疆荒漠区柔性基层沥青路面结构设计与施工技术研究

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1、交通运输科技项目申报书   项目名称：新疆荒漠区高速公路柔性基层沥青路面结构设计与施工技术研究申报单位:新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院新疆维吾尔自治区交通运输厅2012年02月新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院第24页一、项目的背景和必要性1、项目研究背景和目的随着国民经济的发展以及西部大开发战略的实施，我国交通基础设施建设如火如荼，尤其在高等级公路的建设方面成绩斐然。已建成的高速公路中，沥青混凝土路面约占70%以上，在高速公路路面结构中占据了主导地位，而90%以上的高等级公路沥青路面的基层均采用了半刚性材料，这种路面结构适应于我国无机

2、结合材料分布广泛、价格低廉而优质沥青缺乏的实际情况，有利于节省路面初期建设投资，因而得到了广泛的应用，为我国高等级公路的建设和发展做出了重要贡献。然而近年来，随着诸多高速公路的建成和投入使用，半刚性基层沥青路面早期破坏非常普遍，究其原因，主要是由于半刚性基层材料容易产生干缩和温缩裂缝并反射到路表面，形成了水分进入路面内部的通道，引发或促使各类早期病害的发展。为了消除或缓解半刚性基层沥青路面早期病害严重的问题，工程界常常采用铺设应力吸收层或降低半刚性基层层位采用复合式基层沥青路面的结构型式，虽然这二种方法对缓解面层的反射裂缝有一定效果，但还是没有从根

3、本上解决基层开裂破坏问题，致使建成后的高速公路路面结构处于隐患之中。从国内已建成的高速公路复合式基层沥青路面使用效果来看，路面质量良莠不等，虽然路面反射裂缝有一定缓解，但有些路段还是产生了横向裂缝和网裂，可见复合式基层并没有从根本上解决高速公路半刚性基层的反射裂缝问题。路面结构受力分析表明，复合式基层沥青路面虽然比半刚性基层沥青路面的各项力学指标优良，但基面层之间过大的模量差异会导致面层内沥青混合料因为抗剪强度不足而出现破坏。柔性基层沥青路面不仅可解决半刚性基层温缩及干缩的问题，还能使路面结构内的受力与变形更加协调。因此，就目前我国沥青路面结构而言

4、，无论是为了减少半刚性基层沥青路面的反射裂缝，还是为了适应我国地形地貌地质条件和气候条件的多变性，都迫切需要研究和发展柔性基层沥青路面，以丰富我国高等级公路的路面结构形式，从根本上解决目前沥青路面的早期破坏顽症。新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院第24页柔性基层沥青路面是指不设半刚性基层作为主要承重层的沥青路面，一般包括无机结合料粒料（底）基层沥青路面与沥青稳定碎石基层（下卧粒料层或者直接放在改善路基土上）沥青路面。我国将设置一层级配碎石过渡层的下卧半刚性基层沥青路面也归为柔性基层沥青路面。由于柔性基层的柔韧性和板体性好，使得路面结构的受力更加

5、均匀，且强度形成快，大大缩短施工工期。通常使用的柔性基层材料之一沥青稳定碎石混合料对水分的变化不敏感，受水和冰冻影响较小，不会因为干缩裂缝而导致面层出现反射裂缝。另外，级配碎石作为柔性基层材料，由于其骨料之间的嵌锁作用，能够承受一定的重复荷载，而且级配碎石还具有很好的隔温、排水作用，并能有效地防止裂缝和冻胀的产生。因此，无论是由沥青稳定碎石基层+沥青混凝土面层构成的全厚式沥青面层，还是由级配碎石基层、级配碎石底基层+沥青稳定碎石基层同沥青混凝土面层构成的柔性基层沥青路面，均表现出良好的路用性能，只需要在寿命周期内定期进行表层养护维修即可以满足使用性

6、能的要求，经济优势明显。此外，国外的成功经验表明，柔性基层沥青路面对超重载的适应性较强，可见柔性基层在我国有着良好的发展和应用前景。因此，深入系统地开展柔性基层沥青路面的相关研究具有重要的理论及现实意义。新疆荒漠区冬季长而寒冷，夏季短而炎热，春季、秋季气候变化剧烈，冷热悬殊，为我国同纬度地区所罕见。由于其地理位置和气候环境的特殊性，存在着夏季日照时间长、昼夜温差大、极端恶劣天气较多等特点。因此，要开展荒漠区路面结构设计与施工研究，就必须充分考虑新疆荒漠区特殊的气候、水文地质条件与交通特征，通过分析交通荷载、自然环境以及路基路面材料与路面结构设计等对

7、路面使用性能的影响，推荐出适合新疆自然条件和交通环境的高速公路路面结构，指导新疆未来高速公路沥青路面的设计与施工，避免以前在公路建设中出现的问题，进一步提高公路建设水平，以满足现在及未来公路大规模建设的要求。综上所述，本项目依托奇台至木垒高速公路进行新疆荒漠区高速公路柔性基层沥青路面结构设计与施工技术研究。将柔性基层沥青路面引入荒漠区，深入系统地开展高速公路柔性基层沥青路面的设计施工关键技术，探索高速公路柔性基层沥青路面对交通及气候条件的适应性，既可以丰富我国高速公路沥青路面结构形式，满足不同设计要求，又可为高速公路柔性基层沥青路面在其他地区的推广

8、应用提供参考，因此，在新疆开展“新疆荒漠区高速公路柔性基层沥青路面结构设计与施工技术研究”具有重要的现实意义和使用价值。2