浅谈沥青路面设计指标

⒉我国沥青路面使用现状

我国沥青路面早期破坏非常严重，大致有两种表现形式。

第一类是功能性早期破坏，往往发生在通车后不久，可能是通车后的第一个雨季或第一次遇到高温时，一般不超过１～３年，　有些发生在通车当年，甚至几天到１个月之内。

第二类是结构性早期损坏。我国铺筑的近５万ｋｍ高速公路，除京津塘高速公路、广深珠高速公路等极少数工程使用１０余年后仍只需通过表面处理就可恢复路面的使用性能外，其他高速公路基本上都达不到设计年限就需要“大修”。从这个意义上来讲，也可以说是普遍发生了早期破坏。但是很多国内外学者认为，只要维修养护及时，沥青路面是可以长时间使用下去的，但有一个前提就是路面不发生结构性破坏。这种例子不是没有。例如日本高速公路的设计年限一直只有１０年，据２０００年日本对

高速公路使用情况进行的调查，自１９６３年名神高速公路栗东——尼崎段通车以来，至１９９８年７月通车里程已达６４５０ｋｍ［２］。由此可以看出，我国路面设计中以弯沉为控制指标值值得反思。

⒊弯沉指标应用存在的问题

⑴设计弯沉值的计数公式ｌｄ＝６００Ｎｅ－０．２ＡｃＡｓＡｂ

ｌｄ—设计弯沉值（０．０１ｍｍ）Ｎｅ—设计年限内一个车道累计当量轴次（次／车道）

Ａｃ—公路等级系数，高速公路、一级公路为１．０，二级公路为１．１，三、四级公路为１．２。

Ａｓ—面层类型系数，沥青混凝土为１．０，热拌合沥青碎石、沥青灌入式路面（含上拌下贯式路面）、沥青表面处治为１．１。

Ａｂ—路面结构类型系数，半刚性基层沥青路面为１．０，柔性基层沥青路面为１．６。

浅谈沥青路面设计指标

李月文 廖陈林 浙江省龙泉市交通局

沥青路面是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与垫层所组成的路面结构。沥青路面设计的任务是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，设计经济合理的路面结构，使之能起到承受交通荷载和环境因素的作用，在预定的使用期限内满足各级公路相应的承载能力、耐久性、舒适性和安全性的要求。路面设计包括原材料的选择、混合料配合比设计和设计参数的测定与确定，路面结构层组合与厚度计算，以及路面结构的方案比选等内容。

⒈我国现行沥青路面设计规范［１］

我国新建公路沥青路面设计采用双圆垂直均布荷载作用下的弹性层状了连续体系理论，高速公路、一级公路、二级公路的路面结构，以路表回弹弯沉值、沥青混凝土层的层底拉应力及半刚性材料层的层底拉应力为设计指标，三级公路、四级公路的路面机构以路表面设计弯沉值为设计指标。

⑵弯沉指标的非唯一性

由设计弯沉值的计数公式可知，对于相同的结构层组合和材料类型的同一种路面结构，路表弯沉值的大小可以反映出路面结构的抗变形能力，路表弯沉值小的路面结构具有较大的承载能力和较长的使用寿命。因而，可依据相同的破坏标准判断其承载能力（标准轴载重复作用次数）。但对于不同种类的路面结构，路表弯沉的大小就不存在可比性即路表弯沉值大的路面结构其承载能力或使用寿命不一定会比路表弯沉值小的路面结构差；反之亦然。因而不能仅依据弯沉指标值来判断出路面结构的承载能力，或者比较出不同路面结构的承载能力的高低。

⑶路表弯沉指标与路面破坏类型不一致

路面结构的损坏，可能是由于某一组成结构或整个结构的过量塑性变形，也可能起因于结构层内某处的应力或应变量超出了该处材料的疲劳强度或疲劳应变值。重复荷载和环境因素的继续作用，使塑性变形不断积累，或者使破坏点不断延伸、扩展，路面结构便随之出现了不同形态的破坏，继而反映到路表，表现出较大的变形。而路表弯沉值　（总变形量）　仅是路面结构对作用荷载的一个综合的或表观的响应量。由不同结构层组合和材料类型组成的路面结构，在荷载和环境因素的作用下，具有不同的应力和应变场。破坏点可能出现在不同的位置，其延伸和扩展可能采用不同的方式，路面结构的破坏可能表现出不同的形态，破坏时的路表弯沉可能具有不同的量值。对于沥青路面，破坏点可能出现在沥青面层的底面（由于该处的弯拉应变超出了材料的疲劳应变），而后裂缝不断扩展并反映到路表；破坏点也可能出现在沥青面层内部，由于剪切变形的发展和积累，　路表出现影响行车安全的车辙变形。这两种不同损坏形态，都可以定义为路

问题，不能为设计阶段提供良好的设计环境，造成设计工作不应有的反复，甚至在施工中产生过多的设计变更，造成部分工程废弃及延误工期。解决这一问题的最好办法是设计项目管理尽早介入，就建设规模、标准、投资限额等，协助业主完善设计任务书，选择优秀的方案设计，这样可使下达的设计任务书更切合实际，更便于控制建设标准，达到控制工程造价的最终目的。

因此，搞好可行性研究和设计项目管理这两个环节非常有必要，这两个环节的工作做得不细，决策失误，不但工程项目没有经济效益，而且损失可能是惨重的。

可行性研究与设计项目管理是避免投资决策失误、保证工程项目建设及投产后经营效益的重要手段。

三、做好可行性研究的措施

为适应社会主义现代化建设和市场经济体制改革的需要，我国勘察设计及工程咨询单位必须实现两大转变：一是改企转制，由过去的附属于部门的事业单位转变为独立的市场竞争主体，并建立现代企业制度。二是转变经营机制，由过去局限于特定行业开展单一业务的职能型机构，转变为面向投资建设全过程服务、并按照市场机制进行的社会中介机构。在当前加强工程咨询勘察设计企业内部改革，努力提高队伍素质，具有十分重要的现实意义。

可行性研究要以质量控制为核心，对项目的规模、建设标准、工艺布局、产业规划、技术进步等方面应实事求是地科学分析。从事可行性研究的人员要真正树立为国家、为建设业主服务的精神，熟悉国家和地方对项目建设有关法律、政策、规定，准确掌握有关专业知识，不断学习新技术，真正做到科学地、独立地、不受任何干扰地把握好产业的发展方向，提高可行性研究的深度和质量，为社会提供质量精良的产品。

面结构破坏的临界状态，但它们具有不同的路表弯沉量。由此可以看出，路表弯沉值与路面的损坏状态并无很好的对应关系。

⒋新的设计指标——沥青混凝土层的层底拉应力和半刚性材料层的层底拉应力

我国现行规范采用以弯拉应力作为控制结构层疲劳开裂的设计指标，以控制沥青面层的疲劳开裂破坏。在车辆荷载反复作用下，沥青层层底产生拉应变或拉应力而导致路面疲劳开裂。从理论出上发，路面裂缝是由下而上发生、发展，它底外观特征是先发生纵向裂缝再逐步发展成纵向网裂、龟裂破坏。对半刚性基层沥青路面结构，沥青层底主要是压应力或很小的拉应力，沥青层的拉应力或拉应变不起控制作用，半刚性基层、底基层底拉应力起主要控制作用。对于柔性基层沥青路面结构，除用弯沉值可控制土基的压应变、压应力外，沥青层的拉应力，受沥青层与粒料层之间的模量比影响，模量比越大，沥青层的拉应变越大。除此之外，沥青层因气候、日温差或季节的冷热变化，都会使路面拉裂，还有沥青的老化可能引起开裂。

沥青混凝土层、半刚性材料基层和底基层以拉应力为设计或验算指标时材料的容许拉应力的计算式如下：

σＲ—路面结构层材料的容许应力（ＭＰａ）；

σＳ—沥青混凝土或半刚性材料的极限劈裂强度（ＭＰａ）；

ｋＳ—抗拉强度结构系数。

但对于路面的温度应力引起疲劳、沥青老化，沥青混合料的热稳定性不足而产生的车辙变形、剪切破坏等，现行的规范还不足以解决问题。

⒌结论

⑴温度应力引起疲劳、沥青老化，沥青混合料的热稳定性不足而产生的车辙变形、剪切破坏等，靠现行设计指标是不能解决的。因此，需研究新的设计指标，控制上述破坏现象的产生。

⑵沥青路面结构是多层复合结构，当选用不同的结构组合和材料时，具有