沥青路面结构设计论文范文

时间：2023-03-28 17:26:24

沥青路面结构设计论文

沥青路面结构设计论文范文第1篇

1．1综合排水设计的原则在对沥青路面结构进行优化时，要做好路面排水设计，这样可以延长路面的耐久性，也可以增强路面的承载能力。南方地区，由于夏季雨水比较多，如果路面排水设计存在漏洞，很容易造成路面积水问题。另外，设计人员还要合理布局道路周围的排水设施，需要充分考虑路面结构组合设计。另外，在进行路面改建施工时，也需要结合实际，对道路排水系统进行更改，提高路面的防渗性以及路基的承载能力，使沥青路面结构组合设计更加优质。

1．2增加路面结构层功能性的原则沥青路面是道路施工中常见的类型，沥青这种材料的性能比较强，在设计其层面结构时，要注意提高路面的抗滑性以及耐磨性，还要提高路面结构的抗剪性以及抗拉能力。由于道路暴露在外界环境中，所以自然气候因素以及车载作用力对其质量影响比较大，如果面层材料的强度不高，粘结力不强，则会影响路面的整体质量，还会影响其功能的发挥。面层的等级越高，其承受车载的能力则越强。在城市快速路以及一级公路设计中，由于交通量比较大，所以设计人员需要增强路面结构层的功能，要选择优质的施工材料，提高混凝土面层的质量。沥青结构层一般是由细粒式沥青混凝土作为表面层，中、粗粒式沥青混凝土作为中下面层构成，既可有效防水又可保证强度，所以，优化路面结构层设计，应注意确保路面的刚度以及稳定性。

2沥青路面结构组合类型之间的影响

2．1各结构层荷载应用分布特点路面在投入使用后，其各个结构层会受到荷载作用力的影响，而且荷载的大小随道路结构层的深度而递减，在不同的层面中，需要应用不同的施工材料，这些材料的强度会随道路结构层的深度而减小。所以，在设计路面结构层时，需要以强度自上而下的递减方式进行组合，这种组合类型在沥青路面设计中应用较为广泛，而且收到了较好的效果。在对路面基层进行施工时，要充分利用施工材料，按照就近的原则多利用当地材料，这样有助于降低工程造价。在对沥青路面的组成材料以及构件进行重新组合时，要分析材料强度随深度的变化规律，当路面结构层之间的模量相差较大时，要注意控制结构层间的拉应力，如果其差值超过材料的承受范围，则可能出现沥青路面结构层断裂的问题。根据以往设计经验，土基与基层的模量之比需要控制在0．08～0．40之间，而基层与面层回弹模量之比需要控制在0．3，道路设计人员，在对沥青路面结构组合进行优化时，要避免出现拉应力过大的问题，要根据不同的结构层，选择不同的材料，只有掌握好各结构层材料变化规律，才能设计出最佳的组合方案。

2．2各结构层特性以及相互影响沥青路面结构是由多种材料构成，在不同的层面上，需要应用不同的施工材料，这样材料的强度以及影响有一定差异。在组合的过程中，要注意其相互之间的影响，消除各结构层特性的不利因素，并采用有限的措施，对结构层组合类型进行限制。在沥青混凝土道路工程中，经常会用到石灰以及水泥这类材料，其受温度影响比较大，如果施工工艺存在漏洞，会导致路面出现大量的裂缝现象，所以，设计人员需要采取有效的措施降低基层材料的收缩问题，可以增加细料含量，还可以增大结合料的剂量，从而降低反射裂缝出现的概率。设计人员可以适当增加面层厚度、设置沥青碎石缓冲层、设置应力消散层或吸收层等;在潮湿的粉土或粘性土路基上，不宜直接铺筑碎(砾)石等粗颗粒材料。必要时可在路基顶面设土工布隔离层，以防止相互掺杂而污染基层，或导致过大变形而使面层损坏。层间结合应尽量紧密，避免产生滑移，以保证结构的整体性和应力分布的连续性。沥青面层与半刚性基层或粒料层之间应设置透层沥青，根据施工条件如多层沥青层次能否连续施工、施工期内是否多雨等采取相应的层间结合措施。

3结语

沥青路面结构设计论文范文第2篇

关键词：半刚性基层沥青路面结构设计

1概述

我国90%以上的高等级公路沥青路面基层和底基层采用半刚性材料。半刚性基层沥青路面已经成为我国高等级公路沥青路面的主要结构类型。

在七·五期间，国家组织开展了“高等级公路半刚性基层、重交通道路沥青面层和抗滑表层的研究”的研究工作，对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性，沥青面层的开裂机理、车辙和疲劳、抗滑表层设计和应用、半刚性基层材料的强度特性和收缩特性，组成设计要求等进行了深入的研究工作，提出了较为完整的研究报告，为高等级公路半刚性基层沥青路面的设计和施工提供了理论依据和技术保证。

由于现行的《柔性路面设计规范》颁布于1986年，随着国家对交通运输业的日益重视和人们筑路经验的不断提高，一致认为1986年版的《柔性路面设计规范》已不能满足高等级公路半刚性基层沥青路面的需要。由于对半刚性基层认识不足，使得设计结果具有一定的盲目性，设计结果要么过分保守，要么因路面结构设计不当而产生早期破坏，造成很大的经济损失。因此，如何利用七·五国家攻关项目取得的成果，结合近十年来半刚性基层沥青路面的设计和施工经验，根据实际使用效果，提出适合本地区特点的路面结构，对路面结构设计方法的更新和路面实际使用效果的改善具有重要的意义。根据江苏、安徽、浙江高等级公路的实际，江苏在镇江、无锡、苏州、徐州、连云港共计4线10段进行调查，安徽在合肥、马鞍山、淮南三市调查了3线8段，浙江在嘉兴和杭州调查了2线5段共计9线23段。调查的路面结构具有一定的典型性。

2国内外研究概况

2.1国外国道主干线基层的结构特点

国外国道主干线基层结构有以下特点：

(1)多数采用结合料稳定的粒料(包括各种细粒土和中粒土)及稳定细粒土(如水泥土、石灰土等)只能用作底基层，有的国家只用作路基改善层。法国和西班牙在重交通的高速公路上，要求路面底基层也用结合料处治材料。

(2)使用最广泛的结合料是水泥和沥青，石灰使用得较少。此外，还使用当地的低活性慢凝材料和工业废渣，如粉煤灰、粒状矿渣等。

(3)有的国家用沥青稳定碎石做基层的上层，而且用沥青做结合料的结构层的总厚度(面层+基层的上层)常大于20cm。

经过几十年的总结，国外在半刚性基层沥青路面结构组合上虽有所改进，但半刚性材料仍是常采用的基层和底基层材料。

2.2国外典型结构示例

国外沥青路面结构设计方法经过几十年的完善，已经提出了比较成熟的设计方法，并且许多国家提出了典型结构设计方法，表1给出了法国典型结构一个范例。

表1

土的等级

交通等级

PF1

PF2

PF3

To(750-2000)

7BB+7BB+25GC+25GC

7BB+7BB+25GC+20GC

7BB+7BB+25GC+25GC

T1(300-750)

8BB+25GC+25GC

8BB+25GC+20GC

8BB+20GC+20GC

T2(150-300)

6BB+25GC+22GC

6BB+22GC+20GC

6BB+20GC+18GC

T3(50-150)

6BB+22GC+20GC

6BB+18GC+18GC

6BB+15GC+15GC

注：(1)交通等级栏下括号内的数值指一个车道上的日交通量，以载重5t以上的车计；

(2)PF1，PF2和PF3指土的种类和土基的潮湿状态，PF1相当于一般的土基；

(3)BB指沥青混凝土，GC指水泥粒料；

(4)表中数字单位为cm。

一些国家在高等级公路上实际采用过的半刚性基层沥青路面结构见表2。

一些国家在高等级公路上实际采用过的半刚性基层沥青结构表表2

国家

沥青层厚度(cm)

半刚性材料层厚度(cm)

备注

日本

20～30

水泥碎石，30～20

荷兰

20～26

水泥碎石，40～15

西德

贫混凝土，15

另有防冻层

英国

9.5～16.9

贫混凝土，15另

有底基层

瑞典

12.5

水泥粒料

南非

17.5

水泥砂砾，30

西班牙

水泥粒料

当前的规定

2.3其它高速公路路面结构

沥青路面典型结构设计表3

道路名称

长度

(km)

路面结构

面层(cm)

基层(cm)

底基层(cm)

广佛路

15.7

4中粒式

5细粒式

25水泥碎石或

31水泥石屑

25-28水泥土

沈大路

375

4中粒式

5细粒式

6沥青碎石

25水泥碎石

京津塘

142.5

5中粒式

6细粒式

12沥青碎石

25水泥碎石

30石灰土

京石

4中粒式

8沥青碎石

15二灰碎石

40石灰土

济青路

15-18开级配中粒式

38-40二灰碎石

42石灰土

正在建设的沪宁高速公路路面结构如表4。

表4

标段

结构

层

面层

基层

LFA

底基层

LFS

LFD

注：AC-沥青面层(4cm中粒式，6cm粗粒式，6cm中粒式)；

LFA-二灰碎石，LF-二灰，LS-石灰土；

LFS-二灰土，LFD-二灰砂。

国内七·五期间修筑的主要几条试验路的结构、实体工程及正在建设的一些高等级公路的结构表明，半刚性基层是沥青路面最主要的结构类型，同时，不同设计人员所提出的结构组合相差较大，甚至，对同一条路，不同设计单位设计的路面结构相差也很大。因此，根据设计与施工经验提出的适应不同地区的典型结构具有一定的理论意义和实践意义。

3路面结构调查

典型结构调查要求选择的路线及路段具有典型性，公路等级要求是二级或二级以上的半刚性基层沥青路面，施工质量达到一定的水平，或者由专业队伍承担施工任务。施工质量检查比较严格，如有相应的试验路段，尽可能根据当时试验目的及原始测试数据进行跟踪调查。选择的调查路段使用年限应达到三年以上，并有一定的交通量。路段应包括不同的路基结构(即填控情况)不同的地带类型，不同的路面结构(含不同材料和不同厚度)，不同的使用状态(如完好，临界和破坏)和不同的交通量。被选择的路段的基层结构应符合《公路路面基层施工技术规范》的规定，即不是用稳定细粒土或悬浮式石灰土粒料做的基层。路段长度在100～500m之间。为此，浙江、江苏和安徽分别选择320国道嘉兴段，104国道萧山段，206国道淮南段，205国道马鞍山段，合蚌路，312国道镇江、无锡、苏州段，310国道新墟段、徐丰线进行全面的调查和测试。

根据选择路段的基本情况，本次典型结构调查路段选择具有以下特点：

(1)反映了不同地区，不同的道路修建水平；

(2)反映了不同地区，不同的路面结构组合类型；

(3)包括了表处，贯入式等一般二级公路采用的结构，也包括了高速公路采用的结构；(4)包括中间夹有级配碎石连结层的路面结构；

(5)反映了经济和地区水平的差异；

(6)包括了不同地区主要使用的半刚性基层材料。

3.1路段测试内容及测试方法

本次路况测试主要包括：外观、平整度、车辙、弯沉、摩擦系数及构造深度。外观测试是裂缝、松散、变形等破坏的定量描述；弯沉由标准黄河车(后轴重10t)及5.4m(或3.6m)弯沉仪测试；摩擦系数由摆式摩擦系数测定仪测试；构造深度由25ml标准砂(粒径0.15～0.3mm)摊铺得；平整度为3m直尺每100m路段连续测10尺所得统计结果；车辙是3m直尺在轮迹带上所测沉陷深度。

3.2数据采集方法

(1)合理性检验。由于实测数据存在偶然误差，因此，在进行误差分析之前，须去除观测数据中那些不合理的数据，代之以较合理的数据，进行合理性检验。

实际工作中常用3σ原则和戈氏准则，3σ原则较近似，戈氏准则较合理。

(2)代表值的确定。代表值是在最不利情况下可能取得的值：

97.7%的保证率，α取2.0；95%的保证率，α取1.645。

在后面计算中，代表值确定如下：弯沉取；平整度、车辙为；摩擦系数、构造深度为X=-1645S。

3.3路面使用品质分析

3.3.1平整度

根据公路养护技术规范，不的道路等级对平整度有不同的要求。但本次调查结果表明：各路段的平整度与结构层组合与施工组织状况有关。由于选择路段路面结构使用了沥青贯入式，沥青贯入式是一种多孔隙结构，整体性较差，在行车荷载的重复作用下被再压实，导致纵向出现不平整现象。同时施工时各层纵向平整度的严格控制对路面表面平整度控制有十分重要的意义。

3.3.2车辙

沥青路面车辙是高等级公路重要病害之一。国外设计方法中AⅠ法以控制土基顶面压应变为指标，shell设计方法则通过分层总和法直接从沥青面层厚度及面层材料诸方面控制车辙。我国还没有采用车辙指标，作为设计控制值，而是通过材料动稳定度或其它指标达到减少车辙的目的。对半刚性基层沥青路面，由于土基顶面压应力较小，在重复荷载作用下土基产生的再压实的剪切流动引起的。在调查路段，沥青贯入式结构由于其级配较差，在重复荷载作用下极易产生剪切流动和再压实，同时其高温稳定性较差，调查路段车辙量较大。

3.3.3抗滑能力

沥青路面抗滑性能评价方法主要是测定面层的摩擦系数和纹理(构造)深度。沥青面层纹理深度与矿料的抗磨能力(磨光值指标)和沥青混合料高温时的内摩阻力和粘聚力有关。纹理深度达到要求必须合理选定矿料级配、沥青材料满足高等级道路石油沥青技术标准。

调查路段面层矿质材料为石灰岩，磨光值只有37左右，达不到高等级公路和大于42的要求。面层磨擦系数普遍较小，不满足抗滑性要求。

3.4路面结构强度分析

调查路段经过两年的弯沉及交通量实测，结果表明：不同调查路段由于承受的交通量不同，虽然路面结构相同，但强度系数不同。因此，只有根据强度系数才能判别路面结构是否达到使用寿命。同时，有些路段其路面结构组合及厚度明显不符合设计要求或施工质量较差，因此必须调整设计厚度及结构组合。

3.5沪宁高速公路无锡试验路综合调查

沪宁高速公路无锡试验路段是本次调查唯一针对高速公路特点的路面结构，通过近三年的运行和观察，对高速公路设计与施工提出了许多有益的结论。

(1)半刚性基层路段弯沉在(2.13～8.25)(1/100mm)范围，级配碎石段(X、XⅠ)弯沉为0.122mm和0.135mm，但在裂缝边缘弯沉值明显大于没有裂缝处的弯沉，裂缝边缘弯沉最大达20(1/100mm)。因此，在试验路段弯沉绝对值能满足高速公路强度要求，但必须注意裂缝对半刚性路面结构强度影响。

(2)路面平整度基本没有改变，并能满足要求。

(3)1994年夏季高温持续时间长，对沥青路面高温稳定性提出了严峻的考验。1994年观测结果表明，试验路段车辙较1993年基本没有变化。

(4)路表面在行车碾压作用下，行车带渗水很小或根本不渗水。

(5)从路面构造深度和摩擦系数二方面分析，面层摩擦系数较1993年减少约(9～14)，在1993年新铺路段，摩擦系数从65.4(LK-15A)，61.9(LH-20Ⅰ’)分别减少到35.4和32.0，减少约30。对同一级配来说，LH-20Ⅰ’玄武岩径一年行车碾压后的摩擦系数值比行车碾压二年后砂岩(LH-20Ⅰ’)的摩擦系数值还要小，说明玄武岩的抗摩擦能力小于砂岩。对LK-15A加铺层段，LK-15A段的摩擦系数LH-20Ⅰ’加铺层路段摩擦系数大。

(6)对比英国产摩擦系数仪，英国产摩擦仪测试结果较国产摩擦仪增大范围是：(16.6～23.65)平均约21.0，其回归关系式为

f上=1.13×f东+16.9。

式中：f上为上海测试值；f东为东南大学测试值。

(7)半刚性路面裂缝较为严重，经二年运行，裂缝间距宽约为70～90m，窄的约为15～25m。裂缝宽度在1～10mm之间。而在''''层的开裂是面层开裂的主要原因。

3.6调查路段综合结论

(1)本次调查涉及高速公路结构，一级公路、二级公路，因此，调查工作可靠，对提出典型结构具有指导意义。

(2)调查路段路面结构有许多贯入式结构。虽然这种结构整体稳定性不好，但调查结果表明，由半刚性材料引起的反射裂缝也相应减少。

(3)对高速公路路面结构，面层厚度12～16cm，基层底基层厚度50～60cm。

(4)对一级公路路面结构，面层厚度8～12cm，基层底基层总厚度40～55cm1。

(5)对二级公路路面结构，面层厚度6～10cm，基层底基层厚度35～45cm。

4土基等级划分

土基是影响沥青路面结构承载能力、结构层厚度和使用性能的重要因素。土基的强弱直接影响路表弯沉值的大小和沥青路面使用寿命的长短。路面力学计算结果表明，沥青路面的回弹弯沉值绝大部分是由土基引起的。合理划分土基等级，保证土基施工质量对路面弯沉控制有重要的意义。

《柔规》规定土基必须处于中湿状态以上，Eo的建议值根据土的相对含水量及土质确定。实际上，土基的回弹模量(Eo)值随土的特性、密实度、含水量、路基所处的干湿状态以及加荷方式和受力状态的变化而变化。土基回弹模量Eo值规定以30径刚性承载板在不利季节测定、在现场测定。柔性路面设计规范中的Eo建议表，就是根据全国各地旧路上不利季节在路面完好处，分层得出E1，E0，并在土基测点中心钻孔取土测ρd、WWP，同时用手钻在板旁取W校正，得出80cm范围内的平均值，整理得出EP的建议值。该表采用6g锤的液限值，现改用100g锤测定液限。

如果用相对含水量确定土基的回弹模量，对重型击实标准，可将原建议值提高30%。如华东地区中湿状态土基加强弹模量最小值23MPa。则高等级公路路基的回弹模量最小值为23×1.3=30MPa这再一次证明土基回弹模量低限取30MPa是合理的。如果路基回弹模量最小值达不到要求，要求采取某种处治方法进行处治。

第二种确定土基回弹模量的方法是通过压实度和土的稠度来计算土基的回弹模量。对比土的相对含水量与稠度的关系曲线，当Wc=1.0，0.75和0.50时，相当于地下水对路基湿度影响有关的临界高度的分界相对含水量W1、W2、W3，即当Wc＜0.5时，相当于过湿状态，Wc=0.5～0.75时，相当于潮湿状态，Wc=0.75～1.00时，相当于中湿状态，Wc＞1.00时，相当于处于干燥状态。

土基强度等级划分结果表明：必须使土基处中湿成干燥状态，否则要作适当处理。如果根据CBR确定土基回弹模量，则第三种方法根据室内试验，用E0=6.4CBR确定土基回弹模量值。

综上所述，土基强度等级划分为S1、S2、S3三个等级与各参数间相互关系见

表5

土基强度等级表5

土基强度等级

回弹模量范围(MPa)

承载比范围(CBR)

30～45

4.5～7.0

45～65

7.0～10.0

＞65

＞10.0

5交通量等级的划分

影响一条公路的交通量的因素既多又复杂，每个因素的不确定性又较大。因此，不可能较准确地知道公路开放时的平均日交通量，也不可能较可靠地确定交通组成和各自的平均年增长率。其结果是实际交通量与路面结构设计时预估的交通量有很大差异。

5.1高等级公路交通量取值范围

高等级公路泛指二级汽车专用道以上的公路，二级汽车专用道第一年日平均当量次最小值一般为500，如以8%的增长率增长，15年累计作用次，对于小于该作用次数的公路将不作高等级公路处理。对高速公路而言，通行能力(混合交通)应大于25000辆/日，标准轴次一般为6000～8000辆/日，因而，若以5%的增长率增长，5年最大累计作用次数一般为15～1806次左右。

5.2划分办法及具体结果

交通等级划分将以累计标准轴载作用次数对容许弯沉的均等影响为依据进行划分。交通量等级划分结果见表6。

交通等级划分结果表6

等级

标准

累计标准轴次(次)

第一年日平均当

量轴次(次)

＜500

500～800

800～1200

＞1200

注：第一年日平均当量轴次由标准累计作用次数计算得，设计年限取为15年，增长率取为8%，

且以单车道计。

6典型结构图式

6.1典型结构推荐的基本原则

结合结合调查路段的路面结构和实际的使用状况，以及国内外半刚性基层沥青路面实体工程设计成果，半刚性基层沥青路面的承载能力主要依靠半刚性基层。因此承载能力改变时主要通过改变基层的厚度来实现。沥青面层的厚薄主要考虑道路等级(交通量)的影响，为此，可得出半刚性基层沥青路面典型结构沥青面层、基层、底基层厚度改变的基本原则。

(1)沥青面层总厚度控制在6～16cm。对相同交通等级，不同的路基等级，基层(或底基层)厚度不同，不同的交通等级，相同的土基等级改变沥青面层的厚度。

(2)基层(或底基层)厚度变化尽可能考虑施工因素，即施工作业次数最小。

(3)不同的交通等级，主要改变基层或底基层的厚度，并且综合考虑造价因素。

(4)材料选择应结合华东片区实际，基层采用二灰碎石和水泥稳定粒料，底基层则采用石灰土和二灰土(二灰)

(5)为减少面层开裂，推荐结构提出采用级配碎石过渡层。

6.2半刚性基层沥青路面典型结构

根据参数分析，推荐的基本原则及国内外路面结构设计原则，对半刚性基层沥青路面共推荐60种典型结构，供有关单位设计时直接选用，表7是其中之一。

重交通道路沥青路面典型结构图表7

交通量

土基强度

等级

8～10AC

20LFGA

30LFS

10～12AC

20LFGA

35LFS

12～14AC

20LFGA

37LFS

14～16AC

20LFGA

40LFS

8～10AC

18LFGA

30LFS

10～12AC

20LFGA

30LFS

12～14AC

20LFGA

32LFS

14～16AC

20LFGA

35LFS

8～10AC

20LFGA

20LFS

10～12AC

18LFGA

30LFS

12～14AC

18LFGA

32LFS

14～16AC

20LFGA

32LFS

注：AC——沥青混凝土；LFGA——二灰碎石；LFS——二灰土。

6.3构推荐和验算的几点说明

(1)沥青面层厚度在8～15cm之间，这主要根据调查结果及我国道路建设的现状和水平。

(2)基层和底基层的厚度充分反映了结构的受力特性和结构层的经济合理性要求。

(3)推荐的底基层厚度在三种验算方法计算厚度之间，并反映了当前我国路面结构的现状和水平。

(4)基层采用二灰碎石或水泥稳定粒料。由材料的变形特性的分析(见第8节)可知，水泥稳定粒料干缩、温缩系数均大于二灰碎石，从减少开裂的角度以而言，建议优先选用二灰碎石。

(5)从施工最小工序数，公路投资最小的角度，尽可能通过改变底基层厚度

来满足结构强度要求。

7结论

本课题通过对3省9线22段及沪宁高速公路无锡试验段(11000m)的调查、测试、分析和总结，提出高等级公路半刚性基层沥青路面典型图及其它注意事项。

主要结论如下：

(1)详细、全面地分析了国内外高等级公路沥青路面采用半刚性材料作基层或底基层的经验，进一步说明在现阶段半刚性基层沥青路面仍是高等级公路路面的主要结构类型。

(2)调查路段结构及功能状况表明：沥青贯入式结构不宜作为高等级公路沥青路面的某一结构层，但沥青贯入式结构对减少反射裂缝有益；石灰岩不能用作高等级公路沥青路面上面层，否则不能保证抗滑要求；必须采用中粒式沥青混凝土作为沥青路面上面层，且其孔隙率应在3～6%的范围之内；裂缝问题是半刚性基层沥青路面十分重要的问题，它直接影响路面结构强度、使用性能及渗水状况；级配碎石有利于延缓反射裂缝的产生；南方地区，半刚性基层的收缩与温缩而形成的反射裂缝是沥青路面裂缝产生的主要原因。

(3)结合调查结果、室内试验及理论分析提出了土基模量分级及土基模量的三种确定方法，即野外承载板、CBR及现沥青路面设计规范取值放大30%。

(4)室内通过CBR试验及弹性模量试验，提出了CBR与E0的关系，即E0=6.4CBR

(5)根据调查结果及强度验算，提出了沥青路面典型结构图，选择典型结构时应根据土基、交通量状况及路面使用材料确定典型结构。

沥青路面结构设计论文范文第3篇

关键词：道路工程；混合式基层；沥青路面；应力特性分析

由于目前我国沥青路面结构设计方法存在着较明显的缺陷，对半刚性基层仅考虑了其优势而未考虑其缺陷，严重地阻碍了混合式基层沥青路面、全厚式沥青路面等在国外运用良好的优秀沥青路面结构型式在国内的运用。本文通过分析目前我国沥青路面结构设计方法的缺点，提出了适应中国特点的混合式基层沥青路面结构设计方法，并举例进行了计算分析。

1 沥青路面结构层组合设计方法

（1）选用无机结合料类材料做基层的沥青路面无机结合料类基层具有较大的强度和刚度，因而具有较高的承载能力，适用于中、重或特重交通荷载等级的沥青路面，但这类基层存在由于温度收缩和干燥收缩受阻而产生的收缩裂缝，从而引发沥青面层出现反射裂缝，并进而发展为基层顶面受冲刷和产生唧泥病害的缺点。这类基层依靠本身的弯拉强度来抵御行车荷载的作用，因而，增加这类基层的强度可以提高路面结构的承载能力，但强度过高，会由于结合料含量的增大而引起收缩裂缝数量增加和缝隙宽度增大，从而加剧沥青面层出现反射裂缝的严重程度。

（2）选用沥青结合料类材料做基层的沥青路面通常宜选用粒料类底基层，但粒料层和路基产生的永久变形在路表的车辙总量中会占据较大的比重，结构设计时需考虑这部分永久变形量的影响。选用无机结合料类底基层时，由于其刚度较大沥青类基层底面的拉应力以及路基顶面的压应力会降低，因而，有利于增加沥青层的疲劳寿命和减少路基的永久变形量。但无机结合料类底基层产生的干缩和温缩裂缝有可能影响到沥青层，使之产生反射裂缝，因而，在配伍基层时可考虑选用能减缓反射裂缝影响的半开级配沥青碎石基层，但渗入水仍有可能浸湿路基和冲刷路床顶面，产生唧泥病害。

（3）选用粒料做基层的沥青路面粒料类基层的承载能力取决于粒料的抗剪强度和抗变形能力。粒料的类型、级配组成、细料含量和塑性指数、压实度以及湿度状况，都会影响粒料的抗剪强度和抗变形能力。选用优质集料、良好级配、限制细料含量及其塑性指数、要求达到足够高的压实度，这些措施可以保证粒料基层具有足够的承载能力和抗变形能力。

（4）以热拌沥青混合料做磨耗层和水泥混凝土类材料做下面层的复合式路面下面层选用普通水泥混凝土时，结构设计所关注的重点是沥青表面层的反射裂缝。为了减缓反射裂缝的产生，混凝土下面层板的横缝内必须设置传力杆，以减小接缝两侧的挠度差，从而降低沥青面层所承受的竖向剪切应力水平。同时，还可在水泥混凝土下面层和沥青表面层之间加设沥青碎石或橡胶沥青应力吸收层，以缓解沥青面层内由于混凝土面层的竖向和水平向位移而产生的应力集聚。面层选用连续配筋混凝土时，由于裂缝间距和缝隙宽度小，不会使上面的沥青面层产生反射裂缝。

2 沥青路面结构组合设计技术措施

2.1 面层结构设计

2.1.1 面层

沥青面层分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、沥青贯入式、沥青表面处治与稀浆封层四种类型。热拌沥青混合料包含沥青混凝土、沥青碎石混合料。沥青混凝土适用于各级公路的面层。热拌沥青碎石混合料、沥青贯入式可用于二级、三级公路的面层，以及用于柔性基层、调平层。

2.1.2 基层与底基层

基层、底基层厚度应根据交通量大小、材料力学性能和扩散应力的效果，充分发挥压实机具的功能，以及有利于施工等因素选择各结构层的厚度。各结构层的材料变化不宜过于频繁，应有利于施工组织、管理与质量控制。

2.1.3 垫层

垫层材料可选用粗砂、砂砾、碎石、煤渣、矿渣等粒料，以及水泥或石灰煤渣稳定粗粒土、石灰粉煤灰稳定粗粒土等。为防止软弱路基污染粒料底基层、垫层，或隔断地下水的影响，可在路基顶面设土工合成材料隔离层。垫层应与路基同宽，其最小厚度为15cm。

2.2 结构层层间结合设计

（1）半刚性基层沥青路面宜采取以下措施减少收缩开裂和反射裂缝：①选用骨架密实型半刚性基层，严格控制细料含量、结合料剂量、含水率；②适当加大沥青面层的厚度，在半刚性结构层上设置沥青稳定碎石或级配碎石等柔性基层；③在半刚性基层上设置改性沥青应力吸收层或应力吸收膜或铺设耐高温的土工合成材料。

（2）加强路面各结构层之间的紧密结合、提高路面结构整体性，避免产生层间滑移，设计时应采取技术措施如下：①沥青层之间设置黏层沥青。黏层沥青可用乳化沥青或改性沥青或热沥青，洒布数量宜为0.3～0.6kg/m2。②基层上设置透层沥青。透层沥青应具有良好的渗透性能，可采用液体沥青、稀释沥青、乳化沥青等。洒布数量宜通过现场试验确定，对粒料基层应渗入3～6mm为宜。③在半刚性基层上设置下封层。下封层宜用沥青单层表面处治或改性沥青稀浆封层，厚度不应小于6mm。④新旧沥青层之间，沥青层与旧水泥混凝土板之间洒布的黏层沥青宜用热沥青或改性乳化沥青或乳化沥青。⑤拓宽路面时，新旧路面接茬处喷涂黏结沥青。⑥双层式半刚性基层宜采用连续摊铺、碾压工艺。

3 结论

沥青路面结构组合设计的效果贯穿于公路建设的全过程，其控制成效也直接影响着病害的预防与后期控制，关系到工程建设参与各方的经济利益。相关人员要不断借鉴国内外工程沥青路面设计理论和实践的基础上，结合我国实际市场经济条件下沥青路面设计现状，勇于探索、创新成功有效的沥青路面结构组合设计方法。

参考文献

[1]李福，陈景.新型沥青路面结构在我国的应用研究.公路交通科技，2006（3）.

[2]孟书涛.简论我国沥青路面结构形式的应用和发展.交通建设与管理，2007.

[3]中国公路学会道路工程分会.高速公路沥青路面早期损坏交流论文集[R].烟台，2003.10.

[4]沈金安等编著.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策.北京：人民交通出版社，2004.

[5]沈金安.沥青及沥青混合料的路用性能.北京：人民交通出版社，2001.

沥青路面结构设计论文范文第4篇

本文主要对沥青路面的水损害问题进行分析探讨，提出一些防治措施，延长公路的寿命。

关键词：沥青路面水损害防治

1、沥青路面水损害研究现状分析

随着沥青路面在高等级公路中广泛使用，其路面耐久性和早期破坏问题也日

益突出。调查表明，许多高速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、卿浆、坑洞、网裂等破坏现象，结构内部剥

蚀程度相当严重。这些现象都严重削弱了沥青路面的使用性能，大大缩短了其使

用寿命，同时也带来了巨大的经济损失，阻碍了沥青路面及其应用技术的进一步

推广。在对路面早期破坏现象广泛调查的基础上，各国道路科研工作者发现，沥

青路面的早期破坏现象都与水有关，即水的破坏作用是关键因素之一。为此，开

展沥青路面水损害问题的研究很有必要。

国外发达国家早在二十个世纪60年代开始，就开始沥青路面水损害的研究。

从水损害的形成机理、影响因素，评价水损害的试验方法到水损害的控制、防治

等各个方面都进行过研究，并取得了相应的成果。但由于沥青路面水损害所涉及

的因素极其复杂，至今许多问题都没有得到很好解决，因此还在不断地研究之中。

国外在提高沥青路面水稳定性方面所做的研究工作，研究内容主要分为：对评价沥青混凝土水稳定性试验方法的研究；对混合料离析与不均匀问题的研究；对排水结构层的研究；对抗剥落剂与集料性质的研究；在粘附一剥落理论方面的研究常见的粘附理论研究等。

在我国，汽车工业起步较晚，轴载轻，高等级路面在改革开放以后才得到广泛发展，在水损害方面的认识相对滞后，理论研究起步较晚。无论是在对水损害的机理认识，还是在对防治沥青路面水损害的应用性研究方面，其深度、广度都与国外有相当大的距离。对于沥青与集料粘附性能的研究，国内多是从改善沥青在温度、老化方面的路用性能着手的，而在集料的性质对沥青与集料之间粘结性能的影响方面研究较少。

2、沥青路面水损害的原因分析

通过研究分析，本文把沥青路面产生水损害的原因只要分为以下几个方面：

（1）设计因素

随着市场经济的日渐繁荣，交通流量的结构组成发生了巨大的变化，高等级

公路的建设速度突飞猛进，这就给设计和施工周期提出了严峻考验。近年来工程

项目一旦立项就对设计周期提出了严格的时限要求，致使在勘测设计过程中外业调查不够深入、细致。如有些项目采用“边设计、边施工、边变更”的方法。近些年技术人员流动也相对频繁，且有些设计人员缺乏新技术、新工艺的学习培训和应具备的设计经验与工程实践经验，设计单位在完工后工程回访很不够，以致设计很难完全达到从实际出发、因地制宜的目的。

（2）施工管理及施工因素

这方面的因素主要是人为因素。现在公路施工人员的素质、技术良莠不齐，存在相当的差异性。有些施工队伍对公路路面施工技术更是陌生，特别是路面工程师对高速公路用沥青混凝土及沥青面层结构还缺乏应有的了解；对沥青混凝土的拌合、摊铺和压实机械设备的使用性能都不熟悉。施工的管理人员也缺乏高速公路工程实施的管理经验；在这种情况下，沥青路面难免出现一些严重的早期破坏。

（3）裂缝导致的水损害

裂缝主要分为两种：横向裂缝、纵向裂缝。横向裂缝反映在面层上主要是沥青混凝土的温缩裂缝，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。当土基含水量较高施工时未做等载或超载预压在高填土后土基出现不均匀沉降。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，

暗埋式构造物因构造物长度限制，路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度

不够。半填挖路基或旧路加宽路基由于填料不同或土体固结程度不同往往发生纵向裂缝。这两类裂缝都会增加沥青路面的渗水性，加快路面的水损害程度。

除了以上几个因素外，造成水损害加剧的因素还有：车辆超载、土基和基层因素等。

3、沥青路面水损害的一些防治措施

（1）完善路面的结构设计

“强基薄面”一直是我国路面结构设计的指导思想高速重载交通的发展正在

冲击着我国原有路面结构设计的方法和理论。我国的路面结构设计和材料设计的

方法是脱节的，各自独立进行，存在着严重的理论缺陷。而实际上结构设计是材

料设计的前提，材料设计是结构设计的保障与载体，二者相辅相承，密不可分。

这也是导致我国部分沥青路面产生水损害的原因之一。结构与材料设计的合理性，以及二者的统一性是从根本上减少早期破坏的前提。因此，提高路面结构和材料设计的合理性，实现结构设计与材料设计的一体化具有重大的现实意义。

（2）提高路面的排水设计系统要求，建设畅通排水系统

沥青路面应设计良好的排水系统，使路面水很快排除，做好各层排水，防止

水份从基层、垫层进入混合料中，使面层高出地下水位足够高度，确保路基稳定。

（3）加强施工阶段的管理

加强施工阶段的管理主要包括原材料的控制和施工人员的监督两个方面。

国外路面施工质量离散性很小，首先一点是材料非常标准。若材料的均匀性

差，即使试验室、试验路做出再好的结果，工程中也难以实现。因此完善管理，

严格购货合同，有效控制集料的颗粒形状、颗粒组成和力学性质才是保证混合料

的均匀性的前提之一。首先要把好招标及订货关，进货关，使用及保管关;同时材料进场后一定必须严格按规格分别堆放，并要有严格的隔离措施，避免不同规格的集料堆交错，避免人为增大集料变异性。

对施工人员的监督，可以采用施工质量动态控制的方法，随时检查施工的质量，对存在问题的地方及时更正，提高施工人员的基本素质。

（4）加大公路的养护管理

在养护维修时应考虑以下因素:一是水损害的平面位置及对行车的影响大小，行车对水损害的继续发展有什么影响;二是水损害的严重程度，仅仅是沥青面层破坏还是基层出现破损，是结构性破坏还是非结构性破坏;三是经济条件可供使用的维修费用有多少，或者怎么样做是经济的;四是维修的目标是一次性完全恢复还是采取分期维修措施。

沥青路面结构设计论文范文第5篇

关键词：沥青路面，水损害，防治措施

1前言

近年来，我国公路建设迅猛发展，截至2009年底，我国公路通车里程已达382.8万公里。伴随着公路建设的大发展，我国在公路沥青路面修筑工艺水平方面有了明显提高。但是，许多道路在使用一年左右便出现不同程度的水损害，这些损害主要表现在:路面混合料透水和蓄水的情况相当普遍，在不少地区的雨季或春融季节，路面唧浆、松散、坑槽成为严重的破坏形式。

所谓沥青路面的水损害破坏，是指沥青路面在存在水分的条件下，经受交通荷载和温度胀缩的反复作用，一方面水分逐步侵入到沥青与集料的界面上，同时由于水动力的作用，沥青膜渐渐地从集料表面剥离，并导致集料之间的粘结力丧失而发生的路面破坏过程。它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。水破坏的主要破坏形式有:网裂、坑洞、唧浆、辙槽等。论文写作，沥青路面。。沥青路面的水损害破坏已经向我们敲起了警钟，它已经成为我国公路沥青路面破坏的一种主要模式。因此有效的分析并制订措施防治水损害，具有重要意义。

2 沥青路面水损害的原因

2.1设计原因

⑴沥青与集料的粘附性能不足：沥青与集料的粘附性主要受自身性质的影响。如沥青与矿料的化学成分，沥青与矿料表面的界在张力，沥青的粘性，矿料的空隙率，矿料的含水量和含泥量等。研究表明，若粘附性不足4级以上，沥青膜容易脱离，造成路面水损害。

⑵路面空隙率过大是造成沥青混合料水损害的根本原因。设计时，有时为了考虑沥青路面的抗滑性能、保证路面行车有一定的构造深度，混合料设计空隙率一般都在6％以上，而据有关资料介绍，空隙率在8％～1 2％之间，路面水最容易侵入面层混合料内部，一旦沥青面层内部含有一定的水分，水将在沥青混合料内部自由流动，再加上车辆荷载的反复作用，面层中的水产生压动力，这部分水逐渐侵入到沥青与集料的界面上，使沥青膜渐渐地从集料表面脱离，最终导致沥青与集料之间的粘结力丧失，造成水损害破坏。

⑶沥青混合料类型：密级配沥青混合料结构密实、空隙率小，矿粉及沥青用量较大，沥青膜较厚，一般水损害较小。断级配和开级配沥青混合料粗颗粒较多，沥青用量较少，容易产生水损害。

2.2施工原因

⑴集料质量原因。沥青路面对集料的规格要求较高，因为它在相当程度上要依靠集料间嵌锁作用。但在实际施工中，人们往往对集料规格质量重视不够，直接导致沥青与集料之间粘结力下降，一旦水侵入沥青混合料内部，便会造成水损害破坏。

⑵路面压实度不足。沥青面层混合料的压实度不足是导致水破坏的最直接原因。但往往在实际施工中，由于压力机具故障、操作不规范、碾压不均匀、碾压遍数不够、碾压温度控制不好，而且有时为了片面追求平整度，忽视了压实度，最终导致面层混合料压实度不足，空隙率过大，带来水损害破坏。

⑶沥青混合料离析：主要因施工中沥青混合料拌合不均匀，运输过程造成集料离析，摊铺过程的离析以及混合料压实度不均匀等

2.3环境条件

施工后的环境条件包括气候及交通荷载情况，温度、降雨量、冻融及干湿循环等，都将影响水损害；其它条件相同时，排水不畅以及交通荷载繁重可加速水损害的发生和发展。论文写作，沥青路面。。

⑴.路面排水系统不健全。许多道路路面建成后，排水配套系统没跟上，一旦下雨，路面积水严重，再加上行车荷载的作用，导致路面破坏，还有道路中央分隔带的排水设计不够完善，雨水通过中央分隔带渗入路面结构层内部，最终导致水破坏产生。论文写作，沥青路面。。此外，部分道路未能根据路段自然的地质、地貌、水文状态进行路基排水设计，排水沟、管道、桥涵未构成完整的排水系统，往往造成排水不畅，直接危害着路基、路面强度和稳定性。

⑵重交通的作用：随着交通量以及超重车的增加，引起的危害也是很明显的。我国公路路面设计荷载是100KN的轴载，但随着大量的重型车和拖挂车通过，它们的很多车轴载都超过100KN。据我国有关方面统计研究在路面行驶的货车有45-95%是超轴载的，再加上行车速度的显著提高，所以沥青路面一些结构薄弱地段出现路面早期损坏是不足为奇的，如果有水害存在，路面的早期损坏会提前到来。

⑶温度变化的影响：冬季孔隙水上冻结冰体积膨胀，春季冻融期间温度在零度左右变化，路面结构层中的水分不易排出，而在夏季高温季节，沥青强度降低，在雨水作用下，都易造成路面水损害。

3沥青路面水损害的防治措施

⑴处治半刚性基层裂缝及其引起的路面反射裂缝。半刚性基层产生裂缝后，易辐射到沥青面层，引起反射裂缝。在沥青面层与半刚性基层之间加铺路面防裂层，可有效防治这一现象。由于路面防裂层的虚变系数较大，可以吸收和消化半刚性基层的上传应力和应变，从而避免或减少半刚性基层的反射裂缝。

⑵提高沥青膜与石料的粘附力。水一旦进入沥青混合料中，在快速重载车辆作用下容易产生沥青剥落现象。为了减轻沥青路面的水损害，改善与提高沥青混合料的水稳定性与耐久性，需要增加沥青与矿料之间的粘附性。经验证明，我国目前所使用的表面层石料与沥青的粘附性都比较差，不能满足技术要求，必须采取抗剥落措施，以改善矿料与沥青之间的粘附性。目前我国常用的抗剥离措施主要是添加抗剥落剂。当采用花岗岩、砂石、石英石等酸性石料时，应加入石灰、水泥等材料来提高沥青与石料的粘附力。论文写作，沥青路面。。

⑶加强路层之间各层的连接。论文写作，沥青路面。。现在许多工程的施工顺序安排不当，在沥青面层铺筑过程中或铺筑后，开挖中央分隔带、埋置管道、埋设路缘石，挖出的土污染了沥青面层，即使清扫也扫不干净，有的甚至不洒粘层油，土影响了上下层的黏结和协同作用。在施工时，完成一层结构前，一定要将表面浮土清理干净，适度湿润，洒水不要过多，浸水过多部分要及时剔除。基层与基层间的连接，建议喷洒1：0.5的水泥浆。在稳定料基层上进行结构层施工时，要将表面松散颗粒和浮土清扫干净，基层与面层结合处在喷洒透层后，加做防水层或喷洒粘层；面层之间洒粘层油进行层面粘连。

⑷提高沥青混凝土压实度控制标准。碾压是沥青面层施工的最后关键工序。压实度对沥青路面的使用性能和使用寿命影响很大，它是保证沥青混合料密度与空隙率大小的关键。国内外大量研究表明，7%的现场空隙率是沥青路面是否产生早期水损害的分水岭，美国SHRP研究成果也提出4%的设计空隙率是最佳的选择。碾压不充分，会使沥青混凝土面层的压实后剩余空隙率偏大，导致雨水入渗。因此，沥青混凝土面层施工时，应进行充分压实，尽量减小压实后的剩余空隙率，减少水损坏的发生。

⑸改进透层油或设置下封层，阻止雨水下渗破坏基层。在半刚性基层上洒布乳化沥青透层油时经常透不下去，以及施工前运输车辆及施工过程中将透层破坏，透层油起不到将沥青面层与基层连接成为一体的作用，更起不到封住水的作用。为了做好透层油，在半刚性基层上一般宜采用煤油稀释的中凝液体沥青；为了使透层油至少透下去5mm，并减少唧浆，上基层最好采用水泥稳定碎石，少用二灰碎石。对于高等级半刚性基层沥青路面，尽量考虑设置下封层，可采用拌和法或层铺法施工的单层式沥青表面处治，也可采用乳化沥青稀浆封层等。下封层可有效阻止水分向基层及其以下侵渗。论文写作，沥青路面。。

⑹优化路面结构排水设计。在雨季水进入沥青层内部是不可避免的，但是我们通常在路面设计时一般不考虑路面结构层内部排水问题，相反普遍设计了埋置式路缘石、砌筑式路肩、浆砌挡墙，阻碍了渗入路面内部的水排出；设置路面结构内部排水系统设置良好的路面结构内部排水系统，迅速排除渗入路面结构内的水分，避免自由水在路面结构层中积滞的时间过长，从而改善路面的使用性能的措施能够从根本上解决沥青路面的水损害问题。在设计时应从以下几个方面考虑排水问题：

①切实做好中央分隔带的排水，避免绿化浇水横向渗入路基。可在设计时设置底坡不小于0.3％的纵向梯形或矩形盲沟，汇集中央分隔带灌溉水或雨水；设计间距为30－50mm的横向排水沟，将盲沟中的水排出路基以外；设置沥青防渗层及土工布防渗层，防止水从侧面向路基渗透。

②路面设计必须考虑混合料内部层间的水和缝隙水的排水问题，保证渗入路面内部的水能排出路外。可以在中下面层边缘设置15cm宽的碎石层盲沟(有的加设土工布)纵向排水，每5m有一个出口(有的中间设排水管)通到路外，上面覆盖表面层；也可以表面层只铺至行车道,紧急停车带不铺，中面层上洒布改性乳化沥青封层，使渗入表面层的水从界面上流出。埋置式路缘石会挡住结构层水的排出，不宜采用，沥青路缘石的效果较好。

③在沥青面层下设置排水层，可以是级配碎石层，也可以是沥青或水泥稳定碎石层，空隙率应达到15%以上。此外，要特别注意挖方路段排水边沟的深度，一定要低于路基，使其不仅能排路表水，还应能排结构层的水，且路面内部的水能排入边沟。

4结论

水是路面产生破坏的重要因素之一，沥青路面水损害的形式是多样的，只有正确分析原因，采取科学、正确的预防和处治措施，才能延长沥青路面的使用周期，降低养护费用；提高路面行车的舒适性，保证交通安全畅通。

参考文献

[1]公路沥青路面施工技术规范(JTJ032-94)

[2]王鹏.沥青混凝土路面水破坏病害成因分析和预防措施[J].北方交通，2006（6）.

[3]万新昌.谈水对沥青路面造成的破坏及预防[J].建筑工程，2005（11）.

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沥青路面结构设计论文范文第6篇

关键词：沥青路面，水损害，防治措施

1前言

2 沥青路面水损害的原因

2.1设计原因

2.2施工原因

⑶沥青混合料离析：主要因施工中沥青混合料拌合不均匀，运输过程造成集料离析，摊铺过程的离析以及混合料压实度不均匀等

2.3环境条件

3沥青路面水损害的防治措施

4结论

参考文献

[1]公路沥青路面施工技术规范(JTJ032-94)

[2]王鹏.沥青混凝土路面水破坏病害成因分析和预防措施[J].北方交通，2006（6）.

[3]万新昌.谈水对沥青路面造成的破坏及预防[J].建筑工程，2005（11）.

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沥青路面结构设计论文范文第7篇

【关键词】沥青路面；车辙；路面结构分析；材料组成设计；变I法

0 引言

由于车辆渠道化行驶，重载车辆和轮胎压力增加，我国高等级公路沥青路面大都产生了轻重不一的车辙。车辙的出现不仅影响了路面的平整度、舒适度、而且危及行车安全。车辙是路面结构层在一定的车辆荷载作用下产生的不可恢复的塑性变形的累计。在半刚性基层沥青路面总的永久变形中，沥青面层的贡献达到80%以上。车辙的影响深度在路表下10cm范围内。车辙形成的原因，总的来说，是由于沥青混合料的抗剪强度特别是在高温情况下抗剪切强度不足所致。

1 沥青面层应力应变分析

1.1 计算理论和结构参数的选取

弹性层状体系理论和相应的计算机程序的发展为分析路面应力应变状态提供了手段。在传递车辆荷载时，路面各层的作用大小是相对的，在一定的环境和交通条件下，路面内应力应变状态取决于：①材料力学性质（动态模量、回弹模量）；②各层结构厚度；③结构形式（材料层次相对位置，各层刚度的相对性等）。应力应变分析时，根据弹性层状体系理论，把路面结构层简化为四层体系，主要考虑主承力结构层：沥青面层、基层、底基层和路基，用基于多层弹性层状体系理论专为道路设计而编制的Bisar程序计算分析标准荷载作用下路面结构内的应力应变大小，分布规律及影响因素。

计算图式如图1所示。其中荷载为标准轴载，既考虑垂直荷载，又考虑水平荷载，水平荷载系数取f=0.02；层间采用完全连续状态。

1.2 剪应力计算和结果分析

在常温条件下，考虑水平荷载（f=0.02）作用时，对于不同计算点（A、B、C、D），沥青面层范围内，剪应力和剪应变在路表下不同深度处的大小及分量值计算结果如表2。剪应力随深度的分布曲线如图2所示。

分析以上计算结果，可得如下一些结论：

（1）在沥青面层上部，轮隙中心处剪应力较大，且随计算点位向轮隙中心移动，主剪应力方向越趋向于水平；

（2）在沥青面层下部，单圆中心处剪应力最大，且随计算点位向单圆中心移动，主剪应力方向越趋向于竖直方向。

究其原因，主要是在沥青面层上部，由于水平、垂直荷载的共同作用，沥青面层发生剪切滑移；而在沥青面层下部，水平荷载的影响变得很微弱，沥青面层主要承受垂直荷载的作用，以发生竖向的压缩变形为主，这一点可从竖向压应变沿深度分布规律中得到验证。所以沥青面层的永久变形由两部分组成，一是表面（上层）的剪切滑移，二是中下层的竖向不可恢复变形的累积。

故对于半刚性基层上9cm厚的沥青面层，为了减少或避免车辙的产生，采用两层式的沥青面层结构组合方式时，上面层和下面具体的分层位置，可根据剪应力分布来确定。在不同计算点主剪应力分布图上作最大主剪应力沿深度分布趋势线，如图2所示（用max表示），从趋势线可以看出，在路表下4cm深度处曲线有一凹点，该点的剪应力值相对较小，所以以此点作为上下面层的分界点：一方面可以避免层间连接处剪应力过大，层间抗剪强度不足而发生层间剪切滑移；另一方面也方便层间分工，进一步提出对各结构层的功能要求。

1.3 竖向压应变的计算和结果分析

沥青面层的模量和基层的抗压回弹模量是影响较薄沥青面层（h1≤10cm）结构内的竖向压应变的最主要的因素。半刚性基层有相对较大的抗压回弹模量，且受环境的影响很小。沥青混合料中作为结合料的沥青是一种温度敏感性材料，在交通量一定的情况下，温度便成为影响沥青面层抗永久变形能力的主要因素：①温度升高使材料的模量和抗剪强度降低，即沥青面层抗永久变形能力降低；②温度升高更使沥青面层处于受压状态并增大竖向压应变。

温度升高，沥青混合料的模量明显降低，沥青面层内的应力应变状态也会发生相应的变化。为了考虑温度的影响，分别取不同的E1值进行沥青面层内应力应变计算。因在同一横断面上，单圆荷载中心处（A点）的竖向压应变最大，故取此点作为计算分析点。计算结果如表3和图3所示。

从以上计算结果，可得到以下基本结论：

（1）随沥青面层模量E1的减小，面层内的竖向压应变迅速增大；

（2）对于不同的E1值，竖向压应变的峰值位置位于沥青面层的中下部。

综合沥青面层的剪应力和竖向压应变的分析还可得到，为了减小车辙，上面层的沥青混合料，在高温时应具有较高的抗剪强度和较高的抗剪切变形能力；下面层的沥青混合料，当温度升高时不会因模量值降低太多而在车辆荷载作用下产生过大的竖向压缩变形。

2 沥青混合料组成设计

路面结构应力应变分析结果表明：基于半刚性基层沥青路面结构的抗车辙变形的要求，9cm厚的沥青面层采用4cm+5cm的两层式结构组合形式，且根据两结构层的层位功能，上面层的沥青混合料应具有较高的抗剪切变形能力，下面层的沥青混合料应具有较高的抗压缩变形能力。

2.1 沥青混合料类型的选择

近年来，我国修筑的大量高等级公路在使用过程中不同程度上都存在一些沥青路面的早期损坏，如：松散、泛油、剥落和坑洞等现象。分析这些早期损坏产生原因，就沥青路面本身来说，可归结为沥青混合料抗水损害能力不足、路面压实度不够。而影响沥青混合料抗水损坏的一个致命的原因就是沥青混合料类型与路面结构层厚度不匹配，由于集料最大粒径过大，公称最大粒径的集料偏多，因而造成混合料容易离析、压实困难、空隙率偏大，导致松散、剥落和坑洞等早期损坏。根据1998年出版的Superpave施工指南的建议，作为经验法则，沥青面层厚度应等于或大于集料公称最大粒径的3倍，对于粗的混合料，这个比例还应增加。

我国《公路沥青路面施工技术规范》对有关沥青混合料选择要求及组合原则要求中提到：沥青面层集料的最大粒径宜从上至下逐渐增大，并应与压实厚度相匹配。对热拌热铺密级配沥青混合料，沥青层一层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.5～3倍，对SMA和OGFC等嵌挤型混合料不宜小于公称最大粒径的2～2.5倍，以减少离析，便于压实。所以，对于4cm厚的上面层和5cm厚的下面层，分别选择公称最大粒径为13.2cm和19cm类型的混合料，如AC-13型和AC-20型沥青混合料。

解析沥青混合料强度形成机理的表面理论是采用库仑的内摩擦理论来分析沥青混合料的强度，认为它是由两部分组成的：一部分是矿质集料骨架的强度，表现为颗粒间由于嵌挤锁结而产生的摩阻力，另一部分是沥青的胶结强度，表现为沥青与集料间的粘结力和沥青本身的粘聚力。在高温状态下，沥青结合料的粘结作用大幅度下降，车辆荷载产生的强大的水平推挤力和水平剪切作用主要由矿料级配的嵌挤作用来抵抗。以集料嵌挤为主的骨架密实型沥青混合料，高温稳定性主要依靠粗集料的嵌挤作用，故一般具有较高的抗车辙能力。

2.2 沥青混合料级配设计

Superpave的集料组成是在集料的特性和质量符合其规范要求的前提下，总结了前人的理论和经验，以控制点和限制区的形式得出的，它给级配的选择提供了更大的余地。 Superpave的控制点是对粗集料进行控制，使其不离折、不推挤。是限制细集料特别是天然砂含量以防止出现“驼峰级配”，避免压实不稳定区的形成，保证集料具有适宜的矿料间隙率，减小车辙现象的产生。

贝雷法给Superpave级配骨架选择和评价提供了一个很好的思路，贝雷法对集料颗粒进行了分级细化，细集料逐级填充上一级粗颗粒形成的空隙，所需要的填料数量根据上一级集料所形成的空隙大小而定，粗细集料多级嵌挤填充以达到最大的密实度和最佳的嵌挤效果。级配组成计算的I法与传统使用的K法和西方国家采用的n法是相通的。具体表示如下：

沥青混合料集料组成中各级不同粒径d处的通过率：

Px=P0Ix （%）（1）

式中：P0DD公称最大粒径D处的通过率，以90%～100%控制；

xDD级数，x=3.32 lgD/d；

IDD通过率递减系数。

林绣贤先生给出的I=0.64～0.70的范围值，是借助于Superpave的集料级配设计法和贝雷法的检验标准而得到的，是Superpave法与贝雷法的综合而以I法的形式表示。以一式总成了两设计方法的精华，使用方便。下面就以式（1）为基础，采用变I法进行集料级配设计，其中以0.22D作为粗、细集料的分解点，对粗集料部分取I=0.65，细集料部分I=0.69，并结合实际情况进行适当调整。最终确定的集料各筛孔通过率如表4所示。

试验结果表明，两种沥青混合料均具有较高的抗车辙变形能力，完全满足规范要求，且其它路用性能如低温抗裂性、水稳性良好。由此也说明采用变I法进行集料级配设计是可行的。

3 结语

本文针对目前半刚性基层沥青路面的主要破坏形式-车辙，根据路面结构分析结果，指出沥青面层的永久变形主要由两部分组成；并依据应力应变分布规律确定了9cm厚沥青面层的合理分层位置；从结构分工角度出发，提出上下面层沥青混合料的功能和路用性能要求；按层位功能要求对沥青混合料进行了优化设计，同时验证了变I法在工程中应用的可行性。

参考文献：

[1]沈金安.沥青及沥青混合料的路用性能[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]郝培文，吴徽，张登良.不同沥青用量与级配组成对沥青混合料抗车辙性能的影响[J].西安公路交通大学学报，1998，18（3）.

[3]朱照宏，许志鸿.柔性路面设计理论和方法[M].上海：同济大学出版社，1987.

沥青路面结构设计论文范文第8篇

关键词：高等级公路；路面裂缝；结构设计

1、引言

近几年来我国公路建设呈现跳跃式发展的趋势，沥青路面在我国高等级公路建设中得到越来越广泛的应用，具有强度高、使用性能好、投资较小、施工方便等众多优点，适应了现阶段我国公路建设的基本国情。现阶段修筑良好的路段质量要求非常高。差的路段强度低，甚至在使用早期便出现严重破损现象，结果造成了较大的直接和间接经济损失。尤其是高等级公路路面在交通流量的压力下出现不同程度的裂缝，采取直接加铺的方式，使工程变得快速、节约。

2、加铺沥青对路面的处理

高等级公路路面裂缝只有处理好原有路面的各种病害，才能为改造后的路面奠定一个良好的基础。

（1）高等级公路路面裂缝在加铺沥青层前，首先要对路面进行全面检测，得出损坏的类型、程度和原因等各项情况。因路基会出现局部沉降，面板在压力作用下的应变很大，受到的拉应力就超过板所能承受的弯拉强度，出现断裂现象。

（2）路面原有接缝填缝料缺失的，要清理接缝并重新灌满沥青，以有效防止路面水从路面渗入基层，保证基层有足够的强度和稳定性。

（3）对老路面要进行清洗，最好采用森林灭火鼓风机沿纵向排成斜线将灰土吹净，最后用高压水枪彻底将路表面所有的杂物、灰尘等冲洗干净，以便沥青能很好地附着于路面，使粘层能更好地发挥其在刚、柔两种结构之间的粘结作用。

虽然我们采用沥青加铺层技术对高等级公路路面方面进行了许多有益的尝试和艰苦的技术探索，但不可否认的是路面的反射裂缝问题也是影响公路使用寿命与使用性能的最根本的原因。处理好这个问题至关重要。其中路面结构组合设计决定了不同地质条件下高等级公路的质量，因此路面设计是施工之前的一道重要工序。

3、高等级公路路面结构组合设计

（1）随着公路事业发展，沥青路面结构由单一的半刚性基层沥青路面，向多样化发展。近十几年来，我国广泛采用半刚性基层沥青路面，因为该结构整体性好、强度较高，具有一定刚度，公路的承载能力普遍比过去提高了。正因为采用了半刚性基层沥青路面结构，我国的公路基本满足了近十年公路交通运输的飞速发展，适应了国民经济发展的需要，过去公路上的网裂、龟裂，尤其是翻浆、沉陷、鼓包等严重破坏现象大为减少。但是，它存在着如低温开裂，抗冲刷能力不足，层间结合不良等问题，为此，一方面改进现有半刚性基层存在的问题，另一方面改进和增加新路面结构类型。

（2）半刚性基层沥青路面

我国常用的典型结构，适合各级公路选用，是在半刚性基层上一般铺筑小于180mm以下的沥青混合料或粒料的结构。半刚性基层是它的主要承重层，该结构当层间为连续状态时的沥青层底多数为压应力，设计时主要考虑半刚性基层的拉应力。

半刚性基层或贫混凝土基层模量增大，层底拉应力增加，沥青层剪切应力、或沥青层与半刚性基层界面之间的剪切应力越大。因此，在进行半刚性基层或贫混凝土基层混合料的设计时，刚度不宜过高，若选择较大的材料模量时，对这类结构不仅以层底拉应力为控制指标，还应验算沥青层的剪应力和界面剪应力，并应使沥青混合料具有较高的抗剪强度，在层间界面结合更牢，防止层间界面推移。在有条件的单位，应开展这方面的试验与研究工作。

（3）柔性路面

是没有无机结合料稳定层的路面结构，故它具有较大的塑性变形，路基强度大小直接影响柔性路面结构承载能力，要求沥青层较厚，初期投入成本高，柔性路面用于重型、特重交通的公路我国尚缺乏实践经验，应认真对待，逐步累积经验。全厚式沥青混凝土――在处治或未处治过的路基上，路面结构全部用沥青混合料铺筑，一般沥青层达400-500mm以上，属柔性路面范畴之内。它主要用于繁重交通或当标高受到限制的街区道路特殊路段。这类结构因沥青层较厚，路面维修可不翻修、基层、底基层而只修面层，国外专家认为它具有较长寿命。

（4）混合式沥青路面

在半刚性基层上设有厚度小于300mm以下的沥青混合料或粒料等柔性基层，它与其下的半刚性材料层组合构成承重层。

由于在半刚性材料层上设计了较厚的柔性材料层，使半刚性材料层位下放，以至成为底基层。因此，设计时可视交通量、柔性材料层厚度，可适当降低半刚性材料要求，减少水泥用量，减少低温裂缝。同时沥青层增厚或设置级配碎石过渡层，也具有减缓动水压力和反射裂缝的作用。混合式结构实质上可属于半刚性基层沥青路面，它们仅是在半刚性基层铺筑柔性材料层的厚度不同，前者薄后者厚而己，但后者的使用性能界于半刚性基层沥青路面与柔性路面之间，取两者之长，避两者之短。

路面结构类型选择主要是根据我国的实际情况，目前仍应以半刚性基层沥青路面结构为主，混合式沥青路面己在多省的公路上采用，取得了较好效果。柔性路面结构开始试验研究中。

（5）根据理论分析可知，路面结构厚度与层间模量比有密切关系，故提出适当控制层间模量比的要求。沥青层的回弹模量一般小于半刚性基层材料和贫混凝土基层材料的回弹模量，从理论分析，若沥青层与半刚性基层材料和贫混凝土基层材料之间是连续体系时，沥青层多数处于受压状态，而不出现拉应力，只有半刚性基层材料和贫混凝土基层自身层底受拉应力，上下层间模量比越小，下层拉应力越大，故半刚性基层的刚度不宜太大。

（6）粘层沥青与原规范规定不同的是各沥青层之间都要求洒布粘层沥青。一般新建沥青面层之间可洒布乳化沥青，乳化沥青洒布量宜为0.3～0.5 L/m2(沥青含量约为0.15～0.25L/m2) ；在旧沥青路面或水泥混凝土路面及桥面板上洒布粘层沥青时，应洒布改性沥青或同标号热沥青。沥青洒布量宜为0.8～1.4L/m2，并洒预拌碎石或4.75～9.5mm或3～8mm碎石，也可洒布改性乳化沥青。

（7）结构设计

路面施工前对已交工路段进行综合调查，划分土基干湿类型，测定压实度，并确定回弹模量，然后分段进行厚度计算和结构组合设计，详见表 1。

4、结语

上述对影响沥青路面裂缝、平整度因素的探讨，可以得出以下的结论：优质的混合料，良好的施工机械，稳定的路基，良好的设计技术，合理的施工工艺，充分的技术准备，严格科学的管理，是确保和提高沥青路面质量保证和外形美观的必要条件。

参考文献:

[1]朱海飞,谢建庆,戚洪峰.浅谈沥青砼路面机械化施工工艺质量控制.工程科学,2010,08.

[2]何伟军.弹石路面面层施工工艺探讨.山西建筑,2010,6.

沥青路面结构设计论文范文第9篇

【关键词】隧道，阻燃，复合式沥青路面

1 引言

目前，我国己成为世界上隧道最多、最复杂、发展最快的国家、特别是国家西部大开发战略的实施，我国西部多山地区公路建设将保持较大的建设规模和较快的发展速度，隧道的里程将大大增加；随着公路服务水平和线性等级的提高，公路隧道目前正朝着长大化方向发展，隧道内的行车速度和密度越来越大。

隧道路面与一般道路相比，它是一个半封闭、空间狭小的管状结构物，隧道路面受雨水、太阳辐射、通风等影响较少，视觉空间小，能见度较低，行车状况较为复杂。这种环境对路面结构有更多要求，常用的路面类型是水泥混凝土和沥青混凝土两种，与水泥混凝土路面相比，沥青混凝土路面的抗滑性、平整性、降噪性等比较好，且养护容易，在公路建设中得到了广泛应用。隧道内采用沥青混凝土路面，在常温及开放环境内，沥青属于难燃材料，而在隧道内部一旦发生火灾，由于空间狭小，积蓄的热量能够使得沥青达到燃点并燃烧释放出大量烟雾和有毒气体，给消防工作带来极大隐患，因此，开展沥青路面面层材料阻燃性能研究非常必要。

隧道路面除地基板为弹性模量较高的基岩，其地质条件、水文条件、环境条件及交通状况的特殊性使得隧道路面结构的受力、变形等特性与隧道外路面结构存在明显差别，但是隧道内路面结构和材料设计没有专门的规范和指南，而是套用公路或城市道路设计规范。因此，需要对沥青路面结构深入分析。

2 隧道沥青路面阻燃性能研究

2.1 隧道失火的原因

1）车辆燃烧是引发隧道火灾的主要诱因。据统计，汽车火灾的原因有：电气线路短路起火、汽化器起火，载重汽车气动系统起火等。如1964年，日本关门隧道大火起因为电气线路起火引起；2010年浙江大溪岭隧道大火为是货车轮胎起火造成的。

2）货车上的货物引起火灾。由于所载货物中有可燃或易燃物品，遇明火易发生燃烧或自燃。如1996年英法海底隧道火灾是因一列火车上的聚苯乙烯起火造成。

3）车辆相互碰撞起火。如1978年荷兰凡尔逊隧道火灾，1979年日本烧津隧道火灾，都是由车辆在隧道内发生互相碰撞引起的。

4）隧道内设施的电气线路短路引起火灾。隧道内设施由于老化或受潮等原因，进而引发汽车或货物着火。

2.2国外隧道沥青路面阻燃现状研究

国外对于沥青阻燃性能研究，是在沥青毛毡的阻燃技术研究的基础上，借鉴聚合物阻燃经验，一般采取的技术是在沥青中添加阻燃剂来改善材料的阻燃性能，实现沥青的阻燃目的。

SBS改性沥青中添加1-20%的卤素阻燃剂和1-5%的无机磷（磷酸铵或红磷）制成阻燃沥青，其符合ASTM E-108中要求的A级材料要求，即具有极高的阻燃性能；采用40-60%沥青、1-20%SBS和30-40%阻燃剂（由65-80%磷酸一铵、5-15%硫酸铵和1%硅胶组成）制成阻燃沥青，被美国保险商试验室（UL）认证为A级；在沥青中添加35-50%的硬硼酸钙石制成沥青毛毡用于建筑屋顶；以十溴二苯醚、五氧化二锑和硼酸锌为阻燃添加剂，加入热弹性改性沥青中制成阻燃改性沥青；将在表层使用聚磷酸铵（APP）作用添加剂制成具有自愈合性能的改性沥青胶浆用于建筑屋顶，且具有一定的阻燃等级。

由上可见，国外对于沥青阻燃的研究成果大部分应用于沥青油毡和沥青涂层，而应用于沥青路面的研究却很少。

2.3 国内隧道沥青阻燃现状研究

国内对于沥青阻燃的研究相对较晚，而且最早对于沥青阻燃的研究是针对沥青油毡和沥青涂层进行的，随着我国交通事业的快速发展，隧道规模和交通密度的增长，行车速度的提高，隧道交通事故发生的频率也随之加快，同时随着人们对公路隧道防灾的重视程度的提高，相关研究机构对于隧道内沥青路面的阻燃性能也开始着手研究，有关单位开始将沥青阻燃技术应用于隧道内沥青路面。近年来多条已通车隧道沥青路面进行阻燃处理，并开展了大量的研究，取得了一定的研究成果。

重庆公路科学研究，采用7%左右掺量溴系阻燃剂掺入SBS改性沥青中，氧指数（LOI）从19%提高到23%，并且根据阻燃沥青的评价的建议，即提出阻燃改性沥青的极限氧指数大于23%时就可满足工程需要。

同济大学杨群等人研究了OGFC对沥青路面阻燃性能的影响，由于OGFC自身具有大空隙率的特性，当发生火灾时，如有可燃液体通过OGFC中的大空隙通道离开燃烧范围，从而起到一定程度上的阻燃效果。在OGFC的基础上，武汉理工大学丁庆军等在沥青中按照一定比例加入氢氧化铝（ATH）、氢氧化镁（MH）和Zeolite沸石粉，可以使阻燃沥青的极限氧指数达到29%以上，闪点可达到420℃，同时可使OGFC的孔隙率在20%时，动稳定度达到7365次/mm，燃烧时间较水泥混凝土缩短一半，逃逸汽油量高达89%。

谭忆秋等在ATH掺量为沥青20%的情况下，将矿粉与沥青按1：1混合，此时LOI实验结果为32.5%，以充分实现了材料自熄性。并对A-T阻燃体系的放热及发烟特性进行研究，结果表明，其性能均优于基质沥青。

由此可见，虽然我国对阻燃沥青的研究起步较晚，但越来越重视阻燃沥青的研究，并在国内隧道内进行铺筑试验路或直接进行施工，开发了多种隧道阻燃沥青路面及其阻燃技术方案。

3 隧道沥青路面结构组合研究

随着交通量的不断增加和行车舒适性，安全性要求的不断提高，对隧道路面的结构强度和使用性能提出了更高的要求，其发展方向是水泥混凝土路面向柔性，沥青混凝土路面向硬性，因此隧道复合式沥青路面结构力应用而生，其力学分析、结构设计，贫混凝土沥青路面等国内外的研究现状如下：

由于复合式路面结构中水泥混凝土板接缝的存在，使得加铺于水泥混凝土板上面的沥青混凝土层与公路隧道普通沥青路面结构的受力状况相差很大。石春香等建立了公路隧道复合式沥青路面结构的三维有限元分析模型，分析了隧道复合式沥青路面结构接缝处沥青混凝土层内部和界面处应力进行了分析比较，确定偏载为最不利加载位置，提炼出关键的设计指标：纵缝边缘加载位中心对应的沥青混凝土层底水平拉应力和接缝处沥青混凝土层顶面竖向剪应力。利用多元非线性回归技术对分析结果进行整理，得出了高强度基岩下的应力回归公式，并通过工程实例阐明了公路隧道复合式路面结构沥青混凝土层厚度设计计算步骤。

杨群针对目前隧道复合式沥青路面表面出现受拉破坏的现象，揭示沥青层表面破坏的力学机理，运用三维有限元方法建立隧道复合式路面结构与荷载模型，分析垂直荷载与水平荷载综合作用下沥青层表面的拉应力，得出了影响沥青层表面拉应力的影响因素，提出了延长隧道复合式路面使用寿命的措施。

李英涛针对当前高速公路隧道复合式路面沥青层混合料设计方法存在的不足，根据隧道交通及复合式路面的受力特点，首次提出了隧道复合式路面沥青层混合料的剪应力设计方法，并结合实际工程提供了设计示例。

刘朝辉等人通过比较中国公路隧道路面结构类型，针对G319湖南浏阳焦溪岭隧道提出路面结构方案，针对目前中国公路隧道路面结构类型与材料现状，提出了一种新的纤维混凝土复合式隧道路面结构，并论述其施工要求及注意事项，结果表明，钢纤维混凝土是刚柔相济的复合型材料，抗弯拉强度比普通混凝土明显提高，具有很强的抵抗动载冲击能力和耐疲劳能力。其特点恰恰与隧道路面技术控制指标相吻合。

黄晓明等为了选择适合于隧道工作环境与交通条件的路面结构类型，提高隧道路面的使用性能延长使用寿命，采用灰靶理论从整体刚度、耐久性、平整度、抗滑性能、耐磨性能、修复与重建难度六个方面系统地比较了水泥混凝土与沥青混凝土两种常用的路面结构类型在隧道内的适用性。分析结果表明，采用灰靶理论评判模型选择隧道路面结构类型在一定程度上克服了选择过程的主观因素，使隧道路面的选择结果更具有客观性；在隧道内特殊的工作环境与交通条件下沥青路面的性能更加优越，具有更好的适用性，能提高隧道路面抗滑性能，降低噪音，改善行车舒适性，维修、养护简便，保证隧道营运通畅，为实体工程路面结构类型选择提供依据。

付其林等为了分析贫混凝土基层沥青路面在不同路面结构和材料参数下的温度-荷载耦合应力状况，通过三维有限元数值方法，分析了沥青面层厚度和模量、贫混凝土基层厚度和模量及基层缩缝宽度对沥青路面温度-荷载耦合应力的影响。研究表明：沥青面层厚度和基层缩缝宽度对路面温度-荷载耦合应力有显著影响；基层厚度和模量对耦合应力的影响不显著。适当增加沥青面层厚度对预防反射裂缝十分有效；改变贫混凝土基层的厚度和模量对预防反射裂缝作用不大；适当宽度的基层缩缝对延缓反射裂缝效果显著。

4 隧道沥青路面结构与材料存在的问题

1）阻燃性良好的阻燃剂大多数毒性大

目前最有效的卤-锑、卤-磷、磷-氮协效类阻燃剂，但有机溴类阻燃剂加工、拌合、施工和燃烧过程中会释放出溴化氢和二恶英等有毒和致癌物质，其中二恶英类物质具有急性致死毒性、致癌性、生殖毒性和内分泌干扰毒性、发育毒性和致畸性、免疫毒性等特点。

2）阻燃沥青燃烧发烟量大

阻燃剂往往是通过捕获燃烧释放的自由基、释放气体形成隔离层、形成固相保护层等机理来实现阻燃。但是往往由于抑制燃烧时，导致燃烧物的不完全燃烧，反而使燃烧物生烟量变大。

3）阻燃剂有效性

阻燃沥青在拌和、运输、摊铺过程中，长时间处于高温状态，这样会导致部分阻燃剂会开始热解，释放出毒性气体。这样不仅会降低阻燃效果，而且影响施工人员的健康状况。

4）隧道复合式沥青路面结构

隧道组合是沥青路面结构反射裂缝问题需要长期深入研究，由于基层面层材料的物理力学性能差异较大，导致层间结合效果差，层间是隧道复合式沥青路面结构的薄弱环节。

5 结论

在设计隧道沥青路面结构之前，深入调查、观测和研究气候、环境对隧道内路面结构和材料的影响，以实体工程为依托，通过调研、现场观测、室内外试验、工后观测和理论分析，结合新材料、新结构、新工艺、新技术等的应用研究，科学、系统地提出隧道路面结构合理型式、合理厚度和结构组合，提出隧道路面材料设计指标与技术标准，提出隧道路面结构施工工艺以及隧道旧路面的修复技术，用以指导我国公路隧道路面的建设及养护，提高隧道路面使用性能、使用寿命及服务水平，降低行车噪声和养护成本，提高公路隧道运营的安全与综合效益。

参考文献：

[1]Yu JY， Cong PL， Wu SP. Investigation of the properties of asphalt and its mixtures containing flameretardant modifier[J]. Constr Build Mater 2009；23：2277C82.

[2]倪照鹏，陈海云.国内外隧道防火技术现状及发展趋势[J].交通世界，2003，3（2-3）：28-31.

[3]王中文，杨其新，郑顺潮.公路隧道防火抗灾技术研究[R].成都：西南交通大学，2010.

沥青路面结构设计论文范文第10篇

【关键词】城市道路；道路路面结构层；设计

1 道路工程技术标准

1.1 主线及地面辅道道路等级

主线（SA路）：城市I级主干路

SA路（地面辅道）：城市I级次干路

1.2 计算行车速度

主线（SA路）：50km/h

SA路（地面辅道）：40km/h

地面道路SC路：红线宽度36m，双向两车道

SA路：红线宽度60m，双向四车道

1.3 车行道宽度

小型汽车专用道：3.50m

大、小型汽车混行：3.75m

1.4 荷载等级

土基回弹模量：30Mpa

路面设计荷载：BZZ-100标准轴载

最大填土高度：从景观方面考虑，为保证立交区比较通透的视觉环境，道路最大填土高度：≤3.0m。

2 道路工程路面结构设计方案研究

2.1 道路路面结构设计原则

（1）根据国内高等级道路使用性能中存在的主要问题，路面结构设计采用“强基、薄面、稳土基”设计理论、以及全寿命成本费用理论，在路面结构设计中采用力学性能、使用性能双控指标设计，优化路面结构和材料。

（2）根据本工程初步地质条件和经济发展情况，从技术、经济角度出发，半刚性路面作为首选路面结构方案。

（3）在进行路用材料选择的过程中，应根据工程交通、气候特征、荷载大小、轮胎压力、车速、交通量等项目条件，开展针对性结构设计。

（4）设计中应根据国内高等级沥青路面初期、早期损害的现状，路面各结构层材料选择必须表现出优良的使用性能，质量稳定。

（5）沥青面层厚度应从力学性能、使用性能、施工质量三个方面综合确定。沥青面层结构厚度与混合料公称尺寸相匹配，使用结构层稳定性好、以不影响施工，具有良好的级配组成，施工时避免离析，加强路面压实质量。

（6）做好路面排水综合设计，克服高等级道路中的水破坏问题。

（7）在满通功能的前提下，选择环保、降噪路面材料，满足道路沿线的生态、环保要求。

2.2 道路路面结构材料选择

1）沥青上面层

目前常用的沥青混合料按级配类型分主要有三大类：密级配沥青混凝土（AC），开级配沥青混凝土（OGFC），间断级配沥青混凝土（SMA）不同级配类型的沥青混合料其路用性能差别较大。由分析得出，OGFC类沥青混合料抗老化性能和疲劳耐久性能较差，为改善OGFC类沥青混合料的抗老化性能和疲劳耐久性能，国外通常采用价格非常昂贵的高粘沥青拌制沥青混合料，本工程所处地区的雨水量不大，但是黄土等风沙较大，易造成OGFC的空隙堵塞，加剧路面的损坏；AC类沥青混凝土高温性能尚可，低温、水稳定性能等综合性能较好，成本较低，但抗车辙性能和抗滑性能较差；近些年来AC类沥青混合料在高等级道路路面结构中应用较为广泛，其施工质量控制也得到了较大提高。SMA沥青混合料的高温抗车辙性能和低温抗裂性能都比较好， SMA类沥青混合料的施工质量控制方面要求比较严格，其单位成本高。但具有较好抗滑性能和降噪功能，其综合技术性能最好。

综合考虑本项目引桥纵坡较大，对抗滑要求较高的特点，经技术经济指标比较，本工程主线道路均采用SMA -13作为上面层，地面辅道采用AC-13作为上面层。

2）沥青中、下面层

中面层应具有很强的高温稳定性和耐久性。因此，中层必须满足以下要求：

（1）具有很强的高温抗变形能力；

（2）具有很高的强度，以抵抗荷载的重复作用；

（3）具有很强的抗水作用能力。

下面层在一般情况下极少出现可计量的永久变形，其主要作用是具有足够的耐久性，抗疲劳性能。所以下层必须满足以下要求：

（1）具有很高的强度，以抵抗荷载的重复疲劳作用；

（2）较好的抗低温开裂性能；

（3）较好的变形协调能力和抗反射裂缝性能。

沥青混合料中面层、沥青混合料下面层力学性能和路用性能要求较上面层弱较多，在满足技术要求的基础上，从经济角度出发，选择AC类密级配沥青混凝土为中、下面层。

3）下封层

对于高等级道路增设下封层可以起到以下作用：

（1）加强沥青面层与基层之间的紧密结合，使各结构层之间不产生层间滑动，提高路面结构整体性。

（2）当基层铺筑后不能及时铺筑面层而需要通行车辆时，铺筑下封层可以避免车辆污染基层，减少基层的损坏。

（3）避免沥青面层由于孔隙过大或后期沥青面层开裂后路表水渗入路面结构而长期积滞在基层表面，造成基层冲刷、松散、和唧浆现象。

（4）避免由于层间滑动而造成底拉应力过大的不利情况。

本工程采用改性沥青应力层铺法表面处治，即为改性沥青应力吸收膜。

4）基层

用不同试验方法测得半刚性基层强度指标分歧较大；水泥碎石劈裂强度远大于二灰碎石劈裂强度。

从以上数据分析表中可以得出，无论是早期强度、力学性能，还是抗裂性能，水泥稳定类均较二灰稳定类好，长期使用情况表明，水泥稳定类路段的反射裂缝数量和比例均小于二灰稳定类。因此，本工程结合地方特性、综合经济指标，推荐水泥稳定砂砾作为本工程基层材料。

2.3 道路路面结构设计方案

1）新建道路路面结构设计

（1）主线行车道设计

上面层：4cm，SMA-13，SMA改性沥青混凝土

中面层：5cm，AC-20，中粒式沥青混凝土

下面层：7cm，AC-25，粗粒式沥青混凝土

改性沥青应力吸收膜设计：

基层：30cm，5%水泥稳定砂砾（分两层）

垫层：30cm，天然砂砾

总厚度：76cm

（2）地面辅道行车道设计

上面层：4cm，AC-13，细粒式沥青混凝土

下面层：7cm，AC-25，粒式沥青混凝土

改性沥青应力吸收膜设计：

基层：30cm，5%水泥稳定砂砾（分两层）

垫层：30cm，天然砂砾

总厚度：71cm

（3）非机动车道设计（下转第322页）

（上接第302页）面层：4.5cm，AC-13，细粒式沥青混凝土

基层：20cm，5%水泥稳定砂砾

垫层：20cm，天然砂砾

总厚度：44.5cm

（4）人行道设计

上面层：6cm，预制混凝土透水砖

下面层：3cm，M10水泥砂浆

基层：15cm，5%水泥稳定砂砾

垫层：15cm，天然砂砾

总厚度：39cm

2）改建道路路面结构设计

SC路需拓宽改建，大部分路面结构均翻挖，因此采用老路路面结构挖除，新建路面结构的方案。

（1）车行道路面结构设计

上面层：4cm，AC-13，细粒式沥青混凝土

下面层：7cm，AC-25，粗粒式沥青混凝土

（2）改性沥青应力吸收膜设计

基层：30cm，5%水泥稳定砂砾（分两层）

底基层：30cm，天然砂砾

3 结语

道路工程设计中，在对道路的路面等级、面层类型、基层类型选定后，就应考虑各结构层如何安排的问题。路面结构层的组合设计是按行车和环境因素对不同层位的要求，结合各类结构层本身的性能，进行合理的安排和设计。通过道路结构层的组合设计，使整个路面结构既能承受行车荷载和自然因素的作用，又能最大限度地发挥各结构层的效能。

【参考文献】

[1]JTG E40-2007 公路土工试验规程[S].

沥青路面结构设计论文范文第11篇

关键词：沥青路面，破坏，原因

沥青路面的主要类型有沥青混凝土、沥青碎石、沥青表面处治、沥青贯入式、热拌沥青混合料路面等，因其具有造价相对较低、行车舒适、修复方便等特点，被广泛用于公路和城市道路。沥青路面早期破坏的现象有：泛油、麻面、油包、裂缝、坑槽、露骨、松散、脱皮、搓板等。论文格式，原因。这些病害极具普遍性和严重性，为公路工程质量通病之一，下面从三个方面分析其原因。

一、路面设计方面

1、结构设计不合理

沥青面层结构选用不当、混合料类型不合理。根据沥青路面设计规范，沥青面层除应满足车辆的使用要求外，还应满足雨水不渗等要求，宜选用粒径较小，空隙也小的级配混合料，尽量采用小粒径沥青砼，以提高沥青路面面层的防渗性。对于选用中粗粒砼或开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面，必须在沥青面层下设下封层，防止雨水渗入。论文格式，原因。

2、设计与路段实际情况差别大

例如，我县一条沥青路面砼路穿过土基过湿地段，但设计按一般正常情况设计，全部利用挖方和就地借方填筑路基，采取逐层晾晒法施工，造成极大的窝工，影响了工期，还增大了投资。

3、油路补强段的路面厚度考虑不足

我县在加快实现乡镇通油、水泥路路面工程，但为充分利用老路并节约土地及投资，利用旧路的线位及结构层。按照公路补强设计的一般要求和科学态度，宜先对所利用的路段状况进行客观评估，根据旧路的状况（特别是强度弯沉指标）确定利用旧路的方案及补强厚度。但设计时没有认真细致的调查，大致给出一个补强厚度及路段桩号就草草了事，结果导致许多补强路段补强后弯沉值大于设计值，造成新路强度不足，早期破坏严重。论文格式，原因。

4、岩石路段石质类型确定有误

在路基设计中，由于没有足够的地质钻探资料，仅靠地表情况判断石质类型，矿料的选用不合格，容易出错。论文格式，原因。论文格式，原因。

二、路面施工方面

路面施工过程是其质量形成的关键环节。直接影响面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基础施工及相关联接层施工。

1、路面施工

（1）、对原材料检验不严，对沥青混合料的配合比控制不够，特别是矿粉和沥青用量不准，使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。

（2）、施工机械设备陈旧、不配套，使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。

（3）、沥青混合料加热温度过高，沥青和矿料拌和时，沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化，使路面强度不足，产生松散、坑槽等病害。

（4）、碾压温度过高，造成温度过高的原因有两种情况：一是沥青混合料出厂温度超过规范规定的上限值；二是沥青混合料出厂温度虽然在规定的范围内，但接近高限，如果运距较短，摊铺碾压又很及时，就会使碾压温度超过规范高限。如果碾压温度过高，混合料就压不实，就会出现推移，发生微裂。

2、基层施工

基层是承担面层传递的车辆荷载的主要承重层。基层的强度及稳定直接关系面层的强度和稳定性。基层施工的主要问题：

（1）、基层、底基层、路面表面清除不干净。

（2）、基层松铺系数（或基层标高）控制不严而导致的二次补加层，因二次补加层与下层基层无法紧密连接，自身厚度又较小，因而极易松散，进而引起沥青层的网裂、松散、坑槽等破坏。

（3）、部分基层压实度不足的问题。要适当增大碾压吨位、增加碾压遍数，确保基层到规定压实密度。论文格式，原因。

三、养护管理及其它原因

1、养护不及时

沥青路面在行车作用下出现小面积松散，个别坑槽后，未及时进行养护，特别是采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治，初期及时养护更为重要。

2、养护方法不当

有些养护人员，在沥于混凝土路面上采取人工喷油（或洒布机喷油）、人工洒料方法进行养护，结果破坏了原路面的平整度，甚至由于喷油不够，用油量控制不平，造成泛油、推拥、松散等病害。

3、其他方面原因

（1）、因我们地处青藏高原，气候特殊，季节不明显，冬季长，温差较大，冰冻地层深厚，加之沥青标号达不到寒冷地区的使用标准，路基经冬冻夏溶后收缩弹性较大，严重损坏沥青路面。

（2）、因我县矿产资源丰富，拉运矿石的车辆吨位较大，而路面的承载力有限，所以路基、路面均被破坏。

（3）、施工技术管理、质量管理不严。

因此，要消灭沥青路面早期破坏这一质量通病，延长沥青路面的使用年限，提高投资效益，需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责，分头把关，按照行业规范标准，结合工程实际，严格履行各自职能，相信这一顽疾一定会得到根治。

沥青路面结构设计论文范文第12篇

关键词：沥青路面，破坏，原因

一、路面设计方面

1、结构设计不合理

2、设计与路段实际情况差别大

3、油路补强段的路面厚度考虑不足

4、岩石路段石质类型确定有误

在路基设计中，由于没有足够的地质钻探资料，仅靠地表情况判断石质类型，矿料的选用不合格，容易出错。论文格式，原因。论文格式，原因。

二、路面施工方面

路面施工过程是其质量形成的关键环节。直接影响面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基础施工及相关联接层施工。

1、路面施工

（1）、对原材料检验不严，对沥青混合料的配合比控制不够，特别是矿粉和沥青用量不准，使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。

（2）、施工机械设备陈旧、不配套，使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。

（3）、沥青混合料加热温度过高，沥青和矿料拌和时，沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化，使路面强度不足，产生松散、坑槽等病害。

2、基层施工

基层是承担面层传递的车辆荷载的主要承重层。基层的强度及稳定直接关系面层的强度和稳定性。基层施工的主要问题：

（1）、基层、底基层、路面表面清除不干净。

（3）、部分基层压实度不足的问题。要适当增大碾压吨位、增加碾压遍数，确保基层到规定压实密度。论文格式，原因。

三、养护管理及其它原因

1、养护不及时

沥青路面在行车作用下出现小面积松散，个别坑槽后，未及时进行养护，特别是采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治，初期及时养护更为重要。

2、养护方法不当

3、其他方面原因

（2）、因我县矿产资源丰富，拉运矿石的车辆吨位较大，而路面的承载力有限，所以路基、路面均被破坏。

（3）、施工技术管理、质量管理不严。

沥青路面结构设计论文范文第13篇

关键词：城市道路；水损害；机理分析；防治对策

中图分类号：U416.2 文献标识码：A

0.引言

目前，新建成的城市道路出现松散、坑槽等路面表面损坏的现象明显，这严重影响了驾驶者的行车舒适性与路面使用功能性。研究表明，水损害问题是造成城市沥青路面表面破坏的主要原因[1]。因此，本文结合笔者的从业经验对城市道路水损害原因及防治对策进行深入分析。

1.城市道路水损害产生的原因分析

1.1水损害产生的外因

城市道路路面结构直接与外界环境接触，如图1所示，来自外界环境的雨水、雪水等极易通过沥青道路表面的连通孔隙渗入到结构层内部，同时伴随着行车荷载产生的动水压力的反复冲刷作用，使沥青路面出现水损害的问题。

随着经济的发展，城市的交通量逐年增加，促进了行车荷载产生动水压力的冲刷及泵吸作用。过量的车辆尾气排放，使大气降水中的酸性物质增加[2]以及降雪后大量融雪剂的使用等因素，使沥青材料与集料间的粘附力降低并产生剥落、松散等城市道路水损害现象。

1.2水损害产生的内因

不合理的沥青混合料的级配设计、沥青混合料摊铺施工时产生的材料离析以及温度离析等因素导致的摊铺成型后沥青混合料空隙率过大，使外界水渗入路面结构内部的问题加剧；沥青材料与集料选择不当，出现材料间的粘附性不足，使沥青材料和集料遇水剥落；结构层自身的排水性能较差（如半刚性基层结构）、结构层内部的排水系统、防水结构功能设计不当或缺失等原因是城市道路路面结构出现水损害的内在因素。

2.城市道路水损害预防和治理对策分析

采取有效措施减轻并从根本上预防和治理城市道路水损害是十分重要的，对于城市道路的水损害预防和治理，主要应该从合理的结构设计与良好施工工艺两方面入手加以解决。

2.1合理选择原材料，提高沥青与集料间的粘附能力

要保证沥青材料与集料间的粘附力，首先应使集料表面有良好的清洁状况，必要时应对所使用的集料进行清洗，避免集料表面附着有灰尘，降低材料间的粘附性。

集料的物理性质对沥青与集料间的粘附能力起关键作用。研究证明，通常碱性集料与沥青的粘附能力明显优于中性和酸性石料[3]，如图2所示，在城市道路的建设中，用做沥青面层的石料通常有石灰岩、玄武岩、安山岩三种，玄武岩与石灰岩石料都与沥青材料有较好的粘附性，玄武岩材料硬度好常用在沥青道路上面层中，石灰岩硬度稍差常用在中、下面层中。安山岩碎石硬度虽然好，但与沥青的粘附性较差，当受料源供应的限制时，安山岩碎石可通过复合使用的方法，将其破碎成细集料与玄武岩材料组成复合集料在上面层中使用。

2.2合理选择结构类型与配合比设计方案

城市道路的沥青路面结构设计，应根据各层的功能要求合理选择沥青混合料类型。通常上面层应具有抗车辙、抗裂、抗水损害能力；中面层应具有抗车辙和结构稳定性的能力；下面层应具有抗疲劳的能力。由于上面层直接与车轮接触，同时受行车荷载、环境因素（温度、降水）等作用，因此，对上面层混合料的原材料的技术指标、级配设计等质量控制要更为严格。就防治水损害而言，上面层应采用密级配沥青混凝土，同时在沥青混合料设计中严格控制其设计空隙率指标，研究表明，设计空隙率不大于5%时，水基本无法深入沥青混合料面层，当空隙率达到8%时，路面渗水效果明显，但过小空隙率的沥青混合料高温稳定性能将变差。综上考虑，表面层沥青混合料的空隙率控制在3%～5%较为适宜[4]。另外，沥青路面的施工摊铺压实质量也将影响路面的抗水损害能力，如压实程度不均匀、混合料摊铺过程中的离析现象（摊铺离析、温度离析）等，都将使现场的空隙率与设计空隙率产生偏差，压实度不足将使沥青路面抗水损害能力下降，而压实过密则易使沥青路面高温稳定性能变差。

2.3控制及改善半刚性基层开裂现象

以水泥、石灰等稳定类材料为混合料作为基层或底基层在城市道路中应用广泛，但半刚性基层易开裂，受干湿作用明显，开裂后半刚性结构的强度及稳定性将被积水所弱化，严重影响使用寿命，因此，采取合理措施控制及改善半刚性基层开裂现象是必要的。

研究认为，半刚性基层的开裂是其本身的固有属性，无法从根本上消除，但可以通过相应的技术措施减少裂缝的产生[5]，具体措施有：

1）控制水泥剂量。过多的水泥剂量将使基层表面出现裂缝，通常认为水泥的剂量应不大于6%。

2）选用骨架-密实型结构。在工程应用中证明，骨架-密实型水泥稳定级配碎石具有良好的抗裂性能，同时还可以有效缓解路面的横向开裂现象。

3）采用土工合成材料以及应力吸收层等措施防止反射裂缝的产生。

2.4严格控制路面摊铺压实质量

如图3所示，除一些成规模的市政主干道路工程外，很多市政新建和养护工程施工地点相对分散，工程规模较小，单次摊铺使用沥青混合料数量较小且运距较远，这些因素都将影响路面摊铺压实质量，而路面摊铺质量不佳，压实度不足将引起道路的水损害。

为保证沥青路面摊铺后的压实度，无论新建工程或是养护工程，都应严格控制沥青混合料的到场温度以及摊铺中的沥青混合料温度，并配套相应的压实设备；同时应注意环境条件对摊铺的影响，如基层雨后潮湿未干不得摊铺，更不得冒雨摊铺等。在一些无法满足沥青混合料到场温度的施工工点，可在热拌沥青混合料中掺入温拌剂或直接采用低温沥青混合料的办法，以保证摊铺成型后的沥青混合料达到基本不渗水的要求。

3.结论

本文从产生机理以及防治对策两方面入手，对引起城市沥青道路表面破坏的水损害问题进行了详细介绍。科学的结构设计与良好施工工艺是预防和治理水损害的关键，合理的材料选择和规范的施工管理才是从根本上克服水损病害出现的途径。

参考文献

[1] 杨孟余、冯德成、沙爱民等.公路沥青路面施工技术规范.释义手册[M].人民交通出版社，2008.

[2] 葛文璇.城市道路和城市环境关系的研究[M].南京林业大学硕士论文，2004.

[3] 严家伋.道路建筑材料[M]，人民交通出版社，2008.

沥青路面结构设计论文范文第14篇

关键词：沥青路面；加铺层；吸收层

中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：

1橡胶沥青碎石封层设计

1.1概述

碎石封层是一种在喷洒沥青类结合料后，立即撒铺一定粒径的粗集料，经碾压而形成的薄层封层。撒铺的碎石既提供对沥青的保护，也给行驶车辆提供必要的粗糙度，以保证安全行驶。碎石封层的主要作用是封闭表面细小裂缝，阻止水侵入路面，损坏基层与路基。该技术产生于20世纪20年代，起初主要作为小交通量道路的表面层，目前已被广泛用于各种交通量道路的预防性养护。橡胶沥青碎石封层于20世纪60年代中期开始使用，也被称为应力吸收层（SAM）和应力吸收中间层（SAMI）。橡胶沥青碎石封层以其优良的使用性能被美国、南非及澳大利亚等国家而广泛用于道路表面性能恢复、应力吸收层、路面及桥面防水等工程。而在二十世纪八十年代，橡胶沥青碎石封层作为应力吸收层引入我国。目前，已作为应力吸收层、防水黏结层及路面磨耗层广泛用于国内沥青路面新建与改建、沥青混凝土桥面铺装、水泥混凝土路面沥青加铺等工程。

国内外的实际工程表明，橡胶沥青碎石封层的具体有如下特点：

（1）改善路面的抗磨损能力，特别是在下雪地区；

（2）减少路面的老化；

（3）提高路面的耐久性；

（4）增加路面的疲劳寿命；

（5）改善路面石料的保持能力；

（6）提高路面抗反射裂缝能力；

（7）缩短施工时间；

（8）节约能源和自然资源；

（9）降低养护费用。

1.2橡胶沥青碎石封层设计

橡胶沥青碎石封层可作为一种性能优异沥青路面功能层，主要用于高等级公路的养护加铺层，减少路面裂缝，改善结构层之间的黏结，路面结构防水等。具体分为两种情况，一是直接用于老路或新路的表面层，作为碎石封层，具有良好的路面抗滑性能和防水、防裂功能，且施工方便、工程造价低。国外有些国家将其作为高等级公路的表面层，如澳大利亚，在我国作为低等级公路的路面黑色化，或低交通流量的路面抗滑表层具有良好的使用前景。这种结构在使用过程中也应注意几个问题：一是路面噪声比较大，一般不适合于在城市或人口稠密的地区使用；二是在使用初期，会有一些碎石被高速行驶的汽车轮胎带走，影响交通安全。为避免以上问题可以在其上面铺设一层稀浆封层，形成帽封层（Cape Seal）。

第二种情况是利用碎石封层的特点作为路面结构内部的防水粘结层，或称为应力吸收层（简称SAMI）。可直接铺设在原有老路的表面，然后再在其上直接铺设抗滑表层，或者在老路面上铺设调平层后，再铺设该功能层，然后铺设抗滑表层，即国外有些文献中的三层体系。铺设这个功能层的主要目的是延缓原有沥青路面裂缝反射到表面，同时加强新铺装的沥青混凝土与老路的黏结，防止路表水渗入到路面结构内部。设置该层后，新加铺的抗滑表层的设计目标更加明确，主要以抗滑、抗剪切为主，可以使用密级配、半开级配，甚至开级配。该层在设计时一般不单独计算厚度，撒布的碎石将与上面的沥青混凝土融为一个整体。从抗反射裂缝角度，国外的研究表明，一层的SMAI大致相当于52mm的沥青混凝土的抗裂效果，同时文献也指出，根据最近的研究表明，这个数字相当保守。

在这种碎石封层中，高用量的橡胶沥青与单一粒径的碎石强力粘结，形成约1cm厚的裂缝反射结构层，该层能够减缓反射裂缝的产生与扩展，可使裂缝处相对位移产生的应力传到面层时大为减少，可明显地减弱裂缝尖端应力的奇异性，降低应力强度因子。可以说，它在路面结构中起着一种软介层的作用，能把裂缝位移引起的应力消散在层内，有效地削弱基层裂缝处沥青面层的应力集中现象。

1、设计方法

碎石封层的设计方法分为经验法与理论法两大类，最早的碎石封层设计方法是Hanson于1934年提出的，目前许多的碎石封层设计方法都是基于该法发展而来。目前，多数的碎石封层设计方法是基于实践的经验法，而非理论法。他们都包括：路况调查、结合料的选择与用量，碎石粒径及撒铺量的确定等一系列过程。

其沥青的洒布量与碎石的撒铺率受以下因素影响：

（1）路面的表面状况。老化程度严重或构造深度较大时会吸收更多沥青，应加大沥青洒布量。

（2）交通量。在交通量大的道路为减少由于松动碎石带来的危险，宜采用粒径较小的碎石；对于交通量小的道路，沥青洒布量可以适当增加。

（3）气候环境。在寒冷地区，可以适当提高沥青的洒布量。

（4）碎石粒径。采用大粒径碎石，应相应增加沥青洒布量，以保证碾压后碎石嵌入沥青深度达50%~70%。

（5）碎石级配。单一粒径碎石比有级配碎石要求的沥青洒布量要大。如澳大利亚橡胶沥青碎石设计方法中，根据使用场合的不同规定了相应的结合料洒布量与碎石粒径。

由于我国目前道路交通重载、超载的现实情况，为避免以后的泛油，橡胶沥青碎石封层的结合料洒布量不宜太大，而碎石的粒径、撒铺量则不宜太小。近年来，国内几个工程的橡胶洒布量在2.0~2.8kg/m2之间。

2、材料要求

（1）对橡胶沥青的要求

橡胶沥青由基质沥青、胶粉及添加剂组成。各部分材料的品质与比例，严重影响着橡胶沥青的品质。橡胶沥青的选择受老路表面状况、碎石尺寸与级配、与石料的相容性及气候条件影响。

根据国外情况，洒布用于混合料用的橡胶沥青有以下差别：

①洒布用橡胶沥青使用较粗橡胶粉（2.00mm）；

②为进一步提高结合料的粘性和黏弹性，洒布用橡胶沥青可使用较高的橡胶粉掺量（大于20%）。因此，我国加工橡胶沥青的基质沥青宜采用90号沥青或70号沥青，橡胶粉的目数宜为30~40目，掺量一般为20%~25%（外掺）。

（2）对碎石的要求

对于碎石的要求，主要有碎石的粒径、洁净度及粒形等。碎石粒径的选择主要考虑交通量与设计速度。美国对于低交通量（小于5000辆/d）与低速（小于75km/h）道路上，采用9.5mm与12.5mm碎石；在大交通量与高速交通道路上，通常采用公称粒径为9.5mm的碎石；另外，9.5mm的碎石也经常用于应力吸收中间层SAMI。

南非的橡胶沥青碎石封层设计方法的理论基础是Hanson的空隙填充理论。单层封层所用碎石粒径有26.5mm、19.0mm、13.2mm、9.5mm四种；双层封层的碎石粒径为19.0mm加9.5mm。对小于9.5mm的碎石，由于空隙较小、结合料洒布量高，易导致泛油而很少采用。

国外的橡胶沥青碎石封层所用的碎石以单一粒径碎石为主，同时控制其中的小碎石与粉料含量。对于我国，当应用于基层时，石料的粒径宜为16~19mm，当用于上面层底面时，石料粒径宜为上面层厚度的1/3~1/2，碎石的撒布量一般为满铺的60%~70%；当用于表面时，碎石粒径宜为13.2mm或9.5mm，碎石的撒布量为满铺。

沥青路面结构设计论文范文第15篇

关键词:橡胶沥青;路面技术;级配;施工;试验路

中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)20-0152-03

一、试验路概况

路面结构为4cm细粒式橡胶沥青混凝土(AC-13)+4cm中粒式橡胶沥青混凝土(AC-16)+30cm二灰稳定碎石基层+15cm二灰稳定碎石底基层。其中AC-16橡胶沥青混凝土采用密级配沥青混合料,AC-13橡胶沥青混凝土分别采用密级配沥青混合料和开级配沥青混合料,各铺筑1公里。

二、南非蓝派橡胶沥青路用性能的试验研究

(一)橡胶沥青结合料性能研究

针对橡胶沥青,目前国内技术标准体系中尚无专用标准。世界许多国家(如南非、美国)都制定了针对橡胶沥青的技术标准,各国技术标准不尽相同,试验和评价方法也不一样,在应用中只能作为参考。橡胶沥青由南非蓝派筑路技术开发有限公司生产,经测试,试验结果见表1:

由表1可知,该橡胶沥青的各项技术指标符合要求。

(二)橡胶沥青混合料性能研究

为验证南非橡胶沥青的路用性能,对橡胶沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及开级配橡胶沥青混合料的抗飞散性能和抗析漏性能进行试验,研究其性能满足规范和指南的要求,从而初步论证了其可行性。为进一步检验其实际使用性能,通过铺筑试验路来直观检验。

三、试验路铺筑

(一)目标配合比设计

在试验路的沥青混合料配合比设计中,共有AC-16C、AC-13C和开级配-13三种沥青混合料,针对密级配和开级配的不同性能特点和不同设计方法,对三种沥青混合料分别进行了材料设计。

对密级配沥青混合料,主要以间断级配、骨架结构为原则,通过优化矿料级配,来提高混合料的性能。设计方法采用国内通用的马歇尔设计方法,技术标准同《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)。

开级配沥青混合料,作为一种空隙结构,设计空隙率一般在18%~25%。在设计方法上借鉴了南非的设计经验。

1.原材料性能测试。

2.目标配合比设计曲线。

3.目标配合比设计验证。

由上表数据可见,两种密级配橡胶沥青混合料的动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂残留强度比均符合规范要求,开级配-13的动稳定度、飞散损失和析漏损失均满足规范要求,说明设计是合理的。

4.目标配合比设计结果。

(二)生产配合比设计

在上述目标配合比的基础上,进行了生产配合比设计。

经配合比设计检验,混合料各项技术指标均满足规范要求。

(三)橡胶沥青混合料生产、运输

1.生产工艺。基质沥青采用滨州90号沥青,加热到一定温度后,加入添加剂,并搅拌均匀,同时继续加热。当掺入添加剂的基质沥青加热到200℃～210℃后,泵入拌合装置,同时按比例加入合格橡胶粉并在高温下继续拌合,直到拌合均匀。将拌合均匀的沥青橡胶输送入反应装置中进行充分反应后生产出性能可靠的沥青橡胶结合料,同时为保证沥青橡胶结合料与集料的充分拌合,需将沥青橡胶继续加热到195℃～200℃。将加热后的沥青橡胶结合料输送到普通沥青拌合站的拌合设备中与集料充分拌合(拌合时间约为60s)生成沥青橡胶混合料。

2.运输。采用自卸式卡车运输,车顶加盖苫布。

(四)橡胶沥青混合料摊铺

橡胶沥青混合料的摊铺使用常规沥青混凝土摊铺设备进行摊铺。

1.地表温度要求。由于橡胶沥青粘度高,如果地表温度较低,摊铺后的混合料温度损失很大,一般应大于15℃。

2.摊铺的温度控制。橡胶沥青砼的拌合温度为190℃～200℃,到场温度经测为185℃～195℃,摊铺机的入料温度为180℃～190℃,摊铺后的温度为175℃～185℃,根据《北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南》的要求,摊铺温度不低于172℃,实际摊铺温度控制工作满足要求。

3.摊铺速度控制。摊铺机经预热后进行正式摊铺,采用慢起步,均加速的方式,起步阶段采用1m/min的速度进行摊铺,当摊铺机稳定、摊铺长度达20米后,再逐渐加速至3m/min,并保持这一速度进行均速摊铺。

4.松铺系数的确定。确定密级配AC-16松铺系数为1.18,密级配AC-13为1.14,开级配-13为1.20。

(五)碾压

对于密级配橡胶沥青混凝土,初压:采用钢轮压路机静压1遍,挂振碾压2～3遍,温度控制在140℃左右,压路机应紧跟摊铺机;复压:采用振动压路机综合碾压6遍左右,碾压温度须在120℃以上;终压:复压完成后立即进行终压,采用压路机静压2遍。

对于开级配橡胶沥青混凝土,为保证路面压实度,同时保护混合料中的开口空隙,在碾压过程中压路机不启振,碾压遍数同密级配混合料基本相同。

与传统沥青混合料相比,橡胶沥青高温粘度明显高于普通沥青,所以橡胶沥青的高温压实不存在问题,并且有利于提高路面压实度。

(六)试验路检测

检测结果如下:

1.密实度:密级配AC-16平均为97.7%;密级配AC-13平均为98.2%;开级配-13平均为99.3%,均满足规范要求。

2.平整度(面层):平均值1.04,满足规范要求。

3.透水性:密级配橡胶沥青路面几乎不透水,开级配路面透水性良好,为1.3～1.8e/s。

4.抗滑性能:开级配橡胶沥青混凝土路面抗滑性能指标,构造深度TD(mm)2.13;摆值(BPN)56.3;密级配橡胶沥青混凝土路面抗滑性能指标,构造深度TD(mm)1.07;摆值(BPN)48.7。从表中数据可看出,橡胶沥青混凝土路面具有较大的构造深度、摩擦系数,路面抗滑性能良好。

5.降噪效果。降低噪声水平约4dB(A),降噪效果明显。

四、结论

1.橡胶沥青试验路的铺筑,进一步论证了废胎胶粉在沥青路面中应用的可行性和充分性。将废胎胶粉变废为宝,用于沥青混合料中,可以改善沥青路面的使用性能,降低路面的造价,延长路面的使用性能。这对于道路车辙病害和水损坏比较普遍的现象有着特殊的意义。在这方面,南非的设计理论和技术,值得我们借鉴。

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