沥青路面结构设计论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇沥青路面结构设计论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

当前许多沥青路面在通车时间不长就出现裂缝、车辙等早期损坏，而车辆严重超载是造成早期破坏的重要原因。为此，有必要深入研究重载交通沥青路面结构设计。本文先从重载沥青路面设计存在的问题入手，研究了重载沥青路面标准轴载、轴载换算方法，并提出适用于重载道路的沥青路面设计。

1 重载交通沥青路面设计存在的问题

我国现行路面设计方法均以常规荷载为依据，仅适用于轴重 以下的情况，而大于 时尚未提及，将现行方法用于超载路面设计，从工程结构的安全性而言是不能容许的。目前沥青路面的设计存在以下差异：

（1）轴载等效换算。规范规定，轴载等效换算公式适用 以下轴载。（2）设计标准。普通沥青路面以路表弯沉为设计指标，以层底拉应力为验算指标，并没有车辙指标。（3）材料性质。当轴载很大时，材料非线性的影响非常显著。

2 重载交通沥青路面标准轴载

2.1 重载交通标准轴重

根据重载交通调查，大部分超载车辆在12～13t之间，双联轴一般超载达到20～30t，按单轴计算，轴重在10～15t范围内，所以建议设计标准轴重取13t。

2.2 重载交通沥青路面设计标准

对于超重载道路，其半刚性基层为承重层，多采用二灰碎石或水泥稳定碎石等材料。重载沥青路面上车辙也是主要的破坏形式。建议对于重载交通，采用沥青面层的车辙和土基顶面压应变作为预防车辙破坏的设计指标。

3 重载交通沥青路面轴载换算方法研究

3.1 轴载换算方法的基本原则

不同轴载作用次数的换算应遵循等效破坏原则，即同一路面结构在不同轴载作用下达到相同的疲劳损坏。因此，以弯沉为设计指标时，应遵循弯沉等效原则。

3.2 以路表弯沉值为设计指标的轴载换算方法

路表弯沉随轴重的增加呈幂函数增长。假设轴重 作用下，路表弯沉分别为 ，可以得出：

（3.1）

现行规范可以得到设计弯沉值 的计算公式如下：

（3.2）

式中， 为公路等级系数， 为面层类型系数， 为基层类型系数。

式3.2为设计弯沉的寿命为 ，故可以得到不同轴载的设计弯沉值比为：

（3.3）

由式3.1得到不同轴载的设计弯沉值比为：

（3.4）

联立式3.3和式3.4得到：

（3.5）

式中 为弯沉等效轴载换算指数。当轴载大于 时，等效换算指数取 ；而小于 时，仍按规范取值为 。

4 重载交通沥青路面结构设计方法研究

对于超重载车辆较多的道路，按额定荷载进行路面设计，很难满足使用寿命的要求。若按最大超载设计，会使路面过厚而不经济。因此有必要在交通特性及轴载换算方法研究的基础上，系统地提出适合于重载道路的沥青路面设计方法。

4.1 设计指标

重载沥青路面设计应采用多指标体系，包括路表弯沉、整体性基层和底基层的层底拉应力。因此仍以设计弯沉值作为路面厚度设计的控制指标，以半刚性基层和底基层层底弯拉应力、土基顶面压应变和沥青面层的车辙作为检验指标，对最大轴载进行半刚性基层和底基层极限弯拉应力验算。设计弯沉仍采用下式：

（4.1）

4.2 交通参数

路面设计时，需采集交通量和轴载等数据，进行标准轴载作用次数计算。

（1）交通资料：设计使用期内设计车道的标准轴载累计作用次数 ，则有：

（4.2）

（2）使用期内年平均当量轴次增长率：首先估计一般车辆和重载车辆的增长率，来计算年平均当量轴次增长率 。

（3）标准轴载及轴载换算：对于 以下轴载，按照规范进行弯沉和弯拉应力等效轴载换算。对于 以上轴载，通过等效轴载换算公式：

（4.3）

土基顶面压应变等效轴载换算公式为：

（4.4）

弯拉应力等效轴载换算公式为：

（4.5）

车辙等效轴载换算公式为：

（4.6）

式中， 为标准轴载累计当量轴次， 为换算车型各级轴载作用次数， 为标准轴载， 为换算车型各级轴载， 和 为轴数系数， 和 为轮组系数。

4.4 重载沥青路面结构组合设计和厚度计算

需要测定土基回弹模量，对土基回弹模量乘以0.8～0.9的折减系数。通过对重载道交通特性、材料性能及使用状况分析，拟定几种结构组合供重载路面设计参考。利用弹性层状体系理论确定路面厚度，进行重载沥青路面设计。

重载路面推荐结构

4.5 设计步骤

根据前文的研究并参考规范，可归纳出重载沥青路面设计步骤为：

（1）交通资料的收集。交通资料包括：初始年日平均交通量和轴载谱、超载方式和超载规律、历年交通量及交通组成、方向分配系数、车道分配系数、轴载年平均增长率等，判断是否适用于重载路面设计方法。若适用，利用研究结果进行轴载换算及使用年限内累计标准轴次的计算，最后计算设计弯沉。

（2）收集资料，并结合原有路面的使用及破坏情况，选择适于重载道路的材料并初拟路面结构。试验测定各结构层的抗压回弹模量、劈裂强度等设计参数。

（3）根据设计弯沉值计算路面厚度，并进行半刚性基层、底基层容许弯拉应力、极限弯拉应力验算及土基顶面容许压应变和沥青面层车辙验算。若不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，然后重新进行计算。

5 结论

我国现行路面设计方法是以常规荷载为依据的，对于超重载交通，规范尚未提及，以致造成路面结构的早期破坏。在重载沥青路面结构设计中，可采用多指标体系，包括路表弯沉、整体性基层和底基层的层底拉应力等。通过重载交通路面设计方法研究，延长路面的使用寿命，大大提高通行能力。

参考文献

[1] 刘颖.重载道路路面设计方法研究.[D].[硕士论文].西安：长安大学.2001

[2] 胡昌斌，黄晓明.重载交通沥青路面典型早期破损与成因分析.[J].福建建筑.2005

[3] 王新忠.重载交通沥青路面设计方法研究.[D].[硕士论文].西安：长安大学.2005

[4] 王冀蓉.重载长寿命沥青路面设计轴载分析.[D].[硕士论文].长沙：湖南大学.2007

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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.

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1．引言

我国的沥青路面设计规范对设计指标和相应的参数都有具体的规定，并且随时间的推移，设计指标和参数进行着不断的优化选择，如果新的设计指标和参数更为有效，对于沥青路面的设计和后期病害的预防起着举足轻重的作用。

2．对我国设计规范的回顾

2.1 1958 年版规范

1958 版规范以极限相对弯沉作为设计指标，设计方法采用单圆荷载均质体弹性理论。极限相对弯沉λk= lk / D，D 为荷载作用面积当量圆直径，lk 为路面处于极限状况时，在荷载作用中心处的路表极限弯沉值。

2.2 1966 年版规范

1966 年版规范主要是修正了1958 年版规范的弯沉计算公式，提出了中国气候分区及路基和路面材料计算参数值表，但设计标准与设计指标没有变动。

2.3 1978 年版规范

1978 年版规范以容许弯沉作为设计指标。容许弯沉是路面达到破坏状况时双轮轮隙中点的路标回弹弯沉值。对弯沉在全面调查时，按路表外观特征将沥青路面划分为5 个等级，视第四个等级的沥青路面已达到损坏状况，以第四等级路面弯沉低限作为路面处于破坏临界状态的划界标准，此时的弯沉值即容许弯沉值。

容许弯沉值的经验公式：

l R=(mm)

Nf ――路面达到临界破坏状态时的标准轴载累计作用次数；

A1――路面类型相关的系数。

2.4 1986 年版规范

1986 年版规范以路表容许弯沉值作为主要设计指标，对容许弯沉公式中的系数做了修改，并增加了公路等级系数，另外增加了沥青混凝土面层或整体性材料基层的弯拉应力验算指标。

(mm)

A2――公路等级系数。

2.5 1997 年版规范

1997 年版规范采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标，计算路面结构厚度。对高速公路、一级公路、二级公路的沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层应进行层底拉应力的验算。同86 规范比较，设计指标成设计弯沉，并且增加了基层类型系数。

(mm)

A3――基层类型系数。

《公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)》取消了1987年设计规范中的诺谟图，沥青路面的设计采用专用计算机程序完成，这样避免了繁杂的查图设计工作。

2.6 2006 年版规范

2006年10月，交通部了公路沥青路面设计规范的新版本。此版规范沿用了前一版（1997版）规范的结构设计方法。

(1)即：计算弯沉值不大于设计弯沉值

(2)即：计算点的层底拉应力不大于材料的容许拉应力

在进行结构响应分析时，材料参数的取用采用下述方法：（1）路基回弹模量采用承载板法测定，并以不利季节的数值作为设计值；（2）半刚性材料的回弹模量采用120天或180天龄期的压缩模量测定结果，其抗拉强度采用相同龄期的劈裂强度试验结果；（3）沥青混合量的模量采用20°C（计算路表弯沉）或15°C（计算层底拉应力）时的压缩模量测定结果，其抗拉强度采用15°C时的劈裂试验结果，但未考虑不同地区温度差异的影响。

3．对我国现有规范的设计指标和参数的分析

分析现行的设计指标和参数，可发现存在以下问题：（1）路面结构厚度设计都是路表容许弯沉值指标起控制作用，但该指标无法具体反映路面的使用性能和损坏类型。（2）路表弯沉值是一项整体性、综合性和表观性的指标，其无法控制面层底面或基层底面的应力状况和大小，也不能如实反映路面可能出现的损坏类型。（3）对于柔性基层沥青路面，现行规范的设计指标和相关参数值有待补充和修正。（4）各项材料性质测试指标和方法未能如实反映材料的力学特性，故难以正确建立力学响应量与路面结构使用性能之间的关系模型。（5）新规范提出采用面层底面拉应力和半刚性基层底面拉应力作为设计指标指导路面结构设计，但已有研究指出：仅半刚性基层底面拉应力是一个有效指标。

4．半刚性基层沥青路面设计理论改进

沥青路面设计方法必须采用多指标控制，才能避免或者控制车辙与裂缝等主要病害。下面就疲劳开裂与车辙形成两个方面分别讨论如何进行沥青路面设计。

4.1 半刚性基层沥青路面疲劳寿命问题

我国的半刚性基层沥青路面裂缝以反射裂缝为主，反射裂缝的本质就是沥青面层在不利力学状态下的疲劳断裂。进行沥青路面结构设计计算时应该采用基层发生开裂后的等效模量，或者按照断裂的基层建立模型计算面层底面的拉应力、拉应变。同时建立其适用于我国各个地区的沥青混合料材料的疲劳方程，结合新的计算方法进行路面结构的抗疲劳开裂设计。

4.2 半刚性基层沥青路面车辙问题

随着我们沥青路面的设计厚度得到增加，车辙病害逐渐显现出来。已有研究得知：半刚性基层沥青路面的车辙变形主要来自上中面层的流变变形及隆起变形，接近基层的部分变形很小。可以推断控制半刚性基层沥青路面的车辙变形需要在路面面层中选取一个合理的力学指标。建立半刚性基层沥青路面计算模型，考虑高温下面层模量为400MPa，半刚性基层及其以下结构层强度与温度无关。按照压应变和剪应变指标，在相同材料下对路面厚度有着不同的要求。路面厚度增加面层内部的压应变是变小的，而面层厚度增加导致面层内部剪应变增大。鉴于目前路面结构设计存在众多不同意见，不对路面面层厚度发表相关看法。至于控制面层永久变形的合理指标，希望公路领域专家早日确定一个合理的指标。

5.沥青路面设计理应考虑的指标和参数

5.1 沥青路面新指标和参数体系构建原则

为了改善现行沥青路面结构设计的指标和参数，2005年初交通部立项开展研究，计划提出新的设计指标和响应的设计参数。主要依据下述原则考虑：（1）仍遵循力学――经验法的基本思路；(2)针对层状复合结构和损坏类型多样化的特点，采用多设计指标体系，各指标分别控制对应的损坏类型；(3)设计基准期内路面的累计损伤仍采用当量损坏法分析；(4)对设计参数的采集要求分为3个层次，分别规定不同精细或准确程度的方法；(5)材料性质参数应能反映行车荷载和环境因素对其性状的影响，并采用科学的试验方法测定；(6)各种损坏模型的建立以室内试验为基础，室外验证和修正以路面加速加载试验(ALF)为主；(7)在现有国内外前沿水平的基础上建立设计指标和参数的基本框架体系。

5.2 现行的沥青路面设计指标和参数

现行沥青路面设计指南所构建的设计指标体系：沥青层的疲劳寿命、无机结合料稳定层的疲劳寿命、路基顶面的容许压应变、沥青混合料的蠕变率以及沥青的蠕变劲度和断裂应变，前三项主要与路面结构有关，而后两项则主要与材料组成有关，他们分别针对和控制五种主要路面损坏类型。

现行沥青路面设计指南所构建的设计参数：路基和粒料层回弹模量、路基回弹模量湿度调整系数和综合调整系数、沥青混合料动态压缩模量、无机结合料弹性模量，并相应地制定了各个参数的标准试验规程。这些设计参数能反映材料的力学性质，并能与设计指标的预估模型建立合理的相关关系。

6．结论

目前我国沥青路面设计规范、设计理论已经比较成熟，但是设计指标还存在不足。为此，对于沥青路面有效的设计指标和参数的确定还需要做更多的研究和探讨、进行更为精确的论证，得出更为有效的模型和理论支撑。

参考文献：

[1] 公路沥青路面设计规范（JTG D50--2006）.人民交通出版社，2006.

[2] 公路沥青路面施工技术规范（JTG F40--2004）.人民交通出版社，2004.

篇（4）

 

沥青路面以造价低、工期短、行车舒适等优点，占据着我国公路建设的重要位置。但是由于原材料质量较差，施工设备及施工工艺落后等原因，是造成沥青路面施工质量较差的现象，往往今年铺，明年补，新建公路路面不到一年又再成为“万补路”，为此，在群众心目中，沥青路面成为一种等级较低的路面结构，而往往选择用水泥混凝土路面来代替沥青混凝土路面。其实沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，同样属于“高等级路面”，沥青混凝土路面与水泥混凝土路面相比较，还具有以下优点：

（1）沥青混凝土路面属于柔性路面，耐磨、振动小、有良好的抗滑性能、行车舒适性好。

（2）对汽车噪音减少效果比较理想。

（3）路面平整，无接缝。

（4）工期短，养护维修简便，适宜分期修建。

为了贯彻沥青路面“精心施工，质量第一”的方针，使铺筑的沥青混凝土路面更坚实、平整、稳定、耐久、有良好的抗滑性，确保沥青混凝土路面的施工质量，我想和大家谈谈我的几点体会。

1 沥青混凝土路面施工准备工作

1.1 沥青混凝土所选用粗细集料、填料以及沥青均应符合合同技术规范要求，确定矿料配合比，进行马歇尔试验。

1.2 路缘石、路沟、检查井和其他结构物的接触面上应均匀地涂上一薄层沥青。

1.3 要检查两侧路缘石完好情况，位置高程不符要求应纠正，如有扰动或损坏须及时更换，尤其要注意背面夯实情况，保证在摊铺碾压时，不被挤压、移动。

1.4 施工测量放样：恢复中线：在直线每10m设一钢筋桩，平曲线每5m设一桩，桩的位置在中央隔离带所摊铺结构层的宽度外20cm处。水平测量：对设立好的钢筋桩进行水平测量，并标出摊铺层的设计标高，挂好钢筋，作为摊铺机的自动找平基线。

2 沥青混凝土路面的质量控制

以往的沥青路面，混合料的拌和设备、摊铺设备和碾压设备都较为落后，拌和机普遍都是直排式和滚筒式，不具备二次筛分和不能严格按配合比进行生产，甚至有时采用人工拌合，导致混合料的质量难以保证。摊铺设备相对比较落后，有时仅限于人工摊铺，造成混合料路面离析、路面不平整、横坡度等质量难以保证。

2.1 沥青混合料的拌合

2.1.1 拌和设备。为保证沥青混合料的质量，应选用先进的拌和设备，如帕克（parker英制)、柏拉希（burladi意制）、巴布格林（babgeen德制）和我国西安生产的LB-2000型拌和站等等。论文写作，沥青混凝土。

2.1.2 拌和质量控制。

2.1.2.1 确定生产用配合比 。 根据马歇尔试验结果，并结合实际经验通过现场试铺试验段进行碾压实验论证确定施工用配合比，并投入批量生产。

2.1.2.2 经常检查混合料出料时的温度,出料温度应控制在160±5℃为宜.

2.1.2.3 出料时应检查混合料是否均匀一致、有无白花结团等现象,并及时调整.

2.1.2.4 拌好的热拌沥青混合料不立即铺筑时，可放入保温的成品储料仓储存，存储时间不得超过72h，贮料仓无保温设备时，允许的储料时间应以符合摊铺温度要求为准。

2.2 混合料的运输。

从拌和机向运料车放料时，应自卸一斗混合料挪动一下汽车位置，以减少粗细集料的离析现象。运输时宜采用大吨位的汽车，以利于保温，同时车厢应该上帆布，起保温、防雨、防污染作用，运输中混合料温度降低不少于5℃。论文写作，沥青混凝土。

混合料的运输车辆应满足摊铺能力，在摊铺机前形成不间断的车流，具体可按以下公式计算：

N=1+T1+T2+T3/T+d

T--每辆车容量的沥青混合料拌和，装车所需时间min。论文写作，沥青混凝土。

t1t2--运输到现场和返回拌和站的时间。

t3--现场卸料和其他时间。

d--备用汽车数量。

2.2.1 除了进口摊铺机外，我国近几年也有比较先进的摊铺设备，包括陕建ABG系列，镇江华通WLTL系列，徐工集团的摊铺机等。

2.2.1 摊铺质量控制

2.2.2.1 摊铺时必须缓慢、均匀、连续不断的摊铺。

2.2.2.2 当摊铺机不能全幅路面施工时，应考虑用两台或三台摊铺机排列成梯队进行摊铺。相邻两幅之间应有重叠，重叠宽度宜为5-10cm,相邻的摊铺机宜相距10-30m,且不得造成前面摊铺的混合料冷却。

2.2.2.3 用机械摊铺的混合料,不应用人工反复修整。

2.2.2.4 当高速公路和一级公路施工温度低于10℃，其他等级公路施工气温低于5℃时，不易摊铺，当施工中遇雨时应立即停止施工，雨季施工时应采取路面排水措施。

2.2.2.5 及时检查路面的厚度，平整度，横坡度等指标。

2.3 碾压

沥青混合料的碾压分为初压、复压、终压三个阶段，初压时宜采用6-8T的双轮压路机，沥青混合料温度不低于120℃，从外侧向中心碾压，复压宜用8-12T的三轮压路机或轮胎压路机，，也可用振动压路机代替，沥青混合料温度不低于90℃，终压宜采用6-8T的双轮压路机，沥青混合料温度不低于70℃，使路面达到要求的压实度并且无显著轮迹，整个过程为“轻-重-轻”。为防止压路机碾压过程中沥青混合料沾轮现象发生，可向碾压轮洒少量水、混有极少量洗涤剂的水或其他认可的材料，把碾轮适当保湿。

2.4 接缝、修边和清场

沥青混合料的摊铺应尽量连续作业，压路机不得驶过新铺混合料的无保护端部，横缝应在前一次行程端部切成，以暴露出铺层的全面。接铺新混合料时，应在上次行程的末端涂刷适量粘层沥青，然后紧贴着先前压好的材料加铺混合料，并注意调置整平板的高度，为碾压留出充分的预留量。相邻两幅及上下层的横向接缝均应错位1m以上。论文写作，沥青混凝土。横缝的碾压采用横向碾压后再进行常规碾压。修边切下的材料及其他的废弃沥青混合料均应从路上清除。

3 结构组合

3.1 沥青路面层宜采用双层或三层式结构,至少有一层是I型密实级配，以防止雨水下渗。三层式宜在中面层采用I型密实级配，下面层根据气候，交通量采用I型或II型沥青混凝土。

3.2 不宜采用沥青碎石作为路面结构层，因为沥青碎石空隙率不具备具体指标，且混合料不加入矿粉，对沥青路面的质量控制较困难。

3.3 不宜采用一层罩面形式，特别是对旧混凝土路面铺筑沥青混凝土路面进行改造过程中，经过各个例子证明，采用单层罩面或沥青路面总厚度过薄，极易出现反射裂缝，因此，沥青路面结构层不宜太薄，根据路基情况交通量等因素，对结构层进行合理设计。

3.4 在裂缝较多和路基强度不理想的情况下，可考虑在底层加铺一层土工布或土工格栅。论文写作，沥青混凝土。论文写作，沥青混凝土。

3.5 为减少路基或旧水泥路对沥青路面的影响，可在路基面或水泥路面设一层应力吸水膜。

4 其他控制

4.1为提高沥青路面抗老化、高温稳定性等指标，可在沥青中掺入改性剂生产的改性沥青，或者直接购买厂家出口的改性沥青。

4.2沥青材料的选择根据路面型、施工条件、地区气候、施工季节和矿料性质因素决定，一般热区宜采用AH-70,温区宜用AH-90。

4.3 矿粉宜选用石灰石，白云石等磨细的石粉，并检查其颗粒组成、比重、含水量、亲水系数等。

4.4沥青混合料的沥青用量应严格控制，按目标配合比的用量加减0.3%，进行马歇尔试验，确定生产配合比的沥青最终用量，同时，应注意油石比接近低限为宜，并避免出现泛油等病害。

5 结束语

5.1 沥青路面结构设计是路面设计的一项重要工作，做出正确的设计，可保证沥青路面的使用年限，提高路面的使用年限。

5.2 先进的施工工艺和设备，严格的质量控制是保证沥青路面施工质量的重要措施。

参考文献

［1］JTJ 014-1997《公路沥青路面设计规范》

［2］JTJ 052-2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》

篇（5）

中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：

前言

半刚性基层被广泛用于修建公路沥青路面的基层或底基层。在我国已建成的高速公路路面中就有90%以上是半刚性基层沥青路面,在今后的国道主干线建设中,半刚性基层沥青路面仍将是主要的路面结构形式。半刚性基层沥青路面其优点主要表现在:强度高、承载力大、整体性好、刚性大。但半刚性基层也有自身不足之处,其抗温、抗湿变形能力较差,易形成干缩裂缝及湿缩裂缝,进而使路面产生反射裂缝,导致沥青面层开裂,影响路面使用质量,缩短路面使用寿命。

由于国内高等级的公路基本上都采用半刚性基层沥青路面，而对柔性基层沥青路面采用较少。但是从世界各国高等级公路路面结构来看，以柔性基层沥青路面为主，对路面基层要求较高，一般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常大于 20cm。国外的使用经验表明，柔性基层沥青路面使用性能良好。

根据国内外使用经验，柔性基层沥青路面主要病害有疲劳开裂、车辙和低温开裂，其中车辙和低温开裂均可以通过选择合适的沥青结合料和合理的混合料设计加以解决。疲劳开裂是唯一可以通过路面结构设计进行控制的破坏模式。

综上所述，对两种不同基层沥青路面的疲劳性能差异的分析，对我们进行路面设计及工程应用都具有相当大益处。

1.沥青路面面层疲劳损伤机理

沥青路面的疲劳性是指在汽车轮载作用下，路面在长期使用过程中均存在压应力、拉应力,且处于两种应力交迭变化状态,当荷载重复作用超过路面面层材料所能承受的疲劳次数后,就会使结构强度抵抗力下降,产生疲劳破坏的性能。

在行驶车轮的荷载作用下,路面结构内各点均处于复杂的应力应变状态中,图1中面层底部B点的应力、应变随着车轮滚动而变化。当车轮作用于B点正上方时,B点受到三向拉应力作用;当车轮行驶过后B点应力方向转变,数值变小,并有剪应力产生;当车轮驶过一定距离后,B点则承受主压应力作用。路面表面A点则相反,车轮驶近时受拉,车辆直接作用时受压,长期处于应力(应变)交替循环变化的状态。

路面材料的抗压强度远大于其抗拉强度,而且B点在车轮下所受的拉应力远大于A点在车轮驶近或驶过后产生的拉应力,因此路面疲劳裂缝通常从面层底部开始。所以路面疲劳设计也应该以面层底部的拉应力、拉应变作为控制指标。

2.采取两种不同基层对沥青路面的水平应力分析

本文将以弹性层状体系为基础，分析在标准荷载（BZZ-100）作用下，两种基层沥青路面在水平应力方面的不同。

表1 两种基层的路面结构参数

计算的轴载采用现行规范规定标准：标准轴载为双轮组单轴重P—100kN，轮胎接地压强p—0.7MPa，单轮传压面当量圆直径d—21.3 cm，两轮中心距为1.5 d。

由于水平应力在当量圆中心比双轮论析中心处大，考虑水平应力的显著性，本文取当量圆中心处点厚度0，2，5，8，10，15，20，25，30，40cm时，利用BISAR 3.0程序计算出相应点的水平应力如表2。

表2 两种基层在不同厚度的水平应力值

由BISAR 3.0程序所得的数据得出各深度的水平应力分布图 图3

从图3可知，柔性基层的水平应力随深度的变化率比半刚性基层的要大，即柔性基层的水平应力对路面厚度的敏感性更高。柔性基层在层底拉应力取得最大值。

对于半刚性基层沥青路面，沥青面层处于受压状态，因此可以不考虑沥青面层的弯拉疲劳，只考虑半刚性基层层底受拉，在汽车荷载反复作用下，可能产生疲劳断裂，且在基层断裂后，裂缝逐渐向沥青层扩展直至路表。

对于柔性基层沥青路面， 沥青混凝土面层和沥青稳定基层的上部受压， 沥青稳定基层下部受拉，且层底承受最大的弯拉应力，因此在重复荷载作用下，沥青层层底可能首先产生疲劳开裂，裂缝逐渐向上延伸，直至路面出现疲劳裂缝。

3.柔性基层与半刚性基层沥青路面疲劳设计方法

我国沥青路面设计规范采用层底拉应力指标进行验算,充分考虑结构层材料的疲劳性,利用结构强度系数Ks与材料的劈裂强度得出结构层底面的容许拉应力,具体如下:层底拉应力≤容许拉应力,则满足要求。

其中,为沥青稳定基层材料的容许拉应力;为沥青稳定基层材料的劈裂强度;为抗拉强度结构系数; Ac为公路等级系数;Ag为沥青混合料级配系数;为标准轴载当量轴次。

根据我国沥青路面设计规范,在计算沥青混合料与半刚性材料的结构强度系数KS=B0Nc时,采用的系数c分别为0.22和0.11。

沥青混合料疲劳寿命为:

半刚性材料疲劳寿命为:

根据此公式可以得到由各层层底拉应力值来确定不同基层沥青路面的疲劳寿命。

4.不同基层沥青路面疲劳寿命对轴重的敏感性分析

由路基路面设计理论分析得知,单后轴双轮组不同轴载应力比的简化公式为:

其中,、均为基层底面拉应力; P1,P2均为轴载重量。

联系基层材料的疲劳规律,其疲劳规律为:

其中, 为该材料的抗拉强度;σ为某轴载作用N次的疲劳拉应力。B、c为材料常数。

由上面两个式子可以得到以基层底面拉应力等效时的轴载换算公式为：

对沥青稳定基层中b=0.84,c=0.22；半刚性基层中b=0.84,c=0.11,则有：

沥青稳定基层：

半刚性基层：

由以上计算公式计算标准轴载作用一次为1次,其他轴载重分别相当于标准轴载次数N,其结果见表3

表3当量轴载作用次数

由表3可以看出：半刚性基层的疲劳寿命较柔性基层对轴载更加敏感。即半刚性基层路面上的超载车辆增多,导致路面很快损坏;而沥青稳定基层路面轴载敏感性小,对超载车辆的适应性较强,适合于超载较多的道路。

结论

综上所述，半刚性基层和柔性基层沥青路面在抗疲劳性能方面存在着以下一些不同：

（1） 由于半刚性基层的水平应力对路面厚度的敏感性较差，所以可以通过增加半刚性基层厚度来有效增加其疲劳寿命。而柔性基层厚度对路面厚度的敏感性较好，增加柔性基层厚度对其疲劳寿命的增加较小。

（2） 由于沥青路面疲劳性能由层底拉应力作为控制指标，在基层材料和结构参数等不同的情况下，柔性基层与半刚性基层沥青路面的疲劳寿命不同。

（3） 由于半刚性基层的疲劳寿命较柔性基层对轴载更加敏感，所以当道路上交通量以小型车辆为主时(占交通量80%以上),宜采用半刚性基层路面,其疲劳寿命更长。相反，柔性基层路面则更适合超载较多的道路。

参考文献：

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[12]朱洪洲.柔性基层沥青路面疲劳性能及设计方法研究[D].东南大学博士学位论文,2005.

作者简介：

篇（6）

论文摘要：目前，随着我国公路建设不断发展，沥青路面结构作为主要的路面结构而被广泛应用。但是在我国目前公路建设和养护过程中，沥青路面结构的损坏问题非常突出，成为目前困扰我国交通建设发展的难点和热点问题。文章就我国沥青路面主要结构形式和使用性能评价进行了相关分析。

在我国公路建设不断发展的过程中，沥青路面结构作为一种主要的路面结构形式被广泛应用。目前我国通车的公路路面中，约80%以上的路面结构采用了沥青路面，沥青路面结构已成为我国公路建设发展过程中所采用的主要路面结构形式。在公路建设取得巨大成就的同时，也暴露出了一些问题，特别是在已建成的高速公路中，沥青路面结构出现了较多的早期损坏，明显表现出沥青路面结构长期使用性能的不足。本文开展了我国沥青路面主要结构形式和使用性能评价的研究。

一、沥青路面功能作用和要求

沥青路面的功能和作用不言而喻是以满通车辆安全、舒适通行为目的的，由于公路是暴露在自然环境条件下的土工工程构造物，因此，沥青路面还需满足并适应自然环境条件。我国现行的公路沥青路面设计规范对沥青路面结构设计的目的做出了明确要求，即“路面在设计年限内，满足各级公路相应的承载能力、耐久性、舒适性、安全性的要求”。根据路面的功能和作用，对沥青路面结构的基本要求包括以下几个方面：（1）强度，公路路面的强度是指路面结构层对于行车和自然因素等作用的抵抗能力即承载能力；（2）稳定性，公路路面的强度经常受到自然气候和水文因素的影响而发生变化，为了保证路面满通车辆行驶的需要，要求路面结构在任何气候和水文条件下都必须保持稳定的强度；（3）平整度，路面越平整，交通车辆行驶时的振动、冲击越小，行车的滚动阻力也越小，这样就能保证交通车辆以较高的车速行驶，并使车辆的损坏减少，燃油和轮胎磨耗降低，行车更舒适；（4）粗糙度，路面粗糙度的大小关系到行车安全，因此沥青路面必须满足一定的抗滑要求。

二、沥青路面结构的分类

从大的分类来说，公路路面可以按照使用的材料、施工方法、工程造价的多少或使用的品质及承受的交通荷载的方式进行分类。公路路面通用的分类如下，按照使用的材料、施工方法分类，公路路面可以划分为以下几种类型土质路面、稳定处理路面、沥青路面、水泥混凝土路面、砌块路面。按照工程造价的多少分类，可以分为低级路面、中级路面和高级路面。按照承受的交通荷载的方式分类，可以分为柔性路面和刚性路面，我国还增加了半刚性路面。此种方式还可以认为是根据路面的力学特性进行划分的。

我国按照路面使用性质和技术因素，公路路面划分为高级路面、简易式高级路面、过渡式路面和低级路面四类。按照路面在交通荷载作用下的工作特点划分为三类，即柔性路面，包括铺筑于非刚性底层上之各级沥青路面及用有机结合料或不同结合料之各种土壤路面与粒料路面。刚性路面，包括水泥混凝土路面及用水泥混凝土为底层上铺沥青作为磨耗层之路面。半刚性路面，水泥混凝土基层上之各种块料铺砌的路面。按照路面在荷载作用下的工作特点，公路路面类型划分调整为两类，即柔性路面包括有机结合料处治石料路面，碎石和砾石路面，块料铺砌路面，结合料处治土和粒料改善土路面等。由于我国沥青路面结构形式日趋单一，现行规范对路面结构类型的分类明显不全面，比如国外应用较多的半刚性材料做底基层，沥青稳定粒料和粒料材料做基层的结构形式在现行规范中没有定义，而国外一般称这种结构类型为混合式结构或倒装式结构。

三、沥青路面早期损坏原因与机理分析

近年来，我国沥青路面早期损坏现象引起了广泛的关注，有关的科研院所、院校、以及交通部门对造成沥青路面结构早期损坏的现象、原因进行了分析和研究。本文在分析和总结这些资料的基础上，通过对几条高速公路实际使用性能的调查，对半刚性基层沥青路面结构早期损坏类型和原因进行了分析总结。

（一）关于半刚性基层沥青路面的开裂

半刚性基层路面的开裂是一种必然的结果，因为这是由半刚性基层材料本身的性质决定的。尽管我们可以通过一定的技术途径改进或改善半刚性基层材料的开裂的特点，但壁面半刚性基层材料的开裂特点。照以上分析，当水泥稳定材料用做路面基层时，交通荷载的作用会加剧水泥稳定材料的开裂，因此在一定条件下，基层开裂的结果必然反映到面层上来，材料的性质从根本上已经确定开裂的发生。所以说水泥稳定类材料的开裂是必然的。在这个阶段中，如果水进入路面结构内，一方面由于水和水泥稳定材料中的细颗粒在开裂破碎后能形成胶液，对开裂有一定重愈合作用，如果这种潮湿状况在短时间内得以改变，水泥稳定材料的强度会重新形成，但在重交通荷载作用下，由于压力水的渗透，水泥稳定材料的开裂也可能被加速。

（二）关于半刚性基层沥青路面结构的反射开裂

通过对国内半刚性基层沥青路面结构早期损坏现象调查后发现，目前国内很多高速公路由于半刚性基层材料的开裂引起的反射裂缝问题非常突出，分析造成半刚性基层开裂的原因就是使用的水泥剂量太高，在很多高速公路上，行车道上的反射裂缝很明显，而超车道上的反射裂缝几乎没有，证明了以上对材料开裂的分析是正确，正是在交通荷载作用下，半刚性基层的开裂会加剧，有效使用寿命会缩短，半刚性基层材料开裂引起的反射裂缝不可避免。要避免这种早期损坏的发生，半刚性基层的强度必须控制在一定范围内。

（三）关于半刚性基层沥青路面结构的破坏机理

按照前面我国沥青路面结构设计方法，半刚性基层沥青路面结构的破坏应该从半刚性底基层开始，实际沥青路面结构的早期损坏形式和试验结果表明这种设计理念并不全面，因为目前大多数的半刚性基层沥青路面结构的破坏是始于沥青面层的。这种破坏形式目前在国内的一些高速公路上也已经表现出来，其特征还可以通过路面表面的弯沉指标反映出来，即当这种破坏发生时，路面结构表面的弯沉仍然较小。对于较薄沥青面层的半刚性基层沥青路面结构，在路面交通荷载作用下，随着沥青路面结构层间黏结状态的改变，沥青层与半刚性基层的层间结合状况由逐渐由连续变为滑动，沥青面层的疲劳剪切开裂发生;随着荷载的继续作用，半刚性基层的裂缝得到快速扩展，并逐渐向上反射，造成沥青层的破坏进一步加剧，这个阶段可以认为是半刚性基层沥青路面结构疲劳破坏的第一阶段；随着交通荷载的继续作用，沥青层和半刚性基层的开裂进一步加速，路面结构强度急剧衰减，直到沥青层和半刚性基层发生完全损坏，成为第二阶段。

（四）半刚性基层沥青路面的水损坏

目前半刚性基层沥青路面结构的水损坏主要有两种表现形式，即沥青混合料的水损坏和结构性水损坏。半刚性基层沥青路面结构的水损坏有两种表现形式，一种是由于半刚性基层没有形成足够强度或强度不足，当路表水进入使半刚性基层后，由于半刚性基层的软化而造成强度失稳，从而在路面结构表面形成坑槽;另一种形式是半刚性基层强度过高，开裂在所难免，当路表水进入路面结构后，不仅会软化半刚性基层表面，而且水会沿裂缝深入整个半刚性基层内部，导致路面结构发生根本性的损坏，在交通荷载作用下，这种破坏进一步加剧。因此，要控制和解决半刚性基层的早期水损坏问题，一要注意选择合适的沥青混合料类型，另一方面要控制半刚性基层材料的强度在合理的范围内，不能低，也不宜太高。

（五）关于半刚性基层沥青路面结构的车辙

沥青路面车辙的形成主要受温度、轴载、材料类型以及路面结构形式的影响，其中温度对车辙的形成影响最大。对于半刚性基层沥青路面结构，当温度较高时，由于沥青层软化，沥青混合料非常容易发生塑性形变。路面结构面层材料强度应高于基层材料。基层材料的强度要大于底基层材料，路面结构层的强度从上到下应有一个合适的比值。

四、结语

通过对国内外沥青路面结构形式及使用性能的对比研究，结合我国沥青路面特点，详细分析了我国沥青路面主要结构形式，并分析了路面结构早期损坏特点以及原因，为我国公路建设合理规划设计提供设计基础。

篇（7）

中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：

沥青路面的病害现象及产生原因

（一）裂缝

沥青路面在建成之后常会出现各种裂缝，裂缝最初产生的时候对沥青路面的使用性能并不会造成影响，但随着雨水对路面的侵蚀，就使得路面的强度大大降低，再受行车负荷的影响，就会对沥青路面的结构造成严重的破坏。

沥青路面的裂缝因为表现形式不同，主要分为横向裂缝、纵向裂缝以及网状裂缝三种形式。一般纵向裂缝由于地基与填土在横向分布不均匀造成的，一些旧路地基拓宽的地段，对土质台阶处理不规范、分层填筑时的厚度不严格等造成；横向裂缝则是因为温度应力的作用而导致的疲劳裂缝。

引起沥青路面裂缝的因素主要包括：沥青的等级和品种，组成沥青的混合料、面层的厚度、基层材料的收缩性以及土基和气候等。

车辙

由于行车的超负荷作用，使得路面结构层与土基等材料发生了侧向位移，长时间中造成的变形。一般对沥青路面车辙深度产生影响的因素主要包括内外两方面，内部因素是指沥青路面的结构与沥青混凝土本身，外部因素则是气候、交通量与交通组成等。

沥青路面的车辙生成的原因包括：沥青混合料过大的油石比；表面过度的磨损；雨水侵入了沥青路面混凝土的内部；基层夹层的不稳定。

松散

松散出现在沥青路面的表面，是沥青路面最常见的一种病害，因为路面磨损大、粗糙多坑，同时表层剥落，这样对行车安全也产生了极大的影响。

形成沥青路面松散的原因主要是因为沥青混合料中沥青的含量偏低，油石的比例偏低，从而沥青与集料的粘结性十分差；施工时气温低，影响压实度的大小，从而也在沥青面层留下了很大的空隙，在车辆负荷行驶是易造成沥青面层的松散；基层本身强度的松软，骨料材质的选择等。

（四）水损害

沥青路面本身存在水分，又长期受到交通与温度的作用，十分会逐渐进入到沥青和集料的层次中，同时受到水动力的影响，沥青摸住家从集料表面剥落，使得集料之间的粘结力大大的降低甚至丧失，这样就对路面造成了破会。

一般形成沥青路面水损害的原因主要包括：材料、设计、土基与基层、施工以及车辆超载等方面。

冻胀和翻浆

沥青路面的冻胀与翻浆，指的是路面在冻融时期，因为受到水的侵入以及路基土的土极差的稳定性，所以在速冻的作用之下，路基上层长时间积聚的水分就会出现冻结，从而引起路面胀起而开裂。

一般沥青路面的冻胀和翻浆主要受到五个因素的影响，其中水、土以及温度是三个自然因素，另外则是路面和行车荷载两个因素。

沉陷

沥青路面的沉陷，是最为普遍常见的一种病害，其特点主要是面积大，而且所涉及到的路面结构层次较深，一般在挖方段与填挖交界处比较常见。

引起沥青路面沉陷的原因主要是：1.土质路堑排水不通畅、路基湿润等原因造成的局部下沉；2.路面强度与交通量不能相适应而产生的疲劳破坏；3.路基或者基层迁都不足，以及填挖路基的强度也不相一致；4.桥头路面不均匀你的沉降。

沥青路面病害的解决对策

针对上述所述的沥青路面病害的产生原因，在解决问题时也主要从施工材料、设计、施工质量、养护以及交通管理等五个方面进行。

（一）施工材料的选择

在施工材料方面要根据沥青路面的结构进行合理的选择，例如多选择低温劲度小、温度敏感性差、优质沥青和矿料等。只有这些混合料的优良性能也才能有效的减少沥青路面的各种病害现象的产生。

（二）精心设计

一般而言，在公路工程中，设计的质量决定了工程的质量，因此在设计前需要从实际着手。一般要从气候、地质、水文、材料以及交通量等方面进行具体的调查和研究，将各种因素进行综合考虑，以此来决定路面结构、材料、结构层的厚度等。

沥青路面在设计过程中需要注意的问题指的有，结构层的类型、路面结构设计参数、隔层材料的组合设计、防水与排水的设计等。

（三）施工质量的管理

沥青路面施工过程中，要严格按照质量管理要求进行，对质量保障体系不断健全发展，旨在实现管理的目标性、条理性，将岗位责任制明确到位。同时对施工工程进行严格的检查、控制与评定，保证实现施工的质量。

在施工过程中，除了对施工工艺与使用机械设备的要求外，还需要制定相对完善的施工方案来指导，以确保沥青路面施工过程中的压实度能够达到规范的要求，并且施工人员也务必做到在软基处理时一定要严格按照设计执行，提高处理过程中的施工质量。除此之外，在施工结束之后还要注意路面的养护，从根本上对沥青路面病害进行防治。

（四）养护

对沥青路面的养护，不仅要加强管理，还要保证路面的清洁，保证排水性能的良好，能够及时的对各种病害现象进行科学的处理，防治病害的进一步发展。

对交通加强管理

一般而言，交通对沥青路面的影响比较大。因而在养护之外，对沥青路面的保护还要加强交通管理，这个时候要对大型的超载车限制通行。同时要在不同的季节，进行不用的管理。例如，夏季在一些持续高温的时段中，运营管理单位可以将重车的出行时间安排在夜间或者凌晨，这些时间段中气温比较低，因而对沥青路面的危害比较小。此外，还要禁止带钉的轮胎对沥青路面的磨损，甚至说也可以限制这种轮胎的使用。

结论

总而言之，在沥青路面中所存在的各种病害现象对于交通，将会带来各种隐患，从而这也必然成为一种不容忽视的问题。然而通过分析之后，我们得出的结论是解决沥青路面的病害现象，最有效的就绝对策就是要认真的选择材料、精心设计，同时对施工过程中环节严格对待，并做好养护工作，加强沥青路面的交通管理，这样就能极大的避免病害现象对沥青路面的破坏。

参考文献

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[2]刘利军.沥青路面修补技术[J].中国公路.2005年

[3]杨光.公路施工技术要求[M].南方交通出版社.2004年

篇（8）

关键词： 沥青路面；Top-Down裂缝；开裂机理

Key words： asphalt pavement；Top-Down crack；cracking mechanism

中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）05-0071-02

0 引言

根据路面病害调查显示，我国沥青路面的早期破坏极为严重，一些高速公路的沥青路面甚至在通车后1～3年内就出现了较大面积的早期破坏。越来越多的研究证实了许多与荷载有关的疲劳裂缝发生在路面的表面且自上而下扩展贯穿沥青混凝土面层，并成为沥青路面病害的主要形式，称为沥青路面Top-Down裂缝（简称TDC）。这种荷载型表面裂缝是一种比传统的疲劳裂缝更为严重的情况，尽管有些表面裂缝初期对路面结构的承载能力没有影响，但是它们对沥青路面面层的使用性能和功能寿命有着强烈的影响。

国外已经对沥青路面TDC进行了一定研究，但尚不完善，理论预估模型和设计方法尚没有形成，开裂机理众说纷纭，国内对于TDC的研究很少，设计规范中尚缺乏控制该病害的设计指标。

本文综合国内外学者的研究，对TDC开裂研究进行了全面的分析和评价。

1 国内研究现状

徐鸥明、郝培文[1]特别关注路表应力及其对沥青路面裂缝损坏机理的影响，认为在路表一个相对小的、接近1cm深的拉应力区域进行研究，来定义损坏机理比较好。并采用应力强度因子以及定义裂缝末端的响应行为；发现拉应力对损坏有至关重要的作用，大大超过了裂缝末端的剪应力，且在裂缝增长阶段拉应力大小的变化取决于裂缝长度。

李清富、杨泽涛[2]认为路面结构最大剪应力发生在路面表层，位置在轮迹边缘，其大小接近或超过常温下沥青混合料的抗剪强度，是半刚性路面产生TDC的主要原因，进而提出了剪应力与面层和基层弹性模量比的关系，并分析了路面厚度对最大剪应力的影响，这些因素的影响在路面结构设计时要充分考虑。

孙路遥、邱俊、王春林等[3]从路面结构受力分析的角度分析并详细阐述温缩（横向）裂缝及表面（纵向）裂缝产生的原因。作者认为表面裂缝可能是施工原因，由沥青层的表面层或者中面层与下面层脱开所造成的，而之所以脱开是由于施工时的层间污染。

黄志涛[4]认为Top-Down开裂的裂缝产生和扩展模式是张开型裂缝即拉应力损坏模式。他用应力强度因子描述裂缝尖端的响应行为。本文重点计算了环境、温度引起的劲度梯度对应力强度因子的影响，劲度梯度的影响得到准确定位。

罗辉[5]等基于断裂力学理论，利用无单元伽辽金-有限元耦合方法分析了沥青路面的开裂问题，提出水平荷载对沥青路面Top-Down裂纹（TDC）的扩展不利。本文分析TDC的方法较为新颖，但是开裂判定准则不够完善。

赵延庆等采用移动荷载模式，在有限元方法中利用动态模量主曲线和时间-温度位移因子来表征沥青混合料的力学性质，利用断裂力学的方法分析了温度、车速、裂缝长度和基层类型等对沥青路面Top-Down裂缝裂尖应力强度因子的影响。相比其他文章对TDC考虑的因素更为全面。

2 国外研究现状

E.Freitas[6]等通过加速轮轨试验和三维非线性粘弹有限元模型，研究了混合料设计参数以及施工质量对Top-Down裂缝的影响。发现施工质量是TDC一个主要成因。本文提出疲劳并不能引起Top-Down裂缝，但却能加剧裂缝的发展。

Michael[7]认为离析引起沥青路面Top-Down裂缝，离析区域易表现为疲劳裂缝。通过调查研究，认为路表面较差的疲劳性能是因为压实不足引起的高空隙率进而加速老化。

Svasdisant[8]等研究认为，Top-Down裂缝主要是由两种原因引起的：①由轮载诱发的表面径向拉应力以及由施工、温度和老化导致的劲度差异；②沥青结合料的老化降低了混合料的拉伸强度和拉伸应变。Elisabete Fraga.de Freitas[9]等人指出影响沥青路面Top-Down裂缝最主要因素是空隙率（高空隙率）和骨料级配（粗集料）。试验表明TDC在高温下易开裂，而且级配的影响不如温度、空隙率影响大。Donna等认为沥青路面Top-Down裂缝是由沥青混合料离析造成，该学者主要从施工因素进行了分析。

HU Chunhua[10]采用有限元分析TDC，考虑了轮胎压力和车辆轴重的变化，建立三维四层体系有限元模型得出轮载下强大的剪应力是造成Top-Down开裂的主要原因的结论。

3 结论

目前国内外文献总结出Top-Down开裂成因主要有四个：①轮载附近局部应力集中；②温缩应力；③沥青混合料老化；④施工质量问题导致的混合料离析，压实不足等。国内大部分文献还是单方面将开裂起因归咎于剪应力或拉应力，由于开裂准则的限制，这种观点并不完善。

沥青路面Top-Down裂缝开裂起因的研究需要综合考虑应力集中、温缩应力、劲度梯度、施工质量等多方面的影响因素，这就要求寻求一种新的开裂判断准则，可以综合考虑多方面的因素，确定沥青路面Top-Down裂缝起因、扩展、影响因素，进而优化路面结构、设计参数、施工工艺，不断提高施工工艺与技术，提高沥青路面质量与使用寿命。

参考文献：

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[7]Michael Schorsch. Effects of Segregation on the Initiation and Propagation of Top-Down Cracks [R].Washington D.C.82st Transportation Research Board Annual Meeting Washington D.C.2003.

篇（9）

中图分类号:U416

文献标识码:A

文章编号:1009-2374(2009)18-0186-03

一、沥青路面水损坏的特性

沥青路面水损坏是一个普遍存在的问题,也决不是一个过时的话题,特别是在中国南方地区。沥青路面水损坏问题的本质是沥青与集料在静、动水压力作用下的持续粘附能力,这也是该问题的核心。沥青混合料水损坏的作用机理,主要依据是沥青对集料的粘附理论,包括力学理论、化学反应理论、表面能理论和分子定向理论。

(一)沥青特性

沥青一般带负电荷,由于含有少量羧酸和亚枫而呈弱酸性;而集料的岩性决定了集料表面电荷的性质和酸碱特性。所以,按照化学反应理论,沥青对集料的粘附性决定于集料的岩性。

(二)集料特性

某些集料过分坚硬致密,破碎后表面光滑不利于沥青粘附。潮湿的集料与沥青的粘附性大大降低。滞留在混合料内部的水分夏季遇高温会变为水蒸汽,使沥青膜从集料表面撑开。而有些吸水率稍大的集料,只要施工时彻底干燥,沥青将会被吸入集料内部一部分,反而有良好的水稳定性。集料中含有泥土对沥青混合料得水稳定性的影响很大,土壤都带有负电荷,它是强亲水物质。单从材料本身的角度而言,水渗入路面中的途径还是很多的,例如施工时集料本身是含水的,而生产混合料时又不可能完全烘干,又例如施工时由于石料本身压碎值较大或压路机振幅过大,路面表面露白,给水进入沥青与集料之间的界面提供了条件,还有开放交通后集料表面沥青的磨耗、集料本身的损失等,都造成路面内部实际上是长时间处于潮湿状态的,如果沥青与集料粘附性不良,剥落也是不可避免的。排水不良、路面渗水是我国高速公路沥青路面水损害的重要原因,但并非根本原因,根本的原因是沥青与集料的粘附性不良。要防止或减轻沥青路面水损害,最好是能提高沥青与集料的粘附性。但是,消石灰和水泥的添加不可能完全搅拌均匀,抗剥落剂的性能参差不齐,目前国内抗剥落剂的添加工艺的不成熟导致添加效果差,都给沥青与集料的粘附性留下了隐患。

因此,在改善沥青对集料粘附性的同时,对路面结构和排水进行研究改善显然是十分必要的,国内、外对透水基层、抗滑密实的上封层和排水设施等进行了研究与应用,这是疏导的方法。

二、现行设计规范对沥青路面水损坏的考虑

我国现行沥青路面设计规范针对沥青路面水损坏现象作了如下规定:

1.粗集料与沥青应具有良好的粘附性,对年平均降雨量1000mm以上的高速公路和一级公路,表面层所用集料与沥青的粘附性应达到5级;其他情况粘附性不宜低于4级。

2.当粘附性达不到要求时,应通过掺入适量的消石灰、水泥或抗剥落剂等措施,提高粘附性等级及混合料的水稳定性。

3.矿粉必须采用石灰石等碱性石料磨细的石粉,不得使用酸性岩石等其他矿物的矿粉。

4.为防止雨雪下渗,浸入基层、土基,沥青面层应选用密级配沥青混合料。当采用排水基层时,其下均应设防水层,并设置结构内部的排水系统,将雨水排除路基外。

5.为排除路面、路基中滞留的自由水,确保路面结构处于干燥或中湿状态,下列情况下的路基应设置垫层:(1)地下水位高,排水不良,路基经常处于潮湿、过湿状态的路段;(2)排水不良的土质路堑,有裂隙水、泉眼等水文不良的岩石挖方路段;(3)季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段,可能产生冻胀需设防冻垫层的路段;(4)基层或底基层可能受污染以及路基软弱的路段。

6.现行沥青路面设计规范还规定沥青混合料的空隙率较大、路面渗水严重时宜设上封层。可以看出,现行规范对沥青路面水损坏的防治还停留在给出设计原则阶段,因而是粗线条的,对于中央分隔带、路缘石如何设计、路面结构组合应选用哪些类型的混合料还不够详尽,不能很好地指导建设、施工。

三、影响沥青路面水损坏的路面结构因素分析

路面结构组合和路面排水设计合理时,路面排水通畅,路面结构内部基本无积水或不至于产生动水压力,有利于沥青混合料的水稳定性,反之则不利于沥青混合料的水稳定性。

(一)路面结构组合设计

1.材料――沥青混合料类型。沥青混合料为全开式结构或密实式结构时,路面不易发生水损坏;沥青混合料为半开式结构时,路面易发生水损坏。随着公称最大粒径的增大,渗水系数将增加,所以为了做到密水,减小公称最大粒径是有效的。

施工失败时以上关于沥青混合料类型对路面水损坏的影响的分析不适用。沥青路面密实度小,则孔隙率大,路面结构内部积水,在车辆荷载作用下易产生动水压力。

2.结构组合。路面结构组合设计包括给路面不同层位选择恰当的材料类型,保证路面结构的整体承载力和水稳定性。这包括选择密实而具有良好骨架结构的沥青混合料,使得路面不至于发生表面型水损坏;选择良好的透层和粘层材料,使得路面整体强度足够,不至于发生内部型水损坏;处理好接缝,避免缝边级配离析和压实不足。

例如,近年来广泛采用的三层式沥青路面结构中,上面层普遍设计为AK类沥青混合料,是一种半开式结构,再加上施工离析等原因,路面水损坏严重,在排水不畅的桥面情况更严重;下面层普遍设计为AC-25I型,而实际使用效果该层由于施工离析严重,导致透水严重,大量发生内部型水损坏,使得路面疲劳耐久性差,有时甚至中面层AC-20I型沥青混合料也存在相同的问题。湖北省和广东省就提出将下面层设计为AC-20I型沥青混合料,这一建议显然具有进步性。但是,由于加工更小粒径的碎石工艺流程更繁杂、产量更低和单价较高等原因,这一建议一直没有得到采纳。

对于沥青面层的厚度与公称最大粒径的关系一定要引起注意,必须保证厚度不小于公称最大粒径的3倍,对SMA要求甚至更高。然而,国内一些高速公路建设忽视了这个问题,例如有些公路由于造价的原因减薄了路面结构厚度,却没有相应调整沥青混合料类型,导致两者不相匹配。厚度与公称最大粒径不相匹配一般是厚度偏薄,其后果是级配离析严重,表面缺粒严重,导致压实离析,路面渗水。相反的例子是,施工单位私自调整级配,名义是按设计混合料类型施工,实际调细级配甚至将公称最大粒径减小一个筛孔,使得上述不良现象大大减轻甚至基本消失。

由于国内长期以来注重路面平整度等原因,路面结构设计的主流一直是半刚性基层沥青路面,对于柔性基层结构使用较少,在沥青下面层和上基层之间采用碎石层作排水层的做法自然就难以实施。许多国家在水泥稳定碎石集料上面设置级配碎石层作为过渡层,以减少路面的开裂和有利于排水,成为倒装结构,如南非、法国和德国等。我们经常说有些国家也使用半刚性基层,实际上是组合式基层沥青路面。

过去较多地使用乳化沥青类、稀释沥青类材料作为透层、粘层,但实际使用效果较差,不仅层间脱空,而且水容易渗透进入路面结构,或积存在上基层表面,造成沥青路面唧浆等。稀释沥青类材料作为透层、粘层存在的问题是,我国工程建设往往工期十分紧张,特别是新建公路,有时存在作为稀释剂的煤油还没有挥发就摊铺上一层混合料,影响了路面质量。近年来较多地使用热沥青类材料作为透层、封层,层间结合加强的同时,路面结构防水能力也得到加强。

近年来越来越注重施工缝的设置,这也是结构方面的很好的考虑,例如,相邻两幅及上下层的横向接缝均应错位1m以上,上面层应采用垂直的平接缝。上、下层的纵缝应错开150mm(热接缝)或300～400mm(冷接缝)以上。这些措施有利于防止集料离析上下重叠或左右紧邻,防止形成联通的透水面积。

(二)路面排水设计

路面排水设计与沥青路面水损坏密切相关,适当的路面排水设计与路面结构设计组合可以极大地减缓路面水损坏。路面排水设计应遵循几个原则,使得路面降水尽快通过路表迳流排走,进入路面结构内部的水以尽量快的速度通过路面结构内部排水系统排走。

1.中央分隔带排水。在我国,中央分隔带植树防眩而不加封闭带来的水损坏现象一直以来没有得到改善,但近年来,一些公路特别是改扩建的公路开始将植树以外的面积采用浆砌片石等措施进行封闭。遭受抱怨的还有反滤土工布被立柱打穿,造成中央分隔带渗水,但可从设计上检查立柱尺寸是否足以穿透土工布。

2.硬路肩排水。挡水式的路缘石使路面表面排水滞留在路面上成为水坑,也妨碍了具有一定透水能力的表面层的内部积水从硬路肩排出。近年来较多采用了平放的路缘石,不至于使水滞留在路面上。

3.路面结构内部排水。挖方路段的排水往往是薄弱环节,尤其要注意边沟的深度,不仅能排路表水,还应能排结构层的水,使路面内部的水能排入边沟。路基中有地下水或裂隙水冒出时,将使路基含水量过大,承载能力严重降低,所以挖方路段的纵向排水盲沟也是很重要的。在沥青层下设置排水层,可以是级配碎石层,也可以是嵌挤良好的沥青或水泥稳定碎石(或贯入式结构层),空隙率应达到15%以上。但施工期间必须保证路面不被污染,以防止将空隙堵住。

(三)施工质量和工艺

施工质量和工艺的可靠、合理是一切设计得到体现的保证,是工程建设的生命。没有施工质量和合理的工艺作保障,任何完美的设计都只是一纸空文。

以上路面材料、结构组合和路面排水系统等几个影响因素都对沥青路面水损坏存在影响,相互之间一方面普遍存在联系,另一方面又存在相对独立性。它们是通过沥青与集料在静、动水压力作用下的持续粘附能力这一内部影响因素而相互联系的,故属于内部联系、本质联系。

四、沥青路面水损坏的室内试验研究方法简介

一般而言,沥青路面水损坏研究以沥青路面在车辆荷载和路面结构内部水的双重作用下的损坏为研究对象。没有车辆荷载的作用,动水压力无从产生;没有路面结构内部水的存在,即使有车辆荷载,也不会产生动水压力,故车辆荷载和动水压力对沥青路面的水损坏研究缺一不可。

目前,有关水对沥青混合料性能影响的研究大部分集中在分析沥青混合料的水敏感性和抗水损坏材料的开发上,而有关水的作用对沥青混合料长期性能的影响,以及路面在此条件下的疲劳寿命衰减等方面的研究工作进行得较少。

常规的描述水对沥青混合料性能影响的试验方法大致可分为两类:

一类是将未经压实的松散沥青混合料浸于水中一段时间后,主观评价或利用试验仪器检查集料裹覆沥青膜的剥蚀程度,并据此作为判定沥青混合料水稳定性的依据。这类方法以水煮法、浸水法和光电分光度法为代表,美国SHRP研究内容中还发展了一种搅动水净吸附法。目前有研究改变这类试验的试验参数如试验温度、试验时间等进行试验,取得了初步效果。

另一类评价方法是将沥青混合料试件或芯样置于一定的水浸蚀环境条件下,以某些物理力学指标的衰减程度来表征混合料的水稳定性。这类方法有马歇尔试验、冻融劈裂试验、洛特曼试验、改进的洛特曼试验以及浸水轮辄试验等。

也有过一些研究从一定角度模拟了水对沥青混合料的动态作用,如Jimenez在亚利桑那大学提出重复孔隙水压力的作用。为了能够模拟孔隙水压力,将试件浸入水中,同时施加一个能够产生35～217kPa的孔隙水压力的循环应力作用。Jimenez认为这个水压力范围与饱和状态沥青路面在车辆荷载作用下产生的孔隙水压力范围是相吻合的。

工欲善其事,必先利其器。恰当的试验方法是通向研究成功的第一步,也是关键的一步。在目前沥青路面水损坏普遍严重存在的情况下,研究有效评价沥青混合料或沥青路面水稳定性的室内试验方法,是十分有必要的,也是十分紧迫的。

五、沥青路面水损坏的现场试验研究方法

为了使沥青混合料水稳定性研究符合实际、接近实际,光凭室内试验分析是不够的,有必要在实体工程中开展现场试验研究。然而到目前为止,国内外还没有完整地提出过进行沥青路面水损坏现场试验研究的思想,已有的研究还只限于在路况调查阶段对沥青路面水损坏进行分类、归纳、统计和分析查明原因。沥青路面水损坏现场试验研究方法的提出,无疑将成为本课题研究的一个创新点。

1.比较研究不同结构组合沥青路面的水稳定性,如半刚性基层与沥青稳定基层沥青路面,又如表面层设计为AK-13A、SAC-13的和SMA-13A的进行比较,中、下面层设计为AC类结构的和FAC类的结构进行比较,层间结合采用乳化沥青的和采用热沥青的进行比较,下封层采用应力吸收层的与采用热沥青上撒布瓜米石的进行比较。比较的具体方法可以采用现场病害调查(反映表面水损坏情况),也可以采用路表弯沉检测分析(反映内部水损坏情况),既能调查得到需要的数据,又不对路面造成破坏。

2.利用TBR仪等无损检测手段检测路面结构内部实际含水情况,比较不同路面结构表面和内部排水设计的沥青路面的水稳定性,例如对是否设置排水垫层的路面进行对比,对是否封闭中央分隔带除植树以外部分的路面进行对比,对是否设置硬路肩路缘石的路面水稳定性进行对比。

3.利用动水压力测试系统,对车轮荷载作用下动水压力进行测试,为路面结构受力分析提供更多参数。

4.利用公路改扩建的机会,进行开挖试验,检验不同路面结构组合、不同路面排水设计情况时的沥青路面水稳定性。

六、结语

沥青路面水损坏涉及设计、施工和养护等众多环节,而路面结构设计的影响尤其重要。针对沥青路面水损坏的现状,显然应该从设计的角度下更多的功夫,例如现行设计规范主要从力学的角度考虑沥青路面结构承载能力,对水损坏的考虑就有很大的欠缺,没有针对路面使用性能进行设计。要想在短时间内解决路面设计方法体系显然是有不小困难的,然而,从材料的角度对沥青路面水损坏的室内、外试验研究也还很不够,特别是没有从理论上很好地解决沥青混合料水稳定性的原理,这也是沥青混合料水稳定性设计和检验的难题所在。

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[11]公路沥青路面设计规范[S].人民交通出版社,1997.

篇（10）

引言

为了使路面能为交通车辆提供安全、舒适、稳定的服务，沥青路面必须具有良好的使用性能，即在夏季高温季节不产生车辙、冬季寒冷季节不开裂及在多雨季节不发生水损害等路面病害。因此，需要对橡胶沥青混合料的高低温性能及水稳性提出严格要求。

1 橡胶沥青混合料高温稳定性性能研究

通常所说的“高温稳定性”是指沥青路面在使用过程中受交通荷载的反复作用，容易产生车辙、推移、拥包及泛油等永久性变形的温度范围，一般指25℃～30℃环境温度；同时，长时间承受荷载与高温条件是等效的，且时间是积累的，所以，沥青路面高温稳定性能也包括了长时间荷载作用的情况。为了提高沥青路面的高温稳定性，需对沥青混合料的高温抗车辙能力做出严格要求。

通过对基质沥青SK70#、掺量为15%、18%、20%、22%和24%橡胶沥青制作车辙试件，并进行车辙试验，测试橡胶沥青混合料的动稳定度DS（单位：次/mm）如图1-1所示。

图1-1不同类型沥青混合料动稳定度

动稳定度是反映沥青混合料高温抵抗永久变形性能的一个指标，动稳定度越高，沥青混合料的抗车辙能力越强，高温稳定性越好。由图1-1可见，与基质沥青相比，橡胶沥青对混合料高温车辙的改善作用非常明显，且随着橡胶粉含量的增加，橡胶沥青混合料的动稳定度越大，车辙深度越小。

2 橡胶沥青混合料低温抗裂性性能研究

沥青路面的开裂是在寒冷地区非常普遍的路面主要病害之一，裂缝的产生不仅破坏了路面结构的连续性、整体性及美观，而且水分会从裂缝处不断进入结构内部使基层甚至路基软化，导致路面承载力下降，加速路面破坏，纵向无限长的路面开裂经过一个冬天的连续荷载后容易发生龟裂。裂缝的大量存在使路面平整度下降，降低了路面的使用寿命和质量。由于沥青路面的开裂与沥青混合料的低温抗裂性能直接相关，因而可以通过测试沥青混合料的低温性能来预估沥青路面的低温抗裂能力。

通过对基质沥青SK70#、橡胶粉掺量22%及15%、18%、20%、24%橡胶沥青制作小梁进行低温试验。测试在低温环境下橡胶改性沥青混合料小梁的最大抗弯拉强度RB（单位：MPa）、最大弯拉应变εB（单位：×103）如图2-1所示：

图2-1 不同类型沥青混合料低温弯曲试验结果

通过以上数据可以看出，橡胶沥青混合料的低温性能优于基质沥青混合料，这是由于基质沥青的温度敏感性较橡胶沥青差，同时基质沥青的低温延度，老化性能均比橡胶沥青差；同时，对橡胶沥青而言，在一定程度上，随着橡胶粉掺量的增加，橡胶沥青混合料的低温性能越好，这是以为随着橡胶粉的增加，橡胶沥青的针入度越大，延度越大且沥青的低温劲度也越小。但超过一定量时，随着橡胶粉掺量的增加，混合料的低温性能开始下滑。

3 橡胶沥青混合料水稳定性性能研究

水损害是沥青路面的主要病害之一。造成沥青路面水损害的原因，除了降雨及交通荷载的作用外，主要是由于路面排水结构设计不合理，以及沥青混合料的水稳定性差两个原因。

对橡胶沥青混合料的水稳定性采用马歇尔试验的残留温度和冻融劈裂试验的方法评价。

（1）浸水马歇尔试验

橡胶沥青浸水马歇尔试验结果如下表1所示：

由上表3.1可以看出，相比较基质沥青而言，橡胶沥青混合料的残留度有明显提高，说明添加橡胶粉后，混合料的抗水损害能力得到了加强。

（2）冻融劈裂试验

两种沥青冻融循环试验结果如下表2所示：

从表3.2的试验数据可以看出，橡胶沥青混合料冻融劈裂强度比远大于基质沥青混合料，说明橡胶沥青水稳定性能良好。这是由于橡胶沥青中橡胶粉的存在让其具有较好的高温稳定性和较大的黏聚力，提高了橡胶沥青混合料的黏聚能力，增强了其抗水损害能力。

4 结语

应用车辙试验、低温弯曲试验、混合料浸水马歇尔、冻融劈裂试验分别对橡胶沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及抗水损害性能进行了分析。主要结论如下：

（1）与基质沥青相比，橡胶沥青对混合料高温车辙的改善作用非常明显，且随着橡胶粉含量的增加，橡胶沥青混合料的动稳定度越大，车辙深度越小；

（2）橡胶粉的加入极大地改善了混合料的低温抗裂性能，提高了混合料的最大弯曲应变，使沥青混合料抵抗低温开裂的能力得到了提高，在一定范围内，橡胶粉掺量越大，混合料的低温性能越好；

（3）相对于基质沥青，橡胶沥青有更好的抗水损害能力，橡胶粉的加入提高了沥青与集料的粘附性等级，增大了沥青混合料的残留稳定度比和冻融劈裂强度比。

参考文献：

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1　前言：市政道路是否畅通、平整，是体现城市硬环境建设的重要指标。目前，城市道路路面使用周期大大缩短，远远达不到设计使用年限即出现破坏现象。尤其是城市出现某种重要赛事或是名头大的活动，就会在各交通要道重新加盖沥青面层，以保证城市环境的优越性。但往往时间不长，沥青路面的裂缝愈显严重，其中网裂，龟裂，纵缝，横缝等。其原因是多方面的，有执行标准、设计、施工方面的原因；有交通量迅猛增加的原因：有原材料质量的原因。这里通过生产实践过程积累的经验，针对各种导致路面破坏的各种原凶简要阐述预防措施。

2　市政沥青路面开裂原因

2.1沥青路面开裂的主要原因可分为两大类：一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝，一般称之为荷载型裂缝。现在路面长期受到过往车辆的超荷载作用，很快就出现各种各样的病害。另一种主要是由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝，包括低温收缩裂缝和疲劳裂缝，一般称之为非荷载型裂缝。论文参考网。

2.2由于我国现行沥青路面设计规范中规定或推荐沥青路面采用半刚性基层。所以还存在着因为半刚性基层的温缩裂缝或干缩裂缝引起沥青面层产生的反射裂缝或对应裂缝。

2.3由于施工的原因产生的横向裂缝和纵向裂缝。

3　影响裂缝产生的主要因素

3.1技术标准低：市政标准90版从1990年执行到2008年近18年标准没有更新，而近二十年、特别是近十年随着国民经济的迅猛发展，城市建设也日新月异，市政道路建设跟着飞速发展，二十年前所积累的经验数据来规范现代化建设，显然已经不能满足。论文参考网。由于旧的试验技术和仪器设备的欠缺原规范所规定的检测项目和指标也不能控制工程质量，导致虽然技术指标合格，但工程并不能满足使用功能，造成破损，裂缝等。

3.2集料生产不规范，质量不能满足施工要求，碎石开采企业大都是临时职业资格，虽然国家对工程质量要求非常严格，但对于开采企业没有统一标准，执行和监管力度不够。生产企业都为小型私人企业，质量意思淡薄，难以从源头控制材料质量。特别市政工程受地方保护影响，材料大都被区域地方民众垄断，施工企业很难控制。造成不用则却的现象。生产的碎石材料特别是含泥量过高，其会使沥青粘度降低，混合料强度降低。另外影响市政沥青路面质量的还有应用了河砂，传统工艺中应用河砂比例太大，一般20型沥青混凝土用河砂在18～25％，这样可使混合料加工容易，能满足级配要求，增加混合料的和易性，但是河砂主要成分为石英属酸性材料，对沥青指标会有一定的破坏作用，所以增加了混合料的流值和降低了强度。而目前高等级公路都不允许使用天然砂，而代替采用玄武岩或石灰岩加工的人工砂。

3.3沥青及沥青混合料的性质

沥青质量，由于部分施工单位所采购的沥青,标号达不到要求,导致沥青与矿料之间的粘结力低或沥青低温脆性大,高温稳定性差,从而导致油层松散。沥青和沥青结合料的性质是影响沥青路面温度开裂的最主要原因，沥青混合料的低温劲度是决定沥青路面是否开裂的最根本因素，沥青劲度又是决定沥青混合料劲度的关键。在沥青性能指标中，影响更大的是温度敏感性，温度敏感性大的沥青更容易开裂。夏季高温时,沥青材料粘滞度降低,在荷载作用下,可能使路面表面造成泛油,也可能沥青材料与矿料一起被挤动而引起面层车辙、推挤、波浪等变形破坏。在冬季低温下,沥青材料会由于收缩作用而产生脆裂破坏。在水分和温度作用下,沥青材料与矿料间的粘结力降低,沥青面层就会出现松散、剥落等破坏。久而久之,形成恶性循环,使得路面通行能力大大降低。由于特殊原因(如拌和机的拌和、人为因素),使得油石比不合理。论文参考网。油石比偏大容易形成波浪、油包;偏小则容易引起渗水、裂缝、网裂和松散等。

3.4基层材料的性质

市政工程原设计基层材料一般都为石灰土基层，在施工过程中石灰含量控制不好，使其强度远远不能满足城市交通的影响，基层是道路承重的主要结构，基层破损必然导致路面破损。施工中基层平整度不好及强度不均致使基层塌陷将直接反应至面层。基层结合料偏少、混合料拌和不均匀、基层存在夹层、基层失养干裂、未形成早期强度和过早铺筑油层都将影响基层的抗压、抗拉强度和刚度,导致路面产生波浪、油包、网裂等病害。

3.5施工因素

在保证基层质量的前提下，严格控制沥青路面施工质量，特别是生产温度的控制，包括拌合温度，运输温度，碾压温度，关键拌合和碾压温度必须严格控制；另一方面施工接缝，市政道路越来越宽，摊铺机有效摊铺宽度为7.5～12.5米，对于36～48米宽的路面必然会产生接缝问题，那么采用热接缝或双机联铺或多机联铺最有效消除纵缝的方式。施工中面层厚度达不到设计要求也会大大影响沥青面层的寿命。

4　减轻市政工程沥青路面裂缝的有效措施

目前CJJ1-2008版《城镇道路工程施工与质量验收规范》非常全面具体得对城镇道路工程进行了技术指标的规定。根据规范，通过路面结构设计和厚度计算可以满足沥青路面强度和承载能力要求，基本解决荷载型裂缝产生的问题。对于如何避免或减轻非荷载型裂缝的产生，应从设计与施工、原材料控制及设备配置等方面来进行考虑。

4.1设计方面

4.1.1在进行半刚性路面设计时，首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。

4.1.2选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在缺少优质沥青的情况下。应采取改善沥青性质的措施添加改性剂、聚酯纤维和抗剥落剂是目前最有效的方式。

4.1.3采用合适的沥青面层厚度，确保半刚性基层在使用期间一般不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。

4.1.3基层与沥青面层之间增加抗拉弹性的聚酯玻纤布或玻纤网格。

4.2 施工方面

在半刚性基层上预设伸缩缝，避免温度变化产生后期裂缝。透层或粘层完成后，应尽快铺筑沥青面层。严格控制沥青混合料的拌和质量。设置沥青拌合料成品料仓，控制成品料仓料位，防止卸料离析。提高面层摊铺质量。在摊铺混合料时，运距不能过远，摊铺温度应控制在130℃～160℃为宜，摊铺厚度均匀，保证沥青面层的压实度，压实设备数量应配套，碾压遍数不能太少，以免混合料孔隙过大：一般不能进行补料，尤其是下面层：基层雨后潮湿未干，不得摊铺，更不得冒雨摊铺；纵向、横向接缝应紧密、平顺，各幅之间重叠的混合料应用人工铲走。

4.3原材料及管理措施

加强原材料的检验工作，对质量不符合要求的材料，绝不能使用。混合料的骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低骨料的含水量。混合料使用的矿粉要进行搭棚存放，做好防雨防潮措施。

5　结束语