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摘 要：半刚性基层沥青路面已成为我国高等级公路和城市道路的主要路面结构形式。通过对目前现行沥青路面设计规范的研究，从轴载换算、设计参数、设计指标三个方面进行分析，对半刚性基层沥青路面设计方法存在问题进行探讨，使半刚性基层沥青路面的设计规范更趋向合理。
关键词：半刚性基层；沥青路面；设计方法
一、轴载换算
JTGD50-2006《公路沥青路面设计规范》、CJJ169-2012《城镇道路路面设计规范》中路面设计采用双轮组单轴载100kN为标准轴载，轮胎接地压强为0.7MPa。不同车型的不同轴载按照公式换算成标准轴载的当量轴次。
上述公式适用于以设计弯沉值和沥青层层底拉应力与沥青层剪应力为指标时轴载换算，25kN≤P1≤130kN。对于P1≥130kN，规范没有给出具体的计算方法，在条文说明中这样解释“鉴于轴载大于130kN时缺乏更充分的依据，对轴载为130～300kN情况可参考上述研究成果，对弯沉设计轴载的换算公式n值取5～5.8，弯拉应力的轴载换算公式中n值取9”。
二、设计参数
设计参数是材料设计、混合料设计、结构设计中的重要内容，长期以来路面设计人员忽视材料设计参数的测定，仅仅是根据规范提供的参数进行厚度计算。97版和2006版《公路沥青路面设计规范》中材料设计参数仅仅区别是增加了一栏用于拉应力计算用的抗压模量，改变了以往采用一个抗压模量进行计算的不足。但用于弯沉计算用的抗压模量值和劈裂强度基本没有改变。
通过室内试验和现场沥青路面的检测可知，规范上给出的沥青混合料的抗压模量值比实际值偏小；尤其对于采用改性沥青混合料，回弹模量值会增加较大。对于基层的抗压回弹模量和劈裂强度也与实际工程有出人，特别是劈裂强度的偏差，对计算结果的影响却很大。通过对省内几条高速公路沥青路面FWD检测发现，上面层沥青混凝土模量值在1000～2000Mpa的占17.4%，2000～3000MPa的占1.4%，3000MPa以上的占71.2%。
笔者在对某一级公路的沥青路面FWD检测也发现，密级配粗粒式沥青混凝土的回弹模量在1000～2000MPa的占26.7%，2000～3000MPa的占66.6%，300OMPa以上的占6.7%。由此发现，规范上的沥青混凝土的抗压回弹模量都需进行修正。另外，对不同剂量的水泥土（水泥含量为2%～5.5%）的劈裂强度也进行了大量的试验，发现随着水泥剂量的增加，劈裂强度增加明显，最大达到0.8MPa，最小也达到0.46MPa。规范上水泥石灰砂砾土（4：3：25：68）的劈裂强度为0.3～0.4MPa，相差较大。建议在路面结构设计的前期，设计人员必须做好相关路面材料的试验工作，收集相关试验数据，使路面结构真正达到设计优化的目的。
目前，半刚性基层沥青路面结构组合设计中，底基层的选用存在较大问题，为了片面追求较高的强度，大都采用水泥稳定集料类或石灰粉煤灰集料类，使得底基层与路基的模量之比远远超出规范要求的上限12.5，后期的半刚性基层的强度比较大，产生上面软下面硬的倒装结构，很容易在沥青路面上产生车辙、推移现象。
三、设计指标
为控制路基路面结构的整体刚度，防止路面结构层和路基在荷载作用下产生过大的变形，采用弯沉设计指标。为防止沥青层、半刚性材料基层、底基层的疲劳开裂，采用弯拉应力指标。路面结构设计采用弹性层状连续体系理论，各结构层之间的接触条件为完全连续，沥青混凝土各层的底面都处于受压状态，按现行沥青路面设计方法，沥青层层底拉应力验算已失去意义。
根据理论分析，在汽车荷载作用下，半刚性基层沥青路面的表面存在拉应力，尤其在高温下，这种拉应力是比较大的，特别是在超载比较严重的道路上，对路面造成的破坏尤为显著。同时，沥青面层还要经受温度收缩应力的反复作用，当这两种应力叠加在一起时，会使沥青面层产生较大的拉应力，从而使沥青路面表面产生疲劳裂缝。
大量调查资料表明，有些沥青路面的裂缝，特别是纵向疲劳裂缝，许多是从沥青路面表面开始的，并非由底部弯拉应力过大而引起的。这一现象说明沥青面层表面存在的较大拉应力，导致沥青路面产生早期疲劳裂缝。城市道路设计规范中虽然增加了沥青层剪应力控制指标，但设计过程中并没有真正的执行，主要是因为材料的抗剪切强度试验和结构层的抗剪切能力检测实施难度比较大。目前，各种路面结构设计软件中仍是采用设计弯沉值为设计指标，弯拉应力为验算指标，剪应力控制指标并没有引人设计体系中。
另外，沥青路面结构设计指标仅仅考虑了路面的结构特性，对路用性能包括平整度、抗滑性能、高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能等在路面结构计算中并没有得到反映，而这些性能关系到沥青路面的使用年限、行车安全、舒适性等，在设计中应该给予足够的重视，从沥青路面的早期破坏现象中也表明在路面结构设计中应该充分考虑其路用性能。美国AASHTO沥青路面设计规范就提出了耐用性指数设计指标，在设计过程中充分考虑了路面不平整度、裂缝、车辙三者对路面使用性能的影响，根据路面的使用性能进行路面结构计算。同时给出了不同等级道路不同的设计标准，引进地区系数的概念等，都是我国沥青路面设计方法有益的启发，《城镇道路路面设计规范》明确应根据道路等级与类别选用路表弯沉值、柔性基层沥青层层底拉应变、半刚性材料基层层底拉应力和沥青层剪应力做为沥青路面结构设计指标。
四、结语
半刚性基层沥青路面设计规范经历了几次修订，可满足目前我国道路建设的需要，符合我国国情，为设计、施工、养护等提供了理论依据和技术支持。但随着新一轮建设高峰期的过去，结合目前半刚性基层沥青路面存在的诸多问题，必须进行深刻的反思和进一步的研究。
参考文献
[1] 崔巍，李海波，魏如喜.基于耐久性的半刚性基层沥青路面结构设计[J].天津建设科技，2013（01）.
[2] 任海峰，雷崇国，台电仓.半刚性基层长寿命沥青路面结构设计指标研究[J].公路交通科技（应用技术版），2011（01）.
关键词：半刚性基层；沥青路面；设计方法
一、轴载换算
JTGD50-2006《公路沥青路面设计规范》、CJJ169-2012《城镇道路路面设计规范》中路面设计采用双轮组单轴载100kN为标准轴载，轮胎接地压强为0.7MPa。不同车型的不同轴载按照公式换算成标准轴载的当量轴次。
上述公式适用于以设计弯沉值和沥青层层底拉应力与沥青层剪应力为指标时轴载换算，25kN≤P1≤130kN。对于P1≥130kN，规范没有给出具体的计算方法，在条文说明中这样解释“鉴于轴载大于130kN时缺乏更充分的依据，对轴载为130～300kN情况可参考上述研究成果，对弯沉设计轴载的换算公式n值取5～5.8，弯拉应力的轴载换算公式中n值取9”。
二、设计参数
设计参数是材料设计、混合料设计、结构设计中的重要内容，长期以来路面设计人员忽视材料设计参数的测定，仅仅是根据规范提供的参数进行厚度计算。97版和2006版《公路沥青路面设计规范》中材料设计参数仅仅区别是增加了一栏用于拉应力计算用的抗压模量，改变了以往采用一个抗压模量进行计算的不足。但用于弯沉计算用的抗压模量值和劈裂强度基本没有改变。
通过室内试验和现场沥青路面的检测可知，规范上给出的沥青混合料的抗压模量值比实际值偏小；尤其对于采用改性沥青混合料，回弹模量值会增加较大。对于基层的抗压回弹模量和劈裂强度也与实际工程有出人，特别是劈裂强度的偏差，对计算结果的影响却很大。通过对省内几条高速公路沥青路面FWD检测发现，上面层沥青混凝土模量值在1000～2000Mpa的占17.4%，2000～3000MPa的占1.4%，3000MPa以上的占71.2%。
笔者在对某一级公路的沥青路面FWD检测也发现，密级配粗粒式沥青混凝土的回弹模量在1000～2000MPa的占26.7%，2000～3000MPa的占66.6%，300OMPa以上的占6.7%。由此发现，规范上的沥青混凝土的抗压回弹模量都需进行修正。另外，对不同剂量的水泥土（水泥含量为2%～5.5%）的劈裂强度也进行了大量的试验，发现随着水泥剂量的增加，劈裂强度增加明显，最大达到0.8MPa，最小也达到0.46MPa。规范上水泥石灰砂砾土（4：3：25：68）的劈裂强度为0.3～0.4MPa，相差较大。建议在路面结构设计的前期，设计人员必须做好相关路面材料的试验工作，收集相关试验数据，使路面结构真正达到设计优化的目的。
目前，半刚性基层沥青路面结构组合设计中，底基层的选用存在较大问题，为了片面追求较高的强度，大都采用水泥稳定集料类或石灰粉煤灰集料类，使得底基层与路基的模量之比远远超出规范要求的上限12.5，后期的半刚性基层的强度比较大，产生上面软下面硬的倒装结构，很容易在沥青路面上产生车辙、推移现象。
三、设计指标
为控制路基路面结构的整体刚度，防止路面结构层和路基在荷载作用下产生过大的变形，采用弯沉设计指标。为防止沥青层、半刚性材料基层、底基层的疲劳开裂，采用弯拉应力指标。路面结构设计采用弹性层状连续体系理论，各结构层之间的接触条件为完全连续，沥青混凝土各层的底面都处于受压状态，按现行沥青路面设计方法，沥青层层底拉应力验算已失去意义。
根据理论分析，在汽车荷载作用下，半刚性基层沥青路面的表面存在拉应力，尤其在高温下，这种拉应力是比较大的，特别是在超载比较严重的道路上，对路面造成的破坏尤为显著。同时，沥青面层还要经受温度收缩应力的反复作用，当这两种应力叠加在一起时，会使沥青面层产生较大的拉应力，从而使沥青路面表面产生疲劳裂缝。
大量调查资料表明，有些沥青路面的裂缝，特别是纵向疲劳裂缝，许多是从沥青路面表面开始的，并非由底部弯拉应力过大而引起的。这一现象说明沥青面层表面存在的较大拉应力，导致沥青路面产生早期疲劳裂缝。城市道路设计规范中虽然增加了沥青层剪应力控制指标，但设计过程中并没有真正的执行，主要是因为材料的抗剪切强度试验和结构层的抗剪切能力检测实施难度比较大。目前，各种路面结构设计软件中仍是采用设计弯沉值为设计指标，弯拉应力为验算指标，剪应力控制指标并没有引人设计体系中。
另外，沥青路面结构设计指标仅仅考虑了路面的结构特性，对路用性能包括平整度、抗滑性能、高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能等在路面结构计算中并没有得到反映，而这些性能关系到沥青路面的使用年限、行车安全、舒适性等，在设计中应该给予足够的重视，从沥青路面的早期破坏现象中也表明在路面结构设计中应该充分考虑其路用性能。美国AASHTO沥青路面设计规范就提出了耐用性指数设计指标，在设计过程中充分考虑了路面不平整度、裂缝、车辙三者对路面使用性能的影响，根据路面的使用性能进行路面结构计算。同时给出了不同等级道路不同的设计标准，引进地区系数的概念等，都是我国沥青路面设计方法有益的启发，《城镇道路路面设计规范》明确应根据道路等级与类别选用路表弯沉值、柔性基层沥青层层底拉应变、半刚性材料基层层底拉应力和沥青层剪应力做为沥青路面结构设计指标。
四、结语
半刚性基层沥青路面设计规范经历了几次修订，可满足目前我国道路建设的需要，符合我国国情，为设计、施工、养护等提供了理论依据和技术支持。但随着新一轮建设高峰期的过去，结合目前半刚性基层沥青路面存在的诸多问题，必须进行深刻的反思和进一步的研究。
参考文献
[1] 崔巍，李海波，魏如喜.基于耐久性的半刚性基层沥青路面结构设计[J].天津建设科技，2013（01）.
[2] 任海峰，雷崇国，台电仓.半刚性基层长寿命沥青路面结构设计指标研究[J].公路交通科技（应用技术版），2011（01）.