瀝青路面結構設計論文
前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇瀝青路面結構設計論文范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。
瀝青路面結構設計論文范文第1篇
路面設計的目標是通過合理的設計方法使得道路在設計使用年限內能夠提供安全、舒適、快捷的服務。然而，目前我國高速公路瀝青路面普遍存在著初、早期破壞，且主要破壞型式同上個世紀90年代以前輕交通狀況下相比已發生了一定的變化。過去，瀝青路面損壞主要包括龜裂、車轍、低溫開裂等，這也是路面設計時重點控制的損壞類型。但是，隨著路面結構強度的提高和路面損壞期的提前，這些傳統損壞出現得越來越少，有些已經不再出現，而目前出現的損壞，不論是其形態還是原因都十分不同。所以，按照傳統理論來加強路面結構是沒有效果的，甚至有時還適得其反。
一、公路瀝青路面結構設計的影響因素
在柔性基層、半剛性基層上，進行相應厚度瀝青混合料的鋪筑，這種面層路面結構為瀝青路面。瀝青路面設計中應嚴格遵循施工要求及當地地質、水文及氣候等情況進行施工，同時與當地實踐經驗密切結合，確保路面結構設計具有經濟性與合理性，進而對交通荷載及環境因素進行有效承受，在預定使用期限內對各級公路的承載能力、耐久性、舒適性及安全性要求加以滿足。按照當地實際情況與規范要求與各種材料的具體特性，在設計過程中面層選用瀝青混凝土材料，選用水泥煤灰碎石、水泥穩定碎石、天然砂礫等材料作為基層與底基層施工材料。
1、平整度
根據公路養護技術規范，不的道路等級對平整度有不同的要求。但本次調查結果表明：各路段的平整度與結構層組合與施工組織狀況有關。由于選擇路段路面結構使用了瀝青貫入式，瀝青貫入式是一種多孔隙結構，整體性較差，在行車荷載的重復作用下被再壓實，導致縱向出現不平整現象。同時施工時各層縱向平整度的嚴格控制對路面表面平整度控制有十分重要的意義。
2、車轍
瀝青路面車轍是高等級公路重要病害之一。國外設計方法中AⅠ法以控制土基頂面壓應變為指標，shell設計方法則通過分層總和法直接從瀝青面層厚度及面層材料諸方面控制車轍。我國還沒有采用車轍指標，作為設計控制值，而是通過材料動穩定度或其它指標達到減少車轍的目的。對半剛性基層瀝青路面，由于土基頂面壓應力較小，在重復荷載作用下土基產生的再壓實的剪切流動引起的。在調查路段，瀝青貫入式結構由于其級配較差，在重復荷載作用下極易產生剪切流動和再壓實，同時其高溫穩定性較差，調查路段車轍量較大。
3、抗滑能力
瀝青路面抗滑性能評價方法主要是測定面層的摩擦系數和紋理（構造）深度。瀝青面層紋理深度與礦料的抗磨能力（磨光值指標）和瀝青混合料高溫時的內摩阻力和粘聚力有關。紋理深度達到要求必須合理選定礦料級配、瀝青材料滿足高等級道路石油瀝青技術標準。
二、公路瀝青路面結構設計的應用
作為整個公路工程建設的重要組成部分，路面設計是否合理將直接影響到公路工程施工的整體質量。路面結構設計中其核心參數為路面材料的回彈模量、劈裂強度等，這些參數的選用將對路面設計的成敗造成直接的影響，為此必須嚴格遵循相關設計要求，進行各個參數的選用。
1、設計指標。設計指標是以彎沉值為控制指標，彎拉應力進行驗算校核。整體強度的設計控制指標用路表容許彎沉值來設計，確定設計彎沉指標。對于高速公路、一二級公路、瀝青面層等必須進行層底的抗拉驗算，瀝青混合面料層的城市道路還需進行抗剪驗算。
2、參數的選取和確定。計算分析中的標準軸載采用上述理論基礎中的BZZ-100為標準值，換算公式采用林繡賢《軸載換算公式的研究》成果中表述的以軸載比表達的公式進行軸載換算，該公式的提出是以彎沉等效和底層拉應力等效為基本原則，以多層彈性理論為基礎，分析軸載和彎沉、拉應力之間的關系，并結合實際的實測情況（彎沉、疲勞試驗、直槽測試等）進行對比、驗證而提出的。表征材料剛度和強度的指標分別是材料模量和抗拉應力，彎沉值、拉應力指標均用靜態抗壓回彈模量計算，抗拉強度由圓柱的劈裂試驗確定，靜態抗壓回彈模量通過抗拉強度來確定。完善設計控制指標。針對出現的一些設計指標問題，相關的研究已經非常成熟，可以通過引進相關控制指標來完善設計。例如，車轍問題，相關研究表明，路基垂直壓應變與重復荷載作用次數的關系可以控制車轍問題；水平拉應變可以很恰當的反映瀝青表層開裂的問題。另外，多考慮溫度、濕度等環境因素和經濟因素的影響，引入相應的控制指標。通過建立設計控制指標體系，來不斷完善設計。
3、面層剪應力與抗剪強度。選用瀝青路面，可以有效提升面層的剪應力，但將嚴重影響面層的抗剪強度。如選用較大空隙的級配瀝青混合料，并將水泥漿滲透到空隙內形成的半剛性面層材料時，可以有效降低低溫中的脹縮系數，并避免溫度縮裂等情況的出現，同時在高溫中可以有效提升其凝聚力，進而起到高溫剪切抵抗的作用，并能對面層材料的作用進行充分發揮，由此可見，瀝青路面的應用有利于減少面層厚度、剪應力降低及提升抗車轍能力等。
4、路表彎沉指標。經過長時間的研究，維姆（Hveem）于1955年發表了《路面彎沉和疲勞破壞》一文，這篇被Monismith譽為路面領域內最重要的論文闡述了路面彎沉和路面疲勞損壞間的關系，對后來采用分析方法預測路面疲勞開裂的研究產生了非常重要的影響。路表彎沉遂成為路面設計的一個重要指標，受到各國研究人員的青睞，甚至得到了不恰當的延拓。在我國的瀝青路面規范中路表彎沉也成為路面設計的一個關鍵性控制指標。路表彎沉指標主要具有以下優點：
（1） 彎沉指標的突出優點是其直觀性和可操作性，它建立在大量實測數據統計回歸的基礎上，對于交通不太繁重，結構層較薄情況（控制沉陷為主）是較適用的，但對繁重交通，路面結構較厚情況（控制疲勞和開裂為主）下其適用性降低；
（2） 在路面結構單一的中、輕交通時代，該指標既可表征路面結構的整體變形，也可用于表征路面結構的整體剛度。
三、結束語
綜上所述，瀝青路面設計是一項復雜的過程，為了確保瀝青路面設計質量，杜絕后續引發相關問題的產生，就必須做到各項程序選擇層層把關，嚴格控制。我國的瀝青路面設計方法雖有長足的發展和不斷完善，但是在設計指標運用控制、參數選取、及時更新方面仍然需要進一步完善，減少設計的隨意性和盲目性，通過不斷的總結設計經驗來完善設計、指導施工。
參考文獻：
[1] 葉巧玲，杜銘. 公路瀝青路面結構設計研究[J].山西建筑，2009（25）
[2] 姚祖康. 瀝青路面設計指標的探討[J]. 中國公路學會2005年學術年會論文集，2005，08
[3] 申愛琴，孫增智，王小明. 陜西瀝青路面典型結構設計參數敏感性分析[J]. 內蒙古公路與運輸. 2001（01）
[4] 陳祥. 大厚度半剛性基層瀝青路面結構計算及其層間處理技術研究[D]. 長沙理工大學 2006
瀝青路面結構設計論文范文第2篇
關鍵詞：公路，瀝青路面，破壞，原因，防治，措施
前言：瀝青路面的早期破壞是指在瀝青路面使用前期，即在瀝青路面設計壽命的前期發生的過早的各種形成的破壞。論文參考網。隨著公路交通事業的迅速發展，交通量的不斷增長，交通車輛噸位的增長，荷載等級的提高及車輛超載等對瀝青路面的破壞日益嚴重，并極大的影響公路使用質量和公路使用壽命，影響交通運輸上網發展，分析瀝青路面早期破壞的原因，提出預防破壞的措施方法，對公路質量及公路運輸是有重要意義。
（一）瀝青路面早期破壞原因
（1）結構設計不合理。瀝青面層結構選用不當，混合料類型不合理，根據瀝青路面設計規范，瀝青面層除應滿足車輛的使用要求外，還應滿足雨水不滲等要求，宜選用粒徑較小，空隙也小的級配混合料，盡量采用小粒瀝青砼，以提高瀝青路面面層的防滲性。對于選用中粗粒砼或開級配或半開級配瀝青碎石的瀝青路面，必須在瀝青面層下設下封層，防止雨水滲水。
（2）油路補強段的路面厚度考慮不足。路面改造過程中，為充分利用老路并節約土地及投資，利用舊路的線位及結構層，按照公路補強設計的一般要求和科學態度，宜先對所用的路段狀況進行客觀評估，根據舊路的狀況（特別是強度彎沉指標）確定利用舊路的方案及補強厚度，但實際上，一些設計單位往往沒有認真細致的調查，大致給出一個補強厚度及路段樁號就草草了事，結果導致許多補強路段補強后彎沉值大于設計值，造成新路強度不足，早期破壞嚴重。
（3）巖石路段石質類型確定有誤，在路基設計中，由于沒有足夠的地質鉆探資料，僅靠地表情況判斷石質類型，容易出錯。如有的公路，原設計為石方路段，僅用15㎝水穩砂礫做整平層，未設置半剛性基層。實際開挖后，路基為泥質頁巖及風化巖，施工單位照圖施工后，由于雨水滲入，導致泥質頁巖及風化巖軟化，瀝青路面結構強度不足，出現大面積風裂。
（4）路面厚度設計問題。論文參考網。路面厚度設計的依據是設計年限內的累計當量軸次，設計單位為了計算方便，一般將設計公路的交通量劃分為一定車型的標準交通量與另一定型的非標準車交通量，然后將確定車型的非標準車的軸次，換算成標準車軸載的當量軸次，最后用設計年限內的當量軸次，計算路面設計彎沉及結構厚度。
（二）施工質量問題可能造成瀝青路面早期損壞
（1）土基尤其是是粘性土路基施工中，要加強對土的粉碎和翻曬，盡量保證碾壓路段土體含水量的均勻，力求土體固結后路基模量不出現大的差異，要防止對過干的土（低于重型擊實標準最佳含水量3%）采取超壓方式進行壓實。
（2）目前，我國高等級公路路堤普遍比較高，而施工周期又相對較短，這對路基沉降非常不利，施工中，應優先安排高填土路段路基施工，并盡量快速施工，讓路基完成后有盡量長的時間固結，橋梁工程的臺背填土往往是高填土路段。也要盡早施工，不能有“重橋輕路”的思想。
（3）使用石灰材料的基層（如二灰碎石基層等）既要對購進石灰的品質把關，更要防止石灰的活性損失?；钚該p失越多，其基層強度就越低。因此，施工控制中，石灰消解時間的確定和對消石灰的保管（特別是雨季保管）應納入施工管理的重要內容。
（4）我國目前對半剛性基層（如二灰碎石或水泥或水泥穩定碎石基層）內在質量控制的主要方法是密實度檢查，后期強度則主要通過彎沉檢測量為確定。基層集料級配控制往往在實際施工時被忽視，二灰碎石或水泥穩定碎石基層均屬于嵌擠密實型結構，其集料級配對基層強度形成有很大影響。若級配不連續或結構內級配不均勻，在剪應力作用下，局部易碎裂，造成松散，甚至損壞整個路面。
（5）基層養護不到位也易造成路面早期損壞。我國現行路面結構設計多在半剛性基層加鋪瀝青面層，基層完成后采用灑水車配以人工鋪助灑水來進行養生，受主、客觀因素的影響，這種養生方法常常不到位，目前機械化程度較高，基層施工速度較快，因為灑小汽車配備不足，或施工取水困難，或氣侯干燥等，路基養生工作往往不到位。灑水車或施工車輛輪胎通過造成基層頂面產生浮灰或表面松散。“保濕養生法”或許是解決這一問題的有效途徑。
（6）瀝青混合料的品質無疑是瀝青路面良好使用性能的重要保證，施工中對瀝青面層集料的相對穩定、瀝青拌和樓的粗量系統及礦粉控制、瀝青混合料的拌和和碾壓溫度混合料的表面離析等予以足夠的重視。
（三）車轍原因分析
車轍的形成原因主要是瀝青混合料以及交通條件環境系統的影響，車轍變形主要來源于瀝青混合料的粘滯流動和一定的壓實作用，瀝青混合料在高溫下由于車輪反復碾壓，產生機橫向剪流動造成車轍，另外施工中用油偏高，瀝青稠度偏高，礦料級配中細了過高，礦粉摻量過大也會產生車轍。論文參考網。
（四）養護方面
瀝青路面的質量好壞，與設計，施工有著很主要的關系，同時與養護也有著重要聯系，瀝青路面設計施工的再好，如養護不當，也會對路面造成損壞，當瀝青路面出現沉降裂縫、車轍、坑槽等破壞時，應及時發現分析成因，采用適當的方法進行處理，修復以免損壞進一步的蔓延。
二、路面病害的防治措施
（一）優化設計
提高長期使用性能的重點應該從優化結構組合設計，按每一條路的實際情況得到的數據去設計路面面層，這樣的數據才能更合理、更適合。對各油面層瀝青混合料進行優化設計，礦質混合料設計時應采用骨架密實結構，最佳瀝青用量應根據不同層油面層需要的功能謹慎選定。為提高瀝青路面的高溫穩定性，黑龍港流域施工采用的瀝青用量應按最佳瀝青用量OAC的±0.3%選用，中、下油面層宜取低限。重載道路或高速公路瀝青路面建議對中、上面層使用瀝青進行SBS改性。
（二）原材料質量控制
（1）瀝青應選用具有良好的高低溫性能、抗老化性能、含蠟量低，高粘度的優質國產或進口瀝青。在條件許可的情況下，可在瀝青中摻和各種類型的改性劑，以提高基性能指標。
（2）集料選用的骨料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。
（3）混合料的級配確定瀝青混合料的高溫穩定性和疲勞性能、低溫抗裂性，路面表面特性的耐久性是兩對矛盾，相互制約，照顧了某一方面性能，可能會降低另一方面性能。
（4）混合料配合比設計，實際上是在各種路用性能之間搞平衡或最優設計，根據當地的氣侯條件和交通性況做具體分析，盡量互相兼顧，當然為提高瀝青路面使用性能還可以考慮以下兩個途徑：第一是改善礦料級配，采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）：第二是改善瀝青結合料，采用改性瀝青。
（三）路基的強度
首先壓實度是反映路基強度的重要指標，也是提高路基強度和穩定性的最經濟、最有效的技術措施，施工中必須嚴格檢測控制，使其達到規定值。填土層的厚度對壓實度有直接的影響，每層的松鋪厚度不應大于30㎝。必須嚴格控制路基的填筑工藝，確保路基強度。
（四）施工過程中質量的控制
（1）瀝青的選用十分關鍵，要挑選符合規范各項要求的瀝青，特別是瀝青針入度、軟化點、延度指標必須嚴格把關。由于近些年的氣侯偏暖，因此，瀝青標號宜選擇在規定范圍內低標號瀝青。此外，透層油，粘層油瀝青應采用與瀝青混凝土用同一種瀝青，特別是油石比的選擇應考慮粘層油，透層油返油時對其影響。
（2）在瀝青混合料配合比設計上要特別重視
（3）瀝青混合料拌合時間、出廠溫度、攤鋪溫度、碾壓成型等溫度控制必須嚴格按規范要求進行，合理安排工期，避開不利天氣施工。
（4）攤鋪機應選用熟練的攤鋪機操作手，并選擇兩臺前后錯開同時施工，而少采用傘斷面攤鋪機，在攤鋪過程中，應盡量避免停機，注意路面縱向接縫的成型及碾壓工藝。]
結束語
路面早期破損已為瀝青路面的主要危害之一，各級交通管理部門都應引起足夠的重視。并根據其成因從路面設計，原材料進場到具體施工，有針對性采取一系列預防和改善措施。同時，必須建立健全質量保證體系，從管理部門、設計部門到施工部門，層層重視，層層控制，層層落實。只有這樣，才能從根本上減少對瀝青路面的早期破損現象的確發生，使公路建設質量全面提高，更上新臺階。
參考文獻
[1]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社.
[2]沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現象及預防[M].北京:人民交通出版社,2008,5.
瀝青路面結構設計論文范文第3篇
關鍵詞 瀝青混合料;抗疲勞性能;控制應力彎曲疲勞試驗;評價指標;性能分析
中圖分類號U416.2 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)22-0043-02
0 引言
瀝青混合料疲勞性能是指其在特定荷載環境與氣候環境條件下抵抗重復加載作用而不產生破裂的能力。疲勞損壞是瀝青混凝土路面最主要的破壞形式之一。為了保證瀝青路面具有良好的使用性和耐久性,世界各國瀝青路面設計方法均以路面疲勞特性作為基本設計原則,國內外研究和評價瀝青混合料抗疲勞性能的方法有很多,其中控制應力彎曲疲勞試驗是研究瀝青混合料抗疲勞性能的最有效方法。
本文介紹控制應力彎曲疲勞試驗,并采用該試驗方法對AC-13瀝青混合料的抗疲勞性能進行評價,提出瀝青混合料抗疲勞性能的評價指標,分析AC-13瀝青混合料其抗疲勞性能變化規律。
1 瀝青混合料抗疲勞評價方法概述
國內外研究瀝青混合料抗疲勞性能的方法有很多種,綜合目前已有的研究成果,瀝青路面疲勞特性試驗方法主要包括:1)現場試驗法;2)試槽法;3)試板試驗法(也稱為試塊法);4) 試件法;5)槽口彎曲疲勞試驗等。
如此繁多的試驗方法,如何選擇。本論文從試驗的可操作性、試驗結果的可直接應用性及國內對抗疲勞性能的相關規定要求考慮,采用控制應力簡支梁彎曲疲勞試驗法進行應力控制的疲勞試驗,研究瀝青混合料的疲勞性能,為瀝青混合料的設計與施工提供指導。
2 簡支梁彎曲疲勞試驗原理
本文采用中點加載簡支梁彎曲試驗法,加載模式為控制應力方式?？刂茟Φ钠谠囼炇窃谥貜图虞d的疲勞試驗過程中,保持應力不變,疲勞破壞是以試件的疲勞斷裂作為準則,達到疲勞破壞的荷載作用次數為疲勞壽命。
這種加載方式下疲勞壽命公式一般為:
Nf=k(σf /σ) n
式中:
Nf為疲勞壽命,采用試件破壞時的加載次數;
k,n為試驗常數,其值取決于試驗條件,加載方式和材料特性等,n 也稱為坡度系數;
σ為每次施加于試件的常量應力的最大幅度,MPa;
σf為瀝青混合料的彎拉強度。
3 瀝青混合料抗疲勞性能評價
采用控制應力彎曲疲勞試驗對AC-13瀝青混合料進行抗疲勞性能評價,AC-13確定瀝青混合料抗疲勞性能。
3.1 試驗材料
3.1.1 集料
粗集料采用石灰巖碎石,細集料采用石灰巖機制砂,經過試驗測試,所采用的集料均滿足相關技術要求。
3.1.2 瀝青
采用Shell Pen60/80瀝青,對瀝青按JTG F40―2004《公路瀝青路面施工技術規范》要求的性能指標檢測,經檢測瀝青性能指標滿足相關技術要求。
3.2 瀝青混合料配合比設計
分別對AC-13瀝青混合料進行配合比設計,確定瀝青混合料的集料用量比例和最佳油石比。
3.2.1 礦料級配設計
礦料級配設計采用馬歇爾設計方法,設計時充分考慮到JTG F40―2004《公路瀝青路面施工技術規范》要求,確定的AC-13瀝青混合料的集料用量比例為:
10~15mm碎石:5~10mm碎石:機制砂= 35%:23%:42%
3.2.2 最佳油石比確定
按照JTG F40―2004《公路瀝青路面施工技術規范》規定的瀝青混合料最佳油石比確定方法,確定AC-13瀝青混合料的最佳油石比為為5.0%。
3.3 抗疲勞試驗結果及分析
3.3.1 Pen60/80的AC-13瀝青混合料疲勞試驗結果
采用PLS疲勞試驗機以控制應力簡支梁彎曲疲勞試驗對Pen60/80的AC-13型瀝青混合料抗疲勞性能進行評價。
試件尺寸:采用車轍成型儀成型300mm×300mm×50mm的板狀試件,然后沿碾壓成型方向切割出240mm×50mm×50mm的小梁試件。
試驗條件:試驗溫度15℃,加載頻率10Hz,跨徑20cm,采用應力控制三點彎曲試驗,根據不同應力比下的疲勞破壞數據,繪制加載次數和變形曲線。
AC-13瀝青混合料小梁彎曲強度試驗結果平均破壞荷載為2.63kN,抗彎拉強度為6.312 MPa;
AC-13瀝青混合料的小梁疲勞試驗結果如下:
疲勞作用次數:212、347、2188、3447、19935;
相應應力比:0.6、0.5、0.3、0.2;
相應對數:2.326、2.540、3.340、3.537、4.300。
AC-13瀝青混合料的小梁疲勞彎曲疲勞方程如下:
疲勞方程:y = -0.1945x + 1.0241R2= 0.9633
疲勞方程參數及相關系數 :k=10.57n=0.1945R2= 0.9633
以疲勞次數的對數為橫坐標,應力比為縱坐標,繪制AC-13瀝青混合料的疲勞曲線圖如下圖1。
3.3.2 試驗數據分析及結論
1) AC-13瀝青混合料的疲勞次數服從標準疲勞方程模式,滿足疲勞性能要求。疲勞次數都隨著應力水平的增加而呈現明顯下降趨勢,說明車輛輪載的增加,對路面耐久性的破壞很明顯,因此進行路面結構設計時,應充分考慮擬建道路的交通組成特點,尤其是對于重載車輛的破壞作用要有較準確的判斷,防止路面由于超載而使疲勞壽命大大降低。
2)疲勞方程的參數k值可以稱為疲勞擴大系數,k值越大,說明疲勞壽命越長, n可以稱為速度系數,該值越大,說明疲勞次數隨著應力水平的增加衰減的速度越快,耐久性能良好的混合料的疲勞方程一般具有k值較大,n值較小的特點。
4 結論
通過研究現有的瀝青混合料疲勞試驗方法,本論文采用現象學法中的控制應力簡支梁彎曲疲勞試驗法,對AC-13瀝青混合料進行抗疲勞性能進行評價,AC-13瀝青混合料的疲勞次數服從標準疲勞方程模式,滿足疲勞性能要求,提出應將疲勞破壞試驗、指標作為路面結構設計的依據。
參考文獻
[1]公路瀝青及瀝青混合料試驗規程 JTJ 052―2000.北京: 人民交通出版社,2000.
[2]公路瀝青路面施工技術規范 JTJ F400―2004.北京:人 民交通出版社,2004.
[3]公路瀝青路面設計規范 JTJ D50―2006.北京:人民交通 出版社,2006.
[4]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能.人民交通出版社, 2001.
瀝青路面結構設計論文范文第4篇
關鍵詞：瀝青穩定碎石基層混合料；半剛性路面
中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：
1問題的提出與意義
1-1概 述
公路運輸在整個國民經濟生活中一直發揮著重要的作用。近年來，隨著我國道路交通事業的發展，將瀝青混凝土路面應用于高等級公路顯得愈來愈重要。在己建成的高速公路中，90%以上是以半剛性材料為基層，瀝青混凝土為面層的路面（簡稱半剛性路面）。半剛性基層具有較高的強度與承載力、良好的整體穩定性和耐久性，為實現“強基薄面”的結構提供了可靠保證。然而，隨著半剛性瀝青路面的大量使用，逐步發現半剛性瀝青路面也存在著一些嚴重的問題。其主要表現在：半剛性材料具有的干縮和溫縮特性，使瀝青路面不可避免要產生反射裂縫，并容易導致瀝青面層的破壞。另外，半剛性基層的抗沖刷性能也較弱，易引起水損害等不利影響。
1-2 問題的提出
鑒于半剛性基層材料自身固有的特性，為了防止和減少半剛性瀝青路面反射裂縫，國內外科研工作者進行了大量的研究工作，如采用調整結合料用量與比例，增加粗骨料含量并嚴格設計級配，以便盡可能的減小溫縮和干縮效應，增加半剛性基層材料抗裂性能?；虿捎猛ㄟ^增加瀝青面層厚度以防止基層反射裂縫及從結構本身入手防止和減少半剛性瀝青路面基層的反射裂縫等。以上這些方法雖對抑制瀝青路面反射裂縫起到了一定的作用，但仍沒有從根本上解決瀝青路面的開裂問題。故此，急需尋求一種其它的基層材料來克服半剛性基層的缺點，以提高瀝青路面的使用品質。而以剛度相對較小的柔性材料作為瀝青路面的基層，可以吸收部分層底拉應力，大大減少路面開裂的可能性。以解決瀝青路面的反射裂縫問題。以瀝青穩定級配碎石為基層的柔性基層瀝青路面具有半剛性基層瀝青路面所不具備的許多優越性。
（1）瀝青混合料對于水分的變化不敏感，不易受水損害，不易產生收縮開裂而導致面層出現反射裂縫；
（2）由于面層和基層材料結構的相似性，路面結構受力、變形更為協調；
（3）同瀝青面層一起構成全厚式瀝青面層，從而使得整個瀝青面層的修筑時間減少；
（4）剛度相對較小，減少裂縫產生的幾率。
1-3 問題研究的意義
由于瀝青穩定碎石柔性基層具有諸多優點，以其為基層的路面結構在國外已得到廣泛應用，而國內的相關研究還不完善。因此，深入系統的研究瀝青穩定碎石柔性基層的混合料設計方法，了解、分析瀝青穩定碎石柔性基層的路用性能，找出適合實際情況的瀝青穩定碎石柔性基層的施工工藝和方法去指導施工，對于避免瀝青路面的過早開裂，提高瀝青路面的服務年限和使用質量有著極為重要的意義。
2 瀝青穩定碎石混合料的路用性能要求
路面基層是面層的基礎，基層主要承受由面層傳來的車輛荷載的垂直力，并擴散到下面的墊層和土基中去。實際上基層是路面結構中的承重層，它應具有足夠的強度和剛度，并具有良好的擴散應力的能力。雖然基層遭受大氣因素的影響比面層小，但是仍然有可能經受地下水和通過面層滲入雨水的浸濕，所以基層結構應具有足夠的水穩定性。同時，基層表面要求有較好的平整度，這是保證面層平整性的基本條件。
瀝青穩定碎石混合料作為路面的基層，必須具有上述基層材料所必需的工程特性。同時，作為瀝青混合料，其強度、穩定性、破壞模式等，都與瀝青穩定碎石基層的使用環境密切相關，特別是對于溫度比較敏感，在不同溫度區域的破壞模式有很大的不同。而我國的瀝青路面面層大多數情況下厚度較?。ń^大多數在20cm以下），這樣外界荷載和環境因素（溫度、濕度等）的變化，就會對處于面層之下的基層材料——瀝青穩定碎石混合料的性能產生劇烈的影響。
因此，主要從瀝青穩定碎石基層混合料的使用條件，即：荷載因素、溫度狀況、結構功能，以及施工應用方便性的要求等方面，來研究瀝青穩定碎石混合料的路用性能要求。
2-1高溫穩定性
瀝青穩定碎石混合料是一種典型的流變性材料，它的強度和勁度模量隨著溫度的升高而降低。為了保證瀝青路面在高溫季節不至于產生推移、波浪、車轍、泛油等病害，作為基層的瀝青穩定碎石混合料必須進行高溫穩定性研究，以確保高溫時，其能夠有足夠的強度和勁度模量來支撐路面結構，保證路面的使用品質。
2-2低溫抗裂性
瀝青是一種溫度敏感性材料，溫度的變化會使其力學性能發生很大的變化。隨著溫度的降低，瀝青混合料的強度和勁度都會明顯增大，然而，其變形能力卻會顯著下降，并會出現脆性破壞。
瀝青穩定碎石混合料作為基層材料，雖然所面臨的低溫狀態不會很嚴重，但在冬季氣溫急劇降低時，也可能會因收縮而產生橫向裂縫?；鶎拥拈_裂不但會造成基層本身強度的降低，而且裂縫會反射到面層，造成面層的開裂，破壞路面結構完整性，進而在水分和行車荷載的綜合作用下產生飽和。其結果是路面強度明顯降低，在大量行車荷載的反復作用下，產生沖刷和卿漿現象，從而使裂縫發展成為網裂、龜裂而使路面很快產生結構破壞。
而應用瀝青穩定碎石柔性基層的初衷之一，就是減少像半剛性基層路面那樣的基層反射裂縫，因此必須要保證瀝青穩定碎石基層混合料有良好的低溫抗裂性能，已發揮其柔性基層的優點。
2-3強度和剛度
基層是路面面層的基礎，是瀝青路面的承重層。因此，瀝青穩定碎石混合料作為基層材料必須具備足夠的強度以支撐路面結構。另外在車輛荷載的作用下，路面內部的應力狀態非常復雜，根據理論分析，在路面中有三個不同的應力區，即：（1）在路面的上層為三向受壓區，既有壓應力又有剪應力；（2）路面中層為受壓區，該區內由于荷載產生的剪應力已經很小，處于一種豎向受壓的狀態；（3）路面下層為受拉區，在荷載的作用下會出現彎拉應力。瀝青穩定碎石基層位于面層以下，處于受壓區和受拉區。即瀝青穩定碎石基層需要承受荷載的壓實作用以及底面的彎拉作用。因此，要保證瀝青穩定碎石基層混合料有足夠的抗壓強度和抗拉強度。
另一方面，為了防止在車輛荷載作用下產生過量的變形，從而造成路面結構的車轍、沉陷等破壞。也應該保證瀝青穩定碎石基層有足夠的剛度。
2-4耐久性
為了保證路面具有較長的使用年限，必須保證作為路面基礎的瀝青穩定碎石基層具有較好的耐久性。道路是一種是野外結構物，建成后要受到行車荷載和外界環境的因素（溫度、濕度等）的反復作用，對于瀝青穩定碎石基層，由于其層位的關系，它受惡劣環境影響的程度雖不象面層那樣劇烈，但在路面使用期間，在環境影響下經受車輪荷載的反復作用，長期處于應力應變交迭變化狀態，致使基層結構強度由于疲勞而逐漸下降。當荷載重復作用超過一定次數以后，在荷載作用下瀝青穩定碎石基層內產生的應力就會超過強度下降后的結構抗力，產生疲勞破壞。因此瀝青穩定碎石基層混合料應該有良好的抗疲勞性能。以保證路面結構的耐久性。
2-5施工和易性
要保證室內配料在現場施工條件下順利的實現，瀝青穩定碎石混合料除了應具備前述的技術要求外，還應具備適宜的施工和易性。影響瀝青混合料施工和易性的因素很多，諸如當地氣溫、施工條件及混合料性質等。
單純從混合料材料性質而言，影響瀝青混合料施工和易性的首先是混合料的級配情況，如粗細集料的顆粒大小相距過大，缺乏中間尺寸，混合料容易分層層積（粗粒集中表面，細粒集中底部）；如細集料太少，瀝青層就不容易均勻地分布在粗顆粒表面；細集料過多，則使拌和困難。此外當瀝青用量過少，或礦粉用量過多時，混合料容易產生疏松不易壓實。反之，如瀝青用量過多，或礦粉質量不好，則容易使混合料粘結成團塊，不易攤鋪。
瀝青穩定碎石混合料柔性基層的應用研究，應該從級料集配設計和確定瀝青最佳用量方面，確?；鶎踊旌狭系氖┕ず鸵仔?。
3 進一步研究的建議
為了更好地利用瀝青穩定碎石基層，以解決半剛性基層所帶來的反射裂縫和水損壞問題，應對瀝青穩定碎石基層進行更廣泛、更深入的研究。在今后的研究工作中，建議對以下問題作進一步的研究：
（1）嘗試提出新的瀝青穩定碎石基層混合料級配，對其進行試驗研究，以期提出適合基層用的瀝青混合料的級配范圍；
（2）研究瀝青穩定碎石基層瀝青路面的結構設計方法，提出相應的設計指標及標準；
（3）對瀝青穩定碎石柔性基層防止瀝青路面反射裂縫的理論原理作出進一步研究推敲；
（4）碎瀝青穩定碎石混合料的實驗室成型方法作進一步研究，以期獲得最符合實際的應用狀態的試件成型方法和試驗指標試驗參數；
（5）對瀝青穩定碎石基層混合料的施工技術應更一步研究，進一步探索瀝青穩定碎石基層厚度和合理的壓實機械組合對壓實度的影響。
參考文獻
李東玉．瀝青穩定碎石ATB-30柔性基層配合比設計與施工．交通世界，2006（2）：86～88
袁宏偉．瀝青穩定碎石基層材料設計方法研究[碩士學位論文]．西安：長安大學，2003
易湘舒．多年凍土地區瀝青穩定碎石基層混合料路用性能研究[碩士學位論文]．西安：長安大學，2003
沈金安．瀝青及瀝青混合料的路用性能．北京：人民交通出版社，2001.1
劉中林．骨架大粒徑瀝青混合料組成設計與路用性能研究[博士學位論文]．西安：長安大學，2002
王龍.瀝青碎石與級配碎石過渡層在防止半剛性基層反射裂縫的對比分析.哈爾濱工業大學交通學院.
楊榮山，艾長發．柔性路面與半剛性路面的性能對比分析．四川成都：西南交通大學
瀝青路面結構設計論文范文第5篇
[論文摘要]本文介紹了瀝青路面中常見的一些病害，重點闡述了瀝青路面出現裂縫的原因，并給出了相應的預防措施，可供瀝青路面設計和施工人雖參考。
瀝青路面具有表面平整，堅實、無接縫、施工工期短、養護維修簡便和有良好的減振性等優點，使行車平穩、舒適而低噪聲。但由于受到交通量增長、重載超載車輛的增多、溫度變化、濕度變化，冰凍作用、設計、施工、采用材料和養護管理等因素的影響，出現了多種瀝青路面病害，如瀝青路面的裂縫、車轍和水損害等。根據我們這幾年來對我省瀝青路面的實際損壞情況的調查，談談瀝青路面常見的病害與裂縫出現的原因及其預防措施。
一、常見瀝青路面病害
瀝青路面的損壞所表現出的形式和特征是多種多樣的。經總結分析，主要有以下幾種常見病害。
1.瀝青路面的裂縫
瀝青路面建成后，都會產生各種形式的裂縫。初期產生的裂縫對瀝青路面的使用性能基本上沒有影響，但隨著表面雨水的侵入，導致路面強度下降，在大量行車荷載作用下，使瀝青路面產生結構性破壞。瀝青路面裂縫的形式是多種多樣的，裂縫從表現形式可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網狀裂縫三種。影響裂縫的主要因素有：瀝青的品種和等級、瀝青混合料的組成、面層的厚度、基層材料的收縮性、土基和氣候條件等。
2、瀝青路面的車轍
車轍是路面結構層及土基在行車重復荷載作用下的補充壓實，以致結構層材料的側向位移所產生的累積永久變形。影響瀝青路面車轍深度的主要因素是瀝青路面結構和瀝青混凝土本身的內在因素，以及氣候和交通量及交通組成等的外界因素。車轍產生的主要原因有：(1)瀝青混合料油石比過大；(2)表面磨損過度：(3)雨水侵入瀝青混凝土內部；(4)由于基層含不穩定夾層而導致路面橫向推擠形成波形車轍。
3、瀝青路面的松散
松散是直接影響行車安全的路面病害，松散可能出現在整個路面表面。也可能在局部區域出現，但由于行車作用，一般在輪跡帶比較嚴重。其產生的主要原因有：(1)局部路基和基層不均勻沉降引起路面破壞；(2)碎石中含有風化顆粒，水侵入后引起瀝青剝離；(3)隨著使用時間的增多，瀝青結合料本身的粘結性能降低，促使面層與輪胎接觸部分的瀝青磨耗，造成瀝青含量減少，細集料散失；(4)機械損害或油污染。
4、瀝青路面的水損害
瀝青路面在存在水分的條件下，經受交通荷載和溫度漲縮的反復作用，一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上，同時由于水動力的作用。瀝青膜漸漸地從集料表面剝離，并導致集料之間的粘結力喪失而發生路面破壞。瀝青路面產生水損害的原因主要有材料、設計、施工、土基和基層、超載車輛等原因。
5、瀝青路面的凍脹和翻漿
瀝青路面產生凍脹和翻漿主要是在凍融時期，因為水的侵入和路基土的水穩定性能差，由于冰凍的作用，路基上層積聚的水分凍結后引起路面脹起并開裂。道路翻漿是水、土質、溫度、路面和行車荷載五個主要因素綜合作用的結果。其中水、土、溫度構成翻漿的三個自然因素，缺少任何一個因素都不可能形成翻漿。
6、瀝青路面的沉陷
沉陷是路面變形中最普遍的一種，特點是面積大，涉及的結構層次深，主要出現在挖方段和填挖交界處。其產生的主要原因是：(1)土質路塹排水不暢，路床下部路基過濕潤而產生不均勻沉降，引起路面局部下沉；(2)路面強度不能適應日益增長的交通量，易發生疲勞破壞：(3)路基或基層強度不足或填挖路基強度不一致，在車輛荷載作用下，路基或基層結構遭破壞而引起沉陷；(4)橋頭路面沉降不均勻而引起沉陷并與橋面發生錯位。
二、瀝青路面出現裂縫的原因分析及其預防措施
1原因分析
瀝青路面出現裂縫的主要原因而可以分為兩大類：一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產生的溫度裂縫，一般稱之為非荷載型裂縫：另一種是由于行車荷載的作用而產生的結構性破壞裂縫，一般稱之為荷載型裂縫。
(1)非荷載型裂縫
非荷載型裂縫主要是溫度裂縫，也有因施工不當、材料選取不當等引起的裂縫。其產生的原因有：
多智網校誠招全國各地市獨家線下商，共同開發網上教育市場。多智教育()！
1)瀝青材料在較高溫度條件下，具有良好的應力松弛性能，溫度升降產生的變形不至于產生過高的溫度應力。但在冬季氣溫驟降時，土基和路面基層由于受溫度變化，冬季冰凍產生的膨脹，導致路基和基層產生裂縫并反射到瀝青面層，瀝青混合料的應力松弛趕不上溫度應力的增長，同時勁度急劇增大，超過混合料的極限強度或極限拉伸應變，便會產生開裂。此外，隨著溫度反復升降，溫度應力使混合料的極限拉伸應變變小，又加上瀝青的老化使瀝青勁度增高，應力松弛性能降低，故可能在比一次性降溫開裂溫度更高的溫度下開裂，同時裂縫是隨著路齡的增加而不斷增加。
2)瀝青的品種和等級也是影響瀝青路面開裂的重要因素。在長期的實踐經驗中，選用高粘度、低稠度的瀝青，其溫度敏感性較低，能延遲溫度裂縫的產生；瀝青未達到適合本地區氣候條件和使用要求的質量標準，低溫抗變形能力較差，致使瀝青面層在低溫下產生收縮開裂。
3)地基處理不當，路基碾壓不均勻，造成路基沉降不均勻；舊路拓寬時，新舊路基搭接部位沒有嚴格按照臺階式分層壓實處理，以及下部基層比較軟弱，或地基處理不徹底等。
4)鋪筑瀝青面層采用分幅攤鋪時，接縫處理不當，結合不良，對接縫處碾壓不密實，造成路面滲水或面層壓實未達到要求，在行車作用下形成裂縫。
(2)荷載型裂縫
荷載型裂縫即主要由于行車荷載作用而產生的裂縫，其產生的原因有：
1)隨著交通運輸的高速發展。原有的路面強度日趨不足，路面滿足不了交通量迅速增長和汽車載重明顯增大的需求，瀝青路面過早產生疲勞破壞，瀝青路面很快開裂。
2)原結構設計不合理，未充分考慮到各種不利因素，施工質量不好，瀝青路面面層厚度不足，瀝青路面原材料的品質不符合設計規范要求，路面強度明顯不能滿足行車要求。在行車作用下，特別是超大噸位車輛的頻繁碾壓，瀝青路面很快開裂。
2防止措施
針對以上分析的瀝青路面病害的原因，主要從施工材料、設計、施工、養護和交通管理等5個方面采取相應的預防措施。
(1)材料方面
合理確定瀝青路面結構，瀝青面層的裂縫主要由瀝青面層本身的低溫收縮引起的。選用低溫勁度小、延度大、溫度敏感性差、含蠟量低的優質瀝青，精選礦料，準確級配瀝青面層的礦料和合理配置瀝青混合料配合比。配制出性能優良的瀝青混合料，控制瀝青用量，保證瀝青混合料性能優良，均可有效減少裂縫。
(2)設計方面
精心設計，對地形復雜地段做好地質調查工作。要特別注意加固地基，防止因地基軟弱而出現不均勻沉降，使用合格填料填筑路基，或對填料進行處理后再填筑路基，確保路基有足夠的強度和穩定性，以保證路面具有穩定的基礎：選用抗沖刷性能好、干縮系數和溫縮系數小及抗拉強度高的半剛性材料做基層：選用優質瀝青做瀝青面層；在穩定度滿足要求的前提下，應該選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。
(3)施工方面
精心施工，選擇先進施工工藝和機械設備，制定完善的施工方案，確保壓實度達到規范要求，嚴格按設計要求進行軟基處理，提高軟基處理的施工質量，嚴格控制半剛性基層施工碾壓時的含水量，混合料的含水量不能超過壓實需要的最佳含水量或控制在施工規范容許的范圍內；半剛性基層碾壓完成后。要及時養生，防止其產生裂縫反射到表面層，保護混合料的含水量不受損失；養生結束后，應立即噴灑透層油，并盡快鋪筑瀝青面層。
(4)養護方面
嚴格養護管理，加強路面保潔，確保排水性能良好。及時對裂縫的進行科學的處理，避免病害的進一步擴展。
(5)加強交通管理
加強交通管理，限制大型超載車通行；在夏季連續高溫時段，運營管理單位可將重車安排在夜間、凌晨路表氣溫較低時段通過：禁止帶釘輪胎對路面的過度磨損或者更加嚴厲地限制使用。
