浅谈沥青混凝土路面的设计

收稿 日期 ：０ １－ ７—１ ２１ ０ ｌ
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路面设计年限的选择应根据公路等级 、 路在路 网中的 公 功能定位 、 当地国民经济发展 的需 求 以及投 资条件等 因素 ， 经综合论证后确定 。通常可参照表 １ 选定。
表 １ 各级公路 沥青路面设计年 限
公路等级及其功能 设计年限（ ） 年
一
１５ ×１ ～， ． ） ０ 远小于 沥青 混凝 土 的线 收缩系 数 ， ａ为 （ ． 其 ０ ４ ～ ．６ Ｘ ０ ７ ０６ ） 一。所 以这种路 面结构由于降温 引起 的收缩 １
比较小 ， 从而产生 的温度 应力 较小 ， 生温度 裂缝的可能 性 产 不大。 ３ 刚柔复合沥青混凝土的特点及其适应性
２ １ 年 第 ９期 ０１ （ 总第 ２ １ １ 期）
黑 龙江交通 科技
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Ｎｏ ９。 ０ １ ． ２ １
（ ｕ ｏ２ １ Ｓ ｍ Ｎ ．１）
浅 谈 沥 青混 凝土 路面 的设 计
孙 哈 男
（ 哈大公路管理处） 摘 要 ： － 了沥青路 面设计的内容 、 ９绍 １ 路面结构设计 的原则 、 沥青路面结构 设计理 论与方 法 以及 沥青路面交
按式（ ） １ 完成轴载当置换算
，Ｐ 、 ５ ４３
Ｎ＝＿ ｃ ・ Ｉ ， ｘＩ ２ 、Ｊ ｌ ・ ｃ …
（） １
式中 ： Ⅳ为标准 轴载 的 当量轴 次 （ 日） 为各 种被换 算 次／ ； 车辆的作 用次数 （ 日） Ｐ为标 准轴载 ，Ｎ 为各种被换 次／ ； ｋ； 算车型的轴载 ， Ｃ 为轴 数 系数 ； ２ ｋ Ｎ； Ｇ 为轮 组系数 ， 轮组 双 为 １ 单轮组为 ６ ４ 四轮组为 ０ ３ 。 ， ．， ．８ 当轴 间距大于 ３ 时 ， 独 的一 个轴计算 ， 时轴数 ｍ 按单 此 系数为 １ 当轴间距小于 ３ｍ时， ； 双轴或多轴的轴数系数按 式（ ） ２ 计算 （ 下转第 １６ ） ５页
１ ５
高速公路、 一级公路
＝级公路 三级公路 四级公路
１ ２
８
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２ 标准轴载及轴载当量换算 各个 国家都根据本 国 国情确定标 准轴 载。我 国路 面设 计 以双轮组 单轴 载 １０ｋ ０ Ｎ为标 准 轴载 。以 Ｂ Ｚ一１０表 Ｚ ０ 示， Ｚ 一 ０ Ｂ Ｚ １０的各项参数见表 ２ 所示 。 表 ２ 标准轴载 Ｂ Ｚ一 ０ Ｚ １ ０各项参数
参 考 文献 ：
［ ］ 黄晓 明， １ 赵永 利 ， 英． 高 高速 公 路 沥青路 面设 计 理论 与方 法 ［ ］ 北京 ： 民交通 出版社 ， ０ ． Ｍ ． 人 ２ ６ ０ ［ ］ 邓学钧． ２ 路基路面工程［ ． 京 ： 民交通 出版社 ， ０ ． Ｍ］北 人 ２４ ０ ［ ］ 张大可． ３ 半柔性复 合物路 面结构研究 ［ ． Ｍ］重庆 ： 重庆交通 大
服务区场面的设计， 及路面排水系统设计等。 以 ２ 路面结构设计 的原则 （） １ 路面结构设 计应 根据 使用 要求 及气 候 、 水文 、 土质 等 自然 条件 ， 密切结合 当地实践 经验 ， 将路 基路 面作 为一个 整体考虑 ， 进行综合设计 。 （） ２ 在满足交 通量 和使用要 求 的前提 下 ， 遵循 “ 应 因地 制宜 、 合理选材 、 方便施工 、 于养护 、 利 节约投资” 的原则进行 路面设计方案 的技术经济 比较 ， 选择技术先进 ， 经济合理 ， 安 全可靠的方 案。 （） ３ 应结合 当地实 践基础 ， 积极 推广 成熟 的科研 成果 ， 积极 、 慎重地运用 行之 有效 的新 材料 、 新工艺 、 新技术 。 （） ４ 路面设计方案应充分考 虑沿线 环境 的保 护 、 然 生 自 态的平衡 ， 有利于施工 、 养护工作人员 的健康与安全。 （） ５ 为确保工 程质量 ， 尽 可能选 择 有利 于机械 化 、 应 工 厂化施工的设计方案 。 （） ６ 对于地处 不 良地基 的路段 ， 了适应 路基沉 降 、 为 稳 定周期较长的特点 ， 路面结构 可 以 遵循 “ 次设计 ， 一 分期修 建” 的方案 ， 即在路基沉降 、 稳定 周期 内（ — 年 ）， 据交 ３ ５ 根 通量增长规律 ， 分几次修建 ， 最终实现设计 的 目标 ， 这样 既造 应交通量不断增 长的需要 ， 又提 高了投资效 益 ， 最终保 证 了 路面结构的质量 达到规定要求 。 ３ 沥青路面结构设计理论与方法 世界各国的沥青 路面设计方 法 ， 可分为经验法和力学一 经验法两大类。经验法 主要通过 对试验 路或使 用道路 的实 验观测 ， 建立路面 结构 （ 结构 层组 合 、 厚度 和材 料性 质 ）车 、 辆荷载 （ 轴载大小和作用次数 ） 和路面使用性能三者之间 的 关系 ， 国的加州承 载 比（ Ｂ ） 和美 国各 州公路 和运 如美 ＣＲ 法 输工作者协会 （ Ａ Ｈ Ｏ） Ａ Ｓ Ｔ 法。力学 一经验 法应 用力学 原理 分析路面结构在荷 载与环境 作用 下的力 学响应量 （ 力、 应 应 变 、 ）， 位移 建立力学响应 量与路 面使用 性能 之间 的关 系模 型， 路面设计按使用要求 ， 关系模 型完 成结构 设计 。我 运用 国现行 的拥青路面设计 方法 、 国的沥青 学会 （ Ｉ法 和壳 美 Ａ） 牌 （ｓ ｅ 法均为力学一经验法。 ｈＵ） 我 国现 行 的 《 路 沥 青 路 面 设 计 规 范》（Ｔ ５ 公 ＪＧ Ｄ ０— ２０ ） ０６ 采用弹性层状体 系作力学 分析基 础理论 ， 圆垂直 以双 均布荷载作用下的路 面整体沉降 （ 弯沉 ） 和结构层 的层 底拉 应力作为设计指标 ， 以疲 劳效应 为基础 ， 处理 轴载标 准化转 换与轴载多次重复作 用效应 。
学 。０７ ２０ ．
［ ］ 黄芳． ４ 半柔性复合路面结构设计理论与方法研究研究 ［ ． Ｍ］ 重 庆： 重庆交通大学 ， ｏ ． ２８ ｏ
刚柔复合路面是 由半柔性 复合沥青 混凝土 面层取代传 统的密级 配沥青混凝土 面层形成 的路 面结构 ， 是一种路用性 能介 于沥青混凝土 和水泥混凝 土之 间的新型 路用材料 。半 柔性复合沥青混凝 土是 指 在开 级配 的大空 隙 （ 隙率 高达 空 ２ ２ ％） Ｏ一 ５ 沥青混凝土母体 中灌人 以水泥为主要成分的特殊 胶浆 而形成 的一种新 型路面结构 ， 它具有高于水泥混凝 土的 柔性 和高 于沥青混凝 土的 刚性 特点 ， 因此 ， 称为半 柔性复合 沥青混凝 土。半柔性 沥青混凝 土属 于密实一骨架 嵌挤型结 构， 它利用凝结 硬化后形成强度 的密实胶浆与沥青混凝土 骨 架结构共 同抵抗车轮 荷载 的作用 ， 因此 ， 具有较 高的承载力 和较好 的抗渗能力 。同时 ， 高温稳定 性能和抗疲劳性能 在 其 很大程度 上优 于普 通沥青混 凝土 。又 因为具有 高于水泥 混 凝土的柔性 ， 得其低温抗裂性能和抗滑性能也都优 ＝普 通 使 Ｊ 水泥混凝土 ， 因而没有 或很少 有接缝 ， 行车平稳舒适 ， 同时具 有耐油污 ， 耐酸 、 可着色等特性 。可见 ， 半柔 性复合路 面材料 由于 自 的优越性 ， 身 值得 在今后深 入研究 ， 条件成熟 的 并在 地区加以推广应用 。
通等级。 关键 词 ： 沥青混凝 土路 面 ； 设计 ； 内容
中图分类号 ：４ ６ ２７ Ｕ １ ． １ 文献标识码 ： Ｃ 文章编号 ：０ ８— ３ ３ ２ １ ）９— １４－ １ １０ ３ ８ （０ １ ０ ０ ５ ０
１ 沥青路面设计 的内容 ４ 沥青路面 交通等级 沥青路面设计包括原材料的调查与选择、 沥青混合料配合 路面结构设计 的 目标是 要求 路面结构 在设计 年限 内满 比以及基层材料配合比设计、 各项设计参数 的测试与选定、 路面 足预测交通量累计标准轴载通行时 ， 具有 快速 、 安全 、 稳定 的 结构组合设计、 路面结构层厚度验算 以及路面结构方案的比选 服务功能 ， 面结构具 有相 应 的承 载能力 ， 路 结构层 的应力应 等。对于高速公路和一级公路 ， 除了行车道路面外 ， 路面设计还 变满足材料容许的标准 。 ． 包括路缘带 、 匣道、 硬路肩、 加减速车道 、 紧急停车带、 收费站和 ４ １ 路 面设 计 年 限
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第Байду номын сангаас９期
（） ２ 高温稳定性试 验 车辙试 验是评 价沥青 混凝 土高温 抗车辙较直观 、 有效 的方 法。我 国“ 八五 ” 关课 题提 出 了 攻 用车辙试验动稳定度作 为沥青混凝 土的高温性能技术 指标 ， 认为动稳定度越大 ， 其高温稳 定性越好 。我 国《 公路 沥青路 面施工技术规范》 ＪＧ Ｆ ０—２０ ） 沥青混 凝土 车辙变形 （Ｔ ４ ０４ 对 作 了相关规定 ， 标准规定对 于年最高平 均气温在 ３ ０℃以上 的地 区， 上面层动稳定度不得低 于 ８０次／ ｍ ０ ｍ 。半柔 性复合 路面材料 的车辙变形速率非常小 ， 只有 ０ ０ １ ３ｒ ｒ ｎ 相 ．０ ｍ／ ｉ ， ９ａ ａ 对变形指数也非常小 ， 只有 ０ ０ ７３ 动稳定度达到 ２ ２ ， ．０ ６， １７７ 远远大于普通 沥青 混凝 土 的动稳 定 度 （ 其值 小 于 １０ ０ 。 ０ ） 这表 明半柔性复合沥青混凝土具有优 良的高温稳定性能 。 （） ３ 水稳定性试验 表 １中采用浸水马歇尔试验 、 冻融劈 裂强度对半柔 性复合 沥青混凝 土水 稳定 性进行 评价 。２ ８ｄ 的残余稳定度 大于 ９ ％ ， ０ 完全 符合 Ｉ 级雨量气候 区的残 留稳 定度标准（５ 。２ ７ ％） ８ｄ的冻融劈裂强度 比为 ９ ． ３ ， ２ ４ ％ 说明 半柔性复合路 面材料具有优 良的水稳定性能 。 （ ） 温劈裂试验 路 面抗裂 性能与 材料低 温性能 指标 ４低 直是国际道路学术 界 的重 要研究 内容 。近年来 很多 国家 都对沥青 混凝土 的低温性质进行 了很多研究工作 ， 没有 但是 提 出统一的检验标准 。我 国在 “ 八五 ” 国家攻 关专题 中专门 对沥青及沥青混凝土 的低温性能指标进行 了研究 ， 并提出 了 建议值。我国多采用低温 间接拉伸试验测定 ， １中的数据 表 显示 ， 破坏劲度模量和破坏拉 伸应 变都较小 ， 明其低 温抗 表 裂性能 比较理想 。 （） ５ 线收缩 系数试验 表 １ 明， １ ２ Ｃ， 表 在 ０— ０ｑ 对应的温 度收缩系数为 】２ ４×】 一； ．９ Ｏ 而在 一 Ｏ一 Ｏ℃ ， ２ ２ 温度 收缩 系 数为 ０ ９ ２Ｘ１ ～， 现减 小 的趋势 。故 可 得到 ， 柔性 复 ．０ ０ 呈 半 合路面材料的温度收缩系数 随温度 的降低逐渐减小 ， 高温 在 区减小趋势较快 ， 随温度 的降低趋 于缓和 ， 这与 沥青混 凝土 的收缩系数变化趋势是完全一致 的。 半柔 性复合路面材料具有较小 的线收缩 系数 ， ０８ 为（． —
公路行驶 车辆 的型号多种多样 ， 而路面设计采用统 一的 标准轴载表示 ， 各种车 型应按规定 的法 则作 当量换 算 ， 到 得 当量 的标 准轴 载次数 。轴载 小于 ４ Ｎ的特轻 轴重对 结构 ０ｋ 的影 响可 以忽 略不计 ， 以不纳入 当置换算 。由于不同力学 所 参数的疲 劳等效效 应不 同 ， 国规范规 定 ， 我 当量轴载换 算分 以 三种情况进行 。 下 （） １ 当以弯沉值 和沥青层 的层底 拉应力 为设计指标 时 ，