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摘 要：随着社会经济的高速发展，中国高速公路的建设已经进入了一个高峰时期。沥青路面在通车后的第一个雨季会出现程度不同的唧浆、网裂、松散、车辙、坑槽等，这样会给我国的经济带来巨大的损失，给社会带来一定的影响。所以沥青路面的结构组合设计十分重要。
关键词：沥青路面；沥青混合料；渗水系数；组合设计
Abstract: With the rapid economic development of the community, the highway construction in China has entered a peak period. Asphalt pavement after the opening in the first a rainy season, there will be varying degrees squirt pulp crack Net, loose, ruts, pits, etc. This would give our economy a tremendous loss to the community to have some impact. Therefore, the composition of the asphalt pavement structure design is very important.Key words: asphalt pavement; asphalt mixture; permeability coefficient; combination design
中图分类号：U415文献标识码：A
1 沥青路面结构组合设计的原则
1．1满足行车荷载作用的要求
沥青路面结构在高速行车荷载的作用下，产生水平力和垂直力。路面在垂直力作用下，结构内部产生的应力和应变随深度向下依次递减。水平力作用产生的应力、应变，随深度递减的速率比垂直力还快。路面面层除了要承受行车荷载作用外，还同时承受车轮的磨耗作用。因此，要求路面面层具有足够的强度和抗变形能力，其下各层的强度和抗变形能力可自上而下逐渐减小。这样，在进行路面结构组合时，各结构层应按强度和刚度自上而下递减的规律安排，从而使各结构层材料的效能得到充分发挥。
按照这种原则组合路面时，结构层的层数愈多愈能体现强度和刚度沿深度递减的规律。但就施工工艺、材料规格和强度形成原理而言，层数又不宜过多，也就是不能使结构层厚度过小。适宜的结构层厚度需结合材料供应、施工工艺并按表1.1的规定确定，从强度要求和造价考虑，宜自上而下由薄到厚。
路面设计时，沥青面层厚度与公路等级、交通量及组成、沥青品种和质量有关，设计时应根据公路等级、交通量大小、重车所占的比例、选用沥青质量等因素，综合考虑确定沥青层厚度，各沥青层的厚度应与混合料的公称最大粒径相匹配，一般沥青层的最小压实厚度不宜小于混合料公称最大粒径的2.5～3倍，对断级配或以粗集料为主的嵌挤型级配的沥青混合料，其一层压实最小厚度不宜小于公称最大粒径的2.5倍，以利于碾压密实，提高其耐久性、水稳性，如表1.1所示。
1．2在各种自然因素作用下稳定性好
保证沥青路面具有良好的水稳定性是路面结构层选择与组合需要解决的重要问题。路面面层总厚度的确定，除满足强度要求外，还应满足防冻厚度的要求，以避免在路基内出现较厚的聚冰带，防止产生导致路面开裂的不均匀冻胀。
1．3考虑结构层的特点
路面结构层通常是用密实级配、嵌挤以及形成板体等方式构成的，因而如何构成具有要求强度和刚度并且稳定的结构层是设计和施工都必须注意的问题。影响结构层构成的因素，出材料选择、施工工艺之外，路面结构组合也十分重要。
为了保证路面结构的整體性和结构层之间应力传递的连续性，应采取措施使结构层之间结合紧密稳定。
在进行路面设计时，要按照面层密实、耐久、抗滑，基层坚实、土基稳定的要求，贯彻因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护的原则以及上述结构组合原则，结合当地经验拟定几种路面面层结构方案，进行分析比较，并优先选用便于机械化施工和质量管理的方案，做到技术先进，经济合理。[31]
表1.1 各类结构层的最小压实与适宜厚度
2 初拟沥青路面组合设计
根据交通状况，结构层的最小施工厚度等因素综合考虑，初拟各种沥青路面结构层，在典型的半刚性基层路面的基础上设置了沥青稳定碎石排水层，路面组合设计厚度及级配类型如表1.2所示。设置排水上基层（在沥青下面层和基层之间设置排水层）的结构模型如图1.1所示，设置排水下面层（去掉下面层，在沥青中面层和基层之间设置排水层）的结构模型如图1.2所示。[32]
图1.1设置排水上基层的结构简图图1.2 设置排水下面层的结构简图
Fig.1.1 Establish the upper permeable base’s figureFig.1.2 Establish the upper permeable base’s figure
沥青稳定碎石结构层可以有效地减少路面结构中应力集中现象，大大延缓路面反射裂缝的产生；而且沥青稳定碎石结构层与面层材料结构相似，沥青稳定碎石基层可以与沥青混凝土层粘结牢固，并且模量接近，路面结构的受力、变形更为协调。使用沥青稳定碎石基层的沥青路面具有修筑时间短、路面结构均匀、受水与冰冻影响较小、维修费用低、路面材料能全部被重复利用和使用寿命延长等特点，有着良好的发展和应用前景。沥青稳定碎石基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂向力，并扩散到下面的土基中，起到扩散路面荷载、减小路面变形、防止和减缓路面病害的出现等作用。沥青稳定碎石具有足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力功能。它也具有较高的抗剪强度、抗弯拉强度和疲劳性，不易产生收缩开裂和水损害。
表1.2 沥青路面面层组合设计
图1.3 ATB-30的矿料级配曲线图
Fig.1.3 ATB-30 aggregate gradation curve
图1.4 ATPB-30的矿料级配曲线图
Fig.1.4 ATPB-30 aggregate gradation curve
参考文献
[1] 易德生，郭萍.灰色理论与方法.北京：石油工业出版社，1992.25-55
[2] 黄晓明，赵永利，高英.高速公路沥青路面设计理论与方法.北京：人民交通出版社，2006.556-576
[3] 张迎春.沥青稳定碎石排水层的设计与试验研究.长沙:湖南大学，2003：1-10
关键词：沥青路面；沥青混合料；渗水系数；组合设计
Abstract: With the rapid economic development of the community, the highway construction in China has entered a peak period. Asphalt pavement after the opening in the first a rainy season, there will be varying degrees squirt pulp crack Net, loose, ruts, pits, etc. This would give our economy a tremendous loss to the community to have some impact. Therefore, the composition of the asphalt pavement structure design is very important.Key words: asphalt pavement; asphalt mixture; permeability coefficient; combination design
中图分类号：U415文献标识码：A
1 沥青路面结构组合设计的原则
1．1满足行车荷载作用的要求
沥青路面结构在高速行车荷载的作用下，产生水平力和垂直力。路面在垂直力作用下，结构内部产生的应力和应变随深度向下依次递减。水平力作用产生的应力、应变，随深度递减的速率比垂直力还快。路面面层除了要承受行车荷载作用外，还同时承受车轮的磨耗作用。因此，要求路面面层具有足够的强度和抗变形能力，其下各层的强度和抗变形能力可自上而下逐渐减小。这样，在进行路面结构组合时，各结构层应按强度和刚度自上而下递减的规律安排，从而使各结构层材料的效能得到充分发挥。
按照这种原则组合路面时，结构层的层数愈多愈能体现强度和刚度沿深度递减的规律。但就施工工艺、材料规格和强度形成原理而言，层数又不宜过多，也就是不能使结构层厚度过小。适宜的结构层厚度需结合材料供应、施工工艺并按表1.1的规定确定，从强度要求和造价考虑，宜自上而下由薄到厚。
路面设计时，沥青面层厚度与公路等级、交通量及组成、沥青品种和质量有关，设计时应根据公路等级、交通量大小、重车所占的比例、选用沥青质量等因素，综合考虑确定沥青层厚度，各沥青层的厚度应与混合料的公称最大粒径相匹配，一般沥青层的最小压实厚度不宜小于混合料公称最大粒径的2.5～3倍，对断级配或以粗集料为主的嵌挤型级配的沥青混合料，其一层压实最小厚度不宜小于公称最大粒径的2.5倍，以利于碾压密实，提高其耐久性、水稳性，如表1.1所示。
1．2在各种自然因素作用下稳定性好
保证沥青路面具有良好的水稳定性是路面结构层选择与组合需要解决的重要问题。路面面层总厚度的确定，除满足强度要求外，还应满足防冻厚度的要求，以避免在路基内出现较厚的聚冰带，防止产生导致路面开裂的不均匀冻胀。
1．3考虑结构层的特点
路面结构层通常是用密实级配、嵌挤以及形成板体等方式构成的，因而如何构成具有要求强度和刚度并且稳定的结构层是设计和施工都必须注意的问题。影响结构层构成的因素，出材料选择、施工工艺之外，路面结构组合也十分重要。
为了保证路面结构的整體性和结构层之间应力传递的连续性，应采取措施使结构层之间结合紧密稳定。
在进行路面设计时，要按照面层密实、耐久、抗滑，基层坚实、土基稳定的要求，贯彻因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护的原则以及上述结构组合原则，结合当地经验拟定几种路面面层结构方案，进行分析比较，并优先选用便于机械化施工和质量管理的方案，做到技术先进，经济合理。[31]
表1.1 各类结构层的最小压实与适宜厚度
2 初拟沥青路面组合设计
根据交通状况，结构层的最小施工厚度等因素综合考虑，初拟各种沥青路面结构层，在典型的半刚性基层路面的基础上设置了沥青稳定碎石排水层，路面组合设计厚度及级配类型如表1.2所示。设置排水上基层（在沥青下面层和基层之间设置排水层）的结构模型如图1.1所示，设置排水下面层（去掉下面层，在沥青中面层和基层之间设置排水层）的结构模型如图1.2所示。[32]
图1.1设置排水上基层的结构简图图1.2 设置排水下面层的结构简图
Fig.1.1 Establish the upper permeable base’s figureFig.1.2 Establish the upper permeable base’s figure
沥青稳定碎石结构层可以有效地减少路面结构中应力集中现象，大大延缓路面反射裂缝的产生；而且沥青稳定碎石结构层与面层材料结构相似，沥青稳定碎石基层可以与沥青混凝土层粘结牢固，并且模量接近，路面结构的受力、变形更为协调。使用沥青稳定碎石基层的沥青路面具有修筑时间短、路面结构均匀、受水与冰冻影响较小、维修费用低、路面材料能全部被重复利用和使用寿命延长等特点，有着良好的发展和应用前景。沥青稳定碎石基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂向力，并扩散到下面的土基中，起到扩散路面荷载、减小路面变形、防止和减缓路面病害的出现等作用。沥青稳定碎石具有足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力功能。它也具有较高的抗剪强度、抗弯拉强度和疲劳性，不易产生收缩开裂和水损害。
表1.2 沥青路面面层组合设计
图1.3 ATB-30的矿料级配曲线图
Fig.1.3 ATB-30 aggregate gradation curve
图1.4 ATPB-30的矿料级配曲线图
Fig.1.4 ATPB-30 aggregate gradation curve
参考文献
[1] 易德生，郭萍.灰色理论与方法.北京：石油工业出版社，1992.25-55
[2] 黄晓明，赵永利，高英.高速公路沥青路面设计理论与方法.北京：人民交通出版社，2006.556-576
[3] 张迎春.沥青稳定碎石排水层的设计与试验研究.长沙:湖南大学，2003：1-10