沥青路面结构组合设计技术措施

Value Engineering0引言沥青混凝土路面具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性，具有良好的抗滑、防渗坚实耐久、耐疲劳平整的性能和抗高温开裂的温度稳定性适合于各种车辆的通行，在高速公路建设中被广泛采用，但由于种种原因影响了公路的使用性能造成沥青路面早期破坏，仍存在设计年限内发生的早期破损现象。

不同的路面结构组合层次多和厚度大的路面结构，不同的路面结构组合会产生在寿命和经济上及使用性能都不相同的效果，其使用效果不一定就好。

根据实践经验和理论分析，结构组合原则路线、路基和路面要做统筹考虑，路线、路基和路面的设计标准应大体一致。

不同等级的道路应铺设相应等级的路面。

路线设计时应考虑路基的稳定性和强度，而路基的稳定性和强度又是路面结构和厚度设计的依据。

提高土基的抗变形能力，往往比加厚路面结构层更为经济有效。

有时在路基设计和施工中达不到某些要求时，也可在路面结构中采用一定的措施，以弥补路基稳定性和强度的不足。

所以，应本着“路基稳定、基层坚实、面层耐用”的要求，把路基、垫层、基层和面层作为一个整体，进行路基路面综合设计。

1沥青路面结构设计一般原则1.1合理选材因地制宜原则：路面各结构层用的材料应充分利用当地的工业副产品、加工材料或天然材料尤其是用量大的垫层和基层材料来降低工程造价以减少运输费用。

注意利用当地材料的特点，并借鉴成功的经验。

注意环境保护和施工人员的健康和安全。

1.2方便施工及便于养护原则：考虑施工的技术力量和机械设备，结合施工能力提出结构层的组合方案及施工技术要求。

要考虑方便今后的养护，尤其是高等级路面应保证长期通车的要求。

应尽量考虑采用大型高效的成套机械设备施工，以确保工程质量。

为合理使用有限的资金，一般可按近期要求进行路面设计，以后随交通量的增加逐步提高；也可按规定的设计年限进行设计，基层一次铺成，沥青面层分期修建。

设计时，应选择适当的路面结构和厚度，使前期工程能在后期充分利用。

但高速、一级公路路面不宜分期修建，以保证交通畅通，也避免分期修建引起的纵断面变化对行车舒适和安全的影响。

1.3排水设计结合原则：道路排水的好坏，对路基路面承载能力、稳定性和耐久性关系极大。

有些排水设施如路面边缘渗沟同路面更有直接关系，应同路面结构组合设计同时考虑。

改建路面时，也应结合道路排水系统进行综合设计。

1.4根据各结构层功能选择结构层次：面层要求高强耐久性好、抗滑耐磨、如抗剪和抗拉且面层直接经受气候因素和行车荷载的作用，面层材料通常选用强度高与粘结力强的集料作为结合料。

面层的等级应越高轴载越重交通量越大。

在轴载重交通量大的路上特别是城市快速路和一级公路，应采用沥青混凝土面层，常由双层或j 层组成，面层上层为抗滑磨耗层，可选用细粒式或中粒式沥青混凝土，中面层和下面层应据道路等级、沥青层厚、气候条件等选择适当的沥青结构层，一般可采用中、粗粒式沥青混凝土。

采用空隙较大的沥青混合料或沥青贯人碎石作面层时，应在面上加设沥青砂或沥青表面处治作封层。

基层作为重要的承重层，要有足够的强度、刚度和水稳定性。

对于交通繁重的道路，应选用强度和刚度较高的水泥或石灰粉煤灰稳定粒料、沥青混合料、贫混凝土等材料做基层，并加设底基层起次要承重作用。

一般道路的基层及底基层，还可采用水泥或石灰粉煤灰土、石灰稳定土、石灰煤渣类材料、级配碎石和填隙碎石等适宜的当地材料铺筑。

路面应立足于保证路基的稳定性使路面使用年限长有足够的整体强度，要求高速、一级公路的土基回弹模量值大于30MPa ，其他公路的土基回弹模量值大于25MPa ，城市道路的土基回弹模量值大于20MPa 或30MPa 城市快速路。

否则，单纯依靠加强增厚面层或基层很不经济合理并不能收到良好的效果，稳定路基最经济最易办到也是最主要措施是达到要求的压实度和加强排水。

在路基水温条件较差———————————————————————作者简介：廉香兰（1973-），女，吉林延吉人，大学本科，高级工程师，主要从事路基路面勘测设计工作。

试论沥青路面结构组合设计技术措施Combination Design Technical Measures of Asphalt Pavement Structure廉香兰LIAN Xiang-lan（延边公路勘测设计有限责任公司，延吉133000）（Yanbian Highway Survey and Design Co.，Ltd.，Yanji 133000，China ）摘要：沥青路面设计需要依据使用要求并结合当地条件使多层次结构物具有要求的使用性能和使用寿命。

作为结构设计选择各结构层次和材料类型组合成既能经受住行车荷载和自然因素的作用，又能充分发挥各结构层材料最大效能和经济合理的铺面结构体系。

Abstract:Asphalt pavement design needs to be made according to operating requirements and combined with local conditions in order to make multi-level structure have the required operating performance and service life.For the structure design,it choices the layer of structure and material to stand the traffic load and natural factors,and can give full play to the material maximum efficiency of structure layer and economic and reasonable pavement structure system.关键词：公路工程；沥青路面；结构组合；设计；技术Key words:highway engineering ；asphalt pavement ；structure and combination ；design ；technology 中图分类号：U41文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）32-0061-02·61·价值工程时，则应加设垫层以疏导或隔离路基上层水分，并扩散由路面传下的应力。

垫层材料一般采用水稳性好的粗粒料或各种稳定类材料。

1.5适当的层数和厚度：结构层层数越多，越能体现强度和模量同荷载应力和应变沿深度变化的规律，但是，层数过多将带来施工工艺及材料制备上的困难，一般层数不宜过多。

各层层厚除考虑受力比较合理外，还应适宜于摊铺和辗压，层厚过大，则应分层施工。

从强度和造价考虑，自上而下的各层层厚，宜由薄到厚。

对于重交通道路，沥青层应保证足够的厚度，交通量越大，沥青层的厚度应越大。

足够的厚度可以使沥青层真正形成一个完整的结构层，并与基层的组合更加均衡，这对延长沥青路面的使用寿命，保证良好的长期使用性能是至关重要的。

基层所需厚度随交通繁重程度、基层类型及垫层和土基情况而异，可通过结构分析计算而定。

在基层厚度超过20～25cm时，基层应分两层铺筑，分别称为上基层和底基层。

底基层的刚度可低于上基层，因而，其材料组成和品质要求也可低于上基层。

因改善路基水文条件而设置的垫层厚度，一般应不小于15cm，在路面厚度计算中，应计入其强度。

为了确保形成稳定的结构层次，按基垫层所用材料的规格和施工工艺的要求，有单层最小厚度的限制如表1所示。

2适应各结构层的荷载应力及各层次的互相影响2.1各结构层的荷载应力分布特性：荷载竖向应变与应力随深度而递减轮载作用于路面表面，因而对各层材料的模量和强度随深度而相应减小。

因此，路面各结构层应按强度和模量自上而下递减的方式组合。

充分利用当地材料充当底基层或基层这样还能充分发挥各结构层材料的能力以降低造价。

采用强度和模量按深度递减的规律组合路面时，上下两层的模量相差过大时应注意各相邻结构层之间的模量不能相差过大上层底面将出现较大的拉应力。

此值一旦超过上层材料的疲劳抗拉强度，则上层将产生疲劳开裂。

根据经验和应力分析，土基与基层的模量比应为0.08～0.40基层同面层的回弹模量比不应小于0.3；则所组合的路面结构在一般情况下不会出现过大的拉应力随各结构层材料的抗拉能力而变这只是一个大致的参考值。

2.2各结构层特性及其互相影响：在组合时应注意相邻层次的互相影响各结构层材料具有不同的特性消除所产生的不利影响并采取限制措施。

例如，在石灰稳定类基层上或水泥基层上修建沥青面层时，由于基层材料的低温收缩或干缩而开裂导致面层也出现相应地反射裂缝。

这时，应采取措施降低半刚性基层材料的收缩，例如：控制结合料剂量、降低细料含量等，或者采取结构措施缓解基层开裂的反射影响，例如，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。

又如在潮湿的粉土或黏性土路基上，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水温状况的不利影响设计的因素3.1水分的不利影响：道路所处的水温环境状况，对沥青路面的工作状态有很大影响这种现象大都出现在潮湿路段上。

原先使用状况尚好的中级路面在加铺沥青层后反而迅速出现损坏现象。

分析其原因．主要是由于沥青面层不透气，水汽不能通过面层蒸发出去或基层中因温度和路基和湿度坡差作用自下而上移动的水分凝结在邻近面层的基层内该处湿度增大。

如基层的水稳性不好和塑性指数大以及含泥量多，便会因基层发软而导致开裂。

因此，沥青面层下的基层严格控制细料含量要慎重选择更应注意在潮湿和中湿路段。

3.2冻胀影响：在冻深较大的季节性冰冻地区，还要考虑翻浆与冻胀的危害。

路面结构除了要保证力学强度的要求外避免在路基内出现较厚的聚冰带，其总厚度还要满足防冻层厚度要求从而产生导致路面开裂的过量的不均匀冻胀，防冻层的厚度可参照设计规范的具体数值根据经验确定。

路面结构层总厚度小于表列数值时，新建路面应增设或加厚垫层，改建路面应增加补强层厚度，使路面的总厚度满足表列要求。

防冻垫层可用水稳性好而强度较低的地方材料。

4结束语从以上分析可以看出设计是最关键的一环，没有合理的路面结构设计就没有坚固稳定的路面没有合理的路面结构设计，施工很重要再好的施工也不能保证路面结构的整体稳定性。

在进行路面设计时，贯彻因地制宜、合理选材、方便施工和利于养护的原则只要按照面层耐久、基层坚实和土基稳定的要求，经过方案比选就会取得满意的效果。