不同类型基层沥青路面设计指标的控制

路 宁

（北京市交通行业节能减排中心，北京 100073）

不同类型基层沥青路面设计指标的控制

路 宁

（北京市交通行业节能减排中心，北京 100073）

针对目前沥青路面在实际建设过程中存在的问题，文章分析了不同类型的沥青路面基层及其破损形式和设计控制。结果表明，相关建设人员应根据不同类型基层沥青路面的特点，来选定相应的设计指标，从而提高沥青路面的使用安全性和耐久性。

沥青路面；破损形式；半刚性路面设计指标；复合式路面设计指标

1　不同类型基层沥青路面的破损形式与设计控制

1.1沥青路面的破损形式

沥青路面的破损形式主要有两种，分别是功能性破损和结构性破损。其中功能性破损是由于自然因素以及行车荷载的多次循环作用后，路面的使用性能变差。这种功能性破损并不会对沥青路面的路表结构造成影响，而是使其使用耐久性受到损害。例如，沥青路面在未达到使用年限时，就已经处在不能保证车辆行驶安全的状态。而结构性破损指的是，沥青路面的部分结构不能再承受更多的荷载。

1.2沥青路面的设计控制

对沥青路面进行针对性设计的目的是，控制上述两种破损形式的影响范围和影响深度。要想实现这一目的，相关建设人员需要采用多种设计标准以及临界状态来进行具体控制。当前，基于各种原因沥青路面破损形式主要表现为：裂缝和车辙。相关研究人员指出，传统单一的半刚性路面，其发生破损点很有可能出现在沥青路面基层的底面。最初，发生破损导致的路表变形量非常小，但随着行车荷载压力的不断增加，裂缝问题会在沥青路面基层的内部和面层进行扩展。最终，随着变形量的增大，沥青路面路表会出现大面积的裂缝和网裂，从而给人们行车舒适性和安全性带来严重影响。对于柔性基层沥青路面来说，其发生破损的位置主要集中在沥青路面面层的底面。沥青路面面层内部在破损的影响下，还要受到剪切变形发育的影响，这是导致路表车辙变形问题出现的主要原因。

2　不同类型基层沥青路面设计指标的控制

2.1半刚性路面设计指标

相关建设人员通过力学计算结果证明，由于半刚性沥青路面基层的整体承载力较高且路面的变形量较小，这就意味着沥青层是以受压为主的。因此，沥青路面基层层底的拉应变水平较低。以某沥青路面的建设过程为例，由于该半刚性路面的厚度较大，这就降低了其基层拉应力的水平，即沥青面层却仍处于高剪切水平。针对这一问题，相关建设人员采用了三种结构设计指标对其结构不稳定性进行控制。具体来说，可采用面层抗剪验算来优化沥青层受力效果，这是因为半刚性路面的剪应力水平比其他两类沥青路面基层要高，所以，采用面层抗剪验算的设计指标将具有一定应用针对性。此外，还可采用路表弯沉设计指标，这是因为半刚性沥青路面面层产生的变形量，即车辙绝大多数是永久性的。在此情况下，路基以及基层位置所产生的永久变形量将越来越少，这就使得路基顶面压应变起到相应的控制作用。

2.2柔性路面设计指标

由于沥青柔性路面的面层处在较高的受拉状态，弯拉应变与弯拉应力较大，这就使得柔性沥青路面的整体承载能力不高，从而破坏面层结构的稳定性。由此可以看出，柔性路面的设计任务关键在于控制路面结构的变形和剪切破坏造成的影响。具体采用的设计指标有：路基顶面压应变、沥青层底拉应变、面层抗剪强度验算以及沥青层底拉应力。其中路基顶面压应变设计指标，主要是通过限制路基顶面的竖向压应变来控制柔性沥青路面的永久性变形量。由于柔性路面的破坏点大多出现在沥青面层的底面，这就导致后裂缝会反映到路面。因而，工程的相关建设人员采用了沥青层底拉应变的设计指标，来控制其对整个工程所带来的影响。柔性路面的疲劳裂缝，由于其大多发生在轮迹边缘的位置附近，且呈纵向裂缝。因而，建设人员需要对面层的抗剪强度进行验算，这是保证柔性沥青路面上层结构受力稳定性的关键。而沥青层底拉应力设计指标作用于柔性基层时，沥青路面的面层模量值通常高于基层。因而，如果沥青面层的底面出现较大程度的拉应力，必须要在拉应力指标进行验算的基础上来控制基层的裂缝问题。

2.3复合式路面设计指标

复合式沥青路面的性能处在半刚性沥青路面与柔性路面的中间，这就意味着其力学响应能力也居于半刚性路面和柔性路面之间。因而，在选定设计指标的过程中，要综合上述了两种不同基层的沥青路面。经相关研究表明，复合式沥青路面具有下卧半刚性基层设置特点，这就使得其整体变形的程度较小。因而路表弯沉的设计指标，要将其作为检查沥青路面总体结构的指标项目之一。对于沥青层拉应变的设计指标主要作用于沥青路面的碎石过渡层，其能够起到提高结构稳定性的目的。此外，为了避免沥青层出现疲劳类的损坏，相关建设人员可通过对复合式路面的沥青层拉应变进行控制。具体来说，要通过容许拉应变根据混合料的疲劳试验来进行确定，以发挥出设计效果。而半刚性层底拉应力的设计指标，由于复合式沥青路面在半刚性基层层底的拉应力具有水平较高的特点，因而对其受力条件进行限制，有利于提高沥青路面使用的安全性。对于面层抗剪验算设计指标的选定，要以防止复合式路面产生诸如柔性路面的面层剪切破坏为依据。在实际设计过程中，必须要对沥青路面面层的抗剪强度进行相应的验算。

表1　不同类型基层沥青路面的设计指标

3　结束语

综上所述，就目前市场的发展情况来看，沥青路面的基层类型有三种，分别是：半刚性路面、柔性路面以及复合式路面。与之相应的设计指标有：可供选择的沥青路面设计指标有四种，分别是：半刚性层底拉应力、面层抗剪验算、路表弯沉以及沥青层拉应变。事实证明，沥青路面的施工建设根据基层类型采用设计指标后，将起到提高沥青路面使用稳定性以及耐久性的作用。因而，相关建设人员应将其重视起来。

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U416.02

C

1008-3383（2016）10-0051-01

2016-06-28

路宁（1979-），男，北京人，高级工程师，研究方向：交通规划与设计。