2010-11.我国沥青路面结构幻灯片.ppt

我国沥青路面结构设计的回顾与思考 长安大学 戴 经 梁 2008年12月 一、我国沥青路面的规模与使用状况  1、我国沥青路面的规模 1998年沪嘉高速公路、沈大高速公路先后通车，实现了我国高速公路零的突破；1999年10月高速公路通车里程突破1万公里，居世界第四位；2000年末通车里程1.6万公里，居世界第三位；2001年通车里程达到1.9万公里，居世界第二位；2007年底，通车里猛增5.4公里，稳居世界第二位。  高速公路大部分采用半刚性基层沥青路面。 2、我国沥青路面的使用状况 部分高速公路沥青路面的使用状况比较好。例如：沈大、京津塘、广琛等高速公路使用7～8年才进入大修,达到相当高的使用水平。 不少高速公路沥青路面的早期破坏严重。 · 沥青路面建成当年或2-3年,发生程度不同的车辙、网裂、坑糟等早期破坏 ——施工质量问题。 · 高速公路沥青路面普遍达不到设计年限15年（国际上一般为30~50年），最多7-8年就必须大修——路面结构的耐久性差。 普遍认为：我国沥青路面的使用寿命短、耐久性差与我国千篇一律地使用半刚性基层沥青路面结构具有很大的关系。 二、半刚性基层沥青路面问题分析 半刚性基层沥青路面的最大优点是板体性强，具有很高的承载能力，且价格便宜。 ——我国高速公路广泛采用此种路面的基本出发点。 思考： ·在国际上发达国家为什么很少来用半刚性基层沥青路面结构； ·重交通道路不采用半刚性基层沥青路面，只是在低等级，交通量低的道路采用。 半刚性基层沥青路面具有不少问题，有些甚至是无法解决的。 1、半刚性基层的最大问题是收缩开裂，它将导致沥青面层产生反射裂缝，并进一步引起： （1）裂缝进水导致沥青层与基层界面从连续状态变成滑动状态和使基层、底基层、路基水分状况发生变化，承载力迅速降低； （2）车辆从裂缝一侧到达另一侧，使路面裂缝处发生大的应力突变，形成很大的剪应力和表面拉力。加剧沥青路面破坏。 2、半刚性基层非常致密，基本上是不透水材料，一旦水进入路面并到达基层后，难以排出。水分集聚在沥青层和基层界面，在车辆荷载的反复作用下，基层表面冲刷，并产生唧泥，导致路面的破坏。 半刚性基层沥青路面的反射裂缝和内部排水性能差及基层表面易冲刷是其致命的弱点。 3、半刚性基层具有很好的整体性，但在使用过程中，路面进水后，半刚性基层在长期流水和多次冻融循环作用下，其板体结构会逐渐破坏、产生结构性损坏。半刚性基层由整体向大块、小块、碎块变化，按整体结构的概念设计路面是偏于不安全的。 4、半刚性基层沥青路面对重载车辆具有更大的轴载敏感性。 在计算拉应力时，柔性基层的轴载换算按4次方计算，而半刚性基层是8次方计算（实际上，很可能是12-15次方） 轴载增大1倍，柔性基层换算轴次增大16倍，半刚性基层换算轴次增大256倍 （甚至212=4096倍） 超载对半刚性基层沥青路面的危害远大于柔性基层沥青路面。 5、半刚性基层损坏后没有愈合能力，且难以修补。 半刚性基层一旦破坏，使无可救药，除了挖 除重建外，别无它法。 半刚性基层沥青路面的维修只能是“开膛破肚”式进行。这是半刚性基层沥青路面使用过程中，面临的一大难题。 6、半刚性基层沥青路面难以跨年度施工。 无论是直接暴露或是铺一层沥青面层过冬，都避免不了发生横向收缩裂缝，从而为沥青路面产生反射裂缝留下隐患。 半刚性基层暴露可能冻酥，影响强度形成。在季节性冰冻地区，半刚性基层的冻融损坏几乎难以避免。 半刚性基层沥青路面的致命弱点——路面开裂缝、进水且难以排走，对重载敏感性大。 思考： 既然半刚性基层沥青路面具有上述种种问题，甚至有些问题是致命的。为什么一直沿用至今，难以改变？ 这是中国国情所定的，是我国公路建设发展历史的必然结果。 1、 20世纪60年代——采用石灰稳定土基层渣油表面处治（渣油是一种质量很差、蜡含量很高的石油炼制过程中付产品） 主要解决公路晴天扬尘、雨天泥泞的问题。 2、20世纪70年代——采用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定粒料半刚