长寿命路面设计成套技术

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1、长寿路面典型结构成套技术研究沥青面层与应力吸收层的材料组成设计改性沥青砼面层4cm水泥砼面层28cm二灰碎石基层18cm灰土或固化剂处理路床20cm冲击压实处理路床（影响深度80cm）应力吸收层2cm柔性垫层1.5cm长寿命路面结构厚度53.5cm长寿路面典型结构成套技术研究沥青面层与应力吸收层的材料组成设计黑色面层的技术要求与材料组成应力吸收层的技术要求与材料组成黑色垫层的技术要求与材料组成黑色面层的材料组成设计黑色面层的功能改善水泥混凝土路面的舒适性、防水性和抗滑安全性；确保复合式路面兼具水泥路面及沥青路面的特点。黑色面

2、层的性能要求具有足够的抗剪强度以抵抗剪切破坏；具有足够的抗拉强度和变形能力；具有足够的抗水损坏能力；保证各种性能之间的平衡。黑色面层受力分析沥青混凝土层与水泥混凝土板之间的接触面是复合式路面结构抵抗剪切力的薄弱环节。为分析一般规律，采用三层弹性连续体系，计算研究在双圆均布垂直与水平荷载综合作用（复合荷载）下的层间剪应力层间剪应力计算参数δ(cm)q(Mpa)ha/δhc/δEc/EaEs/Ec10.650.74/10.6530/10.6530000/1200150/30000δ－汽车轮胎接触面当量圆半径;Ec—水泥混凝土模量

3、;Es—板下地基模量;Ea—沥青混凝土模量;Hc—混凝土板厚(cm);Ha—沥青混凝土层厚(cm)层间最大剪应力点位的确定层间最大剪应力计算点随着ha的变化而变化当hc＝16cm～32cm,Ec/Ea=18～32,Es/Ec=150/30000,ƒ＝0.5ha在2～10cm时，层间最大剪应力计算点大概在轮前0.9δ处沥青层厚度对剪应力系数的影响ha（cm）τ0.2τ0.520.37840.527030.37560.528140.37220.512750.36450.497160.35630.478070.34470.4562

4、80.33070.432190.31500.4067100.29810.3808增加沥青混凝土层的厚度可以降低层间剪应力；沥青层厚从2cm升至10cm，相应的层间剪应力变化为：τ0.2下降幅度为21.2％，τ0.5下降幅度为27.7％沥青层厚度对剪应力系数的影响水泥混凝土厚度对层间剪应力的影响当hc由16cm增加到32cm时，τ0.2和τ0.5的变化均不足1％Ec/Ea对层间剪应力的影响Ec/Ea与τ0.2，τ0.5近似正比关系Ec/Eaτ0.2τ0.5180.35670.4849200.35820.4870220.3595

5、0.4887240.36060.4902260.36150.4914280.36230.4925300.36300.4935320.36370.4943层间剪应力计算结果小结水泥混凝土—沥青混凝土层间最大剪应力按不同沥青混凝土层厚出现在0.7--0.9δ处影响层间剪应力的最大因素是沥青混凝土层厚度，层厚从2cm升至10cm时，层间剪应力幅度在20％以上水泥混凝土层厚度ha与模量Ec对层间剪应力的影响微弱黑色面层合理厚度的确定国外的方法有ARE法、AASHTO法、日本Ta法、Berkeley分校的设计方法、最小厚度法等厚度的确

6、定考虑施工的难易、混合料中的最大集料尺寸、压实所需的时间、交通量、交通类型及投资等因素路面厚度至少应为1.5倍粗集料最大颗粒尺寸黑色面层合理厚度的确定依据施工能力或混合料中集料的最大粒径决定的最小厚度,在1.91～5.08cm（0.75in－2in）之间，平均值为3.81cm（1.5in）考虑交通量及集料最大粒径时，最小厚度3.81～3.76cm（1.6－3in）（双向日交通量750－2000）黑色面层合理厚度的确定在日本，为提高车辆行驶性和防滑性能的罩面厚度，其最小厚度为4cm。但日本东北地区道路上也有3cm的罩面层。原西

7、德用3.5cm沥青混合料罩面,碾压1—2次，采用中等重量的压路机碾压,使用年限6年。以上的最小厚度值不能抵抗反射裂缝的出现。黑色面层合理厚度的确定当罩面层厚度为4cm,标准荷载q=0.7Mpa及f=0.5时,面层的抗剪强度能满足强度要求，即设计强度大于罩面层内的最大剪应力结合力学分析,费用效益分析,并考虑设计交通量、当地的气候与水文地质条件和复合式路面结构的特点、建议采用黑色面层的厚度为4cm黑色面层沥青混合料技术要求车辙试验动稳定度DS≥4000次/mm浸水车辙试验动稳定度DS水≥3000次/mm小梁弯曲试验最大破坏应变ε

8、max≥2500uε冻融劈裂试验强度比〉85%设计空隙率3.5-5%压实空隙率﹤8%沥青结合料掺加天然沥青改性沥青混合料改性聚合物改性沥青改性沥青技术要求建议采用SBS改性沥青除满足我国部颁标准I-D级技术要求外，还应满足软化点70℃以上弹性恢复（25℃）＞80％TFOT后5℃延度＞25c