瀝青路面早期損壞與結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系

瀝青路面早期損壞與路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理有很大關(guān)系，從現(xiàn)有瀝青路面結(jié)構(gòu)早期損壞情況看，不可否認，在瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方面存在一定的不合理性。

很多地區(qū)盡管瀝青路面早期破壞的現(xiàn)象和特征不盡相同，但對于水損壞、車轍等與設(shè)計路面結(jié)構(gòu)設(shè)計密切相關(guān)的早期損壞是普遍存在的。對于我國現(xiàn)行瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的一些問題，主要表現(xiàn)如下：

1、設(shè)計指標唯一。盡管瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中包含彎沉和彎拉應(yīng)力驗算指標，但實際在瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中，彎沉成為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的唯一指標，也即使說按照現(xiàn)有的規(guī)范方法，在路面設(shè)計彎沉滿足的條件下，彎拉應(yīng)力驗算肯定是通過的，使得設(shè)計指標成為唯一。

2、設(shè)計指標不可控制。設(shè)計指標應(yīng)該是路面結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生損壞的控制指標，即設(shè)計模型與路面結(jié)構(gòu)損壞模型應(yīng)該一致，但實際情況告訴我們，彎沉指標無法與多種破壞類型和破壞標準相統(tǒng)一、協(xié)調(diào)，現(xiàn)有瀝青路面的損壞湖設(shè)計模式大不相同，設(shè)計指標形同虛設(shè)。路面設(shè)計的宗旨是防止在設(shè)計年限內(nèi)總交通量反復荷載作用引起路面疲勞破壞，實際上絕大部分路面在交通量遠未達到設(shè)計交通量的早期已經(jīng)發(fā)生了破壞，疲勞破壞的指標還沒起到控制作用。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計基本思想是路面結(jié)構(gòu)的承載能力主要依靠半剛性基層，路面結(jié)構(gòu)破壞就意味著基層破壞。實際上現(xiàn)在許多高速公路的彎沉值都非常小，似乎路面不應(yīng)該破壞，可是實際卻壞了。另一方面，一旦水滲入基層、路基、彎沉又會變得很大。也就是說，路面破壞程度與路面驗收時的彎沉經(jīng)常不相關(guān)。

3、理論驗算定條件不準確。按照現(xiàn)有公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范，在進行瀝青路面結(jié)構(gòu)彎拉應(yīng)力驗算時，假定層間接觸條件是連續(xù)接觸，在這種條件下進行應(yīng)力驗算，半剛性基層頂面的瀝青面層處于受壓狀態(tài)，所以瀝青面層不會發(fā)生彎拉疲勞破壞。實際上，很難做到瀝青層與半剛性基層的連續(xù)，即使是瀝青的上、中、下面層之間，由于施工污染，施工非連續(xù)性等原因，瀝青層之間都有可能是部分連續(xù)或者滑動的，在荷載、水等外界因素作用下，層間界面連接狀態(tài)的改變是必然的，因此路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時的假定條件是不準確的，在這種情況下，理論驗算結(jié)果的準確性可想而知。

4、對其他路面結(jié)構(gòu)形式限制。由于瀝青路面彎沉設(shè)計指標的存在和指標標準的不斷提高，在國外大量成功應(yīng)用的柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)在我國無法得到應(yīng)用，盡管規(guī)范中也列出了柔性基層的結(jié)構(gòu)形式，實際上從設(shè)計指標本身就已經(jīng)決定了柔性結(jié)構(gòu)不可能應(yīng)用。

5、彎沉回歸公式不可隨意外延。1978年柔性路面設(shè)計規(guī)范中的彎沉公式是現(xiàn)行公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)，原來的彎沉與累計通行軸軸載次數(shù)的關(guān)系式是根據(jù)對當時國內(nèi)瀝青路面結(jié)構(gòu)和路況條件進行調(diào)查回歸得到的，現(xiàn)在路面結(jié)構(gòu)形式以及交通荷載情況與30年前有很大的不同，決定路面設(shè)計的關(guān)鍵指標彎沉公式多年來雖幾經(jīng)修正，但其對現(xiàn)有交通條件路面結(jié)構(gòu)形式下的適應(yīng)性值得懷疑。

6、路面材料設(shè)計參數(shù)與實際路用性能缺乏關(guān)聯(lián)性。路面設(shè)計采用理論計算方法看似很先進，實際上材料設(shè)計參數(shù)一般只是通過室內(nèi)試驗確定。過很多研究表明，路面材料在實際使用過程，其室內(nèi)性能與路用性能之間的關(guān)系并沒有很好的相關(guān)性，而我們的設(shè)計人員在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，一般僅通過取規(guī)范推薦的材料參數(shù)中值得的簡單辦法進行設(shè)計，更談不到去建立路面材料室內(nèi)力學性能與野外路用性能的關(guān)系，所以其設(shè)計過程實際上只是個形式。通過對瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在問題的分析可以看出，在設(shè)計上，瀝青路面發(fā)生早期損壞現(xiàn)象是必然的。也就是說，瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計本身就是矛盾的，設(shè)計模型的與瀝青路面早期損壞模式?jīng)]有較好的相關(guān)關(guān)系。

大部分地區(qū)瀝青路面結(jié)構(gòu)性早期損壞，應(yīng)提高長期使用性能的途重點應(yīng)該從優(yōu)化結(jié)構(gòu)組合設(shè)計，合理利用路面材料性能等方面著手。我們通過對級配碎石材料和瀝青穩(wěn)定碎石材料系統(tǒng)的研究以及試驗路和實體工程修建的實踐發(fā)現(xiàn)，在我國使用級配碎石和瀝青穩(wěn)定碎石材料在技術(shù)方面是可行的。采用力氣能夠穩(wěn)定碎石基層結(jié)構(gòu)雖然會在建設(shè)時提高路面結(jié)構(gòu)造價，但其造價僅僅占公路總造價的1`%~1.5%左右，而其后期使用性能的提高和養(yǎng)護費用的減少則可以獲得更大的經(jīng)濟效益。

根據(jù)統(tǒng)計，在已建成的25000公里高速公路中，瀝青路面約占85%~90%。全國高速公路瀝青路面幾乎都采用半剛性基層，可以說，半剛性基層瀝青路面是我國高速公路的主要路面結(jié)構(gòu)形式，甚至是惟一的路面結(jié)構(gòu)形式。

半剛性基層瀝青路面之所以成為我國高速公路主要路面結(jié)構(gòu)形式是歷史的選擇，其發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用的過程是和我國國情緊密相關(guān)的。半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的兩個主要原因是：

（1）國內(nèi)道路瀝青嚴重缺乏，而瀝青面層所用的瀝青混凝土是路面結(jié)構(gòu)中造價最高的一部分，因此為了降低公路建設(shè)的造價，需要盡可能減薄瀝青層的厚度；

（2）在瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計理念上，如果減薄瀝青面層厚度并必須滿足交通荷載對路面結(jié)構(gòu)承載能力的要求，就需要加強基層的強度，使基層成為承受交通荷載的主體。這種情況下，因為半剛性材料具有整體強度高、板體性好的特點，半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生。

交通部公路科學研究所正是在這種歷史條件下，在"七五"和"八五"期間，完成了"高等級公路半剛性基層重交通道路瀝青面層和抗滑表層的研究"課題，形成了較完整的半剛性基層瀝青路面設(shè)計施工成套設(shè)備技術(shù)。

國外在上個世紀50、60年代也對半剛性基層材料進行了大量對比和試驗研究，并根據(jù)半剛性基層材料的使用性能，歸納出以下主要結(jié)論：

（1）多數(shù)采用無機結(jié)合料穩(wěn)定的粒料只能用作底基層，有的國家只用作路基改善層。這是因為采用無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料基層容易產(chǎn)生開裂，為了防止反射裂縫，一般都在底基層與瀝青面層間增加一層粒料過度層，以減少反射裂縫。

（2）使用最廣泛的結(jié)合料是水泥，國外一般稱為水泥處理基層（Cement Treated Bese--CTB）。需要指出的是，無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料一詞中"穩(wěn)定"是以改善和提高結(jié)構(gòu)層強度為目的，并對無機結(jié)合料的強度進行了限制，并非越高越好；

（3）無機結(jié)合料穩(wěn)定基層上面的瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層的總厚度一般大于20cm。歐洲及日本等國家的高速公路實踐表明，半剛性基層瀝青路面是上個世紀60年代的主要路面結(jié)構(gòu)類型，現(xiàn)在已經(jīng)成為次要的路面結(jié)構(gòu)類型。從半剛性基層瀝青路面產(chǎn)生和應(yīng)用以及國外的經(jīng)驗看，半剛性基層瀝青路面在我國的廣泛應(yīng)用是必然的，同時在對半剛性基層瀝青路面的長期使用性能研究和使用條件的認識方面，我們是不全面的。

通過對瀝青路面早期破壞現(xiàn)象與路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在問題的分析，我們可以看出，造成瀝青路面結(jié)構(gòu)發(fā)生早期損壞的原因是復雜的，但作為最直接的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，需要在以選自.投標書代寫網(wǎng) yipai178.com 下幾個方面加強研究，以解決或減少瀝青路面的早期損壞。

（1）在瀝青路面設(shè)計規(guī)范中增加對瀝青路面功能性指標的要求，提高瀝青路面的長期路用性能。

（2）建立瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計模型與破壞模型聯(lián)系，確定控制路面發(fā)生損壞和早期損壞的關(guān)鍵指標作為設(shè)計指標；

（3）加強半剛性基層與瀝青面層的連接狀況，在進行應(yīng)力驗算時，應(yīng)根據(jù)使用條件選擇層間界面的接觸條件；

（4）開展包括柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)在內(nèi)多種路面結(jié)構(gòu)形式的研究，把瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計作為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點。

（5）開展路面材料室內(nèi)力學性能與野外路用性能的聯(lián)系的研究，使得設(shè)計結(jié)果更準確，提高瀝青路面結(jié)構(gòu)的使用性能。

> 瀝青路面早期損壞與結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系