沥青混凝土路面设计范文第1篇

关键词：沥青 路面 设计

中图分类号： U416.217 文献标识码： A

1 前言

路面作为道路建设最主要的部分，在设计时就应该引起足够的重视。就我国目前修建的沥青路面的使用状况看来，因为交通量的急剧增加、交通超载现象严重，在道路的早期运营时就已经损坏了路面。我国现行的《公路沥青路面设计规范》是由中交公路规划设计院指导，由相关院校、设计单位、科研小组共同组成的编制组经过大量地考察调研，反复修正才完成的。在现行的规范中，虽然较原有的规范更贴近实际状况，但是，在工程施工进行过程中还是会出现一些不足。这些不足就会导致在以后道路的使用过程中出现不同种类的质量问题。

2 当前设计方法中的不足

综合对现阶段成熟的路面设计方法与我国沥青路面设计方法进行比较，发现沥青路面设计方法的设计指标和参数并不能起到很好的控制作用，许多半刚性路面在出现损坏后，实测弯沉也远小于设计弯沉; 在温度变化明显的地区，对温度应力是否超过结构层抗拉强度和土基顶面压应变与重复荷载作用次数之间的关系没有充分考虑，容易引起温度裂缝和车辙问题，难以保证沥青路面的使用性能。

2． 1 路面弯沉

长期以来，容许弯沉都是我国沥青路面设计的重要设计指标，它不仅能够反映路面各结构层及土基的整体强度和刚度，而且与路面的使用状态存在一定的内在联系。不过，弯沉指标虽然与路面的使用性能具有一定的联系，却不能在路面力学行为和使用性能之间建立明确的关系。现有许多高速公路的检测表明，路表虽然存在裂缝但其弯沉值仍然满足要求。

2． 2 路基顶面压应变

土基顶面压应变是当今世界上一些具有较大影响力的沥青路面设计方法所选择的设计指标，以土基顶面压应变作为设计准则，通过控制土基顶面的变形和破坏控制路表车辙，相对路表弯沉准则更为合理，也更符合材料的破坏准则，虽然路表弯沉与土基压应变存在一定的关系，但路表弯沉并不能完全反映土基顶面的压应变状态。

2． 3 温度应力

裂缝是沥青路面的主要病害之一，引起沥青路面裂缝的主要原因是荷载因素和气候因素，其中气候影响主要是指温度的影响，路面是一种建筑在野外的结构物，不可避免的受周围环境及其变化的直接作用，在季节气温变化显著，具有明显年周期性变化规律的地区，温度在下降过程中，沥青面层产生收缩变形，由于路面纵向无限长，在热胀冷缩的作用下，其纵向收缩受到约束无法实现，导致产生温度收缩应力，使路面横断面容易产生横向裂缝。半刚性材料由于本身应力松弛能力较差，且弯拉模量非常大，通常在很小的温降过程中就会发生明显的温缩裂缝。

2． 4 车辙控制指标

我国现行沥青路面设计方法采用路表弯沉值表征路面结构抵抗垂直荷载作用产生变形的能力，是控制路面结构永久变形量的设计指标。但我国沥青路面以半刚性基层为主，难以用反映整体刚度要求的路表弯沉控制结构变形量，且路表弯沉是一项整体性、综合性和表观性的指标，并不能反映路面结构层中的具体受力特性，尤其是剪应力的分布特性，因此，尽管路面设计弯沉己经和竣工验收时的弯沉均符合要求，理论上可以达到规定的设计使用年限，但很多沥青路面仍在通车不久就发生严重的车辙破坏。

2 设计解决方案

2.1 柔性基层结构路面的采用

新建路面采用柔性结构增加投资较大，目前普通公路仍难以承受。补强路面采用柔性结构增加投资有限，应积极采用。从技术上讲，进人大修期的旧路实测路表弯沉往往已超过其容许弯沉值，根据容许弯沉值的定义，可以认为旧路半刚性基层疲劳破坏后，已退化为柔性基层，按柔性结构理论补强与实际情况吻合。按柔性结构补强设计，一般会形成包括旧路面层在内的总厚度20cm以上的沥青混凝土层，对路面的耐久性、对下一周期的维修方案确定都比较有利。从经济性上讲，按柔性结构计算的补强厚度一般不大，而按半刚性结构计算补强厚度时，往往计算厚度仅需5～ 10cm 时，也从施工最小层厚方面考虑。人为的将补强基层厚度设计为18～20cm，总体而言造价节约有限。

2.2 加宽部分与补强部分路面结构的配合

加宽路面结构的选择取决于补强路面结构的选定。如果旧路采用半刚性基层补强，加宽部分也应采用半刚性基层。如果旧路面补强采用柔性结构，加宽部分宜采用混合式基层，并尽量使黑色结构层在道路全断面上基本等厚。这种方式既不过多增加造价，又有利于下一个维修期的大修方案确定。

2.3 改性沥青的应用

目前,省内普通公路普遍在上面层采用SBS 改性沥青，确实对改善路表低温缩裂等方面效果显著，但也存在两方面问题。

1)SBS 价格较高，能兼顾高低温性能，而高温车辙病害原因主要来自于中下面层，故仅为改善路表低温性能时，表面层宜采用价格较低的SBR 改性沥青。

2)改性沥青不可再生，尤其是对现场热再生工艺更不适用，以后的维修只能采用加铺的方式。

2.4 层间连接

目前,设计、施工部门对层问连接问题均重视不足，加速了路面的早期破坏。面层与面层之间连接的关键是减少层次组合，需要分层时，必须切实做好粘层油。面层与基层的连接，规范规定必须设置透层，部分工程采用稀浆封层代替透层，实际上变成了隔离层，未能达到乳化沥青渗入基层的连接目的。基层与基层的连接应推广采用两层连续摊铺碾压工艺，并通过洒水泥浆等方式加强层间连接。

2.5 中修薄层罩面

目前，中修工程普遍采用了3cm 厚沥青混凝土薄层罩面的方式，部分工程中修后破坏很快。分析其原因，有关资料表明，在车载作用下，薄层沥青混凝土底面与下承层之间的水平剪应力很大，只有层厚增至6cm 以上时，剪应力才会锐减。由于旧路面污染、黏层油洒布不匀、加铺层与旧路面施工时的巨大温度差、旧路裂缝严重等原因，使加铺薄层未能与旧路面连成整体、共同受力。限于各种原因，必须采用沥青混凝土薄层罩面的工程，建议采用改性乳化沥青黏层油，并控制路面污染、施工温差等因素。当旧路状况相对较差、裂缝较多时，宜采用旧路表面层现场热再生或热再生后加铺沥青混凝土的中修方式，以期彻底解决旧路面病害、同时增加整体强度。

沥青混凝土路面设计范文第2篇

关键词：病害判定；处理；弯沉控制指标；清缝填缝；贴缝处理；喷洒沥青粘油层；铺设玻纤格栅；

Abstract: It is applied more and more widely to pave asphalt concrete pavement onto the old cement concrete pavement in urban road construction. To prevent and control the reflective crack is the key point of designing the asphalt concrete overlay. However, there still has not the ideal method toradically prevents reflection cracking, only the processing measures that can delay the reflective crack formation, that is producting the geosynthetic materials layre by applying the modified asphalt concrete cover on a crack (pick) sew the pavement.

Keywords: diseases judgement; processing; deflection control index; raked joint; , joint filling; stick seam processing; spray asphalt sticky oil; laid glass fiber grating；

中图分类号: TU528.42文献标识码：A文章编号：

旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土路面在城市道路建设中被越来越广泛的应用。通过加铺沥青混凝土面层可以改善道路使用性能，提高行车质量，延长路面的使用寿命，美化路容路貌，提高路基的稳定性和路面的水稳性；同时利用原旧水泥混凝土路面，造价低，施工方便。

防止和控制反射裂缝是沥青混凝土加铺层设计的重点。反射裂缝是由于旧面层在接缝或裂缝附近的位移，引起接缝或裂缝上方沥青混凝土加铺层内出现应力集中所造成的。各地区的温度状况不同，各路段的交通条件和现有路面结构状况不同，因而反射裂缝的产生，有可能主要是温度原因引起的，也有可能主要是荷载作用引起的，或者是温度和荷载共同作用造成的。对于主要因温度原因而引起反射裂缝的情况，可以采用降低加铺层与旧面层间粘附阻力以及增加加铺层抗拉强度的措施。对于主要因荷载作用而产生反射裂缝的情况，应采用降低接缝处板边弯沉量以及增加沥青混凝土加铺层路段抗弯拉强度和抗剪切强度的措施。为此，应根据加铺层路段的具体情况和条件，分析出现反射裂缝的可能原因，从而针对性地提出相应的预防或延缓措施。但是，目前还没有从根本上防止产生反射裂缝的理想方法，只有推迟反射裂缝形成的处理措施，即采用改性沥青混凝土罩面，并在有裂（接）缝的路面上做土工合成材料夹层。

综上所述，并结合本人所设计的某县城的主干道改造工程设计实例，对旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土路面设计概述如下，主要为旧面板的处理办法及为防止反射裂缝的采取的一些措施（设置防裂贴及铺设玻玻纤格栅）。

此工程实例旧水泥混凝土路面修建时间不长，损坏状况和接缝传荷能力为优良。设计方案确定改造方式为直接在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层。加铺层铺筑前应更换破碎板，修补和填封裂缝，磨平错台，压浆填封板底脱空，清除旧混凝土面层表面的松散碎屑、油迹或轮胎擦痕，剔除接缝中失效的填缝料和杂物，并重新封缝。

一、对旧水泥混凝土路面进行病害判定及处理

1.裂缝

A.对于表面小于3mm的纵、横向轻微裂缝，且未出现10mm以上错台或严重剥落的，可采用扩缝灌浆方式：

①顺着裂缝扩宽成1.5～2.0cm的沟槽，槽深可根据裂缝深度确定，最大深度不得超过2/3板厚；

②清除混凝土碎屑，吹净灰尘后，填入粒径0.3～0.6cm的清洁石屑；

③在沟槽内灌入裂缝修补材料，裂缝修补材料可采用经过改性的环氧树脂材料或经乳化反应过的环氧树脂乳液。

B．对纵横向的表面裂缝大于3mm且为10mm以上错台或严重剥落、中等以上的纵横向裂缝、破碎板的处理：

①破碎、清除面板，在破碎过程中不得伤及相邻面板及拉杆；

②当面板破除后，须对基层进行处理：当基层完整且基层顶面回弹模量大于100 Mpa时，仅需整平基层，当基层松散须对基层进行处理，应全深度控除基层，对于连续路段（长度大于20米），基层可采用水泥稳定碎石，对于局部路段，基层可采用C20水泥混凝土。重新铺设的基层高度应与旧路基层顶面高程相同。

③当相邻拉杆在破碎面板过程中损坏或少设、未按设计规模布设以及现状绿化分隔带拆除部分，应补设拉杆，拉杆设置应按有关规范要求。

为了避免新老混凝土面板之间产生界面缺陷，使混凝土面板开裂，需要在新浇筑的混凝土面板中返回优良的添加剂，如早强剂、减水剂、膨胀剂，在使用添加剂之前，应参照产品说明进行试验，再分别确定以上添加剂的剂量，以取得较好的效果。

2.错台

A.错台≤1cm的可不予处理。

B.错台>1cm的板块，可以将错台高出的一侧的板块边缘50cm范围内，按斜度削平至下沉板边缘平齐，可用磨碎机磨平，或人工凿平。

3.角隅断裂、接缝碎裂

导致角隅断裂、接缝碎裂的原因绝大部分由于局部基层不够稳定、软弱，有的还出现坑洞，少数是因为板厚度不够。

处理办法：按照破裂面的大小和深度，确定切割范围并放样，用切割机切开边缝，凿除破损部分，破碎清除碎块，打成规则的垂直面，目测基层，若基层板体性差，则下挖基层，直至板体性好的层面。然后用不少于20cm的C20水泥混凝土修复松散基层，浇筑新混凝土，与原有路面平齐。

检查原有的传力杆和拦杆，如有缺失或者损坏，应另设新杆或进行修理。

混凝土硬化后，用切缝机切出接缝槽，然后灌入填缝材料。

4.断板

对于有贯穿全板的纵、横、斜向裂缝的板块，旧板断裂后板块数≥3块的板块，考虑将其破碎重新浇筑。

处理办法：将旧板破碎、清除并运走板块碎块，清扫基层，用C20混凝土修复松散基层（如有松软的素淤泥块，应挖坑切槽，直到坚硬基层），修复后的基层表面要平整，并具有一定的横坡坡度，然后重新浇筑表层混凝土板，并喷洒养护剂养护。

5.脱空板

以下四种方法判断脱空板块：

A.下雨之后唧泥的板块；

B.如测定全线板块的弯沉值，实测弯沉值大于14的板块；

C.人站在板边接缝处，当重型车辆驶过时，能感觉到两板之间相对垂直位移；

D.当重车行过，在板边能听到空洞声。

处理方法(压浆处理及换板处理)：

A.压浆处理方法为：

①面板上布设5个灌浆处，其中面板四周和板中各布设一个。

②灌浆孔钻好后，采用压缩空气将孔中的混凝土碎屑、杂物清除干净，并保持干燥。

③灌注机械可采用压力灌浆机或压力泵，灌注压力为1.5～2.5Mpa.

④灌浆作用应先从沉陷量大的地方的灌浆孔开始，逐渐由大到小。当相邻孔或接缝中冒浆，可停止泵送水泥浆，每灌完一孔用土楔堵孔。

⑤待砂浆抗压强度达到3Mpa时，用水泥砂浆堵孔。

⑥灌浆完成3天后进行弯沉检测，当接缝两侧弯沉差超过0.06mm时，应重新灌浆。

B.换板处理法为：同上断板处理方法

二、 弯沉控制指标

弯沉控制指标（单位0.01mm）

①单点实测弯沉值LR≦14，不予处理；

②单点实测弯沉值14＜LR＜40，则目测板块的破坏和整体性情况，如情况良好，则可压浆处理；如情况不好，则按换板处理，整板破碎，处理基层，新浇混凝土板块。

③单点实测弯沉差LR＞40，则按脱空板处理，整板破碎，处理基层，新浇混凝土板块。

④相邻板块之间弯沉差大于6，则需检验是否满足弯沉值LR≦20的要求，如满足，则将弯沉较大的板块端部50cm范围内用切割机切除，处理基层，新浇混凝土板块，新浇混凝土块要与相邻板块之间设置拉杆和传力杆。

⑤新浇混凝土板块后，要测量弯沉和相邻块之间弯沉差，要求符合上述要求。

三、清缝、填缝

板块维修好后，还得对板块之间纵、横缝用嵌缝料充填，以防雨水及杂物下渗。

清缝：用小扁凿凿除或清缝机具清除旧填缝料和其它杂物，再用吹尘器将缝内灰土吹干净。

填缝：填缝料要具有防水性、粘结性、弹塑性、热称定性、低温柔性、抗嵌入性和耐久性；使用方便，不污染环境等优点。可采用聚乙烯胶混类、橡胶沥青类材料等。

在水泥混凝土路面修补工作完成，弯沉及弯沉差达到设计控制要求后，对未损坏的旧水泥混凝土面板表面凿毛并仔细清洗，在加铺沥青罩面层以前要铺设土工合成材料夹层以推迟反射裂缝形成。具体为：

一、贴缝处理

对修补后的水泥混凝土路面的纵横缝采用改性沥青油毡（防裂贴）进行贴缝处理，油毡贴缝宽度为50cm，缝两侧各25cm,贴缝处理可以减少雨水下渗到道路基层中，并起到吸收部分应力的作用，可以延长道路的使用寿命。

二、均匀喷洒沥青粘油层

喷洒前应清扫路面，在准备好的干燥旧路面上采用沥青洒布机喷洒一层0.4kg/㎡～0.6kg/㎡的改性乳化沥青粘层油，沥青喷洒时应保持沥青温度在150～175℃之间。

大气温度低于10℃或路表面潮湿时，不得浇洒粘层沥青，粘层沥青施工需严格按照施工规范进行。

三、铺设玻纤格栅

沥青混凝土路面设计范文第3篇

关键词：水泥混凝土路面； 沥青面层；防止反射裂缝

水泥混凝土路面因造价低、使用年限长等原因，在我国公路发展的初级阶段，得到了大量使用。随着社会的发展，水泥混凝土路面行车舒适性差、维修及养护时间较长影响道路通行能力等缺点逐渐显现出来。目前，在我国的大多城市，众多道路已经到了大修改建阶段，旧水泥混凝土路面改建为沥青混凝土路面开始广泛实施。常采用的方法是在混凝土路面上加铺沥青面层。一种是对旧水泥混凝土面板板底实施压浆、灌缝等修补加固措施后加铺沥青混合料，简称为“白加黑”；另一种是将旧水泥混凝土面板碎化或翻挖加铺沥青混合料，简称为“白改黑” 本文介绍水泥混凝土路面加罩沥青面层的设计方法。

1 设计所需的基础资料

1)原有设计资料。主要是老路的结构组合、路面材料指标：道路设计方案及设计技术标准等。

2)路况调查资料，主要是主、副点弯沉；水泥混凝土板板角标高；纵、横缝缝宽；板体裂缝位置及缝宽等。

2 旧水泥混凝土路面处理

常见的损坏一般主要有板底脱空、板体断裂、错台、拱起、填封料失效及表层损坏(磨损、露骨、坑洞)等，严重时可能会出现板体滑移。

针对水泥混凝土不同损坏类型和程度．可针对性地采用如下处理措施。

1)对原水泥混凝土板块完好或损坏较轻的板块，经检测其主点弯沉值≥ 0．20 mm时，需对板块基层采用注浆技术．进行补强加固。

2)对于表面局部剥落板块，需将表面松动部分的水泥表层凿除。

3)对于局部板角断裂破损的混凝土板块，可将局部破损板角切割凿除后重新采用水泥混凝土修复。

4)对于现状严重断裂(横裂、纵裂、交叉裂等)板块，可将现有断裂板块翻挖后运走，清扫基层；基层损坏部分用水泥混凝土补强。经上述处理后再按原板块厚度重新浇注水泥混凝土板块。

5)对相邻板块板边(角)存在高差的，高差≤1 cm时，要求对突出的板体进行局部磨除，与相邻板体找平；高差> 1 cm时，采用沥青砂填补高差。

6)检查原板块接缝或板体内裂缝 对损坏的接缝填缝料进行维修；对板体内裂缝进行扩缝灌浆维修。

7)对板体滑移产生的纵、横缝，缝隙张口宽度在1．5 cm以下的采用填缝料填补；张口宽度>1．5 cm的，要求在清除杂物后，设置门式钢钉固定相邻板体，并现浇水泥混凝土填补纵缝。

3 防止反射裂缝措施

1)减小相邻板体差异弯沉。对差异较大的板体进行注浆，以减少板体在行车荷载作用下产生位移。目前常用的标准是当差异弯沉≥ O．06 mm时即需注浆。

2)增加沥青层厚度，可减少交通荷载引发的应力和减少温度荷载在罩面层中诱发的拉应力。目前一般要求加罩厚度≥ 10 cm。

3)设置应力、应变吸收薄膜夹层。这样一方面可以起到应力消散的作用，另一方面可以在沥青加铺层开裂后，起到防止水分侵入路面结构层等作用。目前

常用织物、橡胶沥青垫层、土工布等材料。

4)在沥青混合料中添加纤维或在加铺层底部铺设土工织物形成加筋罩面，以增强加铺层抗变形能力，延缓反射裂缝。目前土工织物常用玻璃纤维格栅。

5)采用韧性好、低温塑性变形能力强的沥青混合料，如改性沥青、橡胶沥青等。

6)旧水泥混凝土路面碎化成小块，然后用重型压路机稳定。最后铺设沥青加铺层。这样能够将可能出现的应力降低，防止反射裂缝的产生。

7)在加铺层表面相对于下层混凝土板接缝和裂缝处锯缝，并灌缝。

上述几种措施通常综合进行使用。

4 道路设计

受道路沿线现有建筑等因素限制，老路平面布置往往难以进行调整，所以一般只进行纵、横断面设计。

4．1 纵断面设计

1)纵断面设计线的确定。对未设置中央分隔带的单幅路及三幅路，纵断面设计线一般即为老路的车行道(机动车道)中心线 对设置中央分隔带的两幅路及四幅路，在中央分隔带较规则、两侧车行道(机动车道)现状标高基本一致时，纵断面设计线可为中央分隔带的分中线；在中央分隔带较规则或两侧车行道(机动车道)现状标高有明显差异时，应分幅确定纵断面设计线，一般可取两侧中央分隔带边线作为各幅道路的纵断面设计线。

2)纵断面的控制因素包括现状水泥混凝土路面标高、净空要求、桥梁和沿线地坪标高等。

(1)纵断面设计以确保各断面最不利点、最小加罩厚度的控制。最不利点确定方式一般为：以水泥混凝土板横缝作为控制断面，将同一断面上现状水泥混

凝土路面各角点标高均通过一定横坡反算为设计线标高，据此确定每个断面的最不利点。

横坡值的确定对最不利点标高有较大影响，可按一定分段长度对横坡进行调整，以使沿线最不利点形成的控制点尽可能平滑，利于拟合纵断面设计线。

在有错台等使现状水泥混凝土路面角点标高存在异常的情况时，应剔除异常点标高，采用正常角点的标高确定最不利点标高。

(2)因加罩而抬升现状道路标高时，应尽量保证原有的净空标准。如果净空要求有严格限制，采用加罩将导致净空不足时，需考虑翻除新建相关路段的现

有水泥混凝土路面结构，以确保新建后道路顶面标高满足净空要求。

(3)桥梁一般已采用黑色路面，且桥上不宜加罩过厚的面层，因此，多数情况下桥面标高维持现状．或进行桥面铺装翻建新建，厚度同现状厚度。引道进

行加罩而抬升了现状道路标高，而桥梁基本上维持现状标高，因而在桥头存在一段加罩渐变段。在该渐变段中，如抬升厚度小于最小加罩厚度，则需翻除新建

现有水泥混凝土路面，从节约投资、缩短工期等角度考虑．纵断面设计应尽量缩短上述加罩渐变段，减少现状水泥混凝土路面的翻建。

(4)应尽量控制路面加罩厚度，以减少路面加罩对沿线地坪的影响，尽量使加罩后道路与现状地坪相适应。

3)纵断面的设计应在满足最小加罩厚度、净空要求的同时，加罩厚度不过大。如果加罩厚度过大是由于局部最不利点导致的，则可通过经济分析，确定是否可对导致加罩厚度整体抬升的局部水泥混凝土板块进行翻除新建，降低最不利点标高，以达到减薄加罩厚度的目的，节约工程造价。

分幅进行纵断面设计时，应注意各幅纵断面设计在中央分隔带开口处及交叉口范围内的衔接，不宜使中央分隔带开口处及交叉口范围内的各幅纵断面高差

过大，且应进行专门的交叉口设计等，消除各幅纵断面高差。

4．2 横坡

车行道(机动车道)横坡应尽可能控制在1．5％～ 2．0％ 在满足横向排水要求的同时，横坡值的确定需要根据断面加罩厚度控制及路段范围内加罩厚度控

制进行考虑。

横坡值的确定对最不利点标高有较大影响，可按一定分段长度对横坡进行调整，以使沿线最不利点形成的控制点尽可能平滑，利于拟合纵断面设计线．控

制加罩厚度。

沥青混凝土路面设计范文第4篇

关键词:旧水泥混凝土路面；荷载应力；温度应力；设计方法

Abstract: since the reform and opening up, along with the vigorous development of urban traffic engineering, cement concrete road construction in our country in the process of a wide range of applications. But because the traffic increase, overload or design and construction reasons, causing many road the damage and the use of performance decline. Therefore, this paper, with the paving asphalt pavement layer load stress analysis and temperature stress in-depth analysis, and put forward the old cement concrete pavement and the design method of paving asphalt layer. For related designers reference and using for reference.

Keywords: old cement concrete pavement; Load stress; Temperature stress; Design method

中图分类号： U416.216 文献标识码：A 文章编号：

随着社会经济的快速发展，水泥混凝土作为公路建设中重要的组成材料，在交通荷载、自然环境和人为因素的综合作用下，会出现许多损害的现象导致其使用性大大降低，影响了道路的使用功能。而对水泥路面加铺沥青层，不仅能够有效改善旧水泥路面的使用性能，同时也可以充分利用旧水泥路面造价低、施工简单和环境影响小的优点。然而沥青加铺层迅速迅速发展的反射裂缝很可能会缩短其使用寿命，因此，旧水泥混凝土路面加铺沥青层的设计便成为了重点关注的问题。

1 加铺沥青层荷载应力分析

板接裂缝是旧水泥路面进行加铺沥青层机构中较为困难的阶段，在荷载作用下，接缝上面的AC层会产生应力集中，反射裂缝容易由此产生。故有必要对接缝处AC层在荷载作用下的应力、位移进行计算与分析，为设计方法提供理论依据。

1.1 计算模型

(1)水泥混凝土板与地基间光滑接触。

(2)水泥混凝土板与沥青层间完全连续。

(3)接缝考虑一定宽度、无传荷。

(4)地基为弹性半空间地基(E地基)。

(5)各层材料具有线弹性，以E，μ表征。

1.2 临界荷位分析

临界荷位的确定与对象有关。普通混凝土板的临界荷位是轴载作用于纵缝边缘中部，这时板底产生最大应力。对于旧混凝土板加铺沥青面层，为控制沥青层出现反射裂缝，就以沥青层内应力、位移的不利状态作为选择临界荷位的依据。

本次试验采用静态弯沉仪(贝克曼梁弯沉仪)和后轴为100kN的标准轴载车(一侧双轮荷载:50±1kN；轮胎充气压力:0.7±0.05MPa；单轮传压面当量圆直径:21.30±0.5cm)进行弯沉测量。

计算参数为板长5m，宽4.5m，沥青混凝土模量Ea=1500MPa，泊松比μa=0.25，沥青层厚度ha=6cm，水泥混凝土板模量EC=30000MPa，泊松比μc=0.15，水泥混凝土板厚度hc=20cm，基础模量Es=100MPa，泊松比μS=0.35，接缝宽度0.8cm，所加荷载为标准荷载(BZZ－100kN)，加载应力为0.7MPa。

1.3 应力与位移分析

(1)混凝土板模量Ec对计算结果的影响

取ha=6cm，hc=22cm，Ea=1500MPa，Es=100MPa，Ec=25000MPa和Ec=35000MPa，采用程序进行计算，可以得到:剪应力、弯沉等各个指标随Ec的增加而减小，这说明板的刚度越大对沥青层受力越有利。但影响也很小，可以不计。

(2)沥青混凝土模量Ea对计算结果的影响

研究Ea从1000MPa增至1500MPa时，弯沉差、表面弯沉、剪应力的变化规律和计算结果分析可知，当沥青混凝土模量Ea增加时，剪应力随之增加，而弯沉差随之减小，路面整体抗变形能力增强。尽管沥青混凝土模量受温度影响有一定的变化，但在以后的计算中Ea取定值1500MPa。

(3)板厚hc对计算结果的影响

通过计算分析不同AC层厚、不同板厚时剪应力和弯沉差的响应，发现剪应力随hc的增加而线性减小，弯沉差也随hc增加线性减小。

(4)沥青层厚度ha对计算结果的影响

对于旧混凝土板加铺沥青面层设计，主要是计算加铺层的厚度，使各种力学指标控制在允许范围内，因此，沥青层厚度ha是主要影响参数之一。计算中ha从4cm到16cm按2cm递增，并考虑混凝土板厚和板下基础模量Es的影响。

2 沥青加铺层温度应力分析

计算结构内的温度应力，首先要进行温度场的研究。为分析在温度应力作用下，沥青层模量Ea、厚度ha、板厚hc、土基模量Es这4个参数对计算结果的影响，取沥青层表面降温18℃，温度梯度为－0.8℃/cm时，考察沥青层最大拉应力σy和沥青层与混凝土板间的最大剪应力τyz，研究结果表明:

(1)沥青层底面弯拉应力与层间剪应力随沥青层厚度的增加而减小。

(2)沥青层底面拉应力σy随Ea的增加而增加，

这说明反射裂缝易在冬季产生；而剪应力τyz则随Ea的增加而减小，这说明层间剪应力与两层的模量比有关，两者模量相差越大，则变形越不协调，相互约束越紧，从而引起剪应力增加。

(3)沥青层拉应力随板厚的增加而减小，剪应力则随板厚的增加而增加。

3 沥青加铺层设计

3.1 板下基础强度评价公式

板下基础模量是旧路强度评价中的重要参数之一，现行规范在基础模量方面有2个参数:Et是基础顶面当量回弹模量，它是由承载板试验直接测定结果；Etc是基础顶面计算弹性模量，是在应力计算中使用的表征基础刚度的弹性参数。

对旧混凝土路面板下基础强度进行评价时，由于不便把混凝土板刨开在基础顶面直接进行承载板试验，一般按(1)式进行反算，然而，在实际应用中发现该公式有时计算结果往往超出常规，给设计带来困难，需进行修正。

沥青混凝土路面设计范文第5篇

关键词：高速公路;沥青混凝土;性能试验;施工工艺

前言

近年来，我国修筑的一些高速公路在开放通车后短时期内就出现有坑槽、开裂、车辙等路面结构破坏现象，其实际使用寿命严重低于设计要求的正常使用寿命，并且随着我国公路交通流量及平均行车速度的提高，加上绝大部分货车车辆的超载严重，使得有些沥青混凝土路面结构的高速公路工程在建成通车后1～2年内甚至更短时间内就出现了严重的路面结构遭受破坏的现象。针对上述现象出现的原因和防治途径，现从混凝土路面的结构设计及其优化等方面进行相应的分析和探讨。

1 沥青混凝土路面使用性能要求

要使沥青混凝土路面具有良好的使用性能、满足高速公路行车要求减少路面损坏，路面结构层设计时必须符合以下要求。

强度和刚度，沥青混凝土路面结构层材料和路基填料须具有足够的强度和刚度，在设计范围内的行车荷载作用下不致产生大的变形或位移，防止过早出现路面开裂、坑槽、滑移、沉陷等破坏现象。

稳定性和耐久性，路面结构层材料和路基填料须具有足够的稳定性，在设计使用年限内确保能经受温度和水分变化、冻融循环作用等自然因素影响。路面平整性，路面的平整程度会直接影响高速公路上的行车速度与舒适度，还会直接影响路面结构的使用耐久性，其与路面各结构层的使用材料和路基填料强度、稳定性有关，同时也与道路施工质量和养护状况有关；路面具有一定的粗糙度，以确保高速行驶的车辆在各种气候条件下安全行驶。

2 路基路面的排水设计

水损害是我国高速公路沥青混凝土路面最典型的早期损坏原因之一。所谓水损害，就是指沥青混凝土路面在水的浸泡环境下，由于汽车行驶的动荷载作用，使得进入路面沥青混凝土结构空隙中的水分能够产生较大的动水压力和负压抽吸的反复循环作用，长期作用下水分便逐渐渗入沥青与集料的接触面上，使沥青材料的粘附性逐渐降低并最终丧失相应的黏结强度，沥青膜也最终从块状集料表面脱落，导致路面沥青混合料产生裂纹、松散，继而形成路面坑槽、坑洞等结构损坏现象。相关调查表明，我国许多高速公路通车后不久都出现了形式各样的路面水损害现象，并且沥青混凝土结构路面的其他早期损害现象也或多或少，直接或间接地与水压作用有关。可以说，水作用损害是导致高速公路沥青混凝土路面破坏的最主要因素之一；而加强路基路面的排水设计，一直是高速公路路面结构设计过程的重要环节。

加强高速公路路基路面的排水设计，要重视路基表面的排水设计，还要重视路基结构内部的排水设计。根据多年实践经验，采取边坡漫流的形式对高速公路路基路面进行组织排水，对局部超高路段在中央分隔带部位设置相应的纵向排水槽，再根据当地年降水情况通过适当直径的横向排水管导流至边坡处，在出口处设置相应的急流槽引入路基排水沟，路面水便能快速排出路面，避免雨水长时间浸泡路面沥青混凝土结构。路基结构内部的排水，可考虑在填方路基边缘及中央分隔带位置设置适当大小的纵向盲沟，在挖方路基外侧边缘的纵向排水沟下也设置适当大小的纵向渗沟，用于汇集路基结构内部的水分，再根据当地年降水情况通过适当直径的塑料排水管从渗沟纵向开口处或横向排到路基外，并采用C20混凝土硬化盲沟底面，能使路表水分迅速排出路基盲沟，减少雨水渗入路堤土体，有效优化了高速公路路面排水的设计。

3 路面沥青混凝土结构层设计

根据沥青混凝土路面结构的高温稳定性和水稳定性及规范要求，将高温稳定性和水稳定性两方面的指标都作为路面结构层设计的控制指标，规定路面结构层的车辙动稳定度必须高于1200次/mm，同时规定矿料设计孔隙率的取值范围在下面层为3%～6%，在中面层为3%～6%，在上面层为为4%～10%。在选用集料时，应从混合集料质量与性能指标方面进行严格控制，采用SUPERPAVE技术检验规范配合比设计的部分体积指标，确保路面结构层的高温稳定性和水稳定性。

高速公路采用的路基结构形式其水泥稳定类底基层厚度应不低于20cm，水泥稳定碎石基层厚度应不低于40cm，下封层厚度不低于1cm；路面结构层下面层混凝土厚度应不低于8cm，中面层SBS改性沥青应不低于5cm，上面层SBS改性沥青厚度应不低于4cm。

沥青混合料配合比优化鉴于高速公路车流量普遍较大、重载车比例较高的特点，沥青混合料的配合比设计应重点考察高温稳定性指标，同时兼顾水稳定性和抗滑性能的原则，以规范设计方法为基础，通过把矿料级配曲线设计成特定的“S”形，并逐级控制筛孔的孔径等措施，确保混合集料的颗粒级配良好，混合料有较高的均匀性，避免因沥青混合料级配不当等原因造成施工离析严重的现象。

针对沥青集料的不同原材料特点，通过相关试验确定其级配曲线的关键点通过率，应用体积法设计沥青混合料，施工过程中严格控制沥青集料的VMA、VFA、VV等体积指标。实际工程中，若因沥青集料的设计孔隙率范围相对较小引起的最佳沥青用量敏感及有效沥青用量范围变窄的情况，可在规范设计的基本技术保障前提下进一步从设计角度提高沥青矿料的间隙率VMA等体积指标，并从施工技术要求的角度压窄沥青施工波动范围，可将其精度控制在±0.2%范围内，同时加强施工质量的控制。另一方面，因沥青集料的设计孔隙率范围缩小，导致施工过程中势必要增加压实功才能充分压实沥青结构层，而压实度指标的提高，则对沥青混合集料的配合比设计和施工压实工艺提出了更高要求，即混合料的配合比设计优化同时使其提高了相应的压实施工要求。

4 施工工艺优化组合

高速公路沥青混凝土路面的施工主要由混合集料拌和、运输、摊铺和碾压四个环节构成，施工过程中沥青混合集料的离析超限，路面碾压不充分是影响路面结构层出现坑槽、开裂、车辙等早期损害现象的主要因素。碾压施工过程中，应结合采用压实度与现场孔隙率两个指标同时进行综合控制，现场沥青集料的孔隙率低于7%时其中下部面层的压实度应不小于97%，现场孔隙率低于6%时其上部面层的压实度应不低于98%。实际工程中路面结构层可采用相应的改进型AC、AK结构，其混合集料相互间挤压更加密实，高温稳定性和水稳定性均超过了相应规范要求，只要在施工过程中保证路面结构层的压实度，沥青混凝土面层结构则基本是不渗水的，其渗水系数可控制在50mL/min的范围内。

5 结束语

高速公路路面结构层出现的坑槽、开裂、车辙等路面结构破坏现象，其防治的关键还在于针对路基路面排水设施和路面沥青混凝土结构层进行合理的设计和布置，同时通过选用合理的路面结构类型，控制沥青混合集料采用的原材料类型和质量，尽量采用先进的施工技术和现场管理措施，严格控制路面结构的施工质量，是完全可以杜绝沥青混凝土早期病害，有效提高沥青混凝土路面结构的耐久性。

参考文献

［1］徐永刚.改性沥青及SMA混合料在高速公路中的应用［J］.工程机械，2003，（8）.