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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關(guān)鍵詞】公路工程；瀝青路面；結(jié)構(gòu)設(shè)計；影響因素；應(yīng)用
路面設(shè)計的目標是通過合理的設(shè)計方法使得道路在設(shè)計使用年限內(nèi)能夠提供安全、舒適、快捷的服務(wù)。然而，目前我國高速公路瀝青路面普遍存在著初、早期破壞，且主要破壞型式同上個世紀90年代以前輕交通狀況下相比已發(fā)生了一定的變化。過去，瀝青路面損壞主要包括龜裂、車轍、低溫開裂等，這也是路面設(shè)計時重點控制的損壞類型。但是，隨著路面結(jié)構(gòu)強度的提高和路面損壞期的提前，這些傳統(tǒng)損壞出現(xiàn)得越來越少，有些已經(jīng)不再出現(xiàn)，而目前出現(xiàn)的損壞，不論是其形態(tài)還是原因都十分不同。所以，按照傳統(tǒng)理論來加強路面結(jié)構(gòu)是沒有效果的，甚至有時還適得其反。
一、公路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響因素
在柔性基層、半剛性基層上，進行相應(yīng)厚度瀝青混合料的鋪筑，這種面層路面結(jié)構(gòu)為瀝青路面。瀝青路面設(shè)計中應(yīng)嚴格遵循施工要求及當?shù)氐刭|(zhì)、水文及氣候等情況進行施工，同時與當?shù)貙嵺`經(jīng)驗密切結(jié)合，確保路面結(jié)構(gòu)設(shè)計具有經(jīng)濟性與合理性，進而對交通荷載及環(huán)境因素進行有效承受，在預定使用期限內(nèi)對各級公路的承載能力、耐久性、舒適性及安全性要求加以滿足。按照當?shù)貙嶋H情況與規(guī)范要求與各種材料的具體特性，在設(shè)計過程中面層選用瀝青混凝土材料，選用水泥煤灰碎石、水泥穩(wěn)定碎石、天然砂礫等材料作為基層與底基層施工材料。
1、平整度
根據(jù)公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范，不的道路等級對平整度有不同的要求。但本次調(diào)查結(jié)果表明：各路段的平整度與結(jié)構(gòu)層組合與施工組織狀況有關(guān)。由于選擇路段路面結(jié)構(gòu)使用了瀝青貫入式，瀝青貫入式是一種多孔隙結(jié)構(gòu)，整體性較差，在行車荷載的重復作用下被再壓實，導致縱向出現(xiàn)不平整現(xiàn)象。同時施工時各層縱向平整度的嚴格控制對路面表面平整度控制有十分重要的意義。
2、車轍
瀝青路面車轍是高等級公路重要病害之一。國外設(shè)計方法中AⅠ法以控制土基頂面壓應(yīng)變?yōu)橹笜耍瑂hell設(shè)計方法則通過分層總和法直接從瀝青面層厚度及面層材料諸方面控制車轍。我國還沒有采用車轍指標，作為設(shè)計控制值，而是通過材料動穩(wěn)定度或其它指標達到減少車轍的目的。對半剛性基層瀝青路面，由于土基頂面壓應(yīng)力較小，在重復荷載作用下土基產(chǎn)生的再壓實的剪切流動引起的。在調(diào)查路段，瀝青貫入式結(jié)構(gòu)由于其級配較差，在重復荷載作用下極易產(chǎn)生剪切流動和再壓實，同時其高溫穩(wěn)定性較差，調(diào)查路段車轍量較大。
3、抗滑能力
瀝青路面抗滑性能評價方法主要是測定面層的摩擦系數(shù)和紋理（構(gòu)造）深度。瀝青面層紋理深度與礦料的抗磨能力（磨光值指標）和瀝青混合料高溫時的內(nèi)摩阻力和粘聚力有關(guān)。紋理深度達到要求必須合理選定礦料級配、瀝青材料滿足高等級道路石油瀝青技術(shù)標準。
二、公路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用
作為整個公路工程建設(shè)的重要組成部分，路面設(shè)計是否合理將直接影響到公路工程施工的整體質(zhì)量。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中其核心參數(shù)為路面材料的回彈模量、劈裂強度等，這些參數(shù)的選用將對路面設(shè)計的成敗造成直接的影響，為此必須嚴格遵循相關(guān)設(shè)計要求，進行各個參數(shù)的選用。
1、設(shè)計指標。設(shè)計指標是以彎沉值為控制指標，彎拉應(yīng)力進行驗算校核。整體強度的設(shè)計控制指標用路表容許彎沉值來設(shè)計，確定設(shè)計彎沉指標。對于高速公路、一二級公路、瀝青面層等必須進行層底的抗拉驗算，瀝青混合面料層的城市道路還需進行抗剪驗算。
2、參數(shù)的選取和確定。計算分析中的標準軸載采用上述理論基礎(chǔ)中的BZZ-100為標準值，換算公式采用林繡賢《軸載換算公式的研究》成果中表述的以軸載比表達的公式進行軸載換算，該公式的提出是以彎沉等效和底層拉應(yīng)力等效為基本原則，以多層彈性理論為基礎(chǔ)，分析軸載和彎沉、拉應(yīng)力之間的關(guān)系，并結(jié)合實際的實測情況（彎沉、疲勞試驗、直槽測試等）進行對比、驗證而提出的。表征材料剛度和強度的指標分別是材料模量和抗拉應(yīng)力，彎沉值、拉應(yīng)力指標均用靜態(tài)抗壓回彈模量計算，抗拉強度由圓柱的劈裂試驗確定，靜態(tài)抗壓回彈模量通過抗拉強度來確定。完善設(shè)計控制指標。針對出現(xiàn)的一些設(shè)計指標問題，相關(guān)的研究已經(jīng)非常成熟，可以通過引進相關(guān)控制指標來完善設(shè)計。例如，車轍問題，相關(guān)研究表明，路基垂直壓應(yīng)變與重復荷載作用次數(shù)的關(guān)系可以控制車轍問題；水平拉應(yīng)變可以很恰當?shù)姆从碁r青表層開裂的問題。另外，多考慮溫度、濕度等環(huán)境因素和經(jīng)濟因素的影響，引入相應(yīng)的控制指標。通過建立設(shè)計控制指標體系，來不斷完善設(shè)計。
3、面層剪應(yīng)力與抗剪強度。選用瀝青路面，可以有效提升面層的剪應(yīng)力，但將嚴重影響面層的抗剪強度。如選用較大空隙的級配瀝青混合料，并將水泥漿滲透到空隙內(nèi)形成的半剛性面層材料時，可以有效降低低溫中的脹縮系數(shù)，并避免溫度縮裂等情況的出現(xiàn)，同時在高溫中可以有效提升其凝聚力，進而起到高溫剪切抵抗的作用，并能對面層材料的作用進行充分發(fā)揮，由此可見，瀝青路面的應(yīng)用有利于減少面層厚度、剪應(yīng)力降低及提升抗車轍能力等。
4、路表彎沉指標。經(jīng)過長時間的研究，維姆（Hveem）于1955年發(fā)表了《路面彎沉和疲勞破壞》一文，這篇被Monismith譽為路面領(lǐng)域內(nèi)最重要的論文闡述了路面彎沉和路面疲勞損壞間的關(guān)系，對后來采用分析方法預測路面疲勞開裂的研究產(chǎn)生了非常重要的影響。路表彎沉遂成為路面設(shè)計的一個重要指標，受到各國研究人員的青睞，甚至得到了不恰當?shù)难油亍Ｔ谖覈臑r青路面規(guī)范中路表彎沉也成為路面設(shè)計的一個關(guān)鍵性控制指標。路表彎沉指標主要具有以下優(yōu)點：
（1） 彎沉指標的突出優(yōu)點是其直觀性和可操作性，它建立在大量實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計回歸的基礎(chǔ)上，對于交通不太繁重，結(jié)構(gòu)層較薄情況（控制沉陷為主）是較適用的，但對繁重交通，路面結(jié)構(gòu)較厚情況（控制疲勞和開裂為主）下其適用性降低；
（2） 在路面結(jié)構(gòu)單一的中、輕交通時代，該指標既可表征路面結(jié)構(gòu)的整體變形，也可用于表征路面結(jié)構(gòu)的整體剛度。
三、結(jié)束語
綜上所述，瀝青路面設(shè)計是一項復雜的過程，為了確保瀝青路面設(shè)計質(zhì)量，杜絕后續(xù)引發(fā)相關(guān)問題的產(chǎn)生，就必須做到各項程序選擇層層把關(guān)，嚴格控制。我國的瀝青路面設(shè)計方法雖有長足的發(fā)展和不斷完善，但是在設(shè)計指標運用控制、參數(shù)選取、及時更新方面仍然需要進一步完善，減少設(shè)計的隨意性和盲目性，通過不斷的總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗來完善設(shè)計、指導施工。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：公路，瀝青路面，破壞，原因，防治，措施
前言：瀝青路面的早期破壞是指在瀝青路面使用前期，即在瀝青路面設(shè)計壽命的前期發(fā)生的過早的各種形成的破壞。論文參考網(wǎng)。隨著公路交通事業(yè)的迅速發(fā)展，交通量的不斷增長，交通車輛噸位的增長，荷載等級的提高及車輛超載等對瀝青路面的破壞日益嚴重，并極大的影響公路使用質(zhì)量和公路使用壽命，影響交通運輸上網(wǎng)發(fā)展，分析瀝青路面早期破壞的原因，提出預防破壞的措施方法，對公路質(zhì)量及公路運輸是有重要意義。
（一）瀝青路面早期破壞原因
（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。瀝青面層結(jié)構(gòu)選用不當，混合料類型不合理，根據(jù)瀝青路面設(shè)計規(guī)范，瀝青面層除應(yīng)滿足車輛的使用要求外，還應(yīng)滿足雨水不滲等要求，宜選用粒徑較小，空隙也小的級配混合料，盡量采用小粒瀝青砼，以提高瀝青路面面層的防滲性。對于選用中粗粒砼或開級配或半開級配瀝青碎石的瀝青路面，必須在瀝青面層下設(shè)下封層，防止雨水滲水。
（2）油路補強段的路面厚度考慮不足。路面改造過程中，為充分利用老路并節(jié)約土地及投資，利用舊路的線位及結(jié)構(gòu)層，按照公路補強設(shè)計的一般要求和科學態(tài)度，宜先對所用的路段狀況進行客觀評估，根據(jù)舊路的狀況（特別是強度彎沉指標）確定利用舊路的方案及補強厚度，但實際上，一些設(shè)計單位往往沒有認真細致的調(diào)查，大致給出一個補強厚度及路段樁號就草草了事，結(jié)果導致許多補強路段補強后彎沉值大于設(shè)計值，造成新路強度不足，早期破壞嚴重。
（3）巖石路段石質(zhì)類型確定有誤，在路基設(shè)計中，由于沒有足夠的地質(zhì)鉆探資料，僅靠地表情況判斷石質(zhì)類型，容易出錯。如有的公路，原設(shè)計為石方路段，僅用15㎝水穩(wěn)砂礫做整平層，未設(shè)置半剛性基層。實際開挖后，路基為泥質(zhì)頁巖及風化巖，施工單位照圖施工后，由于雨水滲入，導致泥質(zhì)頁巖及風化巖軟化，瀝青路面結(jié)構(gòu)強度不足，出現(xiàn)大面積風裂。
（4）路面厚度設(shè)計問題。論文參考網(wǎng)。路面厚度設(shè)計的依據(jù)是設(shè)計年限內(nèi)的累計當量軸次，設(shè)計單位為了計算方便，一般將設(shè)計公路的交通量劃分為一定車型的標準交通量與另一定型的非標準車交通量，然后將確定車型的非標準車的軸次，換算成標準車軸載的當量軸次，最后用設(shè)計年限內(nèi)的當量軸次，計算路面設(shè)計彎沉及結(jié)構(gòu)厚度。
（二）施工質(zhì)量問題可能造成瀝青路面早期損壞
（1）土基尤其是是粘性土路基施工中，要加強對土的粉碎和翻曬，盡量保證碾壓路段土體含水量的均勻，力求土體固結(jié)后路基模量不出現(xiàn)大的差異，要防止對過干的土（低于重型擊實標準最佳含水量3%）采取超壓方式進行壓實。
（2）目前，我國高等級公路路堤普遍比較高，而施工周期又相對較短，這對路基沉降非常不利，施工中，應(yīng)優(yōu)先安排高填土路段路基施工，并盡量快速施工，讓路基完成后有盡量長的時間固結(jié)，橋梁工程的臺背填土往往是高填土路段。也要盡早施工，不能有“重橋輕路”的思想。
（3）使用石灰材料的基層（如二灰碎石基層等）既要對購進石灰的品質(zhì)把關(guān)，更要防止石灰的活性損失。活性損失越多，其基層強度就越低。因此，施工控制中，石灰消解時間的確定和對消石灰的保管（特別是雨季保管）應(yīng)納入施工管理的重要內(nèi)容。
（4）我國目前對半剛性基層（如二灰碎石或水泥或水泥穩(wěn)定碎石基層）內(nèi)在質(zhì)量控制的主要方法是密實度檢查，后期強度則主要通過彎沉檢測量為確定。基層集料級配控制往往在實際施工時被忽視，二灰碎石或水泥穩(wěn)定碎石基層均屬于嵌擠密實型結(jié)構(gòu)，其集料級配對基層強度形成有很大影響。若級配不連續(xù)或結(jié)構(gòu)內(nèi)級配不均勻，在剪應(yīng)力作用下，局部易碎裂，造成松散，甚至損壞整個路面。
（5）基層養(yǎng)護不到位也易造成路面早期損壞。我國現(xiàn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計多在半剛性基層加鋪瀝青面層，基層完成后采用灑水車配以人工鋪助灑水來進行養(yǎng)生，受主、客觀因素的影響，這種養(yǎng)生方法常常不到位，目前機械化程度較高，基層施工速度較快，因為灑小汽車配備不足，或施工取水困難，或氣侯干燥等，路基養(yǎng)生工作往往不到位。灑水車或施工車輛輪胎通過造成基層頂面產(chǎn)生浮灰或表面松散。“保濕養(yǎng)生法”或許是解決這一問題的有效途徑。
（6）瀝青混合料的品質(zhì)無疑是瀝青路面良好使用性能的重要保證，施工中對瀝青面層集料的相對穩(wěn)定、瀝青拌和樓的粗量系統(tǒng)及礦粉控制、瀝青混合料的拌和和碾壓溫度混合料的表面離析等予以足夠的重視。
（三）車轍原因分析
車轍的形成原因主要是瀝青混合料以及交通條件環(huán)境系統(tǒng)的影響，車轍變形主要來源于瀝青混合料的粘滯流動和一定的壓實作用，瀝青混合料在高溫下由于車輪反復碾壓，產(chǎn)生機橫向剪流動造成車轍，另外施工中用油偏高，瀝青稠度偏高，礦料級配中細了過高，礦粉摻量過大也會產(chǎn)生車轍。論文參考網(wǎng)。
（四）養(yǎng)護方面
瀝青路面的質(zhì)量好壞，與設(shè)計，施工有著很主要的關(guān)系，同時與養(yǎng)護也有著重要聯(lián)系，瀝青路面設(shè)計施工的再好，如養(yǎng)護不當，也會對路面造成損壞，當瀝青路面出現(xiàn)沉降裂縫、車轍、坑槽等破壞時，應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)分析成因，采用適當?shù)姆椒ㄟM行處理，修復以免損壞進一步的蔓延。
二、路面病害的防治措施
（一）優(yōu)化設(shè)計
提高長期使用性能的重點應(yīng)該從優(yōu)化結(jié)構(gòu)組合設(shè)計，按每一條路的實際情況得到的數(shù)據(jù)去設(shè)計路面面層，這樣的數(shù)據(jù)才能更合理、更適合。對各油面層瀝青混合料進行優(yōu)化設(shè)計，礦質(zhì)混合料設(shè)計時應(yīng)采用骨架密實結(jié)構(gòu)，最佳瀝青用量應(yīng)根據(jù)不同層油面層需要的功能謹慎選定。為提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性，黑龍港流域施工采用的瀝青用量應(yīng)按最佳瀝青用量OAC的±0.3%選用，中、下油面層宜取低限。重載道路或高速公路瀝青路面建議對中、上面層使用瀝青進行SBS改性。
（二）原材料質(zhì)量控制
（1）瀝青應(yīng)選用具有良好的高低溫性能、抗老化性能、含蠟量低，高粘度的優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)或進口瀝青。在條件許可的情況下，可在瀝青中摻和各種類型的改性劑，以提高基性能指標。
（2）集料選用的骨料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。
（3）混合料的級配確定瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和疲勞性能、低溫抗裂性，路面表面特性的耐久性是兩對矛盾，相互制約，照顧了某一方面性能，可能會降低另一方面性能。
（4）混合料配合比設(shè)計，實際上是在各種路用性能之間搞平衡或最優(yōu)設(shè)計，根據(jù)當?shù)氐臍夂顥l件和交通性況做具體分析，盡量互相兼顧，當然為提高瀝青路面使用性能還可以考慮以下兩個途徑：第一是改善礦料級配，采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）：第二是改善瀝青結(jié)合料，采用改性瀝青。
（三）路基的強度
首先壓實度是反映路基強度的重要指標，也是提高路基強度和穩(wěn)定性的最經(jīng)濟、最有效的技術(shù)措施，施工中必須嚴格檢測控制，使其達到規(guī)定值。填土層的厚度對壓實度有直接的影響，每層的松鋪厚度不應(yīng)大于30㎝。必須嚴格控制路基的填筑工藝，確保路基強度。
（四）施工過程中質(zhì)量的控制
（1）瀝青的選用十分關(guān)鍵，要挑選符合規(guī)范各項要求的瀝青，特別是瀝青針入度、軟化點、延度指標必須嚴格把關(guān)。由于近些年的氣侯偏暖，因此，瀝青標號宜選擇在規(guī)定范圍內(nèi)低標號瀝青。此外，透層油，粘層油瀝青應(yīng)采用與瀝青混凝土用同一種瀝青，特別是油石比的選擇應(yīng)考慮粘層油，透層油返油時對其影響。
（2）在瀝青混合料配合比設(shè)計上要特別重視
（3）瀝青混合料拌合時間、出廠溫度、攤鋪溫度、碾壓成型等溫度控制必須嚴格按規(guī)范要求進行，合理安排工期，避開不利天氣施工。
（4）攤鋪機應(yīng)選用熟練的攤鋪機操作手，并選擇兩臺前后錯開同時施工，而少采用傘斷面攤鋪機，在攤鋪過程中，應(yīng)盡量避免停機，注意路面縱向接縫的成型及碾壓工藝。]
結(jié)束語
路面早期破損已為瀝青路面的主要危害之一，各級交通管理部門都應(yīng)引起足夠的重視。并根據(jù)其成因從路面設(shè)計，原材料進場到具體施工，有針對性采取一系列預防和改善措施。同時，必須建立健全質(zhì)量保證體系，從管理部門、設(shè)計部門到施工部門，層層重視，層層控制，層層落實。只有這樣，才能從根本上減少對瀝青路面的早期破損現(xiàn)象的確發(fā)生，使公路建設(shè)質(zhì)量全面提高，更上新臺階。
參考文獻
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關(guān)鍵詞 瀝青混合料;抗疲勞性能;控制應(yīng)力彎曲疲勞試驗;評價指標;性能分析
中圖分類號U416.2 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)22-0043-02
0 引言
瀝青混合料疲勞性能是指其在特定荷載環(huán)境與氣候環(huán)境條件下抵抗重復加載作用而不產(chǎn)生破裂的能力。疲勞損壞是瀝青混凝土路面最主要的破壞形式之一。為了保證瀝青路面具有良好的使用性和耐久性,世界各國瀝青路面設(shè)計方法均以路面疲勞特性作為基本設(shè)計原則,國內(nèi)外研究和評價瀝青混合料抗疲勞性能的方法有很多,其中控制應(yīng)力彎曲疲勞試驗是研究瀝青混合料抗疲勞性能的最有效方法。
本文介紹控制應(yīng)力彎曲疲勞試驗,并采用該試驗方法對AC-13瀝青混合料的抗疲勞性能進行評價,提出瀝青混合料抗疲勞性能的評價指標,分析AC-13瀝青混合料其抗疲勞性能變化規(guī)律。
1 瀝青混合料抗疲勞評價方法概述
國內(nèi)外研究瀝青混合料抗疲勞性能的方法有很多種,綜合目前已有的研究成果,瀝青路面疲勞特性試驗方法主要包括:1)現(xiàn)場試驗法;2)試槽法;3)試板試驗法(也稱為試塊法);4) 試件法;5)槽口彎曲疲勞試驗等。
如此繁多的試驗方法,如何選擇。本論文從試驗的可操作性、試驗結(jié)果的可直接應(yīng)用性及國內(nèi)對抗疲勞性能的相關(guān)規(guī)定要求考慮,采用控制應(yīng)力簡支梁彎曲疲勞試驗法進行應(yīng)力控制的疲勞試驗,研究瀝青混合料的疲勞性能,為瀝青混合料的設(shè)計與施工提供指導。
2 簡支梁彎曲疲勞試驗原理
本文采用中點加載簡支梁彎曲試驗法,加載模式為控制應(yīng)力方式。控制應(yīng)力的疲勞試驗是在重復加載的疲勞試驗過程中,保持應(yīng)力不變,疲勞破壞是以試件的疲勞斷裂作為準則,達到疲勞破壞的荷載作用次數(shù)為疲勞壽命。
這種加載方式下疲勞壽命公式一般為:
Nf=k(σf /σ) n
式中:
Nf為疲勞壽命,采用試件破壞時的加載次數(shù);
k,n為試驗常數(shù),其值取決于試驗條件,加載方式和材料特性等,n 也稱為坡度系數(shù);
σ為每次施加于試件的常量應(yīng)力的最大幅度,MPa;
σf為瀝青混合料的彎拉強度。
3 瀝青混合料抗疲勞性能評價
采用控制應(yīng)力彎曲疲勞試驗對AC-13瀝青混合料進行抗疲勞性能評價,AC-13確定瀝青混合料抗疲勞性能。
3.1 試驗材料
3.1.1 集料
粗集料采用石灰?guī)r碎石,細集料采用石灰?guī)r機制砂,經(jīng)過試驗測試,所采用的集料均滿足相關(guān)技術(shù)要求。
3.1.2 瀝青
采用Shell Pen60/80瀝青,對瀝青按JTG F40―2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求的性能指標檢測,經(jīng)檢測瀝青性能指標滿足相關(guān)技術(shù)要求。
3.2 瀝青混合料配合比設(shè)計
分別對AC-13瀝青混合料進行配合比設(shè)計,確定瀝青混合料的集料用量比例和最佳油石比。
3.2.1 礦料級配設(shè)計
礦料級配設(shè)計采用馬歇爾設(shè)計方法,設(shè)計時充分考慮到JTG F40―2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求,確定的AC-13瀝青混合料的集料用量比例為:
10~15mm碎石:5~10mm碎石:機制砂= 35%:23%:42%
3.2.2 最佳油石比確定
按照JTG F40―2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的瀝青混合料最佳油石比確定方法,確定AC-13瀝青混合料的最佳油石比為為5.0%。
3.3 抗疲勞試驗結(jié)果及分析
3.3.1 Pen60/80的AC-13瀝青混合料疲勞試驗結(jié)果
采用PLS疲勞試驗機以控制應(yīng)力簡支梁彎曲疲勞試驗對Pen60/80的AC-13型瀝青混合料抗疲勞性能進行評價。
試件尺寸:采用車轍成型儀成型300mm×300mm×50mm的板狀試件,然后沿碾壓成型方向切割出240mm×50mm×50mm的小梁試件。
試驗條件:試驗溫度15℃,加載頻率10Hz,跨徑20cm,采用應(yīng)力控制三點彎曲試驗,根據(jù)不同應(yīng)力比下的疲勞破壞數(shù)據(jù),繪制加載次數(shù)和變形曲線。
AC-13瀝青混合料小梁彎曲強度試驗結(jié)果平均破壞荷載為2.63kN,抗彎拉強度為6.312 MPa;
AC-13瀝青混合料的小梁疲勞試驗結(jié)果如下:
疲勞作用次數(shù):212、347、2188、3447、19935;
相應(yīng)應(yīng)力比:0.6、0.5、0.3、0.2;
相應(yīng)對數(shù):2.326、2.540、3.340、3.537、4.300。
AC-13瀝青混合料的小梁疲勞彎曲疲勞方程如下:
疲勞方程:y = -0.1945x + 1.0241R2= 0.9633
疲勞方程參數(shù)及相關(guān)系數(shù) :k=10.57n=0.1945R2= 0.9633
以疲勞次數(shù)的對數(shù)為橫坐標,應(yīng)力比為縱坐標,繪制AC-13瀝青混合料的疲勞曲線圖如下圖1。
3.3.2 試驗數(shù)據(jù)分析及結(jié)論
1) AC-13瀝青混合料的疲勞次數(shù)服從標準疲勞方程模式,滿足疲勞性能要求。疲勞次數(shù)都隨著應(yīng)力水平的增加而呈現(xiàn)明顯下降趨勢,說明車輛輪載的增加,對路面耐久性的破壞很明顯,因此進行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)充分考慮擬建道路的交通組成特點,尤其是對于重載車輛的破壞作用要有較準確的判斷,防止路面由于超載而使疲勞壽命大大降低。
2)疲勞方程的參數(shù)k值可以稱為疲勞擴大系數(shù),k值越大,說明疲勞壽命越長, n可以稱為速度系數(shù),該值越大,說明疲勞次數(shù)隨著應(yīng)力水平的增加衰減的速度越快,耐久性能良好的混合料的疲勞方程一般具有k值較大,n值較小的特點。
4 結(jié)論
通過研究現(xiàn)有的瀝青混合料疲勞試驗方法,本論文采用現(xiàn)象學法中的控制應(yīng)力簡支梁彎曲疲勞試驗法,對AC-13瀝青混合料進行抗疲勞性能進行評價,AC-13瀝青混合料的疲勞次數(shù)服從標準疲勞方程模式,滿足疲勞性能要求,提出應(yīng)將疲勞破壞試驗、指標作為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)。
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關(guān)鍵詞：瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料；半剛性路面
中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：
1問題的提出與意義
1-1概 述
公路運輸在整個國民經(jīng)濟生活中一直發(fā)揮著重要的作用。近年來，隨著我國道路交通事業(yè)的發(fā)展，將瀝青混凝土路面應(yīng)用于高等級公路顯得愈來愈重要。在己建成的高速公路中，90%以上是以半剛性材料為基層，瀝青混凝土為面層的路面（簡稱半剛性路面）。半剛性基層具有較高的強度與承載力、良好的整體穩(wěn)定性和耐久性，為實現(xiàn)“強基薄面”的結(jié)構(gòu)提供了可靠保證。然而，隨著半剛性瀝青路面的大量使用，逐步發(fā)現(xiàn)半剛性瀝青路面也存在著一些嚴重的問題。其主要表現(xiàn)在：半剛性材料具有的干縮和溫縮特性，使瀝青路面不可避免要產(chǎn)生反射裂縫，并容易導致瀝青面層的破壞。另外，半剛性基層的抗沖刷性能也較弱，易引起水損害等不利影響。
1-2 問題的提出
鑒于半剛性基層材料自身固有的特性，為了防止和減少半剛性瀝青路面反射裂縫，國內(nèi)外科研工作者進行了大量的研究工作，如采用調(diào)整結(jié)合料用量與比例，增加粗骨料含量并嚴格設(shè)計級配，以便盡可能的減小溫縮和干縮效應(yīng)，增加半剛性基層材料抗裂性能。或采用通過增加瀝青面層厚度以防止基層反射裂縫及從結(jié)構(gòu)本身入手防止和減少半剛性瀝青路面基層的反射裂縫等。以上這些方法雖對抑制瀝青路面反射裂縫起到了一定的作用，但仍沒有從根本上解決瀝青路面的開裂問題。故此，急需尋求一種其它的基層材料來克服半剛性基層的缺點，以提高瀝青路面的使用品質(zhì)。而以剛度相對較小的柔性材料作為瀝青路面的基層，可以吸收部分層底拉應(yīng)力，大大減少路面開裂的可能性。以解決瀝青路面的反射裂縫問題。以瀝青穩(wěn)定級配碎石為基層的柔性基層瀝青路面具有半剛性基層瀝青路面所不具備的許多優(yōu)越性。
（1）瀝青混合料對于水分的變化不敏感，不易受水損害，不易產(chǎn)生收縮開裂而導致面層出現(xiàn)反射裂縫；
（2）由于面層和基層材料結(jié)構(gòu)的相似性，路面結(jié)構(gòu)受力、變形更為協(xié)調(diào)；
（3）同瀝青面層一起構(gòu)成全厚式瀝青面層，從而使得整個瀝青面層的修筑時間減少；
（4）剛度相對較小，減少裂縫產(chǎn)生的幾率。
1-3 問題研究的意義
由于瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層具有諸多優(yōu)點，以其為基層的路面結(jié)構(gòu)在國外已得到廣泛應(yīng)用，而國內(nèi)的相關(guān)研究還不完善。因此，深入系統(tǒng)的研究瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層的混合料設(shè)計方法，了解、分析瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層的路用性能，找出適合實際情況的瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層的施工工藝和方法去指導施工，對于避免瀝青路面的過早開裂，提高瀝青路面的服務(wù)年限和使用質(zhì)量有著極為重要的意義。
2 瀝青穩(wěn)定碎石混合料的路用性能要求
路面基層是面層的基礎(chǔ)，基層主要承受由面層傳來的車輛荷載的垂直力，并擴散到下面的墊層和土基中去。實際上基層是路面結(jié)構(gòu)中的承重層，它應(yīng)具有足夠的強度和剛度，并具有良好的擴散應(yīng)力的能力。雖然基層遭受大氣因素的影響比面層小，但是仍然有可能經(jīng)受地下水和通過面層滲入雨水的浸濕，所以基層結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的水穩(wěn)定性。同時，基層表面要求有較好的平整度，這是保證面層平整性的基本條件。
瀝青穩(wěn)定碎石混合料作為路面的基層，必須具有上述基層材料所必需的工程特性。同時，作為瀝青混合料，其強度、穩(wěn)定性、破壞模式等，都與瀝青穩(wěn)定碎石基層的使用環(huán)境密切相關(guān)，特別是對于溫度比較敏感，在不同溫度區(qū)域的破壞模式有很大的不同。而我國的瀝青路面面層大多數(shù)情況下厚度較薄（絕大多數(shù)在20cm以下），這樣外界荷載和環(huán)境因素（溫度、濕度等）的變化，就會對處于面層之下的基層材料——瀝青穩(wěn)定碎石混合料的性能產(chǎn)生劇烈的影響。
因此，主要從瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的使用條件，即：荷載因素、溫度狀況、結(jié)構(gòu)功能，以及施工應(yīng)用方便性的要求等方面，來研究瀝青穩(wěn)定碎石混合料的路用性能要求。
2-1高溫穩(wěn)定性
瀝青穩(wěn)定碎石混合料是一種典型的流變性材料，它的強度和勁度模量隨著溫度的升高而降低。為了保證瀝青路面在高溫季節(jié)不至于產(chǎn)生推移、波浪、車轍、泛油等病害，作為基層的瀝青穩(wěn)定碎石混合料必須進行高溫穩(wěn)定性研究，以確保高溫時，其能夠有足夠的強度和勁度模量來支撐路面結(jié)構(gòu)，保證路面的使用品質(zhì)。
2-2低溫抗裂性
瀝青是一種溫度敏感性材料，溫度的變化會使其力學性能發(fā)生很大的變化。隨著溫度的降低，瀝青混合料的強度和勁度都會明顯增大，然而，其變形能力卻會顯著下降，并會出現(xiàn)脆性破壞。
瀝青穩(wěn)定碎石混合料作為基層材料，雖然所面臨的低溫狀態(tài)不會很嚴重，但在冬季氣溫急劇降低時，也可能會因收縮而產(chǎn)生橫向裂縫。基層的開裂不但會造成基層本身強度的降低，而且裂縫會反射到面層，造成面層的開裂，破壞路面結(jié)構(gòu)完整性，進而在水分和行車荷載的綜合作用下產(chǎn)生飽和。其結(jié)果是路面強度明顯降低，在大量行車荷載的反復作用下，產(chǎn)生沖刷和卿漿現(xiàn)象，從而使裂縫發(fā)展成為網(wǎng)裂、龜裂而使路面很快產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞。
而應(yīng)用瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層的初衷之一，就是減少像半剛性基層路面那樣的基層反射裂縫，因此必須要保證瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料有良好的低溫抗裂性能，已發(fā)揮其柔性基層的優(yōu)點。
2-3強度和剛度
基層是路面面層的基礎(chǔ)，是瀝青路面的承重層。因此，瀝青穩(wěn)定碎石混合料作為基層材料必須具備足夠的強度以支撐路面結(jié)構(gòu)。另外在車輛荷載的作用下，路面內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)非常復雜，根據(jù)理論分析，在路面中有三個不同的應(yīng)力區(qū)，即：（1）在路面的上層為三向受壓區(qū)，既有壓應(yīng)力又有剪應(yīng)力；（2）路面中層為受壓區(qū)，該區(qū)內(nèi)由于荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力已經(jīng)很小，處于一種豎向受壓的狀態(tài)；（3）路面下層為受拉區(qū)，在荷載的作用下會出現(xiàn)彎拉應(yīng)力。瀝青穩(wěn)定碎石基層位于面層以下，處于受壓區(qū)和受拉區(qū)。即瀝青穩(wěn)定碎石基層需要承受荷載的壓實作用以及底面的彎拉作用。因此，要保證瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料有足夠的抗壓強度和抗拉強度。
另一方面，為了防止在車輛荷載作用下產(chǎn)生過量的變形，從而造成路面結(jié)構(gòu)的車轍、沉陷等破壞。也應(yīng)該保證瀝青穩(wěn)定碎石基層有足夠的剛度。
2-4耐久性
為了保證路面具有較長的使用年限，必須保證作為路面基礎(chǔ)的瀝青穩(wěn)定碎石基層具有較好的耐久性。道路是一種是野外結(jié)構(gòu)物，建成后要受到行車荷載和外界環(huán)境的因素（溫度、濕度等）的反復作用，對于瀝青穩(wěn)定碎石基層，由于其層位的關(guān)系，它受惡劣環(huán)境影響的程度雖不象面層那樣劇烈，但在路面使用期間，在環(huán)境影響下經(jīng)受車輪荷載的反復作用，長期處于應(yīng)力應(yīng)變交迭變化狀態(tài)，致使基層結(jié)構(gòu)強度由于疲勞而逐漸下降。當荷載重復作用超過一定次數(shù)以后，在荷載作用下瀝青穩(wěn)定碎石基層內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力就會超過強度下降后的結(jié)構(gòu)抗力，產(chǎn)生疲勞破壞。因此瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料應(yīng)該有良好的抗疲勞性能。以保證路面結(jié)構(gòu)的耐久性。
2-5施工和易性
要保證室內(nèi)配料在現(xiàn)場施工條件下順利的實現(xiàn)，瀝青穩(wěn)定碎石混合料除了應(yīng)具備前述的技術(shù)要求外，還應(yīng)具備適宜的施工和易性。影響瀝青混合料施工和易性的因素很多，諸如當?shù)貧鉁亍⑹┕l件及混合料性質(zhì)等。
單純從混合料材料性質(zhì)而言，影響瀝青混合料施工和易性的首先是混合料的級配情況，如粗細集料的顆粒大小相距過大，缺乏中間尺寸，混合料容易分層層積（粗粒集中表面，細粒集中底部）；如細集料太少，瀝青層就不容易均勻地分布在粗顆粒表面；細集料過多，則使拌和困難。此外當瀝青用量過少，或礦粉用量過多時，混合料容易產(chǎn)生疏松不易壓實。反之，如瀝青用量過多，或礦粉質(zhì)量不好，則容易使混合料粘結(jié)成團塊，不易攤鋪。
瀝青穩(wěn)定碎石混合料柔性基層的應(yīng)用研究，應(yīng)該從級料集配設(shè)計和確定瀝青最佳用量方面，確保基層混合料的施工和易性。
3 進一步研究的建議
為了更好地利用瀝青穩(wěn)定碎石基層，以解決半剛性基層所帶來的反射裂縫和水損壞問題，應(yīng)對瀝青穩(wěn)定碎石基層進行更廣泛、更深入的研究。在今后的研究工作中，建議對以下問題作進一步的研究：
（1）嘗試提出新的瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料級配，對其進行試驗研究，以期提出適合基層用的瀝青混合料的級配范圍；
（2）研究瀝青穩(wěn)定碎石基層瀝青路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，提出相應(yīng)的設(shè)計指標及標準；
（3）對瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層防止瀝青路面反射裂縫的理論原理作出進一步研究推敲；
（4）碎瀝青穩(wěn)定碎石混合料的實驗室成型方法作進一步研究，以期獲得最符合實際的應(yīng)用狀態(tài)的試件成型方法和試驗指標試驗參數(shù)；
（5）對瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的施工技術(shù)應(yīng)更一步研究，進一步探索瀝青穩(wěn)定碎石基層厚度和合理的壓實機械組合對壓實度的影響。
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[論文摘要]本文介紹了瀝青路面中常見的一些病害，重點闡述了瀝青路面出現(xiàn)裂縫的原因，并給出了相應(yīng)的預防措施，可供瀝青路面設(shè)計和施工人雖參考。
瀝青路面具有表面平整，堅實、無接縫、施工工期短、養(yǎng)護維修簡便和有良好的減振性等優(yōu)點，使行車平穩(wěn)、舒適而低噪聲。但由于受到交通量增長、重載超載車輛的增多、溫度變化、濕度變化，冰凍作用、設(shè)計、施工、采用材料和養(yǎng)護管理等因素的影響，出現(xiàn)了多種瀝青路面病害，如瀝青路面的裂縫、車轍和水損害等。根據(jù)我們這幾年來對我省瀝青路面的實際損壞情況的調(diào)查，談?wù)劄r青路面常見的病害與裂縫出現(xiàn)的原因及其預防措施。
一、常見瀝青路面病害
瀝青路面的損壞所表現(xiàn)出的形式和特征是多種多樣的。經(jīng)總結(jié)分析，主要有以下幾種常見病害。
1.瀝青路面的裂縫
瀝青路面建成后，都會產(chǎn)生各種形式的裂縫。初期產(chǎn)生的裂縫對瀝青路面的使用性能基本上沒有影響，但隨著表面雨水的侵入，導致路面強度下降，在大量行車荷載作用下，使瀝青路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。瀝青路面裂縫的形式是多種多樣的，裂縫從表現(xiàn)形式可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種。影響裂縫的主要因素有：瀝青的品種和等級、瀝青混合料的組成、面層的厚度、基層材料的收縮性、土基和氣候條件等。
2、瀝青路面的車轍
車轍是路面結(jié)構(gòu)層及土基在行車重復荷載作用下的補充壓實，以致結(jié)構(gòu)層材料的側(cè)向位移所產(chǎn)生的累積永久變形。影響瀝青路面車轍深度的主要因素是瀝青路面結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土本身的內(nèi)在因素，以及氣候和交通量及交通組成等的外界因素。車轍產(chǎn)生的主要原因有：(1)瀝青混合料油石比過大；(2)表面磨損過度：(3)雨水侵入瀝青混凝土內(nèi)部；(4)由于基層含不穩(wěn)定夾層而導致路面橫向推擠形成波形車轍。
3、瀝青路面的松散
松散是直接影響行車安全的路面病害，松散可能出現(xiàn)在整個路面表面。也可能在局部區(qū)域出現(xiàn)，但由于行車作用，一般在輪跡帶比較嚴重。其產(chǎn)生的主要原因有：(1)局部路基和基層不均勻沉降引起路面破壞；(2)碎石中含有風化顆粒，水侵入后引起瀝青剝離；(3)隨著使用時間的增多，瀝青結(jié)合料本身的粘結(jié)性能降低，促使面層與輪胎接觸部分的瀝青磨耗，造成瀝青含量減少，細集料散失；(4)機械損害或油污染。
4、瀝青路面的水損害
瀝青路面在存在水分的條件下，經(jīng)受交通荷載和溫度漲縮的反復作用，一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上，同時由于水動力的作用。瀝青膜漸漸地從集料表面剝離，并導致集料之間的粘結(jié)力喪失而發(fā)生路面破壞。瀝青路面產(chǎn)生水損害的原因主要有材料、設(shè)計、施工、土基和基層、超載車輛等原因。
5、瀝青路面的凍脹和翻漿
瀝青路面產(chǎn)生凍脹和翻漿主要是在凍融時期，因為水的侵入和路基土的水穩(wěn)定性能差，由于冰凍的作用，路基上層積聚的水分凍結(jié)后引起路面脹起并開裂。道路翻漿是水、土質(zhì)、溫度、路面和行車荷載五個主要因素綜合作用的結(jié)果。其中水、土、溫度構(gòu)成翻漿的三個自然因素，缺少任何一個因素都不可能形成翻漿。
6、瀝青路面的沉陷
沉陷是路面變形中最普遍的一種，特點是面積大，涉及的結(jié)構(gòu)層次深，主要出現(xiàn)在挖方段和填挖交界處。其產(chǎn)生的主要原因是：(1)土質(zhì)路塹排水不暢，路床下部路基過濕潤而產(chǎn)生不均勻沉降，引起路面局部下沉；(2)路面強度不能適應(yīng)日益增長的交通量，易發(fā)生疲勞破壞：(3)路基或基層強度不足或填挖路基強度不一致，在車輛荷載作用下，路基或基層結(jié)構(gòu)遭破壞而引起沉陷；(4)橋頭路面沉降不均勻而引起沉陷并與橋面發(fā)生錯位。
二、瀝青路面出現(xiàn)裂縫的原因分析及其預防措施
1原因分析
瀝青路面出現(xiàn)裂縫的主要原因而可以分為兩大類：一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，一般稱之為非荷載型裂縫：另一種是由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫，一般稱之為荷載型裂縫。
(1)非荷載型裂縫
非荷載型裂縫主要是溫度裂縫，也有因施工不當、材料選取不當?shù)纫鸬牧芽p。其產(chǎn)生的原因有：
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1)瀝青材料在較高溫度條件下，具有良好的應(yīng)力松弛性能，溫度升降產(chǎn)生的變形不至于產(chǎn)生過高的溫度應(yīng)力。但在冬季氣溫驟降時，土基和路面基層由于受溫度變化，冬季冰凍產(chǎn)生的膨脹，導致路基和基層產(chǎn)生裂縫并反射到瀝青面層，瀝青混合料的應(yīng)力松弛趕不上溫度應(yīng)力的增長，同時勁度急劇增大，超過混合料的極限強度或極限拉伸應(yīng)變，便會產(chǎn)生開裂。此外，隨著溫度反復升降，溫度應(yīng)力使混合料的極限拉伸應(yīng)變變小，又加上瀝青的老化使瀝青勁度增高，應(yīng)力松弛性能降低，故可能在比一次性降溫開裂溫度更高的溫度下開裂，同時裂縫是隨著路齡的增加而不斷增加。
2)瀝青的品種和等級也是影響瀝青路面開裂的重要因素。在長期的實踐經(jīng)驗中，選用高粘度、低稠度的瀝青，其溫度敏感性較低，能延遲溫度裂縫的產(chǎn)生；瀝青未達到適合本地區(qū)氣候條件和使用要求的質(zhì)量標準，低溫抗變形能力較差，致使瀝青面層在低溫下產(chǎn)生收縮開裂。
3)地基處理不當，路基碾壓不均勻，造成路基沉降不均勻；舊路拓寬時，新舊路基搭接部位沒有嚴格按照臺階式分層壓實處理，以及下部基層比較軟弱，或地基處理不徹底等。
4)鋪筑瀝青面層采用分幅攤鋪時，接縫處理不當，結(jié)合不良，對接縫處碾壓不密實，造成路面滲水或面層壓實未達到要求，在行車作用下形成裂縫。
(2)荷載型裂縫
荷載型裂縫即主要由于行車荷載作用而產(chǎn)生的裂縫，其產(chǎn)生的原因有：
1)隨著交通運輸?shù)母咚侔l(fā)展。原有的路面強度日趨不足，路面滿足不了交通量迅速增長和汽車載重明顯增大的需求，瀝青路面過早產(chǎn)生疲勞破壞，瀝青路面很快開裂。
2)原結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，未充分考慮到各種不利因素，施工質(zhì)量不好，瀝青路面面層厚度不足，瀝青路面原材料的品質(zhì)不符合設(shè)計規(guī)范要求，路面強度明顯不能滿足行車要求。在行車作用下，特別是超大噸位車輛的頻繁碾壓，瀝青路面很快開裂。
2防止措施
針對以上分析的瀝青路面病害的原因，主要從施工材料、設(shè)計、施工、養(yǎng)護和交通管理等5個方面采取相應(yīng)的預防措施。
(1)材料方面
合理確定瀝青路面結(jié)構(gòu)，瀝青面層的裂縫主要由瀝青面層本身的低溫收縮引起的。選用低溫勁度小、延度大、溫度敏感性差、含蠟量低的優(yōu)質(zhì)瀝青，精選礦料，準確級配瀝青面層的礦料和合理配置瀝青混合料配合比。配制出性能優(yōu)良的瀝青混合料，控制瀝青用量，保證瀝青混合料性能優(yōu)良，均可有效減少裂縫。
(2)設(shè)計方面
精心設(shè)計，對地形復雜地段做好地質(zhì)調(diào)查工作。要特別注意加固地基，防止因地基軟弱而出現(xiàn)不均勻沉降，使用合格填料填筑路基，或?qū)μ盍线M行處理后再填筑路基，確保路基有足夠的強度和穩(wěn)定性，以保證路面具有穩(wěn)定的基礎(chǔ)：選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小及抗拉強度高的半剛性材料做基層：選用優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層；在穩(wěn)定度滿足要求的前提下，應(yīng)該選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。
(3)施工方面
精心施工，選擇先進施工工藝和機械設(shè)備，制定完善的施工方案，確保壓實度達到規(guī)范要求，嚴格按設(shè)計要求進行軟基處理，提高軟基處理的施工質(zhì)量，嚴格控制半剛性基層施工碾壓時的含水量，混合料的含水量不能超過壓實需要的最佳含水量或控制在施工規(guī)范容許的范圍內(nèi)；半剛性基層碾壓完成后。要及時養(yǎng)生，防止其產(chǎn)生裂縫反射到表面層，保護混合料的含水量不受損失；養(yǎng)生結(jié)束后，應(yīng)立即噴灑透層油，并盡快鋪筑瀝青面層。
(4)養(yǎng)護方面
嚴格養(yǎng)護管理，加強路面保潔，確保排水性能良好。及時對裂縫的進行科學的處理，避免病害的進一步擴展。
(5)加強交通管理
加強交通管理，限制大型超載車通行；在夏季連續(xù)高溫時段，運營管理單位可將重車安排在夜間、凌晨路表氣溫較低時段通過：禁止帶釘輪胎對路面的過度磨損或者更加嚴厲地限制使用。
Abstract: This paper in view of Inner Mongolia area's special environment, a lot of indoor tests, test, paving test road site testing and theoretical analysis as well as the material of resilient modulus and tensile strength of. The test section was detected and road performance analysis, and analysis of different asphalt pavement structure combination of disease cause and prevention and control measures, to achieve from the pavement structure of asphalt pavement early damage prevention purposes
關(guān)鍵詞：瀝青路面，早期損傷，典型路面
Key words: the early damage of asphalt pavement, pavement, typical
中圖分類號：U416.217
1內(nèi)蒙古地區(qū)自然環(huán)境條件
內(nèi)蒙古地區(qū)大部分是溫帶高原半干旱、干旱氣候。冬夏季節(jié)分別為蒙古高壓和大陸低壓所控制,大陸性氣候明顯。降水量受地形和距海遠近的影響,自東向
西由550 mm遞減為40 mm。水熱配置自東向西呈帶狀,由溫帶半濕潤、半干旱、干旱向極干旱地帶過渡。夏季溫熱、雨量集中在施工期,便于土基壓實。晴天多,日照充足,利于公路施工,特別是瀝青路面的施工。由于地處東西夏季風的邊緣,雨量高度集中在幾場大雨或暴雨天氣過程中,給公路造成很大的破壞,而且降水率變大,連旱日長,蒸發(fā)強烈。經(jīng)常發(fā)生不同程度的干旱。冬季漫長、嚴寒。錫盟、呼盟多雪之年出現(xiàn)“白災(zāi)”,斷絕交通。冬春多大風,尤在春季,地面干燥,風沙日數(shù)多,故道路沙阻和邊坡及路肩的吹蝕是公路交通的主要災(zāi)害類型。大興安嶺北部地區(qū),因常年低溫,殘留有大片永久凍土和島狀凍土,給公路建設(shè)帶來極大困難。
2內(nèi)蒙古地區(qū)交通狀況調(diào)查分析
為了合理地進行瀝青路面典型結(jié)構(gòu)設(shè)計，收集了15條公路交通量，包括國道和省道，資料來源于內(nèi)蒙古公路局交通調(diào)查匯總報告。通過調(diào)查，在計算的基礎(chǔ)上確定路面設(shè)計交通量取值范圍，進行交通量分級；并根據(jù)交通現(xiàn)狀，綜合考慮內(nèi)蒙古地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展趨勢，預測交通量增長率。
2.1內(nèi)蒙古地區(qū)交通狀況
調(diào)查資料顯示，交通車輛以大中型載貨車及拖掛車為主，占了80％以上，表明重車較多，設(shè)計路面結(jié)構(gòu)時應(yīng)充分重視。對設(shè)計文件交通資料進行匯總整理于表2-1。
表2-1設(shè)計文件交通資料表
注：初始交通量指以黃河JN－150為標準車；
由于調(diào)查資料比較亂，且只有最近七年數(shù)據(jù)，無法統(tǒng)計累計當量軸次，下面以2003（或2002）年為起點，根據(jù)表3-1交通量增長率取值變化在2.0％～8.0％之間，考慮到內(nèi)蒙古地區(qū)未來交通發(fā)展趨勢，分別取交通增長率為5％和8%，高速公路、一級公路設(shè)計年限取15年，車道系數(shù)0.45，二級公路高級路面取12年，二級公路次高級路面取10年，車道系數(shù)0.65，三級公路取8年，車道系數(shù)0.65，計算設(shè)計期末累計當量軸次。
表2-2 軸載計算
注：初始交通量指以黃河JN－150為標準車。
表中可以看出初年設(shè)計交通量：高速為2000輛/晝夜～3000輛/晝夜；一級700輛/晝夜～900輛/晝夜；二級180輛/晝夜～380輛/晝夜；三級50輛/晝夜～160輛/晝夜。
當交通增長率變化在5％～8％時，高速公路、一級公路設(shè)計年限設(shè)計車道累計軸載基本在350萬次～1800萬次；二級公路設(shè)計年限設(shè)計車道累計軸載在100萬次～250萬次；三級設(shè)計年限設(shè)計車道累計軸載在100萬次以下，且集中在50萬次以下。
2.3交通量等級劃分
本課題采用標準軸載BZZ－100的累計當量軸次來劃分交通量等級。
根據(jù)設(shè)計和施工經(jīng)驗，交通劃分時以不同交通等級對基層或底基層厚度產(chǎn)生大致相同的效應(yīng)和相鄰分級對其厚度不產(chǎn)生較大的變化（5cm左右）為依據(jù)。本課題主要考慮到累計當量軸次對路面基層和底基層厚度的影響程度及公路等級的因素來劃分交通等級。綜合考慮內(nèi)蒙古地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展前景及交通需求，確定內(nèi)蒙古地區(qū)交通分級標準。見表3-3。
表3-3 交通分級標準
3內(nèi)蒙古地區(qū)已建瀝青路面公路主要病害及原因分析
內(nèi)蒙古地區(qū)已建瀝青公路的病害主要包括裂縫、車轍、坑槽、松散、露骨、啃邊等，這些病害并不是獨立存在的，而是共同作用，給公路的正常運營帶來了極大的障礙。裂縫以橫縫和縱縫為主，同時帶有龜裂。由于各類病害綜合作用，最直接的后果就是平整度下降。分析病害產(chǎn)生的原因：
（1）缺乏優(yōu)質(zhì)的筑路材料，如高質(zhì)量的重交通道路瀝青、優(yōu)質(zhì)的礦料；其次路面結(jié)構(gòu)、材料組成設(shè)計可能不盡合理；
（2）自然因素構(gòu)成了外部條件之一。該地區(qū)氣候惡劣，極端最高氣溫非常高和極端最低氣溫又非常低，晝夜溫差大。
（3）風沙的存在是一個特殊的原因。根據(jù)已有研究資料，風沙的危害主要表現(xiàn)在以下幾種類型：①掏蝕和磨蝕。路堤式路段在不飽和風沙流的作用下，迎風側(cè)路肩與邊坡交接處的沙粒被氣流帶走，致使路肩被掏蝕，導致路堤失去穩(wěn)定性。對于路塹路段，當風沙流進入路槽后，在迎風坡阻擋下，氣流被反射回路面，造成反射氣流掏蝕邊坡。對于阻沙柵欄、加固樁，風沙流直接掏蝕根部，造成阻沙措施失效。磨蝕是因為挾沙氣流經(jīng)過路面時，由于98％的沙粒都集中在地表以上10cm范圍內(nèi)，這些高速運動的沙粒強烈的磨蝕瀝青表層，長期作用下，會使路面表層變薄，路面的使用壽命大打折扣。②積沙和埋沙。風沙在運動的過程中，由于條件的改變，所挾沙含量超過飽和狀態(tài)時，沙粒會脫離運動氣流，集聚在路面上掩埋道路。
（4）車輛大型化、重型化加上渠化交通是又一外部條件。隨著西部大開發(fā)的進一步推進和該地區(qū)能源和旅游資源的不斷開發(fā)，其交通量迅速發(fā)展，而且重車的比例較大。
圖3-1 裂縫
在上述幾種原因的綜合作用下，路況每況愈下。高溫季節(jié)，瀝青軟化，路面泛油，在車輛荷載的作用下，車轍很快出現(xiàn)。如果以前路面上的埋沙沒有得到及時清理，在這樣的季節(jié)，風積沙則在車輛碾壓的作用下，以細料的形式混入到表面瀝青混合料中，一方面汲取了部分瀝青，另一方面，由于沒有和瀝青路面形成整體，處于松散狀態(tài)，在車輛作用下仍可以自由運動。這樣就造成了瀝青路面油量降低，出現(xiàn)松散、坑槽；同時，風積沙的不固定性，很容易造成車輛側(cè)向滑移，表現(xiàn)在形成的車轍不規(guī)則。
瀝青路面在經(jīng)過高溫季節(jié)作用后，本身比較干澀，到了低溫季節(jié)，抗變形能力顯著下降，低溫病害顯著。除了溫縮及半剛性反射引起的裂縫外，還有風沙掏蝕引起局部路堤失穩(wěn)，形成縱向裂縫、啃邊等破壞。裂縫產(chǎn)生后，部分風積沙進入到裂縫中，在風沙流的作用下，磨蝕裂縫壁，進一步造成骨料松散、剝落等病害。
總體來說，以高溫車轍、低溫裂縫為主，兼有松散、啃邊、坑槽等破壞。各種病害共同作用，對路面早期破壞嚴重。瀝青路面經(jīng)過幾年運營之后，公路使用壽命大大降低，與設(shè)計年限還存在較大的差距。
4小結(jié)
（1）首先分析了內(nèi)蒙古地區(qū)的自然環(huán)境條件給公路設(shè)計和施工帶來的不利因素；
（2）進行了內(nèi)蒙古地區(qū)交通狀況調(diào)查分析，確定路面設(shè)計交通量取值范圍，進行交通量等級劃分，在整理的基礎(chǔ)上不提及四級公路；
（3）對內(nèi)蒙古已建瀝青路面的病害及原因分析。病害主要有：裂縫、車轍、坑槽、松散、啃邊等。其中裂縫以橫縫和縱縫為主，引起病害的主要原因有：
①自然因素，內(nèi)蒙古地區(qū)的晝夜溫差大，最高氣溫與最低氣溫相差太大；
②缺乏優(yōu)質(zhì)的筑路的資料；
③隨著西部大開發(fā)，內(nèi)蒙古地區(qū)的能源資源的開發(fā)，車輛向大型化、重型化發(fā)展；
④風沙的掏蝕和磨蝕。風沙是危害內(nèi)蒙古地區(qū)公路的特殊原因，主要表現(xiàn)在對公路的掏蝕和磨蝕。
參考文獻
1.JTG D-50—2006.公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范[S]. 北京：人民交通出版社.2006
2.內(nèi)蒙古交通設(shè)計研究院有限責任公司.沙漠地區(qū)公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工及材料研究總報告.2005
論文摘要：本文分析了高速公路瀝青路面早期破損的原因及需要采取的對策
1高速公路瀝青路面直接與大氣接觸，除承受交通荷載外還受自然因素的影響，在運營期間出現(xiàn)早期損壞現(xiàn)象，原因可歸納為：
1．1路面結(jié)構(gòu)設(shè)計我國現(xiàn)行規(guī)范中可供設(shè)計人員選擇的結(jié)構(gòu)單一，而且級配范圍較寬，如AC、AK結(jié)構(gòu)都具有很強的優(yōu)缺點：AC結(jié)構(gòu)具有良好的密水性，但表面較細，抗滑指標難以保證，而且礦料組成中往往是粗骨料懸浮于細集料之中，在行車荷載作用下，容易出現(xiàn)材料重分配，因此容易出現(xiàn)車轍現(xiàn)象；AK結(jié)構(gòu)具有很好的骨架，抗車轍能力強，粗糙的表面滿足了抗滑要求，但空隙率偏大，透水嚴重，這是造成近幾年水損破壞普遍產(chǎn)生的主要原因之一。根據(jù)調(diào)查，現(xiàn)場鋪筑的瀝青混凝土空隙率在8%~13%時，瀝青混合料產(chǎn)生水損壞的可能性最大。在我國現(xiàn)行規(guī)范中II型瀝青混凝土混合料的空隙率為4%~10%，與之比較接近，而且施工中壓實度低值要求95%，容易造成水損壞。這是因為雨天之后，瀝青路面在飽水狀態(tài)下承受重載車輛沖擊與動水壓力的反復作用，瀝青膜與礦料漸漸剝離，形成松散的凹坑，若不及時予以修補，極易發(fā)展擴大成坑槽，造成更大的損壞。這在南方雨水較多的尤其嚴重。另外，設(shè)計規(guī)范中該的設(shè)計車輛荷載于實際車輛荷載不相符，按照規(guī)范進行設(shè)計的瀝青混凝土路面難以承受當前交通運輸重車多、超載嚴重的交通狀況。我國高速公路建設(shè)現(xiàn)仍出在一個快速發(fā)展時期，對高速公路許多方面認識也在逐步加深，一些標準和規(guī)范仍停留在多年前的水平就不能滿足發(fā)展的需要，加上外界因素的影響，甚至出現(xiàn)了所謂“合理的病害”。針對規(guī)范滯后于當前高速公路建設(shè)及運輸市場的實際情況，為防止高速公路瀝青路面出現(xiàn)早期破壞現(xiàn)象，各省都在路面結(jié)構(gòu)方面進行研究，但現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范的修改跟不上迅速發(fā)展的高速公路建設(shè)需要，不符合其應(yīng)有的嚴肅地位。
1．2設(shè)計與路段實際情況相差大
如某二級公路穿過土基過濕地段，但設(shè)計方面卻按一般正常情況設(shè)計，全部利用挖方和就地借方填筑路基，采取逐層晾曬法施工，造成極大的窩工，影響了工期。施工單位只好申報監(jiān)理工程師并經(jīng)業(yè)主同意，遠運借土填筑，僅此一項就較原設(shè)計增加費用數(shù)百萬元。先瀝青路面（特別是挖方路段）破壞較為嚴重，已多次修補。這說明正確區(qū)劃路基干濕類型極為重要。
1．3氣候因素這是造成高速公路出現(xiàn)車轍和推移的原因。
1．4人為因素 交通事故及車輛漏油交通事故及車輛漏油、千斤頂引起的路面破壞。
1．5施工與養(yǎng)護因素的影響
材料選擇 目前我國各省高速公路建設(shè)部門非常注重瀝青的選擇，大部分選用優(yōu)質(zhì)進口瀝青，上面層采用改性瀝青，但在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，有些省份的高速公路建設(shè)部門為了確保瀝青的質(zhì)量，在進行招標時將指標值定得過高，以至于有些瀝青供應(yīng)商為了迎合主管部門的需要，在瀝青中加入某種成分以提高指標值，嚴重影響了瀝青路面的壽命。除此之外，砂石料質(zhì)量的參差不齊也造成了高速公路建設(shè)質(zhì)量的下降。在這方面，可借鑒吉林省長吉高速公路的做法：建設(shè)部門對砂石料的供應(yīng)統(tǒng)一規(guī)格、統(tǒng)一招標，在條件適宜的路段自建料廠，嚴格按照標準規(guī)格以及質(zhì)量提供材料，不僅滿足了工程進度的需要，也確保了工程質(zhì)量。
施工配合比的控制調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，在實際生產(chǎn)中，許多地方多年來形成了一種習慣，那就是嚴格按照實驗室配合比中的骨料用量應(yīng)用于實際生產(chǎn)。但這種方法生產(chǎn)的混合料往往不到設(shè)計要求，有的甚至出現(xiàn)較大偏差，出現(xiàn)了“目標配合比設(shè)計”與“生產(chǎn)配合比設(shè)計”不相符的情況，其原因就在于骨料的吸水性上。我國現(xiàn)行的瀝青混凝土路面設(shè)計方法中，集料密度采用的是視密度，而在實際生產(chǎn)過程中，因為自然條件、環(huán)境因素的影響，使生產(chǎn)配合比與實驗室配合比出入很大。在高速公路的建設(shè)中，解決這個問題唯一的辦法就是加大抽檢力度，通過試驗路段確定生產(chǎn)配合比，加強現(xiàn)場監(jiān)理，實行跟蹤作業(yè)，定點、定量取樣，取得試驗數(shù)據(jù)后，指導生產(chǎn)，切實把質(zhì)量標準落實到施工過程中。
混合料的拌和、攤鋪和壓實攤鋪和壓實兩項工作是路面施工的重要環(huán)節(jié)。攤鋪質(zhì)量不好往往伴隨著裂縫、車轍等病害的發(fā)生。攤鋪過程中除嚴格按《規(guī)范》要求施工外，還應(yīng)著重控制攤鋪溫度、供料速度與前進速度相協(xié)調(diào)、防止大料滾動離析等環(huán)節(jié)。碾壓過程應(yīng)遵循少量噴水，保持高溫，梯形迭進的原則。決不能片面追求平整度，進行低溫碾壓，降低壓實度標準；低溫碾壓易造成空隙率多大，壓實度不足，使路面滲水，導致早期破壞；過度碾壓易造成構(gòu)造深度偏小，甚至出現(xiàn)泛油病害，影響行車安全。碾壓過程要及時、迅速，并要保持碾壓要求。絕對不允許壓路機中途急停、轉(zhuǎn)向，一面發(fā)生推擠、擁包現(xiàn)象，從而影響平整度。山東省的經(jīng)驗：在日竹高速公路施工中，根據(jù)實際情況，將抗滑表層的馬歇爾試驗制件采用了雙面擊實各75次的標準，壓實度不低于98%，混合料空隙控制在6%以內(nèi)，壓實后經(jīng)路面現(xiàn)場取芯檢測都收到了良好效果。可見，壓實措施好壞對瀝青路面的平整度、防止水損壞和提高抗車轍能力都有很大影響。
路基施工缺陷的影響從調(diào)查材料看，有些高速公路早期破壞與路基施工質(zhì)量有關(guān)，特別是軟土地區(qū)。路基軟土地基不穩(wěn)定、地基換填或擠淤處理不徹底、路基填筑壓實度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均勻沉降等都會導致路面的早期破壞。究其原因，大部分與施工工期短、施工低欄為趕進度有關(guān)。
養(yǎng)護與管理路面早期養(yǎng)護措施不及時、不完善等也是高速公路瀝青路面產(chǎn)生早期破壞的原因。允許超載車輛進入高速公路或?qū)Τd車輛控制不嚴則更是早期破壞的直接原因。
關(guān)鍵詞：加速加載試驗；長期路用性能；路面結(jié)構(gòu)
中圖分類號：U41 文獻標識碼:A
1概述
目前世界各國的公路特別是高速公路的設(shè)計理念日臻完善，發(fā)達國家經(jīng)濟對公路的依賴已經(jīng)達到頂峰，各國也都力圖研究出新的更加可靠的評價方法并建立更好的評價指標體系來用于指導設(shè)計和施工。由于利用野外長期路面觀測的方法來評價現(xiàn)有路面不具有普遍的適用性，數(shù)據(jù)采集不僅受時間的限制，而且受交通量和荷載大小的限制，操作周期較長，因此，加速加載試驗作為一種嘗試，受到世界許多國家的青睞并逐漸發(fā)揮出了它的效用。
通過利用各種加速加載試驗設(shè)備，可以對路面結(jié)構(gòu)的各種參數(shù)進行采集，包括各結(jié)構(gòu)層內(nèi)不同深度的車轍、形變、彎沉、層內(nèi)水平應(yīng)變和垂直壓應(yīng)力以及在荷載和環(huán)境因素影響下的各種破壞現(xiàn)象的描述等，進而對路面的早期破壞機理進行研究，對材料的路用性能和結(jié)構(gòu)進行對比驗證，對瀝青路面車轍及其發(fā)展規(guī)律進行研究，最后綜合各個參數(shù)建立評價指標體系。
2加速加載試驗定義與設(shè)備
2.1加速加載試驗的基本概念及分類
加速加載試驗的定義是：選用可控制的法定或超過法定的實際輪載，對實際使用中的、野外試驗段或試驗室里的路面結(jié)構(gòu)以及按比例縮小的低承載能力的路面結(jié)構(gòu)進行加速加載，通過重復荷載的連續(xù)作用以及模擬環(huán)境（水、溫度）的影響，在較短的時間內(nèi)使得路面結(jié)構(gòu)加速損壞，以模擬其在設(shè)計使用期內(nèi)的破壞規(guī)律，從而建立荷載和環(huán)境因素與路面結(jié)構(gòu)性能和功能性能變化的關(guān)系，為路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法、理論研究和施工工藝的改進提供依據(jù)。
就加速加載試驗設(shè)備來說，可分為野外足尺加速加載設(shè)備（ALF）、重載車輛仿真器（HVS）、移動荷載仿真器（MLS）和小型荷載仿真器（MMLS3）；就加速加載試驗的試驗路段的形狀來說，可以分為環(huán)道試驗和直道試驗。
2.2加速加載試驗典型設(shè)備使用現(xiàn)狀
無論何種加速加載試驗設(shè)備，雖然其類型和技術(shù)參數(shù)不同，但其工作的基本原理、試驗功能和試驗?zāi)康亩际窍嗨频模旅娼榻B幾種典型的加速加載試驗設(shè)備。
2.2.1HVS重載車輛模擬器
南非研制開發(fā)的重載車輛模擬試驗車和相關(guān)技術(shù)能在3個月內(nèi)對公路路段的測試，預測出該條公路20年內(nèi)的使用性能。通過試驗，可以測量出荷載等級的變化對永久變形、剪切破壞和開裂等路面響應(yīng)參數(shù)的影響，為路基路面設(shè)計提出具體的技術(shù)指標。該項技術(shù)已在南非、美國的加利福尼亞州和佛羅里達州、美國寒冷地區(qū)實驗室、瑞典和芬蘭交通部門得到系統(tǒng)的應(yīng)用。
試驗的目的就是調(diào)查使用HVS試驗數(shù)據(jù)來預測道路的長期路用性能的可行性，并且為將來的設(shè)計資料的收集和APT與實際路面行為進行對比提供理論依據(jù)。另外，要把進行HVS試驗的路段的路用性能結(jié)果與經(jīng)過多年荷載壓力下的路面的實測值進行對比，經(jīng)過客觀分析以后來決定HVS試驗段與在真實交通狀況和環(huán)境條件下的路段損壞是否具有相同的發(fā)展規(guī)律。
2.2.2ALF足尺加速加載設(shè)備
ALF的特點是單向加載，因渠化交通一般多為單向行駛，所加荷載能自動模擬實際交通荷載的橫向分布，可選的橫向移動模型分布包括標準正態(tài)分布、窄分布和矩形分布，其中常用的為標準正態(tài)分布和窄分布。ALF是一個機動可運輸?shù)脑O(shè)備，以便于在實際公路或特殊修筑的試驗路上使用。其詳細技術(shù)參數(shù)見表1：
表1ALF設(shè)備技術(shù)參數(shù)
2.2.3 MLS移動荷載仿真器
南非斯坦布利什大學交通技術(shù)研究所所長Fred Hugo院士與美國得克薩斯州交通廳聯(lián)合開發(fā)了MLS移動荷載仿真器。該試驗車與1995年開始投入使用，已經(jīng)完成了大量研究項目、報告和論文。該試驗的目的是得出荷載破壞的方程式，確定路面的剩余壽命及對修補的方法的指導，還有路面新材料的路用性能鑒定等。
有關(guān)該試驗車的技術(shù)參數(shù)見圖1和表2:
圖1 MLS試驗設(shè)備簡圖
表2 MLS設(shè)備技術(shù)參數(shù)
2.2.4 MMLS3小型移動荷載仿真器
南非研究人員在開發(fā)了具有與MLS性能相似的小型移動荷載仿真器MMLS3。它是一個1/3比例的模擬器，特點是體積小、重量輕、便于移動，即可在實驗室，又可在實際現(xiàn)場應(yīng)用，主要用于測試公路路面結(jié)構(gòu)上部120mm的部分，也能測試公路上經(jīng)受水、低溫、高溫作用的情況[2]。有關(guān)該設(shè)備的具體技術(shù)參數(shù)見表3：
表3 MMLS3設(shè)備技術(shù)參數(shù)
3加速加載試驗的研究成果
加速加載試驗的目的是評價、驗證和提高道路鋪面的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，并使路面破壞模式標準化，以延長其使用壽命。試驗的對象是典型路面結(jié)構(gòu)和典型材料，為了使其具有可比性，試驗路一般都要用常規(guī)的施工機械按標準的施工工藝修建，以保證試驗路與實際的路面結(jié)構(gòu)相同或接近。
通過對比和驗證各種試驗設(shè)備的使用情況，得出如下結(jié)論：
（1）交通荷載的作用沒有改變路面剪應(yīng)力的變化特性，這一結(jié)論在加速加載試驗中也成立，在累計標準軸載達到一定程度后，路面產(chǎn)生車轍和微小裂縫，當水從裂縫滲入后更加劇了路面的損壞。
關(guān)鍵字：公路隧道防滑安全
中圖分類號：F540.3 文獻標識碼：A 文章編號：
0 引言
由于公路隧道擁有龐大的交通量，汽車產(chǎn)生的尾氣必然也多,過往車輛尾氣中的油性小顆粒在隧道路面中沉積，再加上車輛行駛過程中滴漏的燃油、機油等物質(zhì)大量附著在道路路面上,使路面過滑。中、短隧道由于自然通風較好，此類物質(zhì)不易在路面上積聚，受此影響不大；而長隧道通風條件較差，滴漏的燃油、機油等物質(zhì)極易附著在道路路面，此類物質(zhì)會形成滑膩性薄膜層，從而使路面附著系數(shù)明顯下降，行駛的車輛受此影響較為嚴重，易發(fā)生車輛側(cè)滑、車輛追尾等現(xiàn)象。目前，國外現(xiàn)在已有利用地面防滑劑、高效清潔劑、防滑去油劑來解決該問題，但我國在隧道道路防滑方面還未采取有效的措施，近年來由于隧道路面附著系數(shù)過低而引發(fā)的隧道交通事故屢見不鮮，很多隧道已經(jīng)因此成為公路交通事故的多發(fā)區(qū)。所以提高隧道內(nèi)車道的附著系數(shù)是減少隧道交通事故的關(guān)鍵。
1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.1隧道路面結(jié)構(gòu)的研究
在隧道路面結(jié)構(gòu)方面國內(nèi)外主要采用三種路面結(jié)構(gòu),即水泥砼路面、瀝青路面和復合式路面[1]。研究認為路面的最大附著系數(shù)一般反映了車輛在路面行駛時路面的抗滑能力。在此方面水泥砼路面抗滑系數(shù)較高，但因隧道內(nèi)路面潮濕,水泥砼表面附著系數(shù)會變低,造成車輛制動效果不佳，同時，在使用一段時間后會出現(xiàn)磨光現(xiàn)象,使道路路面的附著系數(shù)降低，容易引起交通事故；瀝青路面平整度較好，抗滑性能易保證，而潮濕的使用環(huán)境嚴重影響這瀝青的使用性能與耐久性，容易產(chǎn)生水損壞，耐久性不如水泥砼路面；而復合式路面綜合了水泥砼路面和瀝青路面的優(yōu)點，彌補了水泥砼路面易出現(xiàn)磨光和瀝青路面易損壞的缺點。目前我國在二、三、四級公路隧道一般采用水泥砼路面，中、短公路隧道多采用瀝青路面，在高速、一級公路特長、長隧道一般采用復合式路面。
1.2隧道路面鋪裝材料的研究
在隧道路面鋪裝材料方面，對于防滑磨耗層，國外主要采用具有很好的防滑性多孔隙瀝青混凝土（OFGC）和瀝青瑪蹄脂碎石混混凝土（SMA）兩種[2]。兩種材料的空隙率都很大，具有良好的排水性能，能夠及時地排出在路面上的積水,解決了由于路面積水而導致的路面附著系數(shù)大幅度降低的問題，再加上兩種材料本身具有附著系數(shù)較高的特性，是抗滑的好材料。但由于OFGC的鋪設(shè)技術(shù)要求較強，材料造價較高，國內(nèi)針對此類的研究較少，因此，在國內(nèi)OFGC并沒有得到廣泛應(yīng)用。國內(nèi)的防滑磨耗層多采用密級配瀝青混凝土（SAC），在防滑，防火方面存在安全隱患。另外為解決隧道路面附著系數(shù)低的問題，我國對隧道路面主要采用了機械刻槽、人工拉毛、噴砂打磨、嵌石屑、壓紋（槽）、彩色防滑路面、超級微表處[3]等方式。
2.發(fā)展趨勢
由于近年來因為隧道路路面的防滑問題處理不善，導致了許多交通事故，因此，隧道道路的防滑問題越來越受到人們的重視。傳統(tǒng)的水泥砼和瀝青路面在潮濕的情況下的附著系數(shù)會減小，這是因為在潮濕的情況下，路面和車輪之間會產(chǎn)生一層水膜，水膜起到了的作用。汽車在路面行駛的過程中，車輪下的雨水不能及時被排出，極易產(chǎn)生水膜，使汽車發(fā)生漂移，引發(fā)交通事故[4]。
為了減少因為路滑而產(chǎn)生的交通事故，采用具有很好防滑性能的多孔隙的路面材料具有很好的發(fā)展前景。其中，瀝青混凝土（OFGC）和瀝青瑪蹄脂碎石混混凝土（SMA）具有多孔隙的優(yōu)點，能夠在潮濕的環(huán)境下保持較大的路面附著系數(shù)，使汽車在行駛的過程中不易產(chǎn)生漂移，增加車輛行駛的安全性。另外，道路隧道相對比較閉塞，只有在隧道的出入口處與外界通風，車輛產(chǎn)生的尾氣不易擴散。汽車尾氣環(huán)繞在隧道內(nèi)，不但使隧道內(nèi)的能見度大大降低，而且尾氣中的顆粒附著在道路路面上，使路面的附著系數(shù)大大降低，容易引發(fā)交通事故[5]。
3.增加隧道道路附著系數(shù)的措施
3.1路面和隧道分離模式
借鑒瑞士的隧道設(shè)計本文提出以下建議，為解決山區(qū)地下水對隧道路面的影響，可以將路面和隧道單獨分離出來，像高架橋那樣,在隧洞內(nèi)建起獨立的道路,這樣既解決了地下水降低隧道路面附著系數(shù)的問題，又可以在隧道路面下建立獨立的逃逸通道、管道通道和排水通道[6]。在造價方面，和其他國家?guī)в刑右萃ǖ馈⒐艿劳ǖ篮团潘ǖ赖乃淼老啾龋靸r不會相去甚遠。隧道路面和隧道壁留有十厘米左右間隙，橫向通風方式可以使隧道內(nèi)的油煙和路面附著的油煙及時排到路面下方，使油煙顆粒轉(zhuǎn)移到路面下，減少了油鹽顆粒對隧道路面的粘附，路面下的油煙和汽車尾氣可以通過通風系統(tǒng)散出，少量油煙和汽車尾氣對維修人員和逃逸通道、排水通道影響甚微[7]。這種隧道建設(shè)既解決了地下水對隧道路面的影響，也解決了油煙、尾氣不能及時排出隧道的問題。
3.2隧道道路材料的選擇
傳統(tǒng)的隧道路面采用水泥基面和瀝青基面，在潮濕的環(huán)境下，這兩種路面容易形成水膜而使車輛發(fā)生漂移引發(fā)交通事故。為了使道路路面在潮濕的環(huán)境下也保持比較大的附著系數(shù)，建議在中、長隧道適當使用多孔隙的道路材料或高性能的瀝青混合料，如SMA、OGFC等材料能有效的提高路面抗滑性能和安全性能。綜合水泥基面結(jié)構(gòu)強度高，承載能力強，耐久性好的優(yōu)點以及易磨損的缺點，建議在一般公路隧道采用水泥混凝土。同時可適當采用刻槽方式進行抗滑能力的增強。
4.結(jié)論
本文主要分析了國內(nèi)外對于解決道路路面防滑問題的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展前景，針對我國隧道道路存在的問題，提出一些改造措施。隧道路面防滑性能的優(yōu)劣直接影響到隧道的使用的安全性保障。因此，對隧道內(nèi)路面開展更深入的研究是有必要的，可以更好地提高隧道路面行車舒適性、行車安全以及隧道通行能力。
參考文獻
[1] 蘭光欣 , 孫湘俊,公路隧道路面結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工,2008
[2] 楊良，OGFC防滑磨耗層在隧道路面中的應(yīng)用，碩士論文，2004
[3] 宋連斌，提高高速公路隧道路面附著系數(shù)的處理措施探索，科技創(chuàng)新導報，2010，17：66-68
[4] 高文輝,饒林春,湯洪志,徐飛,肖勁,潮濕狀況下瀝青路面排水防滑處理探討
[5] 沈劍,唐嘉立,高速公路隧道通風系統(tǒng)概述,江西交通通信總站,江西,南昌,330003
[6] 彭愛紅,羅淑芬,楊為德,瑞士隧道設(shè)計理念與施工技術(shù)探討,2006
[7] 楊超，王志偉，公路隧道通風技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，地下空間與工程學報，2011
[8] 楊學良，楊良等．隧道路面表面抗滑性能的調(diào)查與分析，2003
[9] 彭愛紅， 羅淑芬， 楊為德，瑞士隧道設(shè)計理念與施工技術(shù)探討，2006
[10] 陳春羽。李立寒，黎陽等，組成材料對防滑表處系統(tǒng)性能的影響分析，公路工程期刊，2009
[11] 許云山，高速公路隧道路面抗滑措施此較研究，交通標準化期刊，2010
論文摘要：隨著我國交通行業(yè)迅速騰飛，高速公路在交通領(lǐng)域的地位也日益顯著，但是鑒于時間原因，高速路出現(xiàn)了很多技術(shù)性的問題。文章基于公路檢測四項指標，探討了加強高速公路維修和維修技術(shù)措施。
眾所周知，公路維修是高速公路交通中不可缺少的部分，及時檢測高速公路不同程度的損壞并加以修復，保持高速公路良好的使用狀態(tài)和服務(wù)水平，對使用者提供安全、快捷、舒適、經(jīng)濟、優(yōu)美的行車環(huán)境，有利于提高高速公路的經(jīng)濟效益和社會效益。
一、高速公路檢測概述
公路狀況調(diào)查檢測是路面養(yǎng)護的一項重要工作，更是維修和養(yǎng)護工作的基礎(chǔ)。隨著交通流量觀測和預測路面病害狀況的發(fā)展，路面檢測為編制年度養(yǎng)護計劃提供了基礎(chǔ)。根據(jù)交通流量的繁忙程度，常常在瀝青路面使用8年后，還應(yīng)開展路面病害狀況專項檢測調(diào)查，內(nèi)容包括路面破損狀況、平整度、抗滑能力和結(jié)構(gòu)強度4個方面。對破損和平整度每年進行1次專項檢測，對抗滑能力和結(jié)構(gòu)強度每兩年進行1次專項檢測，具體分為：
（一）行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）
即行駛質(zhì)量指數(shù) RQI=l1.5-0.75IRI ，它反映的是路面平整狀況，也就是滿足車輛快速、舒適行駛的質(zhì)量指標。采用車載式顛簸累積儀或平整度儀進行測定。車輛以規(guī)定速度80km/h行駛，測量在一段距離內(nèi)路表面產(chǎn)生的累積豎向位移量，即國際平整度指數(shù)IRI（m/km）。
（二）路面破損狀況指數(shù)（PCI）
即PCI=100-15DR0.412，它綜合反映了的是路面損壞狀況。采用現(xiàn)場察、鉆芯取樣的方式測定路面破損狀況。正確辨別病害類型，在破損處挖出方形坑槽，裂縫、車轍寬度分別取0.2m和0.4m。測量損壞面積，并根據(jù)其嚴重程度的換算系數(shù)，折合成實際破損面積。實際破損面積與路段總面積之比，即為路面綜合破損率DR。
（三）路面強度系數(shù)（SSI）
即路面強度系數(shù)，SSI為路面設(shè)計彎沉值／路段代表彎沉值，它反映路面結(jié)構(gòu)的整體強度。采用貝克曼彎沉梁或自動彎沉儀進行測定。路面結(jié)構(gòu)受到行車荷載的作用，其破壞形式可能是由于過量的豎向變形所造成，也可能是由于某一結(jié)構(gòu)層所產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其材料的疲勞強度而斷裂。因此，可以用最大彎沉值或路表彎沉盆的曲率半徑來衡量路面結(jié)構(gòu)的承載能力。
（四）路面抗滑系數(shù)（如SFC）
即以抗滑系數(shù)（如橫向力系數(shù)SFC=P/SF）來表征路面的抗滑能力。普遍采用偏轉(zhuǎn)輪拖車法進行測定。將2只標準實驗輪胎安裝在汽車上，并與車身偏轉(zhuǎn)成20°角，汽車在潮濕路段上以規(guī)定速度64.4km/h行駛，測定標準輪胎所受到的側(cè)向摩阻力（P）與豎向荷載（SF），兩者之比，即為橫向力系數(shù)SFC。
二、高速公路的維修技術(shù)措施
根據(jù)路況調(diào)查的檢測結(jié)果，分類處治病害。一般來說，對于結(jié)構(gòu)性破壞，要翻修至結(jié)構(gòu)層甚至基層；對于功能性損壞，可進行平整修復，關(guān)于高速公路的維修技術(shù)，具體可以列為：
（一）乳化瀝青稀漿封層工藝
稀漿封層是將適當級配的骨料、填料、乳化瀝青、水、添加劑等幾種原材料，按一定比例摻配拌和，制成均勻的稀漿混合料，并按要求的厚度和寬度攤鋪在路面上。稀漿封層施工法無 論是對低等級道路或高等級道路，無論是對城市道路或郊區(qū)道路，都可以產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。稀漿封層可以使磨損、老化、裂縫、光滑、松散等病害，迅速得到修復，起到防水、防滑、平整、耐磨等作用。該工藝適用于路基和路面基層強度足夠、數(shù)量較多的面層裂縫。應(yīng)注意對病害面層的修整、合理配制稀漿封層混合料和析水固化成型等關(guān)鍵工序。
（二）熱瀝青灌縫修補工藝
熱瀝青灌縫修補工藝主要用于防止水的滲漏。當路面出現(xiàn)裂縫但未出現(xiàn)明顯錯臺（在5mm以內(nèi)），也無啃邊現(xiàn)象，可采用灌熱瀝青的辦法作防水處理。施工流程為：清縫（用吹風機和鐵鉤清除縫中雜物）以加溫到130℃以上熱瀝青（有良好的流動性）用灌縫機依次緩慢向縫中灌注，直到飽滿為止待瀝青冷卻但在可塑狀態(tài)時（約60℃左右），用鐵鏟鏟除表面多余瀝青，以防污染路面。
該工藝適用于路基和路面基層強度足夠、數(shù)量少的面層裂縫，如溫度應(yīng)力裂縫。分兩種情形：
1．當縫寬≤0.5cm時，用吹風機或空氣壓縮機清理縫隙雜質(zhì)；將改性瀝青加熱至 185℃，用尖嘴壺把熱瀝青灌滿縫隙內(nèi)；待瀝青冷卻至60℃仍處于可塑狀態(tài)時，將頂面修刮成寬約5cm、高約0.3cm的梯形，加以封堵。
2．當縫寬≥0.5cm時，宜先剔除松動的顆粒，用空氣壓縮機清出雜物；接著灌入約1/4縫高的瀝青，填充、搗實細粒式熱拌瀝青砼；薄層封面并撒上石粉，冷卻1h即可開放交通。
（三）機械銑刨攤鋪工藝
目前在我國采用的方法有冷銑刨——熱攤鋪和就地冷 （熱）再生施工工藝兩種。適用于路基和路面基層強度足夠，出現(xiàn)大面積的面層龜裂、坑槽、沉陷、嚴重車轍以及橋頭跳車。其操作流程如下：
1．與行車道的分道線作為高程測量斷面和拉坡設(shè)計，根據(jù)技術(shù)標準和保證最小修補結(jié)構(gòu)層厚度3cm的要求，考慮縱、橫坡的接順，合理確定維修長度。一般來說，路面龜裂、坑槽和沉陷最小的維修長度為30m，橋頭跳車為從橋臺背后算起20m，車轍維修長度按實際情況確定。
2．銑刨、切邊修整。用銑刨機除去整體面層，路面銑刨深度的確定必須根據(jù)銑刨后下一層的實際情況確定，即不能出現(xiàn)松散、脫皮等現(xiàn)象，且清掃必須干凈、徹底。撤油前必須用吹風機重新吹一遍，且保持路面干燥。刨深一般應(yīng)為3～4cm，保證滿足路面面層最少結(jié)構(gòu)厚度。但如果銑刨后發(fā)現(xiàn)底面松軟，應(yīng)加深刨至堅實穩(wěn)定層為止；橫向邊緣以切割機輔助修整，清除松動的碎粒或鑿毛，局部低洼處用混合料填補夯實。
3．灑布粘層油。用瀝青灑布車按0.3kg/m～0.6kg/m的用量噴灑粘層油。
4．攤鋪、碾壓。路面的攤鋪應(yīng)保證一定的連續(xù)性，要求施工前作好對各種機械的檢修，并保證拌和站的生產(chǎn)能力與車輛的運輸能力，作好施工組織計劃。根據(jù)修補范圍估算材料用量，按規(guī)范規(guī)定拌制熱瀝青混合料。施工現(xiàn)場打鋼釬（間距約5m），并按松鋪系數(shù)1.15～1.30（粗粒式取下限，細粒式取上限）進行掛線，層厚超過10cm時應(yīng)分層施工；用小型攤鋪機以3m/min～5m/min的速度均勻攤鋪混合料，平整度控制在5mm之內(nèi)，攤鋪溫度控制在120℃～140℃。再用壓路機按先邊緣后中心、先橫向后縱向的順序碾壓6～8遍，使新、舊路面結(jié)合良好、標高齊平。
5．恢復標線。冷卻后用劃線車重新劃出標線，開放交通。
（四）局部挖鑿填筑工藝
該工藝適用于路基和路面基層強度足夠、僅出現(xiàn)小面積的面層龜裂、坑槽和沉陷的情況。其操作流程如下：
1．劃定維修范圍。按照“圓坑方補”的原則，先沿損壞四周擴大約10cm，與路面中心線平行或垂直畫出作業(yè)輪廓線。
2．切割清除病害。沿作業(yè)輪廓線垂直切割至堅實穩(wěn)定的底面，深度大于3cm，挖除、修整坑槽。
3．坑內(nèi)涂刷粘層油。在干凈的糟底、四周槽壁上涂刷粘層油。
4．分層填筑、夯實。從四周向中心人工攤鋪熱 拌瀝青混合料，每層厚度小于6cm，松鋪系數(shù)取1.3～1.4；用小型平板振動夯實機械或鐵夯夯壓，要求壓實度達95以上，且與原路面齊平。如因條件限制而采用冷鋪砂粒式瀝青混合料，則松鋪系數(shù)宜取1.5。這主要是考慮到冷補坑槽難以一次夯實成型，加大松鋪系數(shù)，使初步夯壓成型比原路面高出約0.5cm，留作日后車輛行駛進一步壓實的凹陷量。如有路面修補王設(shè)備，提前4h加熱冷儲瀝青成品，則現(xiàn)場修補一個坑槽僅需0.5h左右，工作效率高且熱補效果好。
三、結(jié)語
鑒于高速路路面損壞是由多種原因引起的，因此在維修過程中，應(yīng)做到：加強技術(shù)分析與研討，把握路面結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)；采用優(yōu)質(zhì)原材料;作好施工前準備工作，檢測各種施工設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備、實驗儀器，作好路面排水、及時封閉路面裂縫；作好橋面鑿毛、防水，保證橋面及路面攤鋪厚度。
參考文獻
[1]公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范（JTJ073.2-2001）[S]．
論文關(guān)鍵詞：高速路維修；公路維修；高速公路檢測；SSI；PCI；RQI
論文摘要：隨著我國交通行業(yè)迅速騰飛，高速公路在交通領(lǐng)域的地位也日益顯著，但是鑒于時間原因，高速路出現(xiàn)了很多技術(shù)性的問題。文章基于公路檢測四項指標，探討了加強高速公路維修和維修技術(shù)措施。
眾所周知，公路維修是高速公路交通中不可缺少的部分，及時檢測高速公路不同程度的損壞并加以修復，保持高速公路良好的使用狀態(tài)和服務(wù)水平，對使用者提供安全、快捷、舒適、經(jīng)濟、優(yōu)美的行車環(huán)境，有利于提高高速公路的經(jīng)濟效益和社會效益。
一、高速公路檢測概述
公路狀況調(diào)查檢測是路面養(yǎng)護的一項重要工作，更是維修和養(yǎng)護工作的基礎(chǔ)。隨著交通流量觀測和預測路面病害狀況的發(fā)展，路面檢測為編制年度養(yǎng)護計劃提供了基礎(chǔ)。根據(jù)交通流量的繁忙程度，常常在瀝青路面使用8年后，還應(yīng)開展路面病害狀況專項檢測調(diào)查，內(nèi)容包括路面破損狀況、平整度、抗滑能力和結(jié)構(gòu)強度4個方面。對破損和平整度每年進行1次專項檢測，對抗滑能力和結(jié)構(gòu)強度每兩年進行1次專項檢測，具體分為：
（一）行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）
即行駛質(zhì)量指數(shù)RQI=l1.5-0.75IRI，它反映的是路面平整狀況，也就是滿足車輛快速、舒適行駛的質(zhì)量指標。采用車載式顛簸累積儀或平整度儀進行測定。車輛以規(guī)定速度80km/h行駛，測量在一段距離內(nèi)路表面產(chǎn)生的累積豎向位移量，即國際平整度指數(shù)IRI（m/km）。
（二）路面破損狀況指數(shù)（PCI）
即PCI=100-15DR0.412，它綜合反映了的是路面損壞狀況。采用現(xiàn)場察、鉆芯取樣的方式測定路面破損狀況。正確辨別病害類型，在破損處挖出方形坑槽，裂縫、車轍寬度分別取0.2m和0.4m。測量損壞面積，并根據(jù)其嚴重程度的換算系數(shù)，折合成實際破損面積。實際破損面積與路段總面積之比，即為路面綜合破損率DR。
（三）路面強度系數(shù)（SSI）
即路面強度系數(shù)，SSI為路面設(shè)計彎沉值／路段代表彎沉值，它反映路面結(jié)構(gòu)的整體強度。采用貝克曼彎沉梁或自動彎沉儀進行測定。路面結(jié)構(gòu)受到行車荷載的作用，其破壞形式可能是由于過量的豎向變形所造成，也可能是由于某一結(jié)構(gòu)層所產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其材料的疲勞強度而斷裂。因此，可以用最大彎沉值或路表彎沉盆的曲率半徑來衡量路面結(jié)構(gòu)的承載能力。
（四）路面抗滑系數(shù)（如SFC）
即以抗滑系數(shù)（如橫向力系數(shù)SFC=P/SF）來表征路面的抗滑能力。普遍采用偏轉(zhuǎn)輪拖車法進行測定。將2只標準實驗輪胎安裝在汽車上，并與車身偏轉(zhuǎn)成20°角，汽車在潮濕路段上以規(guī)定速度64.4km/h行駛，測定標準輪胎所受到的側(cè)向摩阻力（P）與豎向荷載（SF），兩者之比，即為橫向力系數(shù)SFC。
二、高速公路的維修技術(shù)措施
根據(jù)路況調(diào)查的檢測結(jié)果，分類處治病害。一般來說，對于結(jié)構(gòu)性破壞，要翻修至結(jié)構(gòu)層甚至基層；對于功能性損壞，可進行平整修復，關(guān)于高速公路的維修技術(shù)，具體可以列為：
（一）乳化瀝青稀漿封層工藝
稀漿封層是將適當級配的骨料、填料、乳化瀝青、水、添加劑等幾種原材料，按一定比例摻配拌和，制成均勻的稀漿混合料，并按要求的厚度和寬度攤鋪在路面上。稀漿封層施工法無論是對低等級道路或高等級道路，無論是對城市道路或郊區(qū)道路，都可以產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。稀漿封層可以使磨損、老化、裂縫、光滑、松散等病害，迅速得到修復，起到防水、防滑、平整、耐磨等作用。該工藝適用于路基和路面基層強度足夠、數(shù)量較多的面層裂縫。應(yīng)注意對病害面層的修整、合理配制稀漿封層混合料和析水固化成型等關(guān)鍵工序。
（二）熱瀝青灌縫修補工藝
熱瀝青灌縫修補工藝主要用于防止水的滲漏。當路面出現(xiàn)裂縫但未出現(xiàn)明顯錯臺（在5mm以內(nèi)），也無啃邊現(xiàn)象，可采用灌熱瀝青的辦法作防水處理。施工流程為：清縫（用吹風機和鐵鉤清除縫中雜物）以加溫到130℃以上熱瀝青（有良好的流動性）用灌縫機依次緩慢向縫中灌注，直到飽滿為止待瀝青冷卻但在可塑狀態(tài)時（約60℃左右），用鐵鏟鏟除表面多余瀝青，以防污染路面。
該工藝適用于路基和路面基層強度足夠、數(shù)量少的面層裂縫，如溫度應(yīng)力裂縫。分兩種情形：
1．當縫寬≤0.5cm時，用吹風機或空氣壓縮機清理縫隙雜質(zhì)；將改性瀝青加熱至185℃，用尖嘴壺把熱瀝青灌滿縫隙內(nèi)；待瀝青冷卻至60℃仍處于可塑狀態(tài)時，將頂面修刮成寬約5cm、高約0.3cm的梯形，加以封堵。
2．當縫寬≥0.5cm時，宜先剔除松動的顆粒，用空氣壓縮機清出雜物；接著灌入約1/4縫高的瀝青，填充、搗實細粒式熱拌瀝青砼；薄層封面并撒上石粉，冷卻1h即可開放交通。
（三）機械銑刨攤鋪工藝
目前在我國采用的方法有冷銑刨——熱攤鋪和就地冷（熱）再生施工工藝兩種。適用于路基和路面基層強度足夠，出現(xiàn)大面積的面層龜裂、坑槽、沉陷、嚴重車轍以及橋頭跳車。其操作流程如下：1．與行車道的分道線作為高程測量斷面和拉坡設(shè)計，根據(jù)技術(shù)標準和保證最小修補結(jié)構(gòu)層厚度3cm的要求，考慮縱、橫坡的接順，合理確定維修長度。一般來說，路面龜裂、坑槽和沉陷最小的維修長度為30m，橋頭跳車為從橋臺背后算起20m，車轍維修長度按實際情況確定。
2．銑刨、切邊修整。用銑刨機除去整體面層，路面銑刨深度的確定必須根據(jù)銑刨后下一層的實際情況確定，即不能出現(xiàn)松散、脫皮等現(xiàn)象，且清掃必須干凈、徹底。撤油前必須用吹風機重新吹一遍，且保持路面干燥。刨深一般應(yīng)為3～4cm，保證滿足路面面層最少結(jié)構(gòu)厚度。但如果銑刨后發(fā)現(xiàn)底面松軟，應(yīng)加深刨至堅實穩(wěn)定層為止；橫向邊緣以切割機輔助修整，清除松動的碎粒或鑿毛，局部低洼處用混合料填補夯實。
3．灑布粘層油。用瀝青灑布車按0.3kg/m～0.6kg/m的用量噴灑粘層油。
4．攤鋪、碾壓。路面的攤鋪應(yīng)保證一定的連續(xù)性，要求施工前作好對各種機械的檢修，并保證拌和站的生產(chǎn)能力與車輛的運輸能力，作好施工組織計劃。根據(jù)修補范圍估算材料用量，按規(guī)范規(guī)定拌制熱瀝青混合料。施工現(xiàn)場打鋼釬（間距約5m），并按松鋪系數(shù)1.15～1.30（粗粒式取下限，細粒式取上限）進行掛線，層厚超過10cm時應(yīng)分層施工；用小型攤鋪機以3m/min～5m/min的速度均勻攤鋪混合料，平整度控制在5mm之內(nèi)，攤鋪溫度控制在120℃～140℃。再用壓路機按先邊緣后中心、先橫向后縱向的順序碾壓6～8遍，使新、舊路面結(jié)合良好、標高齊平。
5．恢復標線。冷卻后用劃線車重新劃出標線，開放交通。
（四）局部挖鑿填筑工藝
該工藝適用于路基和路面基層強度足夠、僅出現(xiàn)小面積的面層龜裂、坑槽和沉陷的情況。其操作流程如下：
1．劃定維修范圍。按照“圓坑方補”的原則，先沿損壞四周擴大約10cm，與路面中心線平行或垂直畫出作業(yè)輪廓線。
2．切割清除病害。沿作業(yè)輪廓線垂直切割至堅實穩(wěn)定的底面，深度大于3cm，挖除、修整坑槽。
3．坑內(nèi)涂刷粘層油。在干凈的糟底、四周槽壁上涂刷粘層油。
4．分層填筑、夯實。從四周向中心人工攤鋪熱拌瀝青混合料，每層厚度小于6cm，松鋪系數(shù)取1.3～1.4；用小型平板振動夯實機械或鐵夯夯壓，要求壓實度達95以上，且與原路面齊平。如因條件限制而采用冷鋪砂粒式瀝青混合料，則松鋪系數(shù)宜取1.5。這主要是考慮到冷補坑槽難以一次夯實成型，加大松鋪系數(shù)，使初步夯壓成型比原路面高出約0.5cm，留作日后車輛行駛進一步壓實的凹陷量。如有路面修補王設(shè)備，提前4h加熱冷儲瀝青成品，則現(xiàn)場修補一個坑槽僅需0.5h左右，工作效率高且熱補效果好。
關(guān)鍵詞：澆注式瀝青混凝土 車轍 病因分析 處治措施 交通組織設(shè)計
中圖分類號：TU375 文獻標識碼：A
0引言
澆注式瀝青混凝土用于鋼橋面鋪裝具有明顯的性能優(yōu)勢：瀝青含量高，混合料攤鋪后流動性大，無需機械碾壓，僅用簡單的整平機具即可完成施工，并能達到規(guī)定的密實度和平整度。由于瀝青含量高達7%~10%，且混合料自流成型，成型后鋪裝層的空隙率非常小，并具有優(yōu)良的追隨變形特性，其抗疲勞開裂、抗低溫開裂和密水性均較好。然而，澆注式瀝青混凝土獨特的結(jié)構(gòu)組成特點，使得材料在具有顯著優(yōu)點的同時，還有著典型的、尚未完全解決的病害問題，特別是在我國，嚴酷的高溫重載使得橋面產(chǎn)生車轍、推移等病害的現(xiàn)象時有發(fā)生。此外，澆注式瀝青混凝土的施工需要專門的攪拌運輸機械，攤鋪整平也和普通混凝土不同，目前國內(nèi)只有屈指可數(shù)的幾家施工單位有設(shè)備和能力進行施工。在進行病害維修養(yǎng)護時，若采用原來的材料進行維修，養(yǎng)護費用將大大增加。
為了充分利用澆注式瀝青混凝土的優(yōu)勢，同時盡可能的避免車轍病害的發(fā)生，本文結(jié)合國內(nèi)某鋼橋橋面鋪裝病害狀況，對澆注式瀝青混凝土的常見病害進行原因分析，并根據(jù)病害程度推薦相應(yīng)的處治措施。
1工程概況
1）結(jié)構(gòu)形式
國內(nèi)某新建鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)形式為：35mm厚高彈改性瀝青SMA10+30mm厚聚合物改性瀝青GA10 +2mm厚防水粘結(jié)體系。
2）沿線水文、氣候條件
橋位區(qū)氣候溫和、四季分明、降雨適中、光照充足。氣候表現(xiàn)為冬夏長、春秋短，冬季干寒、夏季炎熱多雨，具有明顯的季節(jié)性特點。橋位區(qū)歷史極端最高氣溫為41℃，歷史極端最低氣溫為-40℃，年平均降雨量為900mm。
3）橋面破損狀況
今年夏天的連續(xù)高溫天氣，使國內(nèi)不少鋼橋面都出現(xiàn)了嚴重的車轍和推移病害。該橋也不例外，在今年7、8月份的罕見連續(xù)高溫下，鋼橋面部分路段開始出現(xiàn)明顯的橫向波形車轍，同時伴隨少量泛油，并導致部分標線扭曲變形。車轍分布特點為：重車多的行車方向的車轍明顯比對向車道嚴重，車轍深度為15~28mm不等，車轍最深處可達30mm。個別路段出現(xiàn)泛油，但不嚴重。此外，該橋至今未出現(xiàn)裂縫，也沒有層間推移現(xiàn)象，且在此之前，該橋梁橋面鋪裝狀況一直良好，未出現(xiàn)任何病害。
2病因分析
目前鋼橋面鋪裝出現(xiàn)的典型病害即車轍，并伴有少量泛油。而導致車轍出現(xiàn)的因素很多，既有外因，又有內(nèi)因。本文結(jié)合該工程的病害表現(xiàn)，查閱相關(guān)原始資料及現(xiàn)場檢測，認為車轍的產(chǎn)生是由以下幾方面因素綜合產(chǎn)生的：
1）鋪裝材料自身結(jié)構(gòu)的影響
鋼橋面鋪裝下層采用的澆筑式瀝青混凝土，為完全懸浮結(jié)構(gòu)，瀝青和細集料含量比普通瀝青混合料明顯偏高，該橋混合料生產(chǎn)配合比確定的最佳油石比高達7.6%。這種材料配比特點使其結(jié)構(gòu)強度受瀝青和細集料的影響較大。當遇到極端高溫天氣和重載作用時，瀝青膠漿容易軟化產(chǎn)生車轍。
2）罕見連續(xù)高溫天氣的影響
自進入2013年8月份以來，橋梁區(qū)連續(xù)出現(xiàn)35℃以上的高溫天氣達15天，比去年同月份高出6~8℃。連續(xù)的高溫天氣勢必使鋼橋面鋪裝遭受前所未有的高溫考驗，瀝青混合料發(fā)生塑性變形的可能性比較大。該橋在8月份之前未發(fā)現(xiàn)明顯的車轍病害，也可以說明這一點。
此外，由鋼箱梁自身結(jié)構(gòu)引起的高溫也是導致鋼橋面產(chǎn)生車轍的原因之一。鋼箱梁上部為封閉結(jié)構(gòu)，通風性差，內(nèi)部熱量難以散出，使得鋼橋面板和鋪裝層的溫度不但更高，而且持續(xù)時間更長，這一因素加劇了瀝青的軟化。
3）重、超載交通的影響
根據(jù)以往交通量調(diào)查研究的經(jīng)驗，重車和超載車輛對橋面的破壞程度遠大于正常載重的車輛。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該橋自通車以來，順利實現(xiàn)了所在地區(qū)的交通分流，交通量持續(xù)增長，并且由于該橋附近有石料廠，重車和超載車逐漸增多。據(jù)統(tǒng)計，貨車比例高達58%，其中載重25t以上貨車比例高達40%。從現(xiàn)場踏勘情況來看，重車方向的車轍比空車方向的車轍要嚴重的多。高溫環(huán)境下，交通量和軸載的增大進一步加劇了瀝青混合料的車轍變形。
4）施工質(zhì)量的影響
①施工氣溫的影響
對于碾壓型瀝青混合料SMA，若施工溫度較低，混合料溫度下降快，則不易壓實，在正式通車以后有可能繼續(xù)壓實而產(chǎn)生車轍。而對于澆注式瀝青混凝土，為自流平成型，無需碾壓，若現(xiàn)場施工溫度較低，則其自流平程度不好，平整度差，導致面層攤鋪后厚度不均勻，后期通車運營中也可能會產(chǎn)生車轍。查詢當時的施工記錄，橋面鋪裝的施工時間已接近冬季，氣溫基本在10℃以下，而且風力較強，更加劇了混合料溫度的降低。
②生產(chǎn)配合比設(shè)計的影響
查詢施工期間的配合比設(shè)計資料，發(fā)現(xiàn)SMA混合料抽提試驗油石比為6.4%，比設(shè)計的最佳油石比6.1%要高，此外，SMA混合料使用的纖維為礦物纖維，用量為混合料總量的0.25%。這一用量并未達到相關(guān)規(guī)范要求的“不小于0.4%”。這就使得混合料中的富余瀝青較多，在高溫和荷載作用下容易產(chǎn)生車轍。
總之，該橋面鋪裝車轍的產(chǎn)生是以上各因素綜合作用的結(jié)果，從現(xiàn)場開挖斷面情況來看，兩種混合料均發(fā)生了變形，說明澆注式瀝青混凝土和SMA均對車轍的產(chǎn)生有貢獻，也可能是下層澆注式瀝青混凝土發(fā)生了變形，導致上層SMA也隨之變形。
3病害處治措施
根據(jù)目前澆注式瀝青混凝土的維修經(jīng)驗，根據(jù)病害發(fā)展程度不同，應(yīng)采取不同的處治措施。對于該橋，由于車轍病害比較嚴重，為避免病害的進一步發(fā)展以及次生病害的產(chǎn)生，應(yīng)對產(chǎn)生病害的鋪裝層進行徹底處理。此外，考慮到交通通行影響和施工季節(jié)的敏感性，如果病害未繼續(xù)發(fā)展，也可采用微表處罩面處理，以恢復表面行駛功能。
兩種維修方案的比較情況如表3-1所示。
4病害維修期間的交通組織設(shè)計
為最大限度保證過往車輛順利通行，采用分幅分車道施工方式。
對于單幅寬度，首先封閉右車道進行病害維修，同時封閉中間車道緊靠施工區(qū)域的局部路段作為施工通道，其余車道則開放交通。待該部分施工完成養(yǎng)護結(jié)束并通車后，再封閉中間車道，將右車道局部路段作為施工通道，其余車道開放交通。最后封閉左車道，同時封閉中間車道緊靠施工區(qū)域的局部路段作為施工通道，其余車道則開放交通。一幅車道施工完并通車后，再按相同方法維修另一幅車道。交通組織圖見下圖所示。
維修中間車道的交通組織示意圖
施工期間交警和路政人員要加強橋面巡查，并在大橋兩頭設(shè)立交通管理點，進行交通控制和指揮，確保車輛在橋上處于暢通狀態(tài)。清障車輛在大橋兩頭待命，如發(fā)現(xiàn)車輛在橋面上拋錨，應(yīng)立即控制上橋車輛，并及時清障。
5結(jié)論
澆注式瀝青混凝土是目前為止能夠較好的適應(yīng)鋼橋面柔性變形的鋪裝材料。但高溫穩(wěn)定性不足一直是這種材料的一大缺陷，因此在使用時，不僅應(yīng)加強施工過程中的質(zhì)量管理，更應(yīng)在設(shè)計時考慮極端天氣連續(xù)作用和超重載條件的影響，從而在源頭上避免車轍的發(fā)生。
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