǎng)護時可根據(jù)裂縫寬度相應(yīng)封閉裂縫防水即可。

當使用熱瀝青灌縫時，縫寬在6mm以內(nèi)，可采用熱瀝青或?qū)Ｓ霉嗫p料灌縫，防止水的滲透；縫寬大于6mm，可用炒拌好的瀝青砂或細粒式混凝土混合料填充、搗實、撒砂掃勻。

當使用乳化瀝青灌縫時，乳化瀝青選用慢裂或中裂的陽離子乳化瀝青。陽離子乳化瀝青的技術(shù)性能好，與大部分石料都能很好地粘結(jié)，適用性能廣泛，并能在氣溫較低的情況下應(yīng)用。用其處治瀝青路面裂縫，充分發(fā)揮其在低溫下具有較好的流動性的特點，依賴于其較好的滲透力來處治較深的裂縫。填充材料。選用堅硬耐磨、干凈、篩分后0.5cm的細碎石、石屑和細砂。

對于較嚴重的網(wǎng)狀裂縫并伴有嚴重沉陷的，或基層完好而面層已成塊狀的裂縫，進行單純的封縫己沒有任何意義，應(yīng)盡快處理基層再修補面層，以防雨水下滲形成翻漿；對于較輕微的裂縫，應(yīng)盡快進行封縫。施工季節(jié)的選擇是裂縫處治成敗的關(guān)鍵，根據(jù)長期實踐經(jīng)驗，裂縫的處治一般選擇在四、五月份，這期間春融期翻漿過后，雨季來臨之前，此時路基基本穩(wěn)定，路面裂縫基本顯露出來，或者是冬季氣溫低，裂縫開口較大時，裂縫處治完成后，路面完好，雨雪水不易下滲，阻止了路面病害的進一步發(fā)展，可有效延長瀝青路面的使用壽命。

二、變形類病害的維修處理

1.車轍的維修處理

對于表面磨損過度而出現(xiàn)的車轍，采用路面銑刨機或風鎬將面層中油石比偏高，細料過多的經(jīng)行車荷載擠壓到輪跡外側(cè)的隆起部分刮除，翻松車轍表面一定深度，清除干凈并用小型壓路機碾平，再噴灑0.3～0.5Kg/m2的粘層瀝青，最后鋪筑瀝青混合料填補空隙后碾壓后密實。注意不能增加刮涂部分的厚度，填補空隙即可。屬于路面橫茬推擠形成橫向波形車轍，且以穩(wěn)定的，按上述步驟銑高補低恢復(fù)路面橫坡，如因不穩(wěn)定夾層引起的，應(yīng)清除不穩(wěn)定層，重鋪面層。

2.擁包、波浪的維修處理

對于路面產(chǎn)生的擁包、波浪可用銑刨設(shè)備或人工刨削封頂，挖出高出路面的峰頂，然后用拌和法和層鋪法填補低凹處。對于瀝青含量較大的擁包要砌底挖除，重鋪筑瀝青面層。沉陷病害要根據(jù)成因區(qū)別處治。由于土基滲水造成的沉陷，就要先進行水害的防治，然后重新修補基層和瀝青面層。

3.松散、麻面類病害的維修處理

因低氣溫施工的瀝青面層造成的松散或麻面可采用乳化瀝青稀漿封層進行處理，一般采用中、粗粒式稀漿進行封層。推薦用改性乳化瀝青稀漿封層。而是在等級低的公路上可用瀝青灑布罩面的方法進行處治，一般罩面厚度控制在1.5～2.5cm，用油量控制在0.8～1.2kg/cm2，一般適于夏季施工，灑布完后要注意撒石屑及時養(yǎng)護。由于油溫過高，粘結(jié)料老化而造成松散者，應(yīng)挖除重鋪。由于基層或土基松軟變形而引起的松散，應(yīng)先處理基層或土基的病害，而后重做路面。

三、坑槽的維修處理

1.坑槽開挖

根據(jù)坑槽破損情況，按照“圓坑方補、斜坑正補”的原則，劃出所需修補坑槽的輪廓線，沿所劃輪廓線用切割機切割至坑底穩(wěn)定部分。其深度不得小于原坑槽的最大深度，周邊要求整齊，內(nèi)壁要求大致垂直，底面要求堅實。開挖時注意將坑槽周邊松動部分清理掉。

2.坑槽清理

采用人工清掃，將開挖后的瀝青塊、塵土、廢渣清掃出，坑槽內(nèi)不得存有雜物，廢渣的清除要見到固體面為止，同時將坑邊四周的雜物清理干凈。

3.刷粘層油

粘層油可用乳化瀝青或石油瀝青，用量一般為0.3kg/m2，用手工或小型機具噴灑進坑槽及坑槽周邊。

4.材料攤鋪

采用人工方式進行攤鋪，在攤鋪前根據(jù)坑槽大小確定投料量，攤鋪系數(shù)取1.2～1.3，填滿后坑槽中央處應(yīng)稍高于四周路面并呈弧形。

5.坑槽壓實

采用壓路機或平板振動夯進行壓實，按照先中間后兩邊的原則進行壓實。為了提高修補邊緣新舊料接縫的粘結(jié)強度，可采用熱瀝青或乳化瀝青對其進行封邊處理。

在坑槽處理過程中要注意：①正確測定病害的破損范圍和深度，劃線開槽，縱槽開挖線與路中線平行或垂直；②切削開挖坑槽深度控制到要露出未破壞的表層或基層表面；③修補前必須清理坑槽，使坑槽保持干燥狀態(tài)；④鋪料前，在槽壁和底部必須適量撒布粘層油，但不能過厚；⑤坑槽填料分層夯實，整體鋪筑，一次成型，填料高出原路面0.3cm左右；⑥用乳化瀝青稀漿或細粒式瀝青混凝土壓封坑槽邊緣防止水害；⑦杭槽的維修可以采用常溫混合料和低溫混合料，常溫混合料在5℃以上均可使用，低溫混合料在任何季節(jié)均可使用。

表1農(nóng)村公路瀝青路面裂縫維修推薦方案

結(jié)語：

農(nóng)村公路是我國公路網(wǎng)的重要組成部分，規(guī)模大、覆蓋面廣，其里程占全國公路通車總里程的四分之三以上，連接廣大的縣、鄉(xiāng)、村，直接服務(wù)于農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展和農(nóng)民出行，是解決“三農(nóng)”問題的基礎(chǔ)條件之一。因此各公路管理段應(yīng)本著“建養(yǎng)為民，服務(wù)社會”的行業(yè)宗旨，加強小修、中修、大修養(yǎng)護工程建設(shè)，保障農(nóng)村公路行車安全、舒適、通暢、綠美，在農(nóng)村公路養(yǎng)護管理中實行統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、行業(yè)管理、分級負責、條塊結(jié)合、以塊為主的原則，使“要想富、先修路”的口號真正化為現(xiàn)實。

農(nóng)村公路可以說是農(nóng)村經(jīng)濟的血液，可以為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的騰飛創(chuàng)造有利的條件，農(nóng)村公路的發(fā)展關(guān)系著農(nóng)村乃至整個社會的穩(wěn)定和繁榮。因此，在市場經(jīng)濟、經(jīng)濟全球化的大背景下，正視農(nóng)村公路建設(shè)和養(yǎng)護問題是非常重要的。

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篇8

基本理論淺談公路土基回彈模量

土基回彈模量是公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要參數(shù)之一，因其受土質(zhì)、含水量、壓實度、測試方法等諸多因素的影響，使其數(shù)值的確定比較困難，也就給設(shè)計與施工帶來很多的不確定因素和問題;許多路面設(shè)計指標和路面性能也都受土基狀態(tài)的影響，如土基頂面彎沉、土基頂面壓應(yīng)變和內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)等等，因此，現(xiàn)行的柔性路面的設(shè)計指標只考慮路面的受力變形狀態(tài)是不夠的，還應(yīng)考慮是否可將土基的狀態(tài)參數(shù)作為設(shè)計指標之一。

現(xiàn)行路面設(shè)計規(guī)范中規(guī)定確定土基回彈模量的方法有三種，即查表法、室內(nèi)實驗法和野外承載板法。實踐證明，實行重型擊實標準后，土基回彈模量的提高與土質(zhì)、含水量等因素有關(guān)，建立土基模量與土基頂面彎沉之間的關(guān)系并將其運用到具體的設(shè)計施工中去，指導(dǎo)控制施工質(zhì)量。隨著目前有完善的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計理論，但實際施工中還有許多不可預(yù)見的影響因素的存在，如設(shè)計參數(shù)、材料參數(shù)的變異性對施工質(zhì)量的影響。

國外公路路面設(shè)計方法有采用經(jīng)驗法的，有采用理論法的，也有采用半理論半經(jīng)驗法的，不同的路面設(shè)計方法表征路基強度的指標也不盡相同。如地基反應(yīng)模量，即采用Winkler地基模型，反映土基頂面壓力與彎沉關(guān)系的比例系數(shù)等。相應(yīng)于各種設(shè)計方法的路基強度設(shè)計參數(shù)，均進行了大量的試驗研究，提出了各自的確定方法，并在實踐中得到了驗證和完善。世界上許多組織(如AASHTO方法、Al方法、SHELL牌方法等)的柔性路面設(shè)計方法都采用了土基頂面壓應(yīng)變指標，通過對土基頂面壓應(yīng)變的控制來控制車轍和土基破壞的目的等。

篇9

關(guān)鍵詞：透水道路；透水瀝青混合料；道路荷載

中圖分類號：TU723.3文獻標識碼：A

Abstract:

Keywords: 

1引言

透水路面的特點就是其上的降水可以通過本身與地面下墊層相通的滲水路徑滲入下部土壤，因而對于地下水資源保護起到積極的作用。透水路面可以有效地緩解城市排水系統(tǒng)的泄洪壓力，使徑流曲線平緩，峰值較低，流量也是緩升緩降，這對于解決近年來城市頻發(fā)的內(nèi)澇無疑是有利的。采用透水路面后，雨天路面無積水，既縮短剎車距離也沒有夜間反光。從吸聲降噪方面來說，透水混凝土憑借其特有的多孔吸聲結(jié)構(gòu)，使高空飛機噪聲，汽車行駛噪聲降低。透水性地面下墊層土壤中豐富的毛細水通過自然蒸發(fā)和太陽輻射作用下的蒸騰作用使地表的溫度降低，從而有效地緩解城市“熱島現(xiàn)象”。鑒于透水路面的上述有特點，近年來研究人員和工程技術(shù)人員對透水材料進行了一定的研究，但實踐工程中的應(yīng)用還是不多。本文總結(jié)了目前常用的透水路面結(jié)構(gòu)形式及典型工程應(yīng)用，并就工程造價與普通路面做了對比分析。

2結(jié)構(gòu)類型

依據(jù)結(jié)構(gòu)層的透水性能與其土基的滲透情況透水路面分為3種類型：

(1)全透水路面：路面結(jié)構(gòu)層不能儲水，土基將被路面水直接滲入，還原成地下水。

(2)部分透水路面：路面基層或部分基層具有儲水功能，但墊層不具備透水功能。當路表水滲入路面結(jié)構(gòu)層后，在基層內(nèi)短暫儲存, 再通過排水系統(tǒng)收集到路邊儲水結(jié)構(gòu)物如排水溝。

(3)面層排水路面：當雨水滲入道路面層內(nèi)，不透水基層使雨水經(jīng)面層排出，就近排入路邊儲水結(jié)構(gòu)物如排水溝。

透水路面的材料選擇一般遵循如下原則：透水瀝青混凝土、透水水泥混凝土和各種形式的透水面磚為面層材料；各種碎石基層和多孔水泥穩(wěn)定碎石基層等透水材料一般為基層；墊層多采用砂墊層。

3不同道路荷載級別下的路面結(jié)構(gòu)形式

上述3種不同形式的透水路面，選用時是根據(jù)不同的道路交通荷載級別來確定。

3.1輕交通荷載形式下的路面結(jié)構(gòu)

人行道、公園廣場等以行人步行交通為主的慢行系統(tǒng)歸為輕交通荷載, 其路面結(jié)構(gòu)形式簡單，主要是透水路面磚或透水混凝土鋪面，級配碎石基層及砂墊層,見示例圖1。圖1中的形式，為全透水性結(jié)構(gòu)，具有良好的滲透能力，能使進入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的雨水快速排干，很好地保持地下水的平衡，起到調(diào)節(jié)城市熱島效應(yīng)的作用。圖2為美國加利福尼亞州公園內(nèi)的路面，采用的就是這種形式。

圖1 輕交通荷載形式下的路面結(jié)構(gòu)形式

圖2 美國加利福尼亞州公園路面

透水路面的面層材料選擇一般有如下3中情況：

(1)透水水泥混凝土

以水泥為膠結(jié)材料、采用單一級配集料,無砂、多孔混凝土。它采用較高強度等級的水泥，集灰比為3.0～4.0，水灰比為0.22～0.35的范圍。壓力成型和振動成型技術(shù)使干硬的混凝土拌合物融合，形成具有不同連通孔隙的混凝土。硬化后，混凝土內(nèi)部通常含有15%～25%的連通孔隙，同時抗壓強度可達15～40MPa，抗折強度可達3～6MPa，透水系數(shù)很高，但由于含有較多的連通孔隙，提高其強度及耐磨性、抗凍性是技術(shù)難點。

(2)高分子透水性混凝土

采用單一粒級的粗集料，以瀝青或高分子樹脂為膠結(jié)材料配制的透水性混土。與水泥混凝土相比，其強度較高，但成本也高。同時由于有機膠凝材料耐候性差，在大氣因素作用下容易老化，而且性質(zhì)隨溫度變化比較敏感，尤其是溫度升高時，易軟化流淌，透水性容易受到影響。

(3)燒結(jié)透水性制品

以廢棄的瓷磚、長石、高嶺土、粘土等礦物的粒狀物和漿體拌合，壓制成規(guī)定塊狀， 塊體材料經(jīng)高溫下成有多孔結(jié)構(gòu)。該類透水性材料強度高，不易損壞。但燒結(jié)過程需要消耗能量，成本較高。

3.2中等交通等級下的透水路面結(jié)構(gòu)

標準車累計當量軸次在600～1000萬次之間時為中等交通等級的道路，如城市次干道、交通量相對較多的支路、街巷改造等對交通量要求不高的道路，其結(jié)構(gòu)形式如示例圖3所示。

圖3 中等交通等級的道路路面結(jié)構(gòu)

路面面層的選擇一般采用透水性瀝青混合料的類型，這種做法是以骨料為固體支撐，高粘度的改性瀝青為液態(tài)充斥，空氣為氣態(tài)流通使透水性瀝青混合料具有連續(xù)空隙，這樣的組成為骨架-空隙結(jié)構(gòu)，集料少，其特點是粗顆粒之間是點接觸。混合料通過接觸點間高粘度的改性瀝青將骨料粘結(jié)，混合料內(nèi)部的氣態(tài)流通與外部相通得到了保證。

通過以往對不同最大粒徑的透水性瀝青混合料的空隙計算和透水性試驗研究得知：

透水性瀝青混合料，空隙率和連續(xù)空隙率隨著最大粒徑的減小而減小，閉空隙率情況則剛好相反。

透水性瀝青混合料，透水性隨著最大粒徑、空隙率和連續(xù)空隙率的增大而線性增大。這一特性對透水性瀝青混合料的配制具有指導(dǎo)性意義。

3.3重交通等級下的透水路面結(jié)構(gòu)

累計當量軸次1200～2500萬次的交通量，通行車輛多的城市主干道、車速快的快速路、行車舒適度要求高的高速公路一般為重交通等級的道路。不同于其它等級的道路，這種路面結(jié)構(gòu)的要求更嚴，路面層多采用高性能瀝青路面，它抗滑、雨天不起水霧、抗車轍能力強、耐溫差應(yīng)變能力強。然而透水基層材料則強度相對低，不能承受重載交通,為了與之相適應(yīng)一般采用非透水的半剛性基層。見示例圖4。圖5我國第一條利用透水路面技術(shù)設(shè)計的高速公路-咸陽機場高速公路。

圖4重交通等級的道路路面結(jié)構(gòu)

圖5咸陽機場高速公路

4造價成本比較分析

不同結(jié)構(gòu)路面的直接工程費測算（同累計當量軸次交通量的透水路面結(jié)構(gòu)與普通非透水路面的造價）見表1。

表1 造價比較

項目 透水路面 普通路面

城市快速路 350元/m2（僅面層透水） 323元/ m2

次干道 301元/ m2 295.5元/ m2

人行道 112元/ m2（面磚結(jié)構(gòu)） 123元/ m2

由表1可見，隨著新材料的不斷使用和施工工藝的改進，普通路面與透水路面成本費用基本相當。

參考文獻:

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篇10

關(guān)鍵字：瀝青穩(wěn)定碎石；柔性基層；應(yīng)用研究

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1 引言

在我國的高速公路建設(shè)之初到現(xiàn)在這很長的一段時間內(nèi)一直遵循的“強基薄面”的設(shè)計理念。這使得我們國家有超過95%以上的高速公路都是采用的半剛性基層材料。半剛性基層材料具有較強的強度和剛度，能夠起到很好的承重作用。常見的半剛性基層材料有水泥穩(wěn)定碎石、二灰穩(wěn)定碎石、石灰穩(wěn)定砂礫等。這些半剛性材料具有很好的穩(wěn)定性和耐久性，但是在實際的使用過程中發(fā)現(xiàn)半剛性基層路面最突出的問題就是由于半剛性材料的溫縮和干縮導(dǎo)致反裂縫的出現(xiàn)。另外半剛性基層材料的唧泥和沖刷等也會造成路面出現(xiàn)坑洞。半剛性材料的穩(wěn)定性不足，在水的作用下容易導(dǎo)致承載能力的下降。

在認識到了這些問題之后，我們國家開始逐漸的將柔性基層重視起來，目前常見的是采用瀝青穩(wěn)定碎石作為柔性基層。瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層具有較高的抗剪強度，基層的抗疲勞性能好。能夠有效的防止反射裂縫的發(fā)生。瀝青穩(wěn)定碎石與面層瀝青混合料之間具有很好的協(xié)調(diào)性能，并且大空隙結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒚鎸拥乃ㄟ^基層迅速的排出，有利于提高路面的整體抗水損害能力。瀝青穩(wěn)定碎石的膠結(jié)料采用的是瀝青材料也便于進行養(yǎng)護和維修，節(jié)約公路的建設(shè)工期。

2 瀝青穩(wěn)定碎石基層路用性能

瀝青穩(wěn)定碎石也是一種粘彈性的材料，對不同的時間和溫度下也具有不同的力學(xué)特性。瀝青穩(wěn)定碎石作為基層材料要承受上部傳遞下來了車輛荷載的作用，這就對其在滿足承載力的同時要有足夠好的路用性能，才能保證整個路面結(jié)構(gòu)體系的正常使用。在低溫條件下瀝青穩(wěn)定碎石主要解決的問題是瀝青混合料的收縮變形產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。在常溫情況瀝青穩(wěn)定碎石只要是滿足足夠的抗疲勞性能。在高溫條件下瀝青穩(wěn)定碎石主要是要具有足夠的勁度模量來提高抗剪切的能力，防止發(fā)生車轍病害。

2.1 高溫穩(wěn)定性

瀝青穩(wěn)定碎石作為一中粘彈性材料，其模量值會隨著溫度的升高而不斷的降低，而夏季瀝青路面的主要病害就是高溫車轍，這就要求瀝青混合料要具有較好的高溫穩(wěn)定性。瀝青穩(wěn)定碎石作為基層材料，雖然所處的環(huán)境溫度要比面層低不少，但是在夏季高溫條件仍然能夠達到40℃左右。所以要保證瀝青穩(wěn)定碎石具有足夠的高溫穩(wěn)定性。

2.2 低溫抗裂性

瀝青穩(wěn)定碎石在溫度變化較大的情況下力學(xué)性能也會呈現(xiàn)較大的變化。隨著溫度不斷的降低瀝青穩(wěn)定碎石的強度在提升但是其自身的變形能力也在不斷的下降。嚴重的話會出現(xiàn)脆性破壞。特別是在冬季氣溫較低的情況下瀝青穩(wěn)定碎石也會產(chǎn)生橫向的收縮變形。瀝青穩(wěn)定碎石基層產(chǎn)生的溫度開裂對基層的強度會產(chǎn)生嚴重的影響。會降低基層的承載能力，也會發(fā)生自下而上的裂縫產(chǎn)生。在行車荷載和水壓力等反復(fù)作用下橫向裂縫會逐漸向網(wǎng)狀裂縫發(fā)展。所以瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層也需要具有足夠好的低溫抗裂性能。

2.3 疲勞性能

瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層在車齡荷載的反復(fù)作用下，其受力狀況處在反復(fù)變化的狀態(tài)。隨著瀝青老化程度的不斷加劇，瀝青穩(wěn)定碎石基層的抗變形能力和耐久性都發(fā)生顯著地下降。當瀝青穩(wěn)定碎石基層的承載能力小于瀝青路面內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力的時候，基層就會差生裂縫，發(fā)生疲勞破壞。所以瀝青穩(wěn)定碎石基層在設(shè)計的過程中要使其具有合適的模量值，不能過高也不能過低。為適應(yīng)目前車輛軸載不斷增加的現(xiàn)實狀況，也對瀝青穩(wěn)定碎石基層的抗疲勞性能提出了更高的要求。

2.4 水穩(wěn)定性和施工和易性

瀝青穩(wěn)定碎石基層雖然不直接處在水的作用范圍之內(nèi)，是由面層進入到基層內(nèi)部的水分如果不及時的排出的話也極易發(fā)生水損害。這是應(yīng)為水在汽車荷載的作用下會產(chǎn)生一定的動水壓力，使得水反復(fù)的沖刷裹附在集料表面的瀝青膜，加之瀝青穩(wěn)定碎石混合料的瀝青用量較少，瀝青膜厚度較薄，在水的沖刷作用下瀝青膜從集料表面脫落下來，使得瀝青混合料的粘結(jié)能力下降，導(dǎo)致出現(xiàn)一些局部坑槽等病害。

另外瀝青穩(wěn)定碎石材料的施工和易性的好壞直接關(guān)系到了本身的路用性能，影響瀝青穩(wěn)定碎石基層材料施工和易性的因素較多，包括施工的環(huán)境和溫度，施工過程中的離析等現(xiàn)象。

3 瀝青穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制

3.1 瀝青穩(wěn)定碎石離析現(xiàn)象的控制

要重視瀝青混合料的配合比設(shè)計，合理的設(shè)計可以有效的利用材料自身的組成特性來降低瀝青混合料離析的程度。一般認為聯(lián)系級配的瀝青混合料產(chǎn)生離析的程度要較間斷級配的瀝青混合料弱的多。瀝青穩(wěn)定碎石混合料的公稱最大粒徑較大，所以會對瀝青混合料的均勻性產(chǎn)生影響。另外瀝青混合料的公稱粒徑如果跟路面的壓實厚度不相適應(yīng)的話，會在后期的碾壓過程中形成一定區(qū)域的碾壓死角，該片區(qū)域的壓實度會不足，造成過早的出現(xiàn)瀝青路面的早期病害。

在進行瀝青穩(wěn)定碎石瀝青混合料的生產(chǎn)過程中要盡量選擇強度高的集料，集料的酸堿性最好成弱堿性，這有利于提高與瀝青之間的粘附能力。采用規(guī)格一致的集料也可以有效的降低生產(chǎn)的瀝青混合料產(chǎn)生的離析現(xiàn)象。另外集料在堆放的過程匯總要盡量選擇干凈整潔的場地，避免下雨天雨水將土帶入集料中造成污染。瀝青穩(wěn)定碎石瀝青混合料在運輸?shù)倪^程中由于集料中不同檔的質(zhì)量的不同加載汽車的震動和各部分的溫度不同也會差生離析，所以在運輸?shù)倪^程中要盡量選擇大噸位保溫性能好的車輛，攤鋪的過程中要根據(jù)實際情況選擇合適的攤鋪機械和攤鋪工藝來防止瀝青現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 碾壓厚度和標準的選擇

在很過國家都對瀝青混合料的壓實厚度提出了要求，一般要求壓實的厚度不應(yīng)該小于工程最大粒徑的兩倍，在實際的工程中結(jié)合國內(nèi)外瀝青穩(wěn)定碎石基層路面的典型結(jié)構(gòu)設(shè)計，一般講瀝青穩(wěn)定碎石基層的壓實厚度確定為15cm。

我國規(guī)范規(guī)定的壓實度為95%，目前對SMA材料提出的壓實度要求為98%，目前我國的公路施工工藝已經(jīng)較為齊全，施工機械也較為先進，可以滿足高標準的壓實要求，所以在瀝青穩(wěn)定碎石基層的延伸過程中可以講壓實度適當?shù)奶岣叩?7%左右。

3.3 瀝青穩(wěn)定碎石基層施工溫度的確定

由于瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的層厚與普通瀝青混合料雖然同為瀝青混合料，但是還是有所不同的，所以對攤鋪的溫的要求也不盡相同。對于同一種瀝青來說，攤鋪溫度與層厚、下臥層表面溫度等因素都有著比較緊密的聯(lián)系。壓溫度直接影響瀝青混合料的壓實質(zhì)量，當混合料溫度較高時，可用較少的碾壓遍數(shù)，獲得較高的密實度和較好的壓實效果；而溫度較低時，壓實困難，且在路面中容易產(chǎn)生輪跡，平整度差。一般認為最佳壓實溫度為120℃~150℃。瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料壓實時，要根據(jù)壓實層厚、下臥層溫度和風速等因素來確定有效壓實時間，并應(yīng)嚴格控制在瀝青混合料的有效壓實時間內(nèi)進行充分壓實，相對薄層的瀝青混合料面層來說，由于層厚較瀝青混凝土厚，瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料有較充分的時間進行壓實。

結(jié)語

隨著半剛性基層路面反射裂縫病害的日益嚴重，和柔性基層路面得到了越來愈多的重視，其中瀝青穩(wěn)定碎石基層的應(yīng)用最為廣發(fā)，瀝青穩(wěn)定碎石基層能夠有效的結(jié)構(gòu)半剛性基層路面產(chǎn)生反射裂縫的現(xiàn)象，同時也能夠滿足強度和剛度的要求。但是伴隨著公路交通量的不斷增長，對于瀝青穩(wěn)定碎石基層的設(shè)計要求也要不斷提高，使其具有較好的路用性能，適應(yīng)于目前的交通大環(huán)境，為我國的公路事業(yè)的發(fā)展做出貢獻。

參考文獻

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