永久性路面与半刚性基层沥青路面对比研究

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1、永久性路面与半刚性基层沥青路面对比研究我国目前普遍流行的路血结构型式是半刚性基层上铺筑沥青页层，比较分析永久性沥青路面与半刚性基层沥青路面的异同能更深刻认识永久性路面。当前我国90%以上的高等级公路结构采用半刚性基层沥青路面。其优点是初期修建成本较低，致命的缺陷是容易开裂，从而导致其他病害，目前普遍采用增加水泥稳定碎石中粗集料含量的方法来增强其抗裂能力，该办法具有基本不增加工程成本的优点，但对施工工艺要求较高。国外早在就提出了长寿命沥青路面的概念并运用于工程当屮，取得了良好的效果。我国也借鉴国外

2、这一先进的路面设计理念开始对永久性路面开展研究。永久性路面的定义，基本特点。永久性路面的造价相对于普通路面要高，这也是我国目前曲临的一个问题。因此推广存在怵I难，判定永久性路面与半刚性基层路面的适用性具有现实意义。本文通过比较永久性路面与半刚性基层路面对永久性路面的可行性进行研究。主要从以下几个方面进行论述。我国目前采用的半刚性基层路面与国内外长寿命典型路面结构对比分析，两种路血形式路血材料分析，经济效益分析。这种结构，刚度大、模量高、板体性强、弯沉小且投资经济并能充分利用我国丰富的粉煤灰资源，

3、这是半刚性沥青路面成为我国高等级公路的主流的重要原因。典型结构分析：结构设计理念对比:半刚性基层：结构选择的基本原则，目前的路面设计理论和方法，只是以前轻交通路面设计理论和方法的简单外延，与重交通路面的耍求尚有较大距离。重轴载和大交通量的情况下，半刚性基层路面出现了许多问题，其路面结构设计理论和方法参数有待研究。我国半刚性基层路面结构设计时釆用以路表弯沉、结构层底拉应力为控制指标。结合调查路段的路面结构和实际的使用状况，以及国内外半刚性基层沥青路面实体工程设计,半刚性基层沥青路面的承载能力主要依

4、靠半刚性基层。因此承载能力改变时主要通过改变基层的厚度来实现。沥青面层的厚薄主要考虑道路等级（交通量）的影响，为此，可得出半刚性基层沥青路面典型结构沥青面层、基层、底基层厚度改变的基本原则。1）沥青面层总厚度控制在6~16cm0对相同交通等级,不同的路基等级，基层（或底基层）厚度不同;不同的交通等级,相同的土基等级要改变沥青團层的厚度2）基层（或底基层）厚度变化尽可能考虑施工因素，即施工作业次数最小。3）不同的交通等级，主要改变基层或底基层的厚度。4）材料选择应结合当地实际，基层一般采用水泥（石

5、灰）稳定粒料。在路面设计方面，除了AASHTO设计方法采用PSI（现有路况功能指标）以外分为两大类：以路表车辙、各结构层底拉应变（应力）和土基顶面压应变为设计指标。以路表弯沉、结构层底拉应力为设计控制指标第一类设计控制指标为国外大多数国家所采用，第二类控制指标的使用以屮国为代表，国外较少使用.存在问题：重轴载和大交通量的情况下，半刚性基层路烦出现了许多问题，其路面结构设计理论和方法参数有待研究。长寿命沥青路面的设计理念：永久性路面结构设计采用以力学为基础的设计方法。力学方法设计基于层状弹性理论，

6、设计要达到三个目标：（1）不出现结构性破坏，包括结构性裂缝和结构性车辙；（2）路面破坏仅发生在路面表层，且能迅速修复；（3）定期的路面蘑耗层养护、检修和更换能使路面结构达到长寿命（超过50年）。设计理念：选用面层底面在荷载重复作用下的拉应变以及路基顶面的压应力或压应变作为设计指标，结合考虑了交通参数、环境因素、土基状况、材料特性进行结构设计，以沥青面层的疲劳开裂以及永久性变形作为沥青路面的主要损坏模式，通过定期更换路面磨耗层达到长寿命。长寿命路面的破坏主要是磨耗层自上而下的功能性破坏。路面设计时

7、,将上面层设计成功能层，将中下面层、基层设计为结构的承重层。永久性路面获得长寿命的前提就是有足够厚的HMA面层铺筑在充分稳固的路基之上，这种结构设置型式能够有效防止发源自路面底部的结构性破坏，众所周知，结构性破坏维修起来相当麻烦且需耍大量资金、物力、人力。各结构层材料特点：半刚性基层路面:改性沥青SMA-134cm改性沥青Sup-198cm重交沥青Sup-258cm水泥稳定碎石40cm石灰土15cm土基15°C时不同荷载作用下半刚性基层路面各结构层最大拉应力值变化如图：15°C时不同荷载条件下半

8、刚性基层路曲各结构层最大拉应力值对比由图中，随着荷载的增加沥青面层表面最大拉应力成减小的趋势，水泥稳定碎石基层底部最大拉应力随着路面荷载的增加而增加，荷载增加43%时，层底最大弯拉应力增长幅度达170%o可见重载情况下基层层底拉应力（应变）大幅度增加。半刚性基层由于英自身材料性质，抵抗拉应变的能力较差，在重载作用下基层很容易发生疲劳破坏。相同面层结构，沥青稳定基层层底拉应力在同样轴载的作用下小于半刚性基层，且其随轴载的变化率小于半刚性基层。因此长寿命沥青路面对重载有较好的使用性能。而半刚性基层路