沥青混凝土路面结构耐久性研究和改善措施

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1、沥青混凝土路面结构耐久性研究和改善措施　　摘要：沥青是公路施工中最常用的一种路面材料，具有获得容易、价格低廉、防水防潮等优点，沥青路面施工质量控制不当，极易引起路面裂缝、破损、唧浆等质量问题，影响了道路的正常行车，缩短了道路的使用寿命，增加了道路的养护维修费用。本文就沥青路面施工中的机构耐久性作了分析与探讨，并提出了相应的解决措施。关键词：沥青；混凝土；路面；结构耐久性；措施中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：1引言当前，市政道路沥青路面的使用寿命偏短，早期损坏现象普遍，在某些地方甚至很严重，大多数沥青路面在未达到设计使用寿命的情况下就已出现了各种早期病害：车辙、拥包、松散

2、、剥落、推移、裂缝等。就我国高速公路建设现状而言，集料总体质量水平较高，建设过程中，也越来越多的采用高质量沥青或改性沥青，施工机械技术也很高，但沥青路面早期破坏的问题仍然存在。[乔利红.高等级公路沥青路面施工质量过程监控技术研究[D].8河北工业大学,2006年。]本文以某高速公路扩建工程先导试验段和主体工程四种路面结构为例，采用力学分析、室内足尺环道试验和室内小型实验等手段，从抗疲劳能力、抗车辙能力和抗水损害能力三方面着手，对四种较厚的沥青路面结构的耐久性进行了分析，以引起读者的思考。2耐久性分析目前，评价路面使用性能的耐久性，往往采用抗水损害能力、抗车辙能力、抗疲劳能力三项指标

3、。[贾绍强等.沥青路面耐久性影响因素及改善措施[J].交通世界（建养机械）,2012年。]2.1路面结构的抗疲劳能力路面结构的抗疲劳能力是评价路面使用性能的重要指标。如何提高路面结构的抗疲劳能力，笔者研究过程中倍受关注，采取了多项措施提高该项性能。为了进行力学分析，采用弹性层状体系(BISAR程序)和有限元法(ANSYS通用有限元软件)，计算了15℃时下面层和基层底面在不同荷载p作用下的最大拉应力。结果列于表1。表1：路面结构下面层和基层底面的最大拉应力在分析四种结构在不同荷载作用下的耐久性时，利用我国现行5公路沥青路面设计规范6(JTJ014)97)的容许拉应力指标，即沥青层或半

4、刚性基层底面在不同荷载作用下的实际拉应力Rm必须小于等于其容许拉应力RR，即Rm≤RR。8力学分析中的相关材料设计参数，通过对现场所用材料试验确定。在设计年限内，一个方向、一个车道的累计标准轴载的当量轴次，根据调查分析确定。分析如下三种情况：①不考虑超载；②超载率60%，考虑超载幅度30%；③超载率60%，不考虑超载幅度30%。对应的结构强度安全系数分别为：沥青层为2.65，4.04，4.42；半刚性基层为2.25，2.84，2.98。[李淑明等.沥青路面结构的耐久性分析[J].同济大学学报（自然科学版）,2007年。]根据上述参数，计算出不同荷载情况下四种结构沥青层底面或半刚性基

5、层底面的容许拉应力值RR，并与该层底面实际拉应力Rm比较结果见表2。表2：RR与Rm比较由表2中数据可以看出，四种结构，各层底面的容许拉应力不仅大于不同荷载作用下层底产生的拉应力，而且有相当的安全储备。其安全储备情况见表3。表3：各种荷载情况下的安全储备8上述分析，对于方案C和主体工程，比较的是水泥稳定碎石基层底面应力情况。因为这两种结构的沥青混凝土层底面均处于受压状态，没有产生拉应力.而对于方案A和B，则是针对沥青层底面(指下面层底面)。因此，从结构受力状况来分析，四种结构均是耐久的。2.2路面结构的抗车辙能力路面结构的抗车辙能力是评价路面使用性能的重要指标。如何提高路面结构的抗

6、车辙能力在本课题研究过程中倍受关注：对沥青结合料、矿料、沥青混合料类型、沥青混合料组成设计、路面结构组合以及基层和路基等，都提出了严格的要求并进行了精心的选择。（1）沥青混合料稳定度对试验路段所用中面层改性沥青Sup-19和上面层SMA-13，采用现有规范规定的方法，分别在60℃和70℃进行了动稳定度试验。结果见表4。表4：不同温度时的动稳定度从表中数据可以看出，上、中面层所采用的改性沥青混合料，动稳定度远远超过规范的要求，高温抗车辙能力没有问题。（2）环道试验结果加载50万次，从环道中取52个断面(断面间距50cm)，用断面仪测各方案车辙.结果见表5。表5：各方案的车辙深度8根据

7、环道各结构方案的车辙发展规律计算，A方案在通车后第12年，车辙深度将达到15.32mm，须进行第一次铣刨、重铺面层；B方案在通车22年后车辙深13.7mm；C方案在通车15年后车辙深14.84mm，无须铣刨。按照国外耐久性路面的概念及实体工程的设计目标，使用15年左右，无须对沥青路面进行结构性改建或重建，路面的损坏现象仅发生在沥青层上部4~7cm范围内。因此，对于车辙指标而言，本研究的路面结构符合耐久性要求。[徐栋良.高性能沥青混合料水稳定性研究[D].重庆交通大学,