重载交通长寿命半刚性路面技术(沙庆林)
重载交通下半刚性基层路面荷载敏感性试验及对策措施
『］陈 永 贵 ，叶 为 民 ，江席 苗 ，等 ． 溶 区高 铁 线 ５ 岩 路 优选 的模 糊 层 次分 析 法 ． 同济 大学 学 报 ： 自然 科 学版 ，２ １ ，３ （２ ，１ ５ — ７ ７ ００ ８ １ ） ７ ３ １５ ． 『１许树柏 ． 用决策 方法 ：层 次分 析法 原理［ ． ６ 实 Ｍ］ 天
津 ：天 津大 学 出版社 ，１８ ． ９８
『１杜栋 ，庞 庆 华 ． ７ 现代 综 合 评 价 方 法 与 案 例 精选
４ ｌ 交 通 标 准化 ４
Ｈ ｈａ Ｅｇ ｅｒｇ 道路工程 ｉｗｙ ｎｉｅｎ ｇ ｎ ｉ
改 革开 放 以来 ，特别 是 近２ 年来 ，是 我 国公路 ０
提 出的轮 载Ｐ 与接 地压力ｐ 间 的关系计 算 轮压 ，即 之
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次数 。在 路 面运 营过 程 中 。由于 超 载现 象 的存 在 ，
严重 降 低 了半 刚性基 层沥 青路 面 的使用 性 能和使 用 寿命 ，而半 刚性 基层 的路 用性 能 对路 面结构 的疲 劳 寿命 起着 决定 作 用 。 本 文 以二 级 公 路 重 载道 路 的典 型结 构 （ 表 １ 见 ） 型 式 为标 准 ，应 用 Ｓ Ｌ 法 的Ｂ Ｓ Ｒ程序 计 算各 层 ＨＥ Ｌ ＩＡ 的层 底 拉应 力
道路工程 Ｈ ｈａ Ｅｇ ｅｒ ｉ ｗｙ ｎｉ ｅ ｇ ｎ ｉ
重载交通下半刚性基 层路面 荷载敏感性ｉ 验 对策措旋 式 及
半刚性沥青路面动荷载力学响应数值分析
维普资讯
第 ６期
２ ２ 动 态荷 载 的 模 拟 ．
邓昌宁 ： 半刚性沥青路面动荷载力学响应数值分析
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把行 车 荷 载模 拟 为 稳 态 简 谐 振 动模 型 ， 以振 动
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增 大后 减 小的 变化 规律 ， 当动 荷载 周期 为 ０ ５０ ．０ ｓ时 ， 弯沉 比静 弯沉 大 ２ ％ ， 动 １ 因此 ， 车辆 速 度 过低 会 缩短路 面的使 用 寿命 。
关键词
动荷载
半 刚性沥青路面 数值分析
力学响应
长期 已来 ， 国沥青路面设计一直沿用均布垂 我
直荷 载作 用 下 的弹性层 状连 续 体 系理论 模 型 。众 所 周 知 ， 面结 构的 动 路
１ １ 基 本假 设 ．
（） １ 沥青 混 凝 土 面 层 、 刚 性 基 层 材料 为 线 弹 半 性 材料 ， 基 为 弹 塑 性 材 料 ， 从 Ｄｕｋｒ－ｒｇｒ 土 服 ｒｃｅ－Ｐａｅ 屈服 准 则 ； （） ２ 模型在 ｘ、 ｚ三个 方 向均为有 限（ 型尺寸 Ｙ、 模
时采用 映射网格划分的方法 ， 以解决计算精度与计 算时间的矛盾 ， 因此 ， 在荷载 的施加方法上采取利用 双矩形加载面代替双 圆形加载面的方法 ， 据相关 依 文献计算确定 加载 面为 ２６ ５ｘ ５ ｍ 两加载 面 ２ ． ６ ｍ， １ 间距为 ３９５ ｍ， １．ｍ 荷载值为 ０７２ Ｐ 。 ．０ Ｍ ａ １４ 单 元 网格 的划分 ． 因为在数值模拟过程 中我们仅关心荷载作用面 附近的计算结果 ， 以整个模型不 同区域 的网格划 所 分 应该 是 不 同 的 ， 模 型 通 过采 用 工 作 平 面 切 割 体 该 的方法 ， 为 的将 荷载 面 附近 的单元 格加 密 ， 于整 人 对
康庄之衢——大广高速公路衡大段
大广高速公路衡大段即深州至大名段，是大庆至广州高速公路中的重要路段，也是我省规划的“五纵六横七条线”高速公路网主骨架的重要组成部分，被交通部确定为第三批22个勘察设计典型示范工程之一，是我国第一条真正意义上的平原区低路基高速公路。
它对打通纵贯我省的第四条高速通道，完善高速公路网布局，构建“东出西联、南北通衢”综合运输体系，加强冀中南地区与京津、东北地区以及南方省市之间的经济联系，拉动沿线经济增长具有重要意义。
康庄之衢——河北大广高速公路衡大段工程概况大广高速公路衡大段北起石黄高速公路榆科互通，途径衡水支线、深州市、衡水市区（桃城区）、京九铁路、石德铁路、枣强县、冀州市、南宫市、青银高速、威县、刑临高速、邱县、青兰高速、曲周县、广平县、大名县，南至冀豫省界大名县高庄，全长220.425公里。
全线采用高速公路标准建设，设计时速120公里。
其中，起点至邓家庄33.4公里，将衡小支线高速公路四车道扩建为八车道，路基宽度42米，其余路段采用六车道标准，路基宽度34.5米。
在榆科、衡水北、衡水东、邓家庄、衡水南、枣强、南宫、薛吴村、威县北、威县、方家营、邱县、东张孟、广平、魏县、大名设置16处互通立交，此外全线共设置41座分离式立交，2座特大桥，17座大桥，24座中桥，4处服务区，4处停车区。
工程概算113.87亿元。
工程自2009年4月24日正式动工，2010年12月24日建成通车，历时20个月，比预计工期缩短16个月。
它的建成对加强华北地区与首都北京、东北地区及南方省市之间的经济联系，加快河北省实施“一线两厢”区域经济发展战略的步伐，促进经济发展具有重要作用。
创新设计理念设计是工程的灵魂。
在交通部“三个服务”工作思想的指导下，大广高速衡大段总结以往高速公路在设计方面存在的弊瑞，提出了“安全舒适、资源节约、环境友好、便于养护、经济合理”的设计理念，以设计理念指导勘察设计工作，创造了诸多亮点。
一、在勘察设计全过程贯穿筹建处提出的项目设计理念，特别是在路基、路面、交通工程等设计方面充分体现了“便于养护”的设计理念。
沙庆林等30人被授予资深荣誉会员称号
沙庆林等30人被授予资深荣誉会员称号
乔云
【期刊名称】《中国公路》
【年(卷),期】2008(000)021
【摘要】10月28目，中国公路学会在京举办成立三十周年庆典。
沙庆林院士等30位专家，学者。
被授予“中国公路学会资深荣誉会员”称号。
【总页数】2页(P34-35)
【作者】乔云
【作者单位】《中国公路》记者
【正文语种】中文
【相关文献】
1.全国摩托车维修技术俱乐部山东分部授予王建成等会员荣誉称号
2.河南省人民政府关于授予许庆等4位同志河南省劳动模范荣誉称号的决定
3.宁波模具行业协会
授予高如磐“中国模具之都模具资深专家”荣誉称号4.热烈庆祝沙庆林获“资深
院士”荣誉暨《沙庆林院士论文选集》出版5.中国卫生法学会聘请终身名誉会长、第四届理事会名誉会长,授予“终身荣誉会员”称号的决定
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沙庆林
沙庆林1930年5月7日出生于江苏省宜兴县，1949年9月由苏州中学考入上海交通大学土木系公路专业学习；1954年9月赴前苏联留学，1957年6月于莫斯科公路学院公路专业获副博士学位；同年7月，沙庆林院士怀着建设社会主义的满腔热情归国，一直在北京交通部公路科学研究所工作，先后任工程师、副研究员、研究员等专业技术职务，并一直担任公路所路面课题组组长，主持过国家六·五、七·五，八·五重点科技攻关项目。
沙庆林院士长期从事公路路面学研究，其研究方向主要包括路基路面的设计、施工、质量管理与检验以及用数理统计处理观测资料等。
60年代，他主持的柔性路面设计理论和方法研究成果，用于编写1966年交通部"公路柔性路面设计规范"，这也是我国第一部路面设计规范。
从1968年8月到1979年9月，沙庆林院士主要从事我国援外公路工程的测设、施工和科研工作。
沙庆林院士在苏丹解决了膨胀土地区建筑公路的主要技术问题；在索马里解决了沥青路面出现早期形变问题；在援建赞比亚期间，完成了重型压实标准和水泥稳定土的研究和工程实施总结。
80年代初，沙庆林院士主持国家 "高速公路路面修建技术的研究"项目，自此他开始了适合我国高等级公路的路面结构研究．在此期间，带领课题组成员用两年的时间在国内不同地区铺筑了四条试验路；完整地提出了重型压实标准、密实度的现场检验方法、检验数量。
检验位置和结果评定方法等配套研究成果；提出了适合于高等级公路和重交通道路路面半刚性基层材料，基层和底基层用原材料和各种混合料的技术指标及其标准值；提出了半刚性材料的材料组成设计方法，并配合所提出的技术指标和材料组成设计方法研制成了路面材料测试仪及相应的试验方法．这套适用于工地和固定实验室应用的多功能仪器和相应的试验方法一直被运用至今．他的研究成果"关于水泥稳定土的研究"，"路面材料测试仪"和"提高路面质量若干主要技术问题的研究"荣获交通部科技进步奖，并被纳入交通部行业标准《公路路面基层施工技术规范》，《公路路面基层材料试验规程》及其它有关规范。
重载道路长寿路面的材料设计
重载道路长寿路面的材料设计摘要：长寿路面也被广泛的称之为长寿命路面，是半刚性路面结构中的一种特殊体系，也是我国高层及路面中最为常见的形式之一。
经过多年的社会生产实践总结得出，长寿命路面技术的应用较为成熟，已成为国际道路工程领域应用广泛一项道路建设技术，其路面结构与一般的道路结构大同小异。
本文就长寿路面结构定义、特点入手分析，着重针对重载道路为主介绍了长寿命路面结构的设计要点，以供同行工作参考、借鉴。
关键词：重载道路长寿路面材料设计伴随着国民经济和公路交通运输事业的飞速发展，大中型货物运输车量不断的涌现了出来，在我国运输车辆中所占据的比重也不断的增加，所载运的货物超载现象也频频出现，这种问题的出现已成为公路运输行业较为常见的问题。
基于这种公路现象和我国现有的道路施工技术进行分析，许多路面结构中都出现了损坏问题和相应的缺陷，给国民经济发展带来了严重的影响。
因此在目前的道路设计工作中，通过引进各种先进科学技术形成了多套不同的设计方式和建设思路，给道路工程事业的发展提供了参考和借鉴依据。
长寿命路面结构作为目前较为常见的新型路面结构之一，在社会发展的现阶段也来越受到相关人士的关注和重视。
一、长寿命路面结构概述长寿命路面结构也被称之为长寿路面，是国际道路工程领域提出的一项最新技术，但是其路面结构构成却与普通的道路结构大致相同，都是由沥青混凝土为主材构成的。
这种路面结构有着施工方便快捷、行车舒适度高、方便维修和管理的特点而得到了广泛的应用。
截至目前，我国境内九成以上的道路设计都是以沥青路面结构为主的，但是我们在工作中也应当清楚的认识到其中存在的弱势，对这些问题及时的加以处理和总结，从而保障道路工程施工设计质量，为国民经济发展提供可靠的基础平台。
1、长寿路面定义长寿路面主要指的是在设计工作中设计使用年限高达五十年以上的沥青路面结构，这种路面结构在设计使用年限内无结构性的修复和重建，仅仅是根据路面表层出现的损坏状况来进行周期性的修复。
1沙庆林院士-高性能AC路面
C 中值 95 65 35 29 23 18 14 9 6
D
100 72 35 29 23 18 14 9 6
E 下限 90 58 30 24 18 14 10 6 4
1、例如:马歇尔试验结果25种沥青 混合料5种岩石粗集料的结果： OAC之差在0.3%~0.9%之间， 空气率之差在1.6% ~3.7%之间， 饱和度之差在4.1% ~17.7%之间， 稳定度之差在1.0~5.2kN之间。
A 1019 811 771 1121 661 B 866 754 1186 1016 822 C 914 877 849 778 843 D 1030 496 817 895 792 E 550 363 609 460 580
因此，（1）级配范围不应过宽。同时要 明确，级配范围仅供选挥合适的生产级配 曲线用。（2）对某一品种碎石合适的级 配曲线，对另一品种的碎石就不一定合适。 生产中应遵循已定的级配曲线，只允许不 影响AC性能的很小误差,如+/-0.7%
轮辙试验结果,如800次/mm为准
级配 1号料 2号料 3号料 4号料 5号料
试验路交通状况
交通量20000辆/天，客货各一半。 2019年5月 超载 30％以下 11.87％
超载 30％～50％ 2.0％ 超载 50％～100% 0.07％ 超载 ＞100％ 0 不超载 85.23％
粗集料断级配CAGG SAC的 设计和检验
参看《SAC设计与施工实用指南》
岩石类型的影响SAC-13 (5个级配、 5种粗集料)
高性能 AC 路面
美国SHRP的高性能沥青路面----SUP,仅是商标名称
我们的SAC是真正的高性能沥青混 凝土路面…….
公路发展新时期
《路基路面工程》教学中的思政教育探索与实践
《路基路面工程》教学中的思政教育探索与实践发布时间：2022-10-29T10:39:21.723Z 来源：《教学与研究》2022年13期作者：苏曼曼[导读] 《路基路面工程》是土木工程专业道路与桥梁工程方向苏曼曼烟台大学土木工程学院，山东烟台，264005摘要：《路基路面工程》是土木工程专业道路与桥梁工程方向专业限选课，兼具理论性、综合性、实践性与应用性。
将路基路面专业知识与思想政治学习融为一体，形成协同育人格局，结合教学内容，让学生了解交通大国到交通强国、公路建设的国家优势、一带一路伟大倡议、公路院士风采、规范沿革与科技进步、路基路面的国家奖等，培养学生的民族与国家自豪感，坚定党的领导与中国特色社会主义，强化责任与担当意识，实现育德与育才的结合。
关键词：路基路面工程；思政元素；专业知识点；核心价值观一、引言习近平总书记在全国高校思想政治会议上强调，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，将“立德树人”作为教育的根本任务的一种综合教育理念。
高校的思想政治教育，以往一直寄托在课程体系中综合与通识教育模块中的思想政治理论类课程，学分不低，可是发挥的作用却有限。
究其原因，主要是教育教学的观念落后，且内容抽象空洞，使得思想政治理论的教育陷入了孤岛化、边缘化、空泛化的境地。
很多大学生到了大三、大四对于自己的未来还没有明确的规划，把实现高收入和安稳的生活作为人生最大的追求目标，过分强调个人本位，缺乏积极进取的精神[1,2]。
这与党和国家对青年的高素质的思想要求相差甚远，所以开展课程思政是非常重要的。
而专业课程思政与传统通识教育模块中的思想政治理论类课程不同之处在于在不改变专业课程属性的原则上，利用“立德树人”的思维，挖掘、凝练专业课程知识点中蕴含的核心价值和崇高道德。
在保证学生掌握专业理论知识、实践知识的同时，兼顾积极向上的价值引领，培养学生正确的三观、爱国敬业诚信的职业操守，即充分利用专业课程课堂，达到“春风化雨，润物无声”的思想道德培养与提升的效果。
半刚性沥青路面设计
半刚性沥青路面设计1.路面层厚度的确定-交通量：根据路段的交通量及车辆类型确定路面的承载能力需求。
通常情况下，交通量大、车辆类型多的路段需要更厚的路面层。
-载荷：根据设计的车辆重量和轴重分布来确定路面的层厚。
不同类型的车辆对路面的荷载要求不同，需要进行适当的考虑。
-地基条件：根据地基的承载能力来确定路面的厚度。
地基能够提供一定的承载能力时，可以适当减小路面层厚度，提高经济性。
-设计寿命：根据路段的设计寿命来确定路面的厚度。
通常情况下，路面厚度应该能够满足设计寿命内的承载和使用要求。
2.沥青混合料的选用在半刚性沥青路面设计中，沥青混合料的选用也是很重要的一项工作。
根据路段的要求和实际情况，可以选择不同的沥青混合料类型，包括：-粗石料级配：适用于重载交通、高速公路等要求较高承载能力的路段。
该类型沥青混合料的特点是粗石料含量较高，能够提供较高的承载能力。
-细石料级配：适用于中等负荷交通、城市道路等要求较高舒适性和抗滑能力的路段。
该类型沥青混合料的特点是细石料含量较高，能够提供较好的舒适性和抗滑能力。
-高粘度沥青混合料：适用于低温冻融频繁、夜间温差较大的地区。
该类型沥青混合料的特点是粘度较高，能够提供较好的抗裂性能。
3.路面结构层顺序在半刚性沥青路面设计中，路面结构层顺序的确定也是很关键的一步。
一般来说，半刚性沥青路面的结构层顺序是由下到上依次为：-基层：主要承载来自地基的荷载，可以选择适当的材料和厚度。
-底基层：主要承载来自路面的荷载，需要具备一定的强度和稳定性。
-沥青底面层：主要提供路面的弹性和舒适性，需要具备较好的抗滑和抗裂能力。
-沥青面层：主要用于保护底基层和底面层，提供平滑的行车表面。
4.设计施工工艺在半刚性沥青路面设计中，施工工艺的合理选用对路面质量和使用寿命的影响非常大。
可以考虑以下几个方面：-施工方法：可以选择机械施工或人工施工，具体根据工期、交通条件和材料情况等进行选择。
-施工温度：要根据所选沥青混合料的特性来确定施工温度，以保证沥青混合料的质量。
长寿命半刚性基层沥青路面的计算分析
长寿命半刚性基层沥青路面的计算分析
张阳;侯相深;马松林
【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》
【年(卷),期】2007(39)4
【摘要】选取半刚性基层沥青路面典型结构,对不同轴载下半刚性层底拉应力的分析发现,典型结构仅适合于超载不严重的交通状态.对混合式沥青路面结构沥青层底拉应变和半刚性层底拉应力进行了计算,得到同时满足沥青层和半刚性层不受疲劳破坏时的沥青层厚度,与国外长寿命路面设计软件PerRoad2.4的计算结果相比,混合式长寿命路面结构更具有经济性.
【总页数】5页(P622-626)
【作者】张阳;侯相深;马松林
【作者单位】哈尔滨工业大学,交通科学与工程学院,哈尔滨,150090;哈尔滨工业大学,交通科学与工程学院,哈尔滨,150090;哈尔滨工业大学,交通科学与工程学院,哈尔滨,150090
【正文语种】中文
【中图分类】TU398
【相关文献】
1.从西三试验路看我国长寿命半刚性基层沥青路面 [J], 武建民;戴经梁
2.一种长寿命半刚性基层沥青路面结构力学分析与设计 [J], 樊火印;刘立方;张怀志;魏雪巍
3.长寿命半刚性基层沥青路面的设计原理及方法探讨 [J], 谷志军
4.重载交通长寿命半刚性基层沥青路面浅析 [J], 谭炯;刘朝晖;沙庆林
5.长寿命半刚性基层沥青路面结构新设想 [J], 崔佳喜
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沥青路面耐久绿色工程技术的发展(每日一练)
沥青路面耐久绿色工程技术的发展（每日一练）单项选择题（共10 题)1、我国第一条采用FIDIC条款修建的省际高速公路是( )。
(D)•A、广佛高速公路•B、沪嘉高速公路•C、沈大高速公路•D、京津塘高速公路答题结果：正确答案：D2、20世纪80年代开始，我国结合实际情况，发展了具有中国特色的( )的建造体系，在世界上独树一帜。
(C)•A、刚性基层路面结构•B、柔性基层路面结构•C、半刚性基层路面结构•D、组合式基层路面结构答题结果：正确答案：C3、我国现行《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017)规定高速公路沥青路面结构设计使用年限不应低于( )年。
(B)•A、12•B、15•C、30•D、50答题结果：正确答案：B4、现代沥青路面设计体系主要采用的方法为( )。
(C)•A、力学法•B、经验法•C、力学—经验法•D、数值模拟法答题结果：正确答案：C5、2021年10月，习近平总书记在第二届联合国全球可持续交通大会上指出:“要加快形成绿色低碳交通运输方式，加强( )基础设施建设。
” (B)•A、安全•B、绿色•C、智慧•D、数字答题结果：正确答案：B6、我国橡胶沥青的研究和应用已有近40年历史，其生产工艺主要分为干法工艺和湿法工艺两种，两者的本质区别在于( )。
(D)•A、沥青品质不同•B、矿料级配不同•C、废胎胶粉含量不同•D、生产流程不同答题结果：正确答案：D7、我国第一条重载交通半刚性基层结构的长寿命沥青路面试验路是( )。
(A)•A、河北沿海高速秦皇岛试验路•B、山东滨州试验路•C、河南尉许高速公路•D、江苏沿江高速试验路答题结果：正确答案：A8、足尺结构的加速加载试验主要研究的科学问题是在( )耦合作用下，路面结构与材料多元化的服役性能演化规律和衰变机理。
(C)•A、车辆与路面•B、结构与材料•C、荷载与环境•D、温度与路面答题结果：正确答案：C9、我国( )沥青路面设计规范的发布，标志着我国高等级公路半刚性基层路面设计方法的形成。
长寿命半刚性基层沥青路面的设计原理及方法(1)
长寿命半刚性基层沥青路面的设计原理及方法摘要：本文论述了长寿命半刚性基层沥青路面的设计原理及方法，指出了我国传统沥青路面设计方法存在的缺陷，简要说明了路面结构动载性能分析方法。
认为我国完全可以利用国外的永久性沥青路面设计原理开发自己的长寿命半刚性基层沥青路面。
关键词：长寿命半刚性基层沥青路面路面结构动载性能。
序言：半刚性基层沥青路面是我国公路的主要结构形式，要实现我国的长寿命半刚性基层沥青路面，路面设计是第一位的。
施工不可能超出设计的范畴，要掌握长寿命半刚性基层沥青路面设计的核心技术。
我国传统的沥青路面设计方法存在缺陷，即缺少路面结构动载性能分析，把汽车荷载当作静载，运用弹性层状连续体系理论进行计算，往往造成路面结构动载性能不良，路面结构动载性能不良的半刚性基层沥青路面很难达到长寿命，容易发生结构性损坏。
因此，我们的沥青路面设计中的结构层与组合设计要把汽车荷载当作动载，增加路面结构动载性能分析这一关键环节。
一、路面结构动载性能分析那么如何进行路面结构动载性能分析呢？对路面结构的动载性能进行分析，首先要把汽车荷载看作动载，分析汽车驶过路面时，汽车荷载在路面各结构层的传递、扩散，分析路面各结构层的结合状态，是趋于连续状态还是滑动状态。
下面作者浅谈对路面结构的理解，供大家参考。
路面结构实质是一种“介质”，把汽车动载快捷、均匀地传递给路基，即扩散传递荷载的作用；另一方面路面结构自身承受汽车荷载的压力即承重层的作用。
习惯上我们以为半刚性基层是主要承重层，半刚性底基层是次承重层，而忽略了对路基承重的理解和认识，路基是最终的“承重层”。
路面结构包括基层、底基层的承重作用是与桥梁中的梁板的承重作用有着本质区别的，公路路面与铁路在结构上异曲同工。
火车的载重量要比汽车大，速度也快，铁路表现出了良好的使用性能，这说明铁路结构设计是很成功的。
铁路结构很简单，从下至上依次是路基、道碴、枕木、铁轨。
半刚性材料优缺点再认识，要扬长避短。
我国长寿命沥青路面的发展及其关键技术
中国半刚性基层沥青路面发展
12~15cmAC 15~25cm
半刚性结构层
非整体性结构层
八十年代末
16~18cmAC
15~25cm 半刚性结构层
20~30cm 半刚性底基层
九十年代中
16~18cmAC
36~40cm 半刚性基层
20~30cm 半刚性底基层
九十年代末
如今？
半刚性基层沥青路面的发展
20~24cm 沥青面层
>40
正常路面
15
设计
承受荷载 （万次）
适用条件
全寿命周期 分析
重载、 >10000次 高速公路、
特殊需求
最低
2000~3000 所有
不详
我国长寿命路面设计的指导思想
以半刚性基层沥青路面结构为主，以对现 有成功的工程经验的总结、提升为主导，
以路面结构——材料——工艺三位一体的 综合设计为主线，
研究长寿命半刚性基层沥青路面，保 持我国的国际领先地位，也是我国长 寿命沥青路面发展的方向之一。
中国半刚性基层沥青路面发展历程
四大试验路的修建
上世纪七十年代末以前，中国高等级公路建设的初期，一 些国道主干线以冻胀翻浆为代表的早期损坏比较严重，半刚性 基层试验路的修建
部分公路累计轴载作用次数调查数据
Design axle loads： Ne=2*107
修建长寿命路面的关键技术
结构设计功能化 材料设计均衡化 施工工艺均一化 质量控制过程化
我国长寿命路面设计的指导思想
以半刚性基层沥青路面结构为主，以 对现有成功的工程经验的总结、提升 为主导，
以路面结构——材料——工艺三位一 体的综合设计为主线，
工程院沙庆林院士漫谈中国公路建设(实录)
腾讯科技讯2008年11月17日10时30分，中国工程院沙庆林院士做客腾讯网，和网友漫谈了中国公路建设。
郭桐兴：各位观众，大家上午好！欢迎大家来到院士访谈。
我们今天荣幸的请到了中国工程院院士，交通部技术顾问，交通部公路科学研究院研究员，中国公路学会专家委员会原主任，我国公路工程学科领域的学科带头人，沙庆林院士。
沙老师，您好！欢迎您！沙庆林：谢谢。
郭桐兴：今天我们想请您就中国公路建设这样一个话题给我们大家做一个介绍。
首先我们想请您介绍一下中国公路发展的历史。
沙庆林：咱们国家第一条公路是在1911年开始建的。
当时差不多花了12年的时间才建成，总共才50公里，这是第一条路。
郭桐兴：这是哪条路？沙庆林：这是长沙出去的一条路。
在解放以前，全国有13万公里公路，这个公路当然是各种等级的路都在里边，反正是可以称为公路了，由于受到战争的破坏，解放初期，只有8万公里的公路能够通车的。
解放以后，首先就是要把原来的13万公里公路都给它恢复起来。
郭桐兴：沙老师，您说13万公里公路是一个什么概念？是一个什么水平？沙庆林：这个公路的水平等级都很差的，有的甚至谈不上等级，拿现在的等级来说，都是三级路，四级路，是等级很低的，甚至有的还是等外路，但是它能走汽车，算得上正规的公路。
郭桐兴：也把它算进13万公里来了?沙庆林：对。
然后从54年开始，54年就建青藏路，川藏路，这两条路到西藏去。
这是解放初期是这么一个情况，当然解放初期还建福建沿海的国防公路了。
我们到了改革开放以后，譬如说，在改革开放以前，当然公路就逐渐在增加了，我们70年代的公路应该说也是从路面来说，也是相当差的。
那时候都是用土做结合料的路面，土和碎石或者是沙粒混在一起拌一拌以后，甚至是把碎石铺上去以后搞成泥浆灌在缝里面。
郭桐兴：没有像现在的柏油马路和水泥马路？沙庆林：大城市当然有一些路，譬如说上海滩的时候就用沥青来修路，上海人都叫柏油马路，所谓柏油马路就是沥青。
70年代没有，公路上从60年代开始，那时候大庆油田开发了有石油了，石油提炼以后又剩下一些渣子，我们叫它渣油，就用渣油来搞路面，60年代路面的特点就是用石灰土做基层比过去进步了，过去都是有土。
基于半刚性基层沥青混凝土路面的长寿命设计与研究
青混凝土面层 的高温稳定性能。 计算表明， 由于模量 较大 ， 以面层受 到 的剪应力 也相 应增 大 ， 所 也会 导致
车辙 出现 。
１３ 水 破坏 ．
在我 国已建成 的高等 级 路面 中 ，半 刚性 基层 的 沥青 ｝凝 土路 面 占据较 大一 部分 ， 使用 状况 来看 ， 昆 从
望 即使 损坏 也只 发生 在表 面功 能层 。
车 辙也是 主要影 响 因素 ， 统计【 据 ５ 】 在沥青 路面 的 维 修养 护 中 ，０ ８％是 因为车辙 变形 。 车辙实 际上是 沥 青 路面 在与 时间有关 的荷 载 因素和环 境 因素共 同作 用产生 的竖直 方 向永久 变形 的积 累。 普遍 认为 ， 在半
因是 荷载作 用 ， 产生 效应上来 分 析 ， 弯拉疲 劳裂 从 有 缝 和剪切疲 劳 裂缝两类 。 果不 及时修 复 ， 易造 成 如 容 路 面坑槽 和剥 落现象 。
１ 车辙 ． ２
久性沥青混凝土路面 ，国内外对于长寿命路面的研 究还 比较 少 ， 计 方法 的研究 还处 土路 面研究 者 非常关 注 的方 向 。
第２ （ ｇ １ ４期 生 墨 ７期） Ｑ 总￣２
山西 Ｎ 科技 ｏ Ｃ ＭＭＵ Ｉ Ａ Ｉ Ｎ ！ Ｓ Ｎ Ｅ＆ Ｔ Ｃ 交通Ｌ Ｇ Ｏ Ｃ ＥＨ Ｏ Ｏ Ｙ ｆ Ｎ Ｃ ＴＯ Ｓ
Ｎ． ｏ ４
Ａ ｕ２ ．
基于半刚性基层沥青混凝土路面的长寿命设计与研究
夭 忽 吴文 慧
（ 山西省 交通科 学研 究 院 ， 山西 太原 ００ ０ ） ３ ０６
摘要 ： 深入地 阐述 了长寿命路面的发展 ， 分析 了半刚性基层的沥青混凝土路 面常见的破坏 形式。 要使 长寿命路面避免常见的病害， 达到长寿的 目 ， 的 要求设计人员要改变设计理念 ， 借鉴 国内外先进的技术， 从设计、 施工、 养护等方面提 出了要求。 对我国半刚性基层的沥青混凝土路 面 的长寿命 发展 具有 深远 的意 义。 关键词 ： 半刚性； 基层 ； 长寿命 ； 路面； 破坏； 形式； 施工； 要求
重载交通长寿命沥青路面关键技术的研究
重载交通长寿命沥青路面关键技术的研究报告简本课题的研究对象是重载交通公路的沥青路面，研究目标是使半刚性基层沥青路面达到长寿命要求，这是一个崭新的课题。
课题除室内分析、试验研究外，要真正建成一条达到研究目标的试验路。
路面结构按20世纪60年代初交通部公路科学研究所路面组提出的“强基薄面稳土基”设计理论及其所含四个内容进行。
即路面结构设计、材料设计、厚度设计、路基路面综合设计。
取得的主要研究成果有：1. 新SAC系列在工程实践中的成功应用新SAC系列的设计理念：将沥青面层的早期破坏与达到面层的功能要求结合在一起同时解决。
采用《多碎石沥青混凝土SAC 系列的设计与施工》一书的研究成果。
SAC系列包括常用做基层、底面层、中面层和表面层的SAC-30、SAC-25、SAC-20、SAC-16、SAC-13和SAC-10等多种。
矿料级配中粗细集料的分界筛孔统一为4.75mm，即≥4.75mm的颗粒称粗集料，≤4.75mm的颗粒称细集料，<0.075mm的颗粒称填料。
因此，粗、中、细SAC的粗集料可筛分的粒级是不同的。
例如，SAC-25的粗集料可筛分成26.5~19mm、19~13.2mm、13.2~9.5mm和9.5~4.75mm四个粒级；SAC-16的粗集料，只能筛分成16~13.2mm、13.2~9.5mm和9.5~4.75mm三个粒级。
而全部SAC的细集料都可以筛分成 4.75~2.36mm、2.36~1.18mm、1.18~0.6mm、0.6~0.3mm、0.3~0.15mm和0.15~0.075mm共六个粒级。
1.1 SAC 粗集料断级配的矿料级配设计所谓粗集料断级配是指矿料级配中以粗集料为主，或占多数(通常不少于60%)，设计粗集料的级配时，是一个幂函数，设计细集料的级配时，又是另一个幂函数。
提出的矿料级配设计方法，分粗、细集料各个筛孔通过量的设计。
所用的基本方程为式(1)。
Bi di D d A P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=max (1) 此式中的D max 是实际最大粒径。
重载交通长寿命路面结构设计研究
ｎ
ｇ
公龇
Ｓ
近 年来 ， 中国高速公路 建设 得到 了飞速 发展 ， 截
性 损坏 。后来 在广东 省 云浮 、 江 苏省沿 江高 速公路 、 河 南省 尉 氏一许 昌高 速 公 路 、 山东 省 滨 州一 大 高 高 速公 路铺筑 了不 同结 构 的长 寿命 沥 青 路 面试 验 段 。
状况 共 同来 检验 。 沙庆林 院士 提 出 ， ２ １世纪 将是 长 寿命 沥 青路 面 设计 与施 工全 面大 发展 的新 时代 ， 也将 是 公 路路 面
与 泐 扎
汽 运
．
的需 求越 来越 大 ， 东 中部地 区的 国道 主干 线 、 高 速公
路 的交通 流迅速 增 长 ， 通行 车 辆 中的重 型 车 比例 也 与 日俱 增 ， 这就 向高 速公 路 建设提 出了新的挑 战 ， 如 何建 成满 足重 载交 通需求 的长 寿命 高 速公路 成为摆
刊） ．
排抗滑 桩 ， 在滑坡 前缘采 用填 土反压 进行处 治 ； 为
了将 滑坡 体 内的水及 通过渗 透进 入滑 体 的地表 水排
出， 在省 道上 部设 置排水 隧洞 ； 在滑坡 周界 以外设 置
［ － ３ － ］ 陈祖 煜 ． 土质 边 坡 稳 定 性 分 析 ： 原理 、 方 法、 程 序［ Ｍ］ ．
限公 司 ， ２ ０ １ ０ ．
Ｅ ４ － １ 李康 ， 冯晓 ， 汪羊． 彭 水 县 沙 子 口顺 层 岩 质 滑 坡 成 因 与
治 理研 究 Ｕ － ］ ． 公 路 与 汽运 ， ２ ０ １ １ （ ２ ） ．
Ｅ ｓ ］ 匡波 ， 付宏渊． 极 限平 衡 法 与强 度 折 减 法 在 高 边 坡 锚 固 设计中的应用Ｅ Ｊ ］ － ． 公 路 与 汽运 ， ２ ０ １ １ （ ６ ） ． Ｅ ６ ７ 吴辉 ， 尚羽 ． 基 于 水 土 相互 作 用 的边 坡 稳 定 性 分 析 ［ Ｊ ］ ．
RIOHTRACK环道研究进展简述
√
√√
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√√ √
√
RIOHTRACK
RIOHTRACK的2017年度加载
25个周期 加载里程：44万公里
16t主轴载 累计轴载作用次数：约350万
加载进度图
3,517,512次 3,462,321次 3,075,639次 2,679,399次 2,299,494次 2,244,354次 1,876,000次 1,486,747次 1,094,926次 1,039,785次
三月 五月 八月
BB梁 4
0.6
0.5 自动弯沉
0.4 0.3
3
0.2 0.1
0 <10% 10%~20% 20%~30% 30%~40% 40%~50% 50%~60% >60% 三月 五月 八月
3月~5月
3月~8月 5月~8月
3月~5 月
3月~8 月
5月~8 月
贝克曼梁
自动弯沉车
平均值 -0.5272 -0.2273 0.1095 0.1329 0.0682 0.7194
• 国内外院校及科研 院所40家 • 学术分委会10个 • 联盟成员近300人 • 专家委员会60余人
交通运输部公路所 同济大学
哈尔滨工业大学 东南大学
华南理工大学 长安大学
长沙理工大学 重庆交通大学 中国科学院大学
联盟单位
美国加州大学戴维斯分校
美国伊利诺伊大学
美国弗吉尼亚理工大学
美国田纳西大学 美国德州A&M大学
SR
3
3
3
36
STR STR
16
17
SBS+ SBS+
超宽刚性或半刚性基层水泥混凝土路面结构设计
式中， Ｎｓ 为面层和基层板结构荷位临界点 ｉ 处的 １００ｋＮ 单轴－ 双轮组标准轴载的作用次数； Ｐｊ 为 ｊ 类轴型 ｉ 级轴 载的轴重， ｋＮ； Ｎｉｊ－ ｊ 类轴型 ｉ 级轴载的作用次数； δｊ 为 轴－ 轮型系数； ｎ 为回归系数， ｉ＝１， ｉ＝２ａ 时 ， ｎ＝０．９０９， ｉ＝２ｂ 时， ｎ＝０．９３０。
致面层和基层局部荷载应力显著增大， 引发பைடு நூலகம்板破坏。
因此， 刚性或半刚性基层上水泥混凝土路面的结构
设计除了控制水泥混凝土面层不出现结构断裂外， 尚需
增补控制水泥混凝土基层不出现结构断裂的指标。即控
制行车荷载作用下产生的路面结构层 （ 面、基层） 荷载
疲劳应力和环境条件 （ 温度梯度） 作用产生的温度疲劳
量时， 纵缝下基层 Ａ 点或Ｂ 点处的主应力方向由平行于
纵缝转为垂直纵缝； 而横缝外侧基层 Ｃ 点的主应力方向
始终垂直于横缝。若主应力超过材料的弯拉强度， 基层
Ａ 点或 Ｂ 点处将出现平行纵缝的裂缝， Ｃ 点处出现平行
横缝的裂缝。若雨水沿裂缝向下渗透， 容易引起基层 Ａ
点、Ｂ 点或 Ｃ 点下方唧泥， 进而产生扩展性的脱空， 导
基层设纵缝结构荷位临界点有可能移至行车道与超车道之间的纵边中部板底如图1所示的1结构荷位临界点示意图刚性或半刚性基层的情况较为复杂其结构荷位临界点的位置与基层超宽以及基层预设缩缝等条件有基层设置与面层板对应的纵横缝时结构荷位临界点位于行车道板纵边中部下方的基层板底a点a点的主应力方向随着基层超宽量的增大应力主方向平行纵缝i2a
入 温 度 内 应 力 和 翘 曲 应 力 的 温 度 应 力 系 数 ， 与 板 厚 ｈ２ 及温度翘曲应力系数 Ｃ（ｘ ｙ（） 按双层板的总刚度相对半径 ｒｇ 查图） 有关， 查现行规范［１］相应图表确定； η１ 称为分离 式面层板温度应力修正系数。
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横断面剖面
19cm水稳碎石 19cm水稳碎石 19cm二灰 19cm二灰
路基
纵断面剖面
19cm水稳碎石 19cm水稳碎石 19cm二灰 19cm二灰
路基
纵断面剖面
2) 两层CBG基层间用水泥浆或干水泥均
匀撒布结合。
3) 基层与沥青面层间用70号沥青结合。
4) 沥青表面层与中面层间用SBS改性沥青
• 串联使用，两次拌和，使混合料更均匀。
串联改造后的拌和机
RIOH
3.3 沥青混合料拌和机的改进
选用连续式沥青混合料拌和机。
通车5年后的生产路段
通车5年后的试验路
谢 谢！
RIOH
• 2.4 连续式密级配
以往沥青面层均用美国使用逾百年的传统密实 连续式密级配，其级配曲线的幂值为0.5。连续式
密级配中≥4.75mm的粗集料只有51.3%，抗变形能
力差。公路所研究得到的新成果是：粗集料断级 配。
• 2.5 粗集料断级配
• 矿料级配以粗集料为主，粗集料是一个幂值较 大的级配，形成骨架结构，细集料是幂值较小的 密实级配，恰好填充在粗集料的骨架中，形成一
•
这样柔性路面初期投资少，使用者的费 用少，路面使用周期的费用最少。
•
牛恩称这种路面为长寿命路面(80kN).
1. 长寿命半刚性路面的特点
1.1 修建长寿命半刚性路面的意义
修筑长寿命路面，提高路面的使用功能和耐久性 符合国家建设“资源节约、环境友好型”的理念。 1) 减少初期投资；
2) 大、中、小修费用减少；
CBG-25 强度很少变化的范围
26.5 CBG-25 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 5.0 5.0 7.0 Fuller-25 100 84.7 77.7 70.6 59.9 42.3 28.9 21.1 15.0 10.6 7.5 100 82.0 74.0 66.1 54.4 36.0 25.8 18.6 13.4 9.7
RIOH
2）层间黏结层的设置，基层与底面层间设
置黏结层，底面层与表面层间设置黏结防 水层。——优化结构防水、改善层间结合 、延缓路面裂缝。 3）半刚性材料总厚76cm，沥青层12cm（
4cm+8cm）, 路面总厚88cm。
• 为什么沥青面层12cm？
2. 长寿命半刚性路面的技术方案
2.3 材料设计特点
CBG-25的特点：很少裂缝
3. 长寿命半刚性路面的施工
3.1 采取多种措施加强层间结合
1) 用表面有梯形凸块的钢轮压路机进行碾压，
使土基与底基层，底基层与CBG基层间互
相嵌入，形成一个特殊的整体，其力学性质 特殊，哪一个结构层都不会单独破坏。
横断面剖面
19cm水稳碎石 19cm水稳碎石 19cm二灰 19cm二灰
个以骨架为主的密实结构。
水泥结碎石和沥青混凝土的矿料级配 通过以下公式计算得出
P di
di A D max
B
2. 长寿命半刚性路面的技术方案
• 式中A和B为2个未知数，必须建立两个联立方
程。对于SAC设计粗细集料各个筛孔的通过量，
需要3个通过点，一是Dmax的通过量100%，二是
粘结。
3. 长寿命半刚性路面的施工
3.2 施工工艺、质量控制改进
1）基层、面层粗集料的单一粒级备料
严格矿料规格，减少超粒径含量（不大于10%），有效
控制矿料级配，改善混合料性能的稳定性。
基层采用四档备料： 26.5~19mm、
粗集料单一粒级专用筛分机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
19~13.2mm、
13.2~9.5mm和
9.5~4.75mm。
4.75mm的通过量35%和40%，三是0.075mm通过
量，随Dmax而变。Dmax=19mm，0.075mm的通过
量为4.5%~5.5%，Dmax=16mm，0.075mm的通过
量为5.5%~6.5%，Dmax=13mm，0.075mm的通过
量为7.5%~8.5%。
沥青混凝土SAC的矿料级配表
SAC的六个优点
1. 空气率不大于4%,不易产生水破坏。 2. 抗高温抗永久形变能力强,不易产 生辙槽。 3. 用作表面层时，TD大、抗滑性能好。 4. 表面很少粗细集料离析现象，美观。 5. 可趁混合料高温时,用振动压路机 振动碾压密实。 6. 油石比小，价格最低。
CBG-25
使用新水泥碎石基层CBG-25，也是粗 集料断级配。
1）沥青面层采用中断级配新多碎石沥青混凝土 SAC； ——提高高温性能，降低温度敏感性，优越的 抗滑性能，节约造价。 2）低标号沥青的使用； ——抗车辙能力强，承载能力高，造价低。 3）基层采用新水泥碎石基层中断级配CBG-25。 ——强度高，收缩性小，易于现场碾压密实。
RIOH
2. 长寿命半刚性路面的技术方案
通过下列筛孔（mm）的质量（%） 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
20 100 86~89 73~79 55~63 30~40 22~29 16~21 12~15 9~11 16 13 10
6~8 4.5~5.5
100 83~87 60~68 30~40 23~29 17~22 13~16 10~12 7~9 5.5~6.5 100 68~75 30~40 24~31 19~24 15~19 12~14 10~11 7.5~8.5 100 30~40 24~31 19~24 15~19 12~14 10~11 7.5~8.5
材料设计、厚度设计和路基路面综合设计。
2. 长寿命半刚性路面的技术方案
2.1 路面结构图：
4cm，SBS改性沥青，SAC16
SBS改性沥青粘结防水层
8-14cm，AH-30，SAC20
19cm，CBG-25水泥稳定碎石
19cm，CBG-25水泥稳定碎石 19cm，LFS石灰粉煤灰土 19cm，LFS石灰粉煤灰土 0.7-1.5m深土基
3) 使用者费用减少；
4) 全寿命周期费用最少。
1. 长寿命半刚性路面的特点
1.2 技术标准
1）使用40年期间或通过的ESAL在1亿次以
上，路面不会产生结构性破坏；
2）4cm厚表面层及时和认真进行日常养护
外，需要重铺或加铺的周期在10年以上。
1. 长寿命半刚性路面的特点
1.3 设计理论
长寿命半刚性路面的设计理论是“强基、 薄面、稳土基”。 具体化为四大内容：路面结构组合设计、
明路面实测弯沉代表值在10~14（0.01mm），明
显高于现行设计规范设计要求。
2. 长寿命半刚性路面的技术方案
2.2 结构特点
1）路基隔断层， 路基顶面下0.7~1.5m处，喷洒70号沥青 2.0kg/m2水平沥青膜，阻止气态水上升。——保证路基
的稳定性。
底基层 土工薄膜防水墙 0.8-1.5m深土基 70号沥青隔断层
RIOH
长寿命半刚性路面的 设计与施工
交通运输部公路科学研究院
我国的重载交通
• 2010年调查了京珠高速沿线、河北二段、河
南二段和湖南二段共6个路段的交通状况(均
按收费站的记录)，重载货车多的路段， 10000~13000辆/天。重载货车少的路段，
5000~6000辆/天。
•
1997年英国运输研究所学者牛恩，根据 英国柔性路面现状，用弯沉值推算可以使用 40年而不破坏，仅表面层需及时进行养护。
RIOH
3. 长寿命半刚性路面的施工
筛分出来的料颗粒均匀美观且无尘土
粒径26.5~19mm
粒径19~13.2mm
RIOH
3. 长寿命半刚性路面的施工
2) 拌和厂设备添置和改造
准备6个冷料斗，每个冷料斗下安装电子秤，提高材料 配比的准确性。
冷料斗下的电子秤
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2. 长寿命半刚性路面的施工
• 3) 用两台不完全符合要求的水泥碎石拌和机
70号沥青粘结层
水泥粉或净浆粘结
互相紧固嵌入
压实路基
70号沥青隔断层
2. 长寿命半刚性路面的技术方案
• 上图所示，该试验路实现了结构组合设计、材料
设计、厚度设计和路基路面综合设计。
• 通过对拌和厂设备添置和改造，及其它新施工工
艺等的技术措施，完成了路面铺筑。
• 路面竣工后，对路段进行检测，弯沉检测结果表