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沥青路面结构设计范文1
中图分类号： TU535 文献标识码： A 文章编号：
0 引言
永久性沥青路面又称为长寿命沥青路面。根据美国沥青路面协会(APA)定义，永久性路面是指使用年限达50年的沥青路面，采用较厚的沥青层柔性路面，降低传统的沥青层底开裂和避免结构性车辙。在设计使用年限内无结构性的修复和重建，仅需根据表面层损坏状况进行周期性的修复。
1 永久性路面特点分析
1.1 永久性路面经济性能分析
永久性路面的寿命较长，有良好的经济效益。其寿命周期费用包括在路面使用期内的所有建设费用和养护费用，以及车辆的保养费用。虽然永久性路面初期的建设费用较高，但由于其能够承受更大的交通量和更重的交通荷载，在评价整个使用周期的总费用中，降低了使用寿命内的维修费用，同时极大降低了道路使用者的使用费用。
1.2 永久路面使用性能调查结果
欧洲正在使用永久性路面，这已充分证明了其具有良好经济效益并且为使用寿命为40年以上的良好性能路面。根据英国学者对51条厚沥青层路面永久性能调查结果得知，施工良好的沥青路面，当厚度大于180mm时，车辙出现的几率会大大减缓。根据45条密集级配碎石基层道路调查结果知，沥青面层厚为180mm～360mm时，车辙出现的几率与面层厚度关系不大。对于厚沥青面层道路，大部分车辙发生在沥青层表面，这表示道路的整体结构不足，进行罩面设计能保证基层结构良好。
1.3路面损坏形式
永久性沥青路面的破损形式以开裂为主，主要是横向裂缝和纵向裂缝。裂缝大多数出现在磨耗层，联结层、基层出现裂纹的可能性较小。研究表明当沥青层厚度大于180 mm时，路表面先开裂，裂缝不会贯穿整个沥青层。表面裂缝的形成原因多种多样，一般分析认为：
(1)轮胎边缘路表产生的较高水平拉应力使路表首先开裂，并向下传播；
(2) 在较高的轮胎压力及温度应力下，路面层存在较大的模量梯度使路表先开裂，并向下传播；
(3)由于磨耗层沥青的老化，使磨耗层抵抗温度和荷载应力的能力降低，从而产生表面裂缝。
对表面裂缝的调查表面：采用较厚沥青层且施工良好的沥青路面的损坏仅发生在表面层，但这表明沥青厚度薄不产生表面裂缝。
2 永久性路面结构设计方法
2.1 永久性路面的设计原则与重点
永久性路面设计的基本原则是沥青层底弯拉应变小于疲劳极限对应的应变，而且路基土垂直压应变小于200。根据力学方法计算荷载作用下路面结构的应力、应变响应，从而计算路面结构厚度。
设计永久性路面的设计重点是沥青层底弯拉应变低于疲劳极限对应的应变临界值。基于力学的路面结构设计方法的主要原理是确定荷载作用下路面结构层的应力、应变响应，如果能够根据损坏模型确定路面结构临界值点，就可以通过选择适宜的结构厚度和材料来降低某一损坏类型对路面结构性能造成的损坏。
2.2 永久性沥青路面结构功能要求
永久性沥青路面是全厚式沥青路面的进一步发展，主要强调性能耐久的沥青层和坚固的基础。因此，永久性沥青路面各个层次的结构功能设计都是围绕这个体系的要求。永久性沥青路面结构设计的力学指标有2个，即沥青层底面的弯拉应变指标和路基顶面的竖向压应变。考虑到结构整体抗力及表面抗剪切能力，提出 3个设计指标：
①用沥青层底面的弯拉应变指标确保沥青层本身不会产生疲劳破坏；
②用路基顶面的压应变控制路面的总变形量；
③用混合料面层抗剪指标以控制过大剪应力。
2.3 永久性路面的设计方法步骤
目前，永久性路面的设计方法主要为AASHTO方法或力学经验法。永久性路面较简单的结构设计方法是AASHTO设计和力学验算相结合，其设计步骤如下：
(1) 根据永久性路面不同结构层的功能要求拟定路面结构组合，根据沥青混合料类型选择指南选择混合料类型；
(2) 确定结构设计参数，如面层材料模量、土基回弹模量、标准轴载作用次数等；
(3) 用AASHTO 结构设计方法设计各结构层厚度；
(4) 将在道路上行驶的最大实际车辆荷载(考虑一定比例的超载)作为设计荷载；
(5) 根据AASHTO 设计厚度，建立力学计算模型，用弹性层状理论体系计算方法计算出沥青层底拉应变和土基顶层压应变，并分析计算结构是否满足永久性路面力学设计指标的要求。
2.4 永久性路面的材料设计
永久性路面结构是按功能来设置每一个结构层，例如面层抗车辙、基层抗疲劳，这就要求材料的选择、混合料设计以及性能评价试验要有针对性地进行。
2.4.1沥青混合料基层
沥青混合料基层被指定用来抵抗交通荷载作用下路面结构的弯曲疲劳。基层的沥青含量应考虑现场压实度为最大密度的96 %至98% 。沥青等级应具有与上面层相同的高温特性以及与中间层相同的低温特性，如果这一层在施工期间开放交通，还应做材料的车辙性能评价。
2.4.2沥青混合料中间层
中间层和联结层必须兼顾耐久性和稳定性。这一层的稳定性可以通过粗集料间骨料的紧密接触以及高温稳定性好的的胶结材料来完成。通过确保集料颗粒间的紧密接触，使得较小的集料尺寸也能达到最大粒径的效果。中间层采用的胶结料高温等级应该与表面层相同，低温等级可以低一级。利用Superpave方法确定中间层混合料最佳沥青用量，并进行车辙、水稳定性等性能评价试验。
2.4.3沥青混合料磨耗层
磨耗层的材料要求取决于经验和当地的经济条件。对于城市重交通道路，为了满足车辙、耐久性、透水以及磨耗等要求而选择SMA。为了保证磨耗层材料的耐久性，要尽量降低混合料的现场空隙率。对于中低交通量的道路，一般采用Super pave密级配混合料，并需对混合料进行性能试验和车辙试验。
3 结语
永久性路面虽然一次性投资大，但使用寿命和维修周期延长，养护成本大大降低，使得其投资造价即可与传统路面的养护投入基本持平，如果按其使用寿命计算，可节约大量投资，为建设节约型社会做出贡献，并能够提高运营效益。采用永久性路面技术，路面平整，车辙维修量小，提高了通行能力和行车舒适性，运输效率和运营效益显著提高，对地方经济的发展将起到积极的推动作用。
参考文献
[1] 李峰．长寿命沥青路面设计中的结构组合分析[J] ．上海公路， 2004.2．
[2] 吴晓光．高速公路永久性沥青路面的发展与实践[J]．黑龙江交通科技，2001.5．
沥青路面结构设计范文2
【关键词】沥青路面结构设计存在问题
中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：
随着我国经济的飞速发展,我国交通运输业也得到了进步。其中公路建设在推动城市经济方面有着不可替代的作用,因此就目前状况来看,提高公路建设质量是发展城市经济的首要问题。但是在我国公路建设过程中,只注重对硬件方面的改进,而忽略了各方面建设带来的不利影响。例如,花费大量费用用于购买进口筑路设备、施工检测设备、以及大量原材料等等。相对而言,我国对于国外先进的技术经验则很少应用于公路建设领域。在路面结构设计中存在的弊端,是当前我国公路建设中应该注意的问题。在文章中就路面结构设计方面深入探讨我国公路建设中存在的问题,同时提出相应的措施。首先,先从路面结构类型的选择等基本内容和方法着手。我们可以通过设计的内容和方法了解和掌握一套适和自己发展需要的设计。公路建设管理部门根据当地路面建设经验和使用效果,拟定出适合各级公路的典型路面结构,以指导路面设计工作。
一、沥青路面结构类型的选择
沥青路面结构层次的合理选择和安排,是整个路面结构是否能在设计使用年限里承受行车荷载和自然因素的共同作用,同时又能发挥各结构层的最大效能,是整个路面结构经济合理的关键。路面面层因直接承受行车和自然因素的反复作用,要求强度高(抗拉和抗剪切)、耐磨耗、抗滑、热稳性好并且不透水,因而通常选用粘结力较强的结合料和强度高的集料作为面层材料。沥青面层可以分为单层、双层或是三层。双层结构分为表面层、下面层,三层结构分为表面层、中面层、下面层,其中表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、抗裂耐久的性能;中面层、下面层应具有高温抗车辙、抗剪切、密实、基本不透水的性能,下面层应具有耐疲劳开裂的性能。面层的类型应与公路等级、使用要求、交通等级相适应。基层主要承受由面层传递的车辆竖向荷载,并把它扩散到垫层或土基中,具有足够强度和刚度的基层是安全行车的必要保证。基层应根据当地材料的调查,根据交通量及其组成、气候条件、筑路材料以及路基水文状况等因素,选择技术可靠、经济合理的结构层。
二、路面结构设计的内容及方法
路面结构设计的根本目的就是以最低的寿命周期费用,提供一种最适合路面的结构,简单来说,就是以最简单实效的方法达到最好的效果。这种结构在设计使用期内,不仅能够按目标达到最大的满意度,而且可以达到可靠的使用要求。同时,在这种结构中相应的辅助措施,例如原材料、技术、资金,一定要符合当地所能提供的实际条件和经验。具体来讲,沥青路面的设计内容主要包括路面结构层原材料的选择、混合料配合比设计、设计参数的测试与确定、路面结构层组合与厚度计算、路面结构方案的比较与选择等以及路面排水系统设计和路肩加固等的设计。在当前各国路面设计方法中,国际上通用的具体可以分为三大类,概括为经验—力学法、力学一经验法和路面典型结构设计法三大类。
1、经验力学法。顾名思义,通俗来讲就是根据试验,结合力学,总结经验采取的方法。通过对试验路的行车荷载试验和测试,采集大量路面结构、轴载和作用次数以及路面使用性能指标的相关数据,整理分析后,建立使用性能指标与路面结构和荷载参数间的经验关系式。同时,进行试验路面结构的力学分析,建立力学指标同荷载参数和使用性能指标间的关系式。组合这两方面关系式,建立设计模型。
2、力学经验法。从力学到经验的过度,二者相结合。这类方法首先是将路面的结构模型化,将行车荷载和环境因素的作用典型化,采用结构分析理论和计算方法,建立起荷载和环境作用与路面结构的应力和位移响应之间的计算模型和公式,用这些数据分析各结构设计变量对使用性能指标影响程度的技术手段,检验是否达到或超过预定使用性能指标的工具。我国的沥青路面结构设计方法属于力学经验设计方法。
3、路面典型结构设计法。路面典型结构设计法是采用路面结构标准图的设计方法,综合了经验、试验与理论分析的研究成果。是一种比较完备的技术方法。路面典型结构设计法以交通特性和地基支承特性作为选择当地典型结构的依据。但是这种方法只适用于面积较小的国家或地区,因为当地的自然环境变化不大,为了简化繁琐的路面结构设计程序,最适宜采用典型结构设计法进行路面结构设计。路面典型结构图除了直接用于路面结构设计外,还可以在经验力学法或力学经验法中用于提出备选方案,作为进一步分析研究的基础,以最终提出合理的结构设计成果。
三、我国路面结构设计中存在的问题
在我国公路建设事业中,我们采取许多做法与国际上通行的做法有很大不同,引进成熟的技术是很有必要的。我国沥青路面(水泥混凝土路面也有类似情况)的结构和设计就是一个典型的例子,但是这个例子并没有取得良好的预期效果，反而造成资源的浪费。国际上绝大部分国家早在20世纪70年代起,就采用柔性基层沥青路面、全厚式路面作为重载交通路段的常用的路面结构,而惟有在我国各个地方上仍然采用半刚性基层沥青路面,这是我国公路建设的结构设计中一大弊端。
在我国高速公路建设中,也存在着许多问题,首先,施工质量不到位和路面设计要求达不到设计年限。在沥青路面建成不久,在1～3年间为一个周期,沥青路面就会发生不同程度的车辙、坑槽、网裂等早期损坏或者伴随着疲劳产生的损坏。这些工程大部分经过维修养护或者局部铣刨重修能在短时间内逐渐趋于相对的稳定。有些路面的沥青层由于施工污染严重也不连续,在重载交通的作用下,出现大的拉应变发生裂缝；另外在高速公路的上坡路段,在高温状态下,很低的劲度模量不能抵抗重载交通很大的剪切变形而出现车辙。在使用年限上,国内路面充其量7～8年,或者10年左右就必须进行大规模的修整。这种大修不仅仅对沥青面层维修,还必须同时维修基层甚至底基层。不仅成本很高,而且对工程所在地的社会影响很大。这种使用寿命短、耐久性不足的情况使我们十分忧虑。最为重要的是,这种情况与我国在结构设计中使用半刚性基层沥青路面的结构有一定关系,有时很可能是造成沥青路面耐久性不足的主要原因。半刚性基层沥青路面普遍用于交通流量不大的公路,或者往往在半刚性基层下设置一个碎石的过渡层。水泥稳定碎石基层和贫混凝土基层是性质安全不同的两个类型,而我们在这方面则一直混淆不清。
结语：综上所述，通过对我国路面结构设计实际情况的了解,短期内在我国实现结构设计的突破不太现实。但是引进发展柔性基层沥青路面和混合式基层沥青路面是重要的。我们并不能对半刚性基层沥青路面全盘否定,但是需要认真总结和吸取国内外成功的经验与失败的教训,结合我国的具体情况,完善它的设计与应用,最大限度地减少半刚性基层沥青路面早期损坏。
参考文献
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[4] 邓学钧.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2000.
沥青路面结构设计范文3
关键词：永久性沥青路面;设计理念;工程应用
永久性沥青路面又被称为长寿命沥青路面，它是普通的全厚式沥青路面的延伸和升级。永久性沥青路面的维护不同于普通的沥青路面，它只需要定期进行表面修复，罩面修复，在使用年限内不需要大的结构性重建。它不仅具有全厚式沥青路面的优势，而且在材料选择，混合料设计，性能试验以及路面结构设计等方面也做出了改进，以获得长年限路面的使用性能，达到更加经济的效果。
一、结构原理
久性沥青路面的结构原理是基于厚沥青层路面的受力特点和破坏模式。为了使沥青公路的使用寿命达到30年——40年，甚至更久，一方面沥青路面的材料具有耐劳极限强度。在交通载荷量的作用下，永久性沥青路面大大增强了路面的载荷能力，确保沥青层的承受力大于车辆载荷量，这样路面不会产生疲劳破坏，从未达到长久使用效果。另一方面，在路面极限荷载的条件下，路基产生的竖向变形程度较小，保证不发生结构性的破坏。为了实现永久性沥青路长久使用的效果，沥青层层面必须严格要求，其路面层面主要有3层热拌沥青混合物组成，即可重复修复的表面层、性能良好的沥青中间层、抗疲劳的地面层，每一层必须严格控制，只有这样才能真正实现沥青路面的长寿命。
二、结构层的功能
永久性沥青路的路面结构是严格按每一层功能来设置每一层结构，如基层的抗疲劳性，抗车辙，中层的稳固性和牢固性，这就要求材料的选择及其设计，性能测试都必须有所区别，有针对性，有目的性的进行。沥青混合材料基层：基层是直接承载车辆载荷量的层面，简而言之其沥青功能主要是用来抵抗交通荷载作用的。路面结构的沥青含量和足够厚度的沥青路面结构是保证沥青路面疲劳寿命的两个重要因素，精密的沥青层设计和足够厚度的沥青层是保证永久性沥青路面的重要保障，所以必须通过沥青层的设计、材料选择和级配、比例以保证抗疲劳层的耐久性和路面不发生结构性车辙即结构性损坏。沥青混合量中间层：中间层主要是兼顾耐久性和稳定性。这一层的稳定性可以通过粗集料和骨料的相互接触以及高温稳定性好的交结料来获得。作为永久性沥青路面的骨架，做好中间层至关重要，这就要求其具有优良的低温稳定性和高温稳定性。抗疲劳的地面层：这是永久性沥青路面区别于常规沥青路面的最重要的标志，只有做好这一层的建筑，才能真正实现永久性沥青路面价值。它是不透水，耐磨损的层面，在载荷量大于其承受能力的时候，这个层面才真正实现其价值。
三、沥青混合料的设计方法
材料是成功铸造建筑的骨血，只有材料优质，比例精确才能创造出精美的建筑物。对于永久性沥青路面来说，正确的沥青混合料配比设计，是永久性沥青路面质量的重要保证。目前，国内最常用的是马歇尔设计方法。但是目前在欧美，澳大利亚等地Superpave沥青混合料设计系统则是采用先进的工程设计理念，其原理主要是施工地的气候和交通流量来确定的，这种设计系统把材料选择、配比和设计都考虑在内。对于沥青结合料，该设计方法主要采用旋转薄膜烘箱来实验。沥青混合料在拌和、摊铺工程中的老化，采用压力老化容器模拟沥青在路面使用工程中的老化，使其在施工中达到更好的使用效果。Suerpave沥青混合料设计法对沥青材料、集料级别、混合料比例等都有严格规定，并且对其制定了严格的规范体系。只要依据施工地现实条件如气候条件，降水量，温差变化，地质等条件实时调整混合材料比例，就为永久性的沥青路面成功构造奠定了坚实的基础。
四、施工质量的检测
除了前期的准备工作，中期施工工作也是成功建设永久性沥青路面的重中之重。目前国内的施工质量检测主要集中在以下几个方面：1、混合料中石料堆放必须放在经过硬化，且倒坡坡度3%的场地上，粗集料的堆放高度必须低于3CM，以防集料不均导致沥青混合料离析。2、混合料在拌合过程中，干拌时间时间应该控制在5秒内，普通沥青混合料石板时间应高于28秒，SBS改性沥青混合料石板时间应该高于32秒。3、摊铺时应该把摊铺机速度调至最大速度，并且保持匀速前进。当沥青拌合站具有足够的生产能力时，沥青混合料的摊铺速递不应低于4米/分。摊铺过程中不应频繁调整摊铺速度，确保其每一阶段都完美，工整。
五、工程实例应用
广河高速全称“广州-河源高速公路”，在国家公路网中的编号是S2。起于广州天河区龙洞，与华南快速干线二期相交。路线总长约149公里，是广东省省、地、市高速公路连接线的重要组成部分，也是广东省“十一五”重点建设项目，广州市路网规划“五环十八射”的“第六射”，对于完善广州路网结构，促进沿线地区经济发展具有重要作用。为了适应广东省超载荷量的境况，S2全线采用设计汽车载荷公路-Ⅰ级双向彻道高速公路标准建设，其设计速度为120km/h，其中整体路基宽度为34.5米，分离式路基宽度是17米，主线及主线桥面铺装，隧道采用沥青混凝土路面。设计路面年限为15年。自2011年年底通车以来，效果显著，这是我国对于永久性沥青公路成功运用的最典型案例之一。
永久性沥青路面在美国、英国、澳大利亚等都已广泛研究，但是其设计标准并没有统一，如何在特定的情况下，实现比普通的沥青路面具有较低寿命周期费用的目标，成为研究的终极目的。虽然在我国发展取得一些阶段性的成就，但是必须结合我国的基本国情和道路结构材料现状进行更加深入的技术理论研究和相关控制，只有这样才能为我国陆地交通提供一个解决重载、高交通量问题的良好途径。
作者:郝阳 单位:吉林省交通实业集团有限公司
参考文献：
[1]崔鹏孙立军胡晓高等级公路长寿命路面研究综述【J】公路交通科技2006（23）：34——36
沥青路面结构设计范文4
【关键词】：沥青混凝土；路面；结构设计
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：
1、前言
沥青混凝土路面是用沥青混凝土材料铺筑在路基上供车辆行驶的层状构造物，具有承受车辆重量、抵抗车轮磨耗和保持道路表面平整的作用，所以路面必须要有足够的强度、较高的稳定性、一定的平整度、适当的抗滑能力、行车时不产生过大的扬尘等特点，以减少路面和车辆构件的损坏，保持良好的视距，减少环境污染。而要使得沥青路面具有以上的功能，其路面结构设计是关键，良好的路面结构设计是沥青路面各项功能正常发挥的基础，故对其进行研究具有非常重要的意义。本文以下内容将对沥青混凝土路面结构设计进行分析探讨，仅供参考。
2、混凝土沥青路面的组成
低、中级路面一般结构层次较少，通常包括面层、基层、垫层等层次；高级路面结构层次较多，一般包括面层、联结层、基层、底基层、垫层等层次。下面将对其进行分别介绍：第一，面层。是直接同行车和大气相接触的层次。承受行车荷载较大的竖向力、水平力和冲击力的作用，同时又受到降水的侵蚀作用和温度变化的影响。因此，面层应较其他各层具有更高的结构强度、刚度、不透水和温度稳定性，表面还应有良好的平整度、粗糙度和耐磨性。面层有时采用上下两层的双层结构。第二，联结层。是为了加强面层与基层之间的联结和提高面层抵抗疲劳能力而设置的，也是面层的路面结构一部分。多用于交通繁重的道路，有时为了防止或减少面层受下层裂缝反映的影响，也采用联结层。第三，基层。是路面结构中的承重部分。主要承受车辆荷载的竖向力,并把面层传下来的力扩散到垫层或土基,故基层也应具有足够的强度和刚度。基层受自然因素的影响虽不如面层强烈，但也应具有足够的水稳定性，以防基层湿软后产生过大的变形，导致面层损坏。第四，底基层。是基层下面的一层，用来加强基层承受和传递荷载的作用，在重交通道路和高速公路上多用之。对底基层材料的强度和刚度的要求可以略次于基层。组成基层和底基层的材料有：用各种工业废渣组成的混合料，用水泥、石灰或沥青稳定的或碎、砾石混合料，各种轧碎的砾石混合料或天然砂砾石和片石、块石、圆石等。第五，垫层。是介于基层（或底基层）和土基之间的层次。其主要作用为改善土基的湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度稳定性和抗冻胀能力，并扩散由基层传来的荷载以减小土基产生的变形，故垫层常铺设在土基水温状况不良地段。在冻深较大的地区铺设的能起防冻作用的垫层称为防冻层；在地下水位较高的地区铺设能起隔水作用或防止地表积水下渗的垫层称为隔离层。常用的垫层材料有砂、砾石、炉渣、石灰土、炉渣石灰土等透水性或稳定性较好的材料。
3、沥青混凝土路面结构设计中存在的问题
根据作者多年的实践经验，认为沥青混凝土路面结构设计中主要存在如下几个方面的问题：第一，现行路面设计规范中对于路基的考虑只是一个静态的回弹模量，未考虑土基达到这一力学参数的可靠性对路面结构使用寿命的影响，除此之外，土基的垂直变形、不均匀变形等到底对路面产生多大的危害等问题，并没有在规范中得到有效的解答。第二，我国沥青混合料设计采用的是马歇尔方法，而路面结构设计采用基于弹性层状体系的经验力学方法，马歇尔设计方法的指标体系是稳定度和流值，而弹性层状体系所需要的参数则为弹性模量，没有研究结果表明稳定度与弹性模量之间存在必然的关系，正是由于采用了不同的指标体系，使得材料设计与结构设计之间无法存在清晰、准确的联系纽带。第三，结构类型选择不当。在多雨潮湿地区，采用AK型上面层结构，空隙率较大，下雨后，水分容易渗入面层内，如果中、下面层采用AC-Ⅰ型相对密实的结构，水分则聚集在上面层和中面层之间，并使上面层长期浸泡在水中，导致路面发生松散、坑洞等破坏；反之若中、下面层采用AC-Ⅱ型结构，水分会直接渗入基层，基层长期浸泡在水中，会发生松散，从而使整个路面结构破坏，危害更大。第四，设计指标不可控制。设计指标应该是路面结构可能产生损坏的控制指标，即设计模型与路面结构损坏模型应该一致，但实际情况告诉我们，弯沉指标无法与多种破坏类型和破坏标准相统一、协调，现有沥青路面的损坏与设计模式大不相同，设计指标形同虚设。另外，路面设计的宗旨是防止在设计年限内总交通量反复荷载作用引起路面疲劳破坏，实际上绝大部分路面是在交通量远未达到设计交通量的早期已经发生了破坏，在进行路面结构设计中，疲劳破坏的指标没有起到控制作用。第五，路面材料设计参数与实际路用性能缺乏关联性。路面设计采用理论计算方法，看似很先进，实际上材料设计参数一般只是通过室内试验确定。国外很多研究表明，路面材料在实际使用过程，其室内性能与路用性能之间的关系并没有很好的相关性，而我们的设计人员在路面结构设计过程中，一般仅通过取规范推荐的材料参数中值的简单办法进行设计，更谈不到去建立路面材料室内力学性能与野外路用性能的关系，所以其设计过程实际上只是个形式。
4、提高沥青混凝土路面结构设计质量的措施
根据作者多年的实践经验，认为应从如下几个方面着手提高沥青混凝土路面结构设计质量：第一，建立沥青路面结构设计模型与破坏模型的联系，确定控制路面发生损坏和早期损坏的关键指标作为设计指标。第二，开展包括柔性基层沥青路面结构在内多种路面结构形式的研究，把沥青路面结构组合设计作为路面结构设计的重点。第三，开展路面材料室内力学性能与野外路用性能的联系的研究。比如，对路面荷载大小与弯沉关系，找到解决该路段质量问题的根源，使得设计结果更准确，提高沥青路面结构的使用性能。第四，合理地选择路面结构类型。路面面层根据当地的气侯、自然条件及当地习惯及经济水平等综合确定。表面层应综合考虑高温抗车辙、低温抗开裂、抗滑的需要；中面层应重点考虑抗车辙能力；底面层重点考虑抗疲劳开裂性能、密水性等。对潮湿区、湿润区等雨水、冰雪融化对路面有严重威胁的地区，在考虑抗车辙能力的同时还应重视密水性的需要，防止水损害破坏，宜适当减小设计空隙率，但应保持良好的雨天抗滑性能。对于旱地区，受水的影响很小，对密水性及抗滑性能的要求可放宽。第五，针对现行规范中存在的问题，加强基础研究，尽快修编规范，应结合沥青混凝土路面设计理念发展的潮流以及我国的国情，建立基于路面服务性能与结构耐久性的路面结构动态设计指标体系。第六，提高设计人员的素质。采取引进高学历人才和加强对内部职工的培训的方法，提高设计人员的整体素质，另外应鼓励设计人员参与生产性路面科学研究，通过研究提高自身对路面结构和材料本质的人身，从而提高设计质量，设计出适应项目地域环境、交通特性的长寿命路面结构。第七，其他应对措施。①应对沉陷的处理措施。沉陷是路面在车轮作用下表面产生的较大的凹陷变形，有时凹陷两侧伴有隆起现象出现，如下图：
为控制路基土的压缩引起路面的沉陷，可选用路基土的垂直压应力或垂直压应变作为设计标准。②车辙。车辙是路面的结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实，以及结构层材料的侧向位移产生的累积永久变形。路面的车辙同荷载应力大小，重复作用次数以及结构层和土基的性质有关，在设计的时候要注意控制车辙深度的两个指标，一个是路面各结构层包括土基的残余变形总和，另一个是路基表面的垂直变形。③选择合适的沥青路面抗滑性能。高速公路、一级公路的沥青路面应具有良好的抗滑性能，其抗滑性能应符合下表的规定：
5、结尾
以上内容首先对沥青混凝土路面结构进行了介绍，随后分析了沥青混凝土路面结构设计中存在的问题，最后指出了提高沥青混凝土路面结构设计水平应采取的措施，表达了自己的观点，提出了自己的见解。但是作者深知，作为一名技术人员，必须认识到我国规范的不足及自身仍需要提高的地方，在设计实践中不断总结经验，并注意学习国外先进的设计思想，从各个方面提高自身素质，以为提高沥青混凝土路面结构设计水平作出更大的贡献。
【参考文献】
[1]《路面结构》夏连学等，人民交通出版社
沥青路面结构设计范文5
随着高等级公路的发展，对路面平整度的要求越来越高，但是，在高等级公路的设计和施工这一过程中，部分路段跨越了软基地带，因为软基这一路段在建成之后要想沉降稳定，就必须要经过好几年的时间。所以，对于路面的结构来说，实行分期设计施工是十分重要的，也就是在前期先把过渡性沥青砼路面结构进行铺设，过若干年后在对其重新施工成永久性路面。但是，时间久了会出现路面车辙等问题，那么如何对这一问题进行解决，本文主要从沥青路面车辙形成的原因，影响高速公路沥青路面车辙的因素，以及过渡性沥青砼路面后续结构设计这三方面来进行研究的。
关键词：高等级公路软基；过渡性沥青砼路面；后续结构；设计与应用
一、沥青路面车辙的形成原因
（一）路面结构的受力情况
1、软基层沥青路面压应力分布状况
轮胎的接触压力会随着轴载的增大而增大，对于沥青路面的压应力来说，它呈现的是增大的趋势。压应力的延伸深度会随着轴载轮复压的增大而变深。温度越高时，沥青层就会软化，它的模量就大大降低，这样就容易是车辙产生。
2、软基层路面剪应力分布状况
轮胎的压力会随着交通轴载的增加而不断增加，这样，沥青层内的剪应力就会逐渐增大，并伴随着轴载的增加，剪应力的最高值也会向下扩展，这样就增加了沥青失稳的可能性，那么，在中间层就会产生失稳性车辙。
（二）沥青路面压实度的不足
对于压实不足的道路来说，它在车辆的进一步复压实后，就产生了永久性的压密变形,而这个压密变形是有限度的,它的主要起因是混凝土的施工孔隙率。一旦沥青混凝土路面经过负载的反复碾挤，它就会减少孔隙率，从而发生变形，进一步使车辙产生。
二、影响高速公路沥青路面车辙的因素
（一）交通荷载对车辙的影响
对于高速公路来说，它的主要交通是货车以及重车，并且在这些车中，大部分会存在超载的现象，这就对沥青路面的正常使用产生了严重的威胁，特别是在比较长的上下坡路段，由于车速比较慢，增加了路面承载的时间，这样就容易产生车辙，特别是高温天气。
（二）纵坡对车辙的影响
由于汽车载荷自重作用在沥青面层内的剪应力会随着纵坡的增加而加大，这样，就会使流动变形出线。特别是那些重汽车，它们的车况一般都比较差，上坡能力也就差，从而速度就比较慢，那么，对于沥青这种粘弹材料来说，汽车用的时间越长，它的温度就会增加，从而路面出现变形以及扯着出现。
（三）沥青以及沥青用量对车辙的影响
混合料的粘结力会随着沥青针入度的减小而增加，从而沥青混合料的抗车辙能力就越强。也就是沥青的粘度越高，稠度越大，混合料的抗车辙能力就会越好。沥青混合料的粘结力会随着沥青的感温性的减小而增大，这样，抗车辙能力就越强，这里所说的感温性指的是沥青的粘度随着温度变化的程度。
据研究，稳定度会随着沥青的变化而变化，沥青的用量最佳，稳定度就最大，所以，对于沥青混凝土来说，它的比例在设计时要符合沥青的最佳用量。其实，在车辙试验中也是一样的，一旦沥青的用量是最佳的，这样沥青的粘度就比较强，从而稳定度就好，但是如果这一用量超过了最佳稳定值，就会使稳定度降低，从而就容易出现车辙。
（四）矿料和矿料级配对车辙的影响
矿料的质量高低对沥青混合料的强度有直接影响作用，对矿料颗粒的嵌锁作用以及摩擦角进行增加，就能够使沥青混凝土的抗剪性增强，对于提高混凝土的车辙能力来说，可采取增加随时用量的措施，这对矿料级配对混合料高温稳定性有着十分重要的影响，也就是良好的级配以及密度可以使矿料的嵌挤力增加，从而提高混合料的高温抗车辙能力。
（五）空隙率对车辙的影响
一旦混合料的空隙率过小,这必然会导致混合料外部的整体变形,这样就促使了车辙的形成。对于沥青混合料的空隙来说，不是越高就越好的,而是要按照特定的标准来进行的
三、过渡性沥青砼路面后续结构设计
（一）改建工程
对于改建工程，沥青路面结构分为：新铺设的抗车辙沥青混凝土结构层以及原本的道路结构。对于基层强度不足的路段来说，在对抗车辙沥青混凝土铺设之前要先对原本的基层进行补强处理要确定基层强度达到了设计要求才能对抗车辙沥青混凝土结构层进行铺设。也就是先要将旧沥青砼路面进行比较傲彻底的除尘、清洗，以提高粘结力的措施，待其干燥以后布上粘层油。再对那些沥青层出现老化、网裂以及龟裂的路段进行处理，不过应该先进行铣刨清除网裂和龟裂层后再实行罩面。最后对坑槽等其它路面的病害依照一定的规范来进行彻底处治。只有这样，才能够不留下质量方面的隐患。
（二）新建工程
对于新建工程沥青路面结构来说，它包括了：抗车辙沥青的混合料面层、基层和底层，那么，对于基层来说，要选用半刚性的基层、柔性基层或者是复合性基层，对于底基层来说，通常选用的是半刚性基层。对于在桥面上进行抗车辙沥青铺设时，采取的方式和普通路面是一样的，但是这中间多了一个步骤，就是桥面的防水设计。
（三） 抗车辙沥青路面结构组合设计原则
抗车辙沥青路面结构要依照工程所在地的气候、交通量和行车模式以及其他特殊使用要求来进行设计，要以厚度合理、沥青混合料类型与厚度匹配以及整体结构经济合理为主要原则进行设计。
（四）具体设计要求
1、设计所述抗车辙沥青路面的结构为，表面层是4厘米KAC-13C或者是5厘米KAC-16C，对于中层来说要是6厘米KAC-20C或者是7厘米KAC-25C，对于下面层来说要是5厘米KAC-16C或者是6厘米KAC-20C，那么，对于这里所说的KAC-指的是抗车辙沥青混合材料。
2、设计的原材料的指标为：
对于粗集料来说：石料压碎值要小于等于26%，这里的洛杉矶磨耗值要小于等于28，吸水率要小于等于2%，对对于表观的相对密度来说要大于等于每厘米2.6克，针片状的含量要小于等于15%，软弱颗粒含量要小于等于3%，坚固性要小于等于12%，对沥青的粘黏性要比4级大。
对于细集料来说：表观的相对密度要大于等于每厘米2.5克，坚固性要小于等于12%，棱角性要大于等于30，砂当量要大于等于60%，颗粒含量要小于等于3%。
对于填料来说：表观的相对密度要大于等于每厘米2.5克，含水量要小于等于1%，亲水系数要小于1，塑性指数要小于4%。
（五）施工过程的质量控制
在这一过程中对沥青的面量要进行严格的控制,对面层之间以及面层与基层的连接要进行加强,对施工工序要进行合理的调整,尽可能的使沥青混凝土面层连续摊铺,从而使污染减少,对于沥青的含量来说，要尽量控制在60%以上,这样的目的是防止沥青混合料中离析现象的出现,把沥青混凝土的压实度进行提高,把空隙率适当的进行减小。对压实度控制标准上面层可以提高至98%,中下面层可提高至97%。
沥青路面结构设计范文6
水是危害公路的主要自然因素,也是沥青混凝土路面早期损坏的主要原因之一。从目前已建成的公路的经验和教训来看,沥青混凝土路面所出现的各种病害(如坑槽、松散、剥落、龟裂、下陷等)无不与水的侵蚀有关,水已成为构成高速公路沥青混凝土路面早期损坏、使用寿命降低的主要自然因素。因此,如何避免地下水和地表水进入路面结构,并有效地将进入路面结构的水分尽快排出,已成为目前沥青混凝土路面结构设计乃至整个高速公路设计过程中的重点内容。
一、路表排水
降落在路面表面和路肩(包括硬路肩和土路肩)表面的降水若不能迅速排走,一方面会造成路面积水滞留,雨天行车时形成雾障而影响行车安全;另一方面会因路表积水时间过长而加速沥青混凝土面层的损坏。对于混凝土路面结构类型而言,路面排水设计应考虑以下几个方面:
1.合理设计路拱横坡是有效排除路表降水的关键。从有利于排水的角度出发,路基横坡和路肩横坡的坡度值都取高值,但路基横坡过大会影响到行车的安全。因此,应综合考虑两方面因素,第一,在南方多雨地区应适当取高值,在北方冰冻地区取低值。第二,硬路肩的横向坡度可采用高限值,但考虑到目前路面摊铺已基本实现机械化施工,从方便施工考虑,硬路肩的横坡方向宜与行车道相反,以避免将硬路肩积水汇集到行车道上。
2.正确选取超高渐变段的合成坡度是避免路表局部积水的有效途径。一般在高速公路线型设计中,如果单纯考虑行车的舒适和线型的美观,超高渐变率宜缓一些,超高渐变段也希望尽量长一些。但超高渐变率过小,超高渐变段内路面横坡接近零的区段过长,形成路面局部滞水,从而影响行车安全。当路线纵坡与超高渐变率方向一致时,最小合成坡度位置即旋转轴位置,其大小就是路线纵坡;当路线纵坡与超高渐变率相反时,最小合成坡度位置即行车道外侧边缘位置,大小为路线纵坡与超高渐变率的代数差。
3.合理设置纵坡是确保挖方路段路面排水的重要手段。人们一般在挖方路段因其水文地质条件差时才对这种路段的地下排水引起重视,如通常在路面结构设计中考虑增设碎石排水垫层,在两侧设置边缘渗沟,但对于路表排水中一些容易出问题的地方却常常忽视,概括起来有两个方面:一是将凹形竖曲线的最低点设在挖方路段内,致使路表水和进入结构内的自由水停滞时间长,不易排除;二是较长挖方路段纵坡坡度设置过小,标准断面的边沟无法满足路面和边坡汇水流量的需要。
二、沥青混凝土路面结构设计应体现排水要求
常规设计存在的质量隐患。目前,在高速公路的沥青混凝土路面结构设计中,普遍将下面层设计为空隙率较大的Ⅱ型沥青混凝土,中面层多为Ⅰ型密级沥青混凝土,就我国大部分高速公路的沥青混凝土而言,空隙率大的主要是抗滑表层和下面层。其中抗滑表层在施工过程中,为了满足构造深度这一指标,空隙率必须达到6%以上。同时,许多施工单位为了追求表面平整度,不惜以牺牲压实度为代价,减少压实遍数,降低碾压温度,从而使其实际空隙率增大。因此,只要有降雨,抗滑表层内部总是处于饱水状态。而下面层则由于表面水少量的渗入、路面开裂以及基层中毛细水上升等原因,使得不少水分滞留在混合料的空隙中,而且,由于中面层的密封作用和下面层自身空隙率较大,导致下面层基本上总是泡在水中。这样,沥青混凝土路面长期在水和荷载的共同作用下,使得沥青膜逐渐从集料表面剥离,最终导致集料之间的黏结力丧失而出现坑槽、松散等路面破坏现象。因此,必须在路面结构设计中合理选取适当的级配类型,特别是抗滑表层和下面层这两个层次。
此外,沥青混凝土面层厚度与最大粒径不匹配,也是出现不同程度水损害的原因之一。由于沥青混凝土面层厚度与混合料级配的最大粒径之比不当,施工中不利于压实,造成空隙率过大。因此,应合理考虑沥青混凝土面层厚度与所选择设计级配的最大粒径尺寸的关系。
三、沥青混合料设计应考虑材料的抗渗性能
要保证路面结构的水稳定性和耐久性能,保证路面基本不透水是至关重要的,尤其是对SMA路面结构类型,保证路面基本不透水是该结构能否成功的关键。因此,从提高路面的耐久性能出发,应将路面抗渗性能作为一个重要的指标来控制,尤其是沥青混合料应从原材料的选择、配合比的确定到施工中摊铺与碾压的控制都至关重要。
1.从提高沥青的性能着手。积极改善沥青的路用性能,尤其是黏附性有利于提高抗渗性。采用改性沥青、掺加抗剥离剂,在矿粉中掺加一定量的水泥或磨细生石灰粉,对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳定性都有明显效果,但应注意不同抗剥离剂与各种石料之间的匹配问题。当选用掺加水泥或消石灰时,应注意确保施工实际掺加剂量的准确性。
2.择适当的级配范围。从选择适当级配上考虑,提高沥青用量及提高4.75 mm～9.5 mm规格集料的用量相应地都可以提高混合料的抗渗性,但应考虑其高温稳定性能指标能否达到要求。
四、路面结构内部排水设计中应重视的问题
对于渗入路面结构的自由水,必须通过设计使之迅速向下或两侧渗漏而排走。
1.对于设置路面边缘排水系统的路段,为使结构内的水能自由排入边部纵向集水沟,应在非超高路段的路缘石(路肩处)上每隔50cm～100 cm预留d10cm的半圆孔洞;在超高路段则应在超高段中央分隔带集水沟侧面设置相应孔洞。
