不同類型基層瀝青路面設計指標的控制

路 寧

（北京市交通行業節能減排中心，北京 100073）

不同類型基層瀝青路面設計指標的控制

路 寧

（北京市交通行業節能減排中心，北京 100073）

針對目前瀝青路面在實際建設過程中存在的問題，文章分析了不同類型的瀝青路面基層及其破損形式和設計控制。結果表明，相關建設人員應根據不同類型基層瀝青路面的特點，來選定相應的設計指標，從而提高瀝青路面的使用安全性和耐久性。

瀝青路面；破損形式；半剛性路面設計指標；復合式路面設計指標

1　不同類型基層瀝青路面的破損形式與設計控制

1.1瀝青路面的破損形式

瀝青路面的破損形式主要有兩種，分別是功能性破損和結構性破損。其中功能性破損是由于自然因素以及行車荷載的多次循環作用后，路面的使用性能變差。這種功能性破損并不會對瀝青路面的路表結構造成影響，而是使其使用耐久性受到損害。例如，瀝青路面在未達到使用年限時，就已經處在不能保證車輛行駛安全的狀態。而結構性破損指的是，瀝青路面的部分結構不能再承受更多的荷載。

1.2瀝青路面的設計控制

對瀝青路面進行針對性設計的目的是，控制上述兩種破損形式的影響范圍和影響深度。要想實現這一目的，相關建設人員需要采用多種設計標準以及臨界狀態來進行具體控制。當前，基于各種原因瀝青路面破損形式主要表現為：裂縫和車轍。相關研究人員指出，傳統單一的半剛性路面，其發生破損點很有可能出現在瀝青路面基層的底面。最初，發生破損導致的路表變形量非常小，但隨著行車荷載壓力的不斷增加，裂縫問題會在瀝青路面基層的內部和面層進行擴展。最終，隨著變形量的增大，瀝青路面路表會出現大面積的裂縫和網裂，從而給人們行車舒適性和安全性帶來嚴重影響。對于柔性基層瀝青路面來說，其發生破損的位置主要集中在瀝青路面面層的底面。瀝青路面面層內部在破損的影響下，還要受到剪切變形發育的影響，這是導致路表車轍變形問題出現的主要原因。

2　不同類型基層瀝青路面設計指標的控制

2.1半剛性路面設計指標

相關建設人員通過力學計算結果證明，由于半剛性瀝青路面基層的整體承載力較高且路面的變形量較小，這就意味著瀝青層是以受壓為主的。因此，瀝青路面基層層底的拉應變水平較低。以某瀝青路面的建設過程為例，由于該半剛性路面的厚度較大，這就降低了其基層拉應力的水平，即瀝青面層卻仍處于高剪切水平。針對這一問題，相關建設人員采用了三種結構設計指標對其結構不穩定性進行控制。具體來說，可采用面層抗剪驗算來優化瀝青層受力效果，這是因為半剛性路面的剪應力水平比其他兩類瀝青路面基層要高，所以，采用面層抗剪驗算的設計指標將具有一定應用針對性。此外，還可采用路表彎沉設計指標，這是因為半剛性瀝青路面面層產生的變形量，即車轍絕大多數是永久性的。在此情況下，路基以及基層位置所產生的永久變形量將越來越少，這就使得路基頂面壓應變起到相應的控制作用。

2.2柔性路面設計指標

由于瀝青柔性路面的面層處在較高的受拉狀態，彎拉應變與彎拉應力較大，這就使得柔性瀝青路面的整體承載能力不高，從而破壞面層結構的穩定性。由此可以看出，柔性路面的設計任務關鍵在于控制路面結構的變形和剪切破壞造成的影響。具體采用的設計指標有：路基頂面壓應變、瀝青層底拉應變、面層抗剪強度驗算以及瀝青層底拉應力。其中路基頂面壓應變設計指標，主要是通過限制路基頂面的豎向壓應變來控制柔性瀝青路面的永久性變形量。由于柔性路面的破壞點大多出現在瀝青面層的底面，這就導致后裂縫會反映到路面。因而，工程的相關建設人員采用了瀝青層底拉應變的設計指標，來控制其對整個工程所帶來的影響。柔性路面的疲勞裂縫，由于其大多發生在輪跡邊緣的位置附近，且呈縱向裂縫。因而，建設人員需要對面層的抗剪強度進行驗算，這是保證柔性瀝青路面上層結構受力穩定性的關鍵。而瀝青層底拉應力設計指標作用于柔性基層時，瀝青路面的面層模量值通常高于基層。因而，如果瀝青面層的底面出現較大程度的拉應力，必須要在拉應力指標進行驗算的基礎上來控制基層的裂縫問題。

2.3復合式路面設計指標

復合式瀝青路面的性能處在半剛性瀝青路面與柔性路面的中間，這就意味著其力學響應能力也居于半剛性路面和柔性路面之間。因而，在選定設計指標的過程中，要綜合上述了兩種不同基層的瀝青路面。經相關研究表明，復合式瀝青路面具有下臥半剛性基層設置特點，這就使得其整體變形的程度較小。因而路表彎沉的設計指標，要將其作為檢查瀝青路面總體結構的指標項目之一。對于瀝青層拉應變的設計指標主要作用于瀝青路面的碎石過渡層，其能夠起到提高結構穩定性的目的。此外，為了避免瀝青層出現疲勞類的損壞，相關建設人員可通過對復合式路面的瀝青層拉應變進行控制。具體來說，要通過容許拉應變根據混合料的疲勞試驗來進行確定，以發揮出設計效果。而半剛性層底拉應力的設計指標，由于復合式瀝青路面在半剛性基層層底的拉應力具有水平較高的特點，因而對其受力條件進行限制，有利于提高瀝青路面使用的安全性。對于面層抗剪驗算設計指標的選定，要以防止復合式路面產生諸如柔性路面的面層剪切破壞為依據。在實際設計過程中，必須要對瀝青路面面層的抗剪強度進行相應的驗算。

表1　不同類型基層瀝青路面的設計指標

3　結束語

綜上所述，就目前市場的發展情況來看，瀝青路面的基層類型有三種，分別是：半剛性路面、柔性路面以及復合式路面。與之相應的設計指標有：可供選擇的瀝青路面設計指標有四種，分別是：半剛性層底拉應力、面層抗剪驗算、路表彎沉以及瀝青層拉應變。事實證明，瀝青路面的施工建設根據基層類型采用設計指標后，將起到提高瀝青路面使用穩定性以及耐久性的作用。因而，相關建設人員應將其重視起來。

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U416.02

C

1008-3383（2016）10-0051-01

2016-06-28

路寧（1979-），男，北京人，高級工程師，研究方向：交通規劃與設計。