沥青混凝土路面设计篇1
【关键词】沥青混凝土，公路，设计
中图分类号：tU375文献标识码：a文章编号：
一、前言
沥青混凝土路面具有路面平整、承载力强等优点，在公路施工中广泛应用。但是，现实生活中，很多路面出现了车辙、泛油、拥包等质量问题，这其中固然有公路交通压力增大的原因，更重要的还是路面设计存在着不足。
二、公路沥青混凝土路面的质量要求
1、公路沥青混凝土路面要具有承载力
公路沥青混凝土路面应具有足够的路面抗力和承载力，要能经受住车辆的反复碾压，特别是要能够承受住高荷载的重型车辆的反复碾压，不能出现出现路面破坏等现象。
2、公路沥青混凝土路面要具有抗疲劳性
一般来说，沥青混凝土路面的使用期限要高于其他材料的路面，因此，在使用年限内，沥青混凝土路面不能出现路面破坏等过早疲劳的现象。
3、公路沥青混凝土路面要具有温度稳定性
因为沥青具有良好的延展性，所以公路沥青混凝土路面要具备良好的高温稳定性和良好的低温抗裂性。在夏季高温状态下，沥青混凝土路面不会出现因车辆反复碾压而压缩变形或者发生侧向流动等现象；在冬季寒冷的状态下，公路不能出现沥青混合料的严重收缩和沥青混合料集料之间的裂缝。
然而，在实际的使用中，公路沥青混凝土路面还会出现种种病害，这其中有很大部分是因为路面设计不当造成的。
三、公路沥青混凝土路面设计中存在的问题
1、结构类型选择不当
调查数据表明，我国早期沥青路面破坏的主要原因为水损害。这是由于在潮湿多雨的地区，采用空隙率比较大aK型上面层设计结构，导致下雨后，水分容易渗入面层内，如果中、下面层采用相对空隙率小的aC—i型结构，上、中面层之间就会聚集水分，出现坑洞、路面松散等损毁；如果在中、下面层采用用aC一Ⅱ型结构,基层将会渗入水分，出现松散、唧浆，整个路面结构会遭到严重的破坏。
2、沥青混合料类型与结构层厚度不匹配
由于设计中，集料粒径的最大值超标，公称尺寸范围内的集料过多，使得选择的沥青混合材料的类型不符合路面结构层的厚度，从而导致不易压实、混合料离析、空隙率过高等问题。
3、沥青路面原材料选用控制不严
沥青材料的好坏与路面低温抗裂性、高温抗车辙性以及耐用性方面有非常直接的关系。因此，如果路面原材料选用不好，就会使路面的抗滑性及抗变形能力减弱，还会出现路面破坏等现象。
4、下封层重视不够
沥青下封层的作用是封闭路面以下渗水、扩张路面应力、加强面层与基层的连接以及减轻基层反射裂缝到达面层等等，是路面结构非常重要的设计环节。而现今路面设计中对此环节不够重视，对封层的合理设计与施工要求方面的工作还没有真正实施。
5、路面排水系统不完善
路面表层排水不畅、设施不完善、积水滞留时间过长，致使水分渗入到路面内部结构；路面结构层的抗水损害性不强，水稳性差。
这些问题也体现了我国公路沥青混凝土路面设计理念相对落后，这是由于我国大多数公路的沥青混凝土路面设计和分析已经沦为形式主义，没有对路面情况的精细分析；路面设计过于粗放，只是简单地套用规范,而不是充分利用规范进行创造性设计；科研与生产脱节，路面设计长期处于低水平重复状态。
四、提升公路沥青混凝土路面设计的有效对策
1、要提高我国公路沥青混凝土路面设计的水平，建立路面精细化标准，适当的吸取国外路面设计的先进经验，鼓励创新，编订更加完善的规范。
2、做好公路沥青路面设计的面层选择
（一）上面层选择
在高温、重载、车流量大的地区，可以采用具有低温抗开裂、高温抗车辙、抗滑性及耐久性的Sma作为上面层。在夏季温度不太高、重载相对不多、降雨量不大的地区，可以在采用改性沥青的前提下，使用aK一13a、aC一13i、aC一16i等路面结构。
（二）中、下面层选择
中、下面层适合选用Superpave-19、Superpave一25型以及aC一20i、aC一25i型等，其中Suerpave高性能沥青混凝土路面具有良好的高温抗车辙性和低温抗开裂性，还具有空隙率较小，抗水损害性能较强的特点。而对于aC一i，则需要改进规范密级配，提高动稳定度。
3、公路沥青路面结构层厚度要适中
沥青混凝土路面结构层厚度不应小于集料的最大公称尺3倍，对粗混合料，结构层厚度要大于集料的最大公称尺寸3倍。例如，aK一13的最大公称尺寸是13.2mm，则路面沥青结构层厚度要不小于4cm。
4、选择合理的路面沥青混合料级配类型
选择合适的沥青混合料级配类型是确保沥青凝土路面面层质量的前提。密级配沥青混合料是设计级配应根据公路等级、工程性质、气候条件、交通条件、材料品种等因素，通过对条件大体相当的工程使用情况进行调查研究后调整确定。夏季温度高、高温持续时间长，重载交通多的路段,宜选用粗型密级配沥青混合料(aC-C型),并取较高的设计空隙率。对冬季温度低、且低温持续时间长的地区，或者重载交通较少的路段，宜选用细型密级配沥青混合料(aC-F型)，并取较低的设计空隙率。
5、使用质量过关的原材料
选择原材料要按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》和《公路工程集料试验规程》的要求进行检验，然后择优选材。对于沥青，不同等级的公路应选择合适的沥青等级，选择沥青时,除了要注意沥青品质的优劣以外，还要注意沥青标号是否适应当地环境、空气、气温，要兼顾冬季的抗裂性和夏季的抗塑变能力。如果条件允许，最好选择改性沥青。
五、结束语
公路沥青混凝土路面设计的好坏直接影响着公路的质量和使用寿命，这也对公路运输和人们的生活产生了直接的影响。只有不断地提高沥青混凝土路面的设计水平，才能建造出具有良好的承载力、温度稳定性和抗疲劳性的公路，从而为国家的公路运输更好的发展做出贡献。
参考文献：
[1]边昶晖基于法国规范的沥青混凝土路面设计方法中外公路——2010年1期
[2]徐鸥明、韩森、高巍、高世君永久性沥青混凝土路面设计指标及标准i公路——2010年3期
[3]公路工程沥青路面施工技术规范JtGF40-2004人民交通出版社2004年版
沥青混凝土路面设计篇2
关键词：重载沥青混凝土；路面摊铺；配合比设计；公路建设；施工质量
1工程概况
国道210线树林召至东胜段改建工程为原210国道加宽一幅项目，原210国道为运煤专线，改建后新建一幅为重载幅，项目总长为50.229km，工程要求路面面层具有良好的平整度、抗滑性、低温抗冻抗裂性、高温抗车辙性等，同时还要求路面具有良好的抗水害和防雨水渗水基层工程。在进行沥青混凝土混合料配合比设计时要求在满足路面使用性能的基础上，综合考虑路面使用的耐久性、舒适性和安全性。本文以此工程为例，对沥青混凝土路面混合料配合比的设计方法进行了分析和探讨。
2沥青混合料配合比的设计措施
2.1原材料的设计
2.1.1沥青。沥青选用aH-90重交通沥青，并在拌和场加入5岳化SBS进行改性，聚合物SBS颗粒在显微镜下观察都保持在5μm以下。
2.1.2细集料。使用本地质地良好的石灰岩作为细集料，细集料使用专用的设备进行制作和加工。直径为2～3mm的机制砂通过率为100%。
2.1.3粗集料。粗集料选用本地的石灰石碎石或玄武岩碎石，碎石的颗粒直径主要集中在13.3～18.9mm、9.6～13.3mm、4.76～9.6mm之间，粗集料的各项指标都达到了设计要求，和基质沥青黏附能力为iV，和改性沥青黏附能力为V。
2.1.4填料。使用质地良好的石灰岩磨细后得到矿粉。填料的亲水系数低于1，细度可以达到设计要求。
2.2配合比设计
首先筛分施工过程中需要用到的矿料，然后在中心试验室使用计算机对各矿料的使用量进行计算。要求合成矿料级配可以达到设计级配要求。为了保证矿料级配可以和标准级配中值接近，要对0.075mm、4.75mm、2.36mm筛孔的通过量进行控制，并且要将9.5mm筛孔通过量保持在允许误差范围值内。
2.2.1设计目标配合比。目标配合比的设计主要是为了将沥青最佳用量初步确定出来，提供生产配合比参数，并将其作为冷料仓供料的基本依据。矿料的构成。根据Sma混合料配合比较设计方法，第一批试验一共设计了三种级配类型，将4.75mm的通过率作为变化点，要求4.75mm的通过率控制在28%、25%、22%左右，三个级配都需要对矿粉使用量进行确定。计算结果见表1。按照规范要求将4.75mm以上粗集料的相对密度Rs确定出来，并按照4.75mm以上粗集料毛体积相对密度GCa将各组矿料4.75mm以上的粗集料间隙VCaDpC确定。
2.2.2沥青最佳使用量的确定。根据确定矿料配合比以0.3%的间隔开展马歇尔试验，由于合成集料相对应的最小油石比为5.8%，相对密度为2.84g/cm3，按照规范要求，对于重交通路段，由于对高温稳定性有比较高的要求，因此将孔隙率设计为4.5%，确定石油比的最佳值为6.2%，并根据该值实施马歇尔试验。
2.2.3设计生产配合比。生产配合比指的是二次筛分后拌合设备各热料仓矿料比例以及沥青的使用量。本工程使用一台4000型拌和设备进行间歇式拌和，分别设置了六个料仓和两个矿粉罐，内部布置了五个热料层，推动筛网从大到小的尺寸分别为20mm×20mm、11mm×11mm、6mm×6mm、3mm×3mm，沥青、矿粉和木质素纤维分别进行单独称量。整个生产过程中，均按照设计流程进行控制。拌和设备上要布置除尘装置，在进行生产时不能采用回收矿料进行拌和。根据矿粉比例，以最佳油石比6.2%和±0.3%来进行马歇尔试压，根据最佳油石比6.2%检验Sma混合料。检验结果如表3所示，达到了设计要求，最终将生产配合比最佳油石比确定为6.2%。
2.2.4验证生产配合比。根据确定的生产配合比进行沥青的试拌，观察混合料的均匀性。拌和温度保持在165℃～170℃，在拌和场内铺筑试验段，并对试验段取样进行马歇尔试验，使用燃烧法对油石比进行测定，经过检测，试件的各项指标都达到了要求。在60℃的温度环境下对试件进行车辙测试，动稳度为6190.27次/mm，达到了设计要求。试验段碾压成型后，没有出现离析的情况，摊铺后颜色一致，钻芯取样检测后试样粗细分布均匀，压实度达到98%，骨料嵌挤度良好。证明采用上述配合比是可以满足设计要求的。
3重载沥青混凝土路面施工及质量控制措施
3.1原材料质量控制
在施工过程中对原材料的质量进行严格控制，不允许质量不达标的材料进场。每一批材料进场后都需要提供合格证书，发现有结块、发潮、颜色不正常的材料不允许使用。细集料选用坚硬、干净、无杂质、无分化的材料，石灰岩石屑要和级配相适应。粗集料选择吸水性材料，要求石质粗糙、坚硬、有棱角，为锥式破碎。选用石灰岩等碱性磨细的矿粉作为填料，矿粉要求洁净、干净，不允许有团粒和杂质。
3.2混合料拌和施工及质量控制
在进行施工之前，要先进行试拌，并检查混合料质量是否达到了要求，取样检查改性沥青使用量以及矿粉级配是否都达到设计要求。通常情况下，如果肉眼发现Sma混合料比一般的沥青混合料颜色暗，摊铺后和常规的沥青混合料差异不大，那么在进行碾压施工时，路面就有可能会产生比较多的油斑。后期难免会出现泛油的情况。拌和试验后如果没有问题，就可以进行试验段的摊铺，进一步确定矿粉级配、沥青用量、现场碾压摊铺温度、混合料松铺系数，并钻芯检测厚度、压实度。
3.3摊铺施工及质量控制
混合料进行摊铺之前，要先清理干净路面，使用双机组成梯队进行联合摊铺作业，两台设备前后间隔距离保持在6～10m。邻近两幅重叠16～20cm。摊铺过程中不允许出现中断，摊铺速度保持在2～3m/min。摊铺过程中，施工温度不能小于10℃，摊铺温度不能小于160℃。施工过程中，遇到阴雨天气要中止摊铺作业。
3.4压实作业
在对重载沥青混凝土进行压实处理时，使用振动压路机和轮胎压路机组合的方法进行碾压作业，按照“高温、低幅、慢压、紧跟”的基本原则。为了满足碾压要求，使用两台以上的DD130双钢轮振动压路机和一台DD110双钢轮振动压路机进行碾压，振幅0.3～0.8mm可调，频率保持在40～60Hz，一共安排了两台质量为25～30t的小型振动压路机。摊铺好混合料要立即碾压，为了避免出现路拱，碾压时要从摊铺边缘向另一侧进行碾压，碾压终了温度要求在120℃以上。初压时，使用10t双钢轮压路机从路的一侧向另外一侧进行碾压，双轮压路机要错开1/3轮进行，碾压两次。然后使用15t钢轮压路机从边缘向另一侧进行复压，碾压两次即可，终了温度要求在120℃以上。施工过程中，使用3m直尺随时对构造物连接位置的平整度进行检测，正常路段使用连续式平整度仪来进行测定。
4结语
综上所述，在重载沥青混凝土路面摊铺过程中，配合比设计是非常重要的一个环节，需要根据工程的具体情况进行合理的设计。在进行施工时，要控制好原材施工质量，对混合料级配的稳定性进行严格控制，将沥青使用量控制好，避免油量过小出现集料黏结力差，油量过大出现泛油起包的情况。另外，在施工过程中要将施工温度控制好，如果环境导致温度下降幅度过大，在进行施工时要根据实际情况适当提升加热温度，并延长拌和时间，缩短摊铺和碾压之间的间隔时间，确保沥青混凝土路面摊铺质量可以达到设计要求。
参考文献
[1]许君臣，李翠铃，缪永华．Sma玛蹄脂胶浆路用性能研究[J]．长春工程学院学报，2008，（1）．
[2]申爱琴，王娜．高速公路Sma混合料配合比设计及路用性能研究[J]．公路，2006，（6）．
[3]李建民，汤文，陆立波．Sma沥青混合料路用性能分析[J]．交通科技，2005，（6）．
沥青混凝土路面设计篇3
关键词：沥青混凝土；路面；市政道路；长期性能；长寿命设计
引言
沥青路面具有耐高温、抗老化和平整度好等优点，且其行车噪声小、行车稳定性强，因而在公路及市政道路工程中被广泛应用。然而，随着我国经济建设的快速发展，交通运输，特别是货物运输需求越来越强，车辆超载重载问题已经成为我国普遍性的社会难题，特别是城市经济开发区域的交通。而增长的交通运输和荷载等级，对道路结构却造成了无法恢复的损伤。我国早先建设的城市道路，沥青路面层已经出现了很多严重的病害：开裂、唧浆、坑蚀、沉陷等[1]，这些病害使得：一方面，破损的沥青路面层造成行车不稳定，对车辆安全和交通集散效率造成显著影响；另一方面，每年都需要花费较多的人力和物力进行路面层的修复、替换和养护，以维持道路的使用性能，但这些养护管理工作又对城市交通、环境造成严重影响。因此，设计具有长期保障性能的沥青混凝土路面，具有迫切的需求。长期性能路面(longtermperformancepavement,Ltpp)在国外已经进行了较为广泛的研究，近期也受到国内学者的关注[2,3]，长期性能路面的本质是通过科学掌握车辆和环境等荷载作用下，路面层结构的变形和受力特性，从而设计出能够抵抗荷载作用的具有长期使用效果的路面结构，满足全寿命的设计理念[4,5]。论文将分析满足长期性能的沥青混凝土路面，分析长期性路面的基本概念、设计原则；从而提出开展长期性能沥青路面设计的方法和基本指标，最后，提出要进行沥青路面的材料设计是保障长期性能沥青路面的关键。
1长期性能沥青路面
我国沥青路面的设计使用年限与道路等级相关，其中最高等级的城市快速路是15a。而长期性能沥青路面则可能是40a或50a，直接将路面的使用寿命拓展1倍。该长期性能路面的设计初衷是保证其在设计使用寿命周期内不出现结构性的损坏和破坏，因此不需要进行结构性修复或重建，但任何路面都不能保证不出现病害，长期性能沥青路面可以出现不影响结构使用的表层病害，这些病害则可以通过简单的手段进行修复，就可以继续保证其运营使用。
1.1设计理念
传统的路面设计认为：在较大的车辆荷载反复作用下，无论路面层厚度多大，都不可避免路面层出现自下而上的疲劳开裂和严重车辙，因此只要使用一定年限就会出现结构性失效而不能继续承载工作。近年来，越来越多的研究表明，沥青路面层存在一个极限的弯拉应变，当外界荷载作用在该弯拉应变范围内时，就不会产生疲劳开裂和破坏；而沥青路面厚度超过一定范围时，其底部拉弯应变就会小于上述疲劳极限，使得外界荷载作用下沥青路面层结构不会发生破坏，提高其使用寿命。但这并不代表沥青路面的面层结构在车辆和环境作用下不会发生开裂、剥蚀等病害，这些病害是由于外界环境侵蚀、车轮荷载作用和结构材料退化三重作用效果，但是这些病害可以通过简单的修复解决。从长期性能沥青路面的设计理念可以看出，其设计理念与“绿色建筑”等类似，通过前期较大的投入以提高沥青路面的整体结构性能和使用年限，以优化整个寿命周期内的沥青路面结构性能和效益。
1.2设计原则
根据长期性能沥青路面的理念，其基本力学原理可以如图1所示更详细阐述，沥青路面自上而下总体分为面层、中间层、Hma基层和路基层四个部分。首先，在车辆作用下，车轮与路面接触面以下10～15cm范围内是高受力区域，是各种面层病害发生的地方，因此设计中需要采用高质量沥青混凝土作为承载面层。其次，车轮荷载经过面层向下部结构进行有效扩散，但同时要保持与上部面层的有效连接，以免发生车辙病害，设计可选用高模量抗车辙沥青混凝土作为中间层。再则，往下达到沥青混凝土路面的最大拉弯应力区域，该区域要求混凝土具有较好的抗弯拉性能，保证不会因为抵抗性不足而导致开裂和破坏，设计可采用高柔性抗疲劳沥青混凝土，同时该层厚度须具有一定保证，以使得路面不产生自下而上的开裂和破坏。最后，路基结构支撑路面层，保证路面均匀、平整和稳定，这对于路面工程的变形、抗冻都是具有重要作用的。
2长期性能沥青路面设计方法
开展长期性能沥青路面设计，首先需要明确其可能的损伤破坏模式，其次，针对破坏情况给出设计指标和方法，设计满足长期性能要求的沥青混凝土路面。
2.1损伤破坏模式
（1）结构性损伤破坏疲劳开裂和永久变形是沥青路面的两种典型破坏模式，疲劳开裂是往复车辆荷载作用下沥青路面下层产生拉弯受力导致超过疲劳极限而开裂；永久变形则是长期的车辆荷载作用下路基顶面压应变产生的不可恢复的变形所致。长期性能沥青路面采用较大厚度的沥青面层，使得路面结构底部拉弯应力水平在材料极限范围内，从而保证了路面结构不再出现结构性损坏。这需要控制好拉弯应力的指标。（2）局部性损伤破坏虽然设计合理的路面结构层可以有效地降低或者防止路面结构损伤的发生，但是却无法避免高速度、高载重、高轮压的车轮荷载作用对路面结构层所形成的较大剪应力。长此以往，随着路面材料的退化，局部损伤则很难避免。研究表明，这种局部损伤一般仅仅在路面层表部形成，不形成完全的结构性破坏，因此可以对损伤部位进行铣刨，置换为新的混合料，以延长路面层的使用寿命。
2.2设计指标
开展长期性能路面设计，建立设计的力学指标尤为关键。设计指标是作为路面设计的指导，而该指标也反映了对长期性能路面受力机理的掌握和把控。首先，需要建立保障长期性能路面完整结构特性的整体力学指标。根据前面分析的结构性破坏机理，一般需要采用沥青混凝土面层底部弯拉应变X作为控制结构性损伤破坏的标准，采用顶部压应变Y作为控制局部损伤的标准。显然指标X是确保不产生疲劳破坏，目前的设计都是以该指标不超过沥青混凝土材料容许拉应力作为设计基础，而实际上由于破坏阶段强烈的材料非线性，拉应变是控制破坏的根本因素而非拉应力，因此，在长期性能沥青路面的设计中，应该采用拉弯应变作为设计标准。同样，顶部的压应变Y则是控制局部损伤和永久变形的基础。上述两个指标在诸多文献也有研究，monismith和Long建议X不超过60微应变，Y不超过200微应变[6]。其次，建立面层抗剪指标进一步保证顶部面层的局部损伤。表面层沥青混凝土直接与环境接触并受车辆荷载作用，而其良好的抗剪性能可以抵抗因局部轮压荷载作用导致沥青与混合料的受力分离导致开裂和局部损伤行为，因此设计中需要考虑不均匀、超重轮载作用下，对沥青面层形成的局部剪切应变，而设计的面层抗剪指标需要在保证结构具有一定的安全储备的情况下，面层的抗剪应变。
3长期性能沥青路面的材料设计
根据长期性能沥青路面的设计指标，可以很好地确定整体沥青面层厚度及各分层厚度，而这其中难点是各层材料的选用，以相互匹配协同受力，达到长期性能的使用要求。（1）路基层稳定、均匀、高强的路基层对于路面的均匀受力和长期变形稳定具有非常重要的意义，因此对长期性能沥青路面极为重要。路基层可选用化学稳定、密实的路基和粒料，或者非稳定高强度的碎石和砂砾组成，无论使用何种，经过施工密实处理后要达到一定的刚度和强度要求。英国tRL规定路基顶面模量不小于40mpa，德国交通部则规定不小于48mpa，法国则通过规定轴载13t作用下不产生大于2mm的变形，或者承压板试验结果弹性模量不低于50mpa。因此，保证40～50mpa的路基层弹性模量是基本要求。（2）沥青Hma基层沥青Hma基层是拉弯应力承载主体，因此高沥青含量的混合料有助于抵抗疲劳开裂，设计中需要选择较高的沥青含量同时保证一定的厚度。研究表明细级配沥青混合料可以有效改善疲劳寿命。另外，沥青基层较容易受水影响，因此需要考虑湿度因素对混合料力学性能的影响，选择水稳定性强的材料进行设计。（3）Hma中间层中间层没有特殊的使用要求，但是需要具有较好的耐久性和稳定性，稳定性的基础是该中间层与顶部面层和底部基层具有很好的粘结效果，因此可以从粗骨料间的骨架结构以及采用合适的高温等级沥青获得，同时采用碎石和砂砾形成骨架。此外，中间层的高温等级应该与顶层保持一致，以使得具有良好的抗车辙效应。（4）顶部面层顶部沥青面层的要求极高，需要具备抗车辙、耐久性、抗渗、抗磨损等系列性能，长期性能沥青路面对于面层的使用寿命一般要求10a，但是对于抗车辙、抗渗等要求等级较高的地区，仍然需要谨慎设计，一般可以选择Sma密级配混合料作为面层设计。
4结论
沥青混凝土路面设计篇4
【abstract】Basedonthestructuredesignoncompositeasphaltconcreteoverlay,thedesignprinciplesofasphaltconcreteoverlaywasputforward,andthedesignpatternstandardsweredetermined."accordingtomechanicalcalculationwithfiniteelementmethod,andreferringtoDesignStandardonCementConcretepavement"(JtGD40―2002),areasonablethicknessofasphaltconcreteoverlaywasrecommended,whichcanprovidereferencefortheapplicationanddesignofasphaltconcreteoverlayprojects.
【关键词】旧水泥混凝土路面；沥青加铺层；结构设计；最佳厚度
【Keywords】oldcementconcretepavement;asphaltoverlay;structuredesign;optimalthickness
中图分类号：U416.216文献标志码：B文章编号：1000-033X(2012)03-0054-03
0引言
在原有水泥路面加铺沥青混凝土罩面层，形成复合路面结构，不仅可以利用原有水泥路面的强度提供稳定、坚实的基层，而且沥青加铺层可以提供摩阻系数高、平整度好的表面层，是一种充分利用旧路面来改善路面使用性能的路面修复技术［1］。但水泥混凝土路面与沥青混合料面层的模量相差较大，在温度应力和车轮荷载重复作用下，容易产生反射裂缝［2］。目前，针对反射裂缝问题，实际工程中多采用较厚加铺层方案。通过增加沥青层厚度来防止反射裂缝的措施，虽然设计和施工简单，但成本较高，而且效果不明显［3］。因此，选择合理的加铺层厚度来延缓甚至消除反射裂缝，是沥青混凝土加铺层设计值得研究的问题。
1加铺层结构设计原则
根据气候特点及水泥混凝土加铺沥青层应力、材料的特殊性，对水泥混凝土加铺沥青路面结构方案设计提出以下原则。
（1）旧路加铺改造设计应尽可能采用较薄的路面结构，减少对沿线交通设施的影响；减少桥梁恒载的增加；减少对天桥净空的影响；减少对软弱地基及高填方不均匀沉降的影响；减少路线纵坡的频繁变化，以免造成路面纵向不平整和降低行车舒适性。
（2）路面结构方案应便于施工与施工组织，确保交通畅通与安全。尽可能采用机械化作业，减少人工作业环节，提高劳动效率与施工速度，确保施工质量、施工进度与人员安全。
（3）提高路面的结构承载能力，进行补强层设计，弥补原路基及路面结构薄弱的先天不足。综合考虑交通量的大小与轴重的差别，同时考虑超载、超限、超重车辆对路面结构的影响。
（4）在满足技术要求（交通量和使用性能）的条件下，选择技术先进、安全可靠、经济合理、方便施工的结构方案。
（5）对新技术、新材料、新工艺应慎重采用，先修筑试验路，取得经验后再推广应用。
（6）路面结构方案应遵从环境保护的有关规定，合理安排沥青混合料的拌和站位置，妥善处理旧水泥混凝土破碎块废料及废弃沥青混合料，减少对环境的影响。
（7）路面结构内部防排水设计应按照“防排结合”的原则进行，将路面结构与防排水进行综合设计，尽量防止雨水渗入路面结构与路基内部，便于排除可能渗入路面结构内部的雨水。
2加铺层结构设计模式
加铺层设计模式可以分为改善加铺罩面层模式、采用中间夹层加铺体系和增设补强层模式［4］。对于功能性罩面模式，主要是在路面结构具有足够承载力的情况下维修并恢复表面功能层，一般根据原路面状况采取直接罩面的方式；对于设置中间夹层（层间处理）加铺模式，其主要作用是改善和吸收温度和荷载耦合作用下的层间应力峰值，缓解吸收水平和竖向变形，从而起到防止裂缝扩展的作用，同时它还具有防水、隔离等作用，在此基础上加铺沥青层，可恢复路面使用性能和延长原有路面使用寿命；增设补强层模式是在原有水泥路面结构承载力不足的情况下，对结构加铺补强层、沥青层，使其恢复、并争取达到设计要求，具体模式如图1所示。
依据不同公路等级、设计年限、旧路状况及交通量条件，加铺面层可选择采用加铺一层、加铺两层两种形式。当旧路路况等级为中且交通量中等时，加铺面层结构可设计为单层改性沥青路面；当旧路路况等级差且为重交通路段时，高等级道路的加铺面层结构可设计为双层aC类路面。加铺面层结构形式见表1。
3加铺结构厚度研究
3.1面层厚度对应力的影响
为了分析行车荷载作用下沥青面层厚度对应力的影响，采用anSYS软件沿道路长度方向剖分，截取一纵断面，以行车方向作为x轴方向，道路横断面作为y方向，以深度方向为z向，建立有限元模型［5］。采用三层弹性模型，做以下假设。主要计算参数见表2。
（1）基层材料、水泥混凝土板材料及沥青面层材料都为均匀、连续、各向同性的连续弹性材料。
（2）道路表面作用温度荷载，温度传递均满足热传导定律。不考虑路面温度场的横向效应，且近似认为复合式路面温度场是稳态传播。
（3）忽略沥青材料和水泥混凝土材料导热系数受温度变化的影响。
应力分析时采用标准轴载，轴重100kn，轮压0.7mpa，荷载作用于板边贴缝（图2）。当沥青加铺层厚度按4cm的增量从4cm增加到24cm时，板边贴缝处加铺层应力变化情况见表3。
结果表明：随着沥青面层厚度的增加，应力s■、s■、s■、s■、t■均减小，其中罩面层厚度对s■影响最大，尤其是在初期。当罩面层由4cm增加到12cm时，加铺层厚度平均每增加1cm，应力s■减小0.03mpa，降低效果明显。但当罩面层厚度由12cm增加到24cm时，加铺层厚度平均每增加1cm，应力s■减小0.01mpa，速度减慢。因此，增加沥青加铺层的厚度对降低应力、防止反射裂缝起到了一定作用，但由于技术、经济等方面的原因，加铺层的厚度不可能无限制地增大，而是存在一个合理厚度范围。当罩面层厚度大于12cm后，增加沥青混凝土加铺层厚度，对防止反射裂缝效果有限，经济性差。
3.2规范对加铺厚度的规定分析
沥青混凝土加铺层厚度设计方法是按经验选定沥青加铺层后，根据中国《公路水泥混凝土路面设计规范》
（JtGD40―2002）［6］要求，控制水泥混凝土下面层的车辆荷载疲劳弯拉应力s■和温度疲劳弯拉应力s■之和不超过水泥混凝土板的弯拉强度为标准，即
g■(s■+s■)≤f■（1）
式中：g■――可靠度系数，依据所选目标可靠度及变异水平等级确定；
s■――行车荷载疲劳应力（mpa）；
s■――温度梯度疲劳应力（mpa）；
f■――水泥混凝土弯拉强度标准值（mpa）。
规范设计出来的厚度是10cm，主要是考虑到减缓反射裂缝的需要，而增加沥青加铺层厚度对于减缓反射裂缝的作用非常有限，通常情况下靠增加加铺层厚度来消除反射裂缝不经济，更不现实。
3.3加铺层厚度推荐标准
根据加铺道路典型结构，采用模型参数如下：普通混凝土面层，厚度23cm，板长4m，纵缝为设拉杆平缝，横缝采用未设传力杆假缝。经交通调查分析得知，设计车道标准轴载日作用次数为7000，建成通车10年。经调查评定，路面损坏状况和接缝传荷能力的分级标准为优良，无板底脱空。旧混凝土路面结构参数调查结果：弯拉强度实测标准值为4.51mpa，弯拉弹性模量标准值为29Gpa，基层顶面回弹模量标准值为100mpa。
拟加铺沥青混凝土面层来改善路面使用性能，按照规范的方法分别进行加铺层为4、5、6cm的设计。当加铺层厚度为4cm时，综合疲劳应力为4.71mpa；当加铺层厚度为5cm时，综合疲劳应力为4.56mpa；当加铺层厚度为6cm时，综合疲劳应力为4.42mpa。由此计算结果可以看出，6cm厚的沥青加铺层完全满足此旧路荷载的承受要求。
通过以上理论分析和实例验证可知，《公路水泥混凝土路面设计规范》（JtGD40―2002）对沥青加铺层最小厚度的规定偏大，当采用不同的层间材料防治反射裂缝时，可以设计较薄的沥青加铺层。因此推荐设计年限内应力吸收层之上的沥青加铺层最小厚度，如表4所示。
在研究加铺沥青面层最小厚度的基础上，根据国内外的经验，推荐双层罩面层厚度在6～14cm之间，加铺结构一般采用单层、双层形式，特殊情况可加铺三层。当计算所得的沥青加铺层厚度超过14cm时，应当考虑在旧水泥路面上增设一定厚度的半刚性基层。
4结语
从设计原则、设计模式和面层厚度三个方面，对复合路面沥青面层的结构设计进行了系统研究。
（1）推荐不同工况下的沥青面层结构设计模式标
准：不同公路等级、设计年限、旧路状况及交通量的旧水泥混凝土路面，加铺面层可选择采用加铺一层、两层两种结构形式。
（2）推荐加铺层结构加铺厚度：低等级公路沥青加铺面层最小厚度为4～6cm，高等级为6～7cm；加铺层面层厚度为6～14cm；当沥青加铺层厚度超过14cm时，应当考虑在旧水泥路面上增设一定厚度的半刚性基层。
参考文献：
［1］蒋应红，周挺.旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构设计探讨［J］.中国市政工程，2005(3)：1-3.
［2］王曼华，王万平，武和平.旧水泥混凝土路面加铺沥青罩面层技术［J］.筑路机械与施工机械化，2010，27（12）：63-65.
［3］赖用满.旧水泥混凝土路面加铺沥青层结构设计及防反射裂缝研究［J］.中国市政工程，2007（3）：28-31.
［4］祝海燕，王选仓，刘寒冰，等.旧水泥混凝土路面薄层沥青罩面结构内力分析［J］.武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2009，33（1）：41-44.
［5］周富杰，孙立军.复合路面沥青面层最佳厚度［J］.同济大学学报，2001，29（10）：1234-1239.
沥青混凝土路面设计篇5
关键词：Sma混凝土设计施工质量控制
沥青玛蹄脂碎石混合料是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛蹄脂结合料，填充间断级配的粗骨料骨架间隙而组成的沥青混合料。使用情况表明，Sma路面结构不仅在高温、重载时车辙变形量低，而且低温性能良好。沥青结合料主要提高沥青混凝土的感温性（即高温稳定性和低温韧性）、防止混合料分散并提高路用性能，通常采用改性沥青。
Sma的结构强度机理、优点及材料选择：
1、Sma属于间断级配的沥青混合料，它既有一定数量的粗集料形成骨架，又有足够的细集料填充到粗集料之间的空隙中去。沥青用量比普通混合料高1%以上，因此使它同时具有较高的粘结力和内摩阻力。Sma明显特点是三高一低一剂：即高用量的轧碎粗骨料，以提高抗车辙能力；高沥青用量和高矿粉用量，促使沥青膜加厚，混合料孔隙小，其耐水性、耐老化性能和耐久性能都有提高；低的细集料含量；添加纤维稳定剂，在混合料中起加筋、分散、吸附、吸收沥青和稳定的作用，并通过增加沥青与矿料之间的粘附性，通过油膜的粘结，提高集料之间的粘结力，改善胶结剂（玛蹄脂）的高低温性能，增强混合料的抗裂、耐磨能力。这也是Sma混合料组成设计必不可少的前提条件和依据。
2、材料的选择
1)粗骨料的石、石接触和紧密嵌挤形成了Sma骨架结构。为防止骨料在车辆荷载的挤压过程中发生破碎，对粗骨料有严格的质量要求。要求粗集料采用坚硬、粗糙、耐磨的优质石料。石料压碎值应不大于25％，洛杉矶磨耗损失不大于30％。粗骨料采用辽阳地区捶击式破碎机生产的玄武岩碎石。
2)细骨料(小于4.75mm的颗粒)质量仅为10％～20％，但要求洁净、干燥、无风化、无杂质，并有一定棱角。采用石屑(0.075mm以下含量不超过10％)。
3)矿粉是重要组成部分，与沥青混合形成玛蹄脂，为混合料产生“加劲”效应，影响Sma的性能。一般采用磨细的石灰岩矿粉，最好不用回收粉。我们对使用矿粉和回收粉的Sma混合料的性能进行了试验比较。通过比较可以看出：
①随着矿粉或回收粉从6%增加到12%，马歇尔稳定度稍有所增加，而动稳定度显著提高。矿粉数量太少，不足以形成沥青玛蹄脂，沥青有所富余，动稳定度不能提高。说明为了形成Sma结构，矿粉数量不能减少，足够数量的矿粉是Sma的一个先决条件。粉胶比以2为宜；
②由于使用了回收粉，车辙试验的动稳定度和马歇尔稳定度都比使用矿粉的药低得多。说明回收粉使用很不利，最好还是不用为好。
4)沥青要求有良好的黏结性和温度稳定性，一般采用重交通道路沥青，并符合JtGF40－2004《公路沥青路面施工技术规范》的规定。采用SBS改性沥青，它能有效地改善沥青的热稳定性和低温抗裂性。
5)纤维用作稳定剂，防止沥青滴漏。纤维稳定剂应能承受250℃的干拌温度不变质、不发脆，且必须符合环保要求。
3、Sma的优点：
将Sma与普通的密集配沥青混凝土aC相比，aC的组成中，细集料一下的部分大体
上占到一半，从钻芯试件可以清楚地看到沥青砂浆已经把粗集料撑开，粗集料实际上是悬浮在沥青砂浆中，彼此相互并未精密接触，由于粗集料之间有相当大的空隙，故而交通荷载主要是由沥青砂浆承受，aC抵抗荷载变形的能力很大程度上受到矿料级配、矿料间隙率
（Vma）、空隙率以及沥青砂浆的比例的影响在高温条件下沥青砂浆的粘度变小，承受变形的能力急剧降低，很容易产生永久变形，造成车辙、推拥等，而Sma的组成中，粗骨料骨架占到70%以上，混合料中粗集料相互之间的接触面或支撑点很多，细集料很少，玛蹄脂部分仅仅填充了粗集料之间的间隙，交通荷载主要由粗集料骨架承受，由于粗集料颗粒之间有良好的嵌挤作用，沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力，即使在高温条件下，沥青玛蹄脂的粘度下降，对这种抵抗能力的影响也会减小，因而有较强的高温抗车辙能力，而这一点是极其重要的，即充分利用了集料嵌挤作用提高高温抗车辙能力。
Sma设计中应注意的几个问题：
空隙率指标
马歇尔试件的空隙率应采用表干法测定，试件的空隙率主要由沥青用量控制的，减少沥青用量使空隙率增大。我国的Sma沥青用量相对较少，经常会遇到空隙率偏大的情况。但是如果沥青用量不能再大，再增大可能会泛油，例如油石比已经超过6.0%。而空隙率仍然大于3%-4%的情况时，必然是集料的间隙率太大的缘故，此时只能适当增加4.75mm的通过率，如果Vma已经大于17%，沥青用量也不多，空隙率偏小，达不到3%那很可能是测定的精度不足，应进行复查。
在计算空隙率的基准密度时，从理论上讲以采用实测的最大密度为好，但现在Sma沥青混合料大都用改性沥青，这样混合料在水中的分散往往比较困难，这时就要求用计算的理论密度。在计算理论密度时又会遇到困难，那就是纤维的密度和纤维吸收沥青的问题，矿物纤维和有机纤维吸入纤维内部的沥青少，而木质纤维吸入沥青较多，影响势必增大，如果将纤维的比例忽略不计，实际是将纤维算成集料了，其比例的差异将使计算的空隙率变大，另外，计算理论密度时，除5mm以下的石屑等难以测定的部分外集料密度应采用毛体积相对密度。
2、Sma的马歇尔稳定度一般比普通密级配沥青混凝土要小得多，其原因是因为马歇尔试验的荷载方式对Sma是不利的。马歇尔试验表面上是受压，其实试件内部的破坏是受拉而致。Sma材料有70%以上是接近于单一粒径的粗集料，在受压时能产生相互嵌挤而不能抗拉。混合料中主要依靠沥青玛蹄脂结合料抗拉，但在试验温度60℃时，粘度低，对受拉不可能产生多大的抵抗，因而马歇尔稳定度较低，一般在5-8Kn左右。但是，马歇尔稳定度低并不意味着Sma高温稳定性差，马歇尔试验的目的主要有2个：配合比设计时确定最佳沥青用量和施工中进行质量检验。Sma的高温稳定性主要由车辙试验的动稳定度和抗永久变形能力来表达的。
3、根据试验，马歇尔试验的流值一般要比普通沥青混凝土大，尤其在使用改性沥青的情况下更是如此。尽管马歇尔试验的稳定度和流值并不像普通热拌沥青混合料那么重要，但马歇尔试验仍是拌合厂的主要质量检测项目，其目的是首先检测混合料试件的密度和空隙率、VmaVCaVFa等四大体积指标，以确定他是否满足Sma构成的必要条件，同时检测马歇尔试验的稳定度和流值，测试马歇尔试验的稳定度和流值目的是主要看试件质量的稳定性，是否能稳定在一个基本不变的水平上。
结束语：Sma路面集中了aC路面的空隙率小、水稳定性及耐久性好，和am路面的集料嵌挤作用好、高温抗车辙能力强，以及aK路面抗滑性能等优点，同时克服了aC路面的高温稳定性能不足、am及aK的不耐裂、老化、抗水损坏性能差的特点，形成一种新型的沥青混凝土结构，值得推广和应用。
参考文献：
①《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JtJ052-2000
沥青混凝土路面设计篇6
关健词：旧水泥路面状况评价加铺优化设计
中图分类号：U418.8文献标识码：a文章编号：
由于水泥混凝土路面具有强度高、刚性大、耐久性和稳定性好，且养护成本低、使用寿命长等优点，上世纪80年代以来,我国大多数的交通路面修筑的形式主要为水泥混凝土路面，尤其是在国省道上，先后相继修建了大量的水泥混凝土路面，因此该种路面在我国各等级公路中占有较大比例。但随着国家经济的高速发展，交通运输量的急剧增加，汽车轴载日益重型化，导致出现了路面结构大量破损，道路承载力下降严重等情况，严重影响了道路的使用功能，同时也提高了车辆的运营成本。在这种情况下,道路急需进行改造、翻新或补强处理。加铺沥青层是对路面进行补强的常用方法，加铺沥青层具有延长现有道路寿命的优点，与翻修相比,加铺沥青层不仅能短时间内恢复交通的功能,而且能有效避开对地下管网的使用影响和损坏。同时，在旧路面上加铺沥青面层施工技术、规范和工艺都比较完善，对旧有水泥路面进行加铺沥青改造是大势所趋。本文将结合对某城市旧水泥混凝土路面进行改造的过程，研究在旧水泥混凝土路面上加铺沥青层的结构优化设计。
一、工程概况
本项目位于某城市朱村街及新塘镇，起点位于朱村街与G324相交，途经神岗村、斯庄、石迳村、宁西广场，终点与X289相连，是连接朱村及宁西的主要通道，路线总体走向为由北向西南，路线长约8.438公里，采用一级公路结合城市次干道标准进行改造，双向4车道，路面16.5m，设计速度80km/h，局部60km/h。路线区属于南亚热带海洋性季风气候带，气温受偏南季候风影响，夏长冬短，炎热多雨。多年平均气温21.6℃，夏季最高气温大于38.2℃，冬季极端低温-1.9℃；年总降雨量1558.5～1876.5mm，占全年降雨量46.7%，7～9月多台风雨量，占全年降雨量36.27%。
二、旧水泥路面的状况调查、评价与处理
旧水泥混凝土路面状况是反映旧路面使用现状的基本资料，是旧混凝土路面改造设计的主要依据。通过对路面结构的完整性、强度以及表面功能的调查和检测，以取得各种损坏的类型、损坏程度的基础资料，作为旧水泥混凝土路面处理的依据。
本次检测路段共分为四个，分别是路段一、二桩号为K0+000～K2+040，路段三桩号为K2+040～K6+031，路段四桩号为K6+031～K8+430，路线总长度8430m。根据检测单位对旧水泥混凝土路面的接缝传荷能力、顶面当量回弹模量、水泥混凝土板脱空、破损率（DR）、路面状况指数（pCi）、断板率（DBL）、错台情况、基层抗压强度（土的承载比CBR）、基层厚度及完整性（取芯）和路基含水量进行了检测调查、分析和研究，形成《道路检测报告》，根据报告对各种病害、破损状况的数量及其严重程度进行评价。
1、路面破损率（DR）、路面状况指数（pCi）和断板率（DBL）和错台情况统计分析
通过本次路面破损状况调查，对路段三、路段四路面破损状况进行了统计及评价，本次检测总长度6390m。其中路段三K2+040～K6+031检测车道数为2个，路段四K6+031～K8+430检测车道数为4个。根据《公路技术状况评定标准》JtGH20-2007评价模型，对本项目路段三、四进行路面状况评定，其中路段三破损率（DR）为2.6%，路面状况指数（pCi）为83.4，评价等级为良；断板率（DBL）为5.17%，评价等级为中；错台长度111m，平均值12.5mm，最大值19mm。路段四破损率（DR）为4.23%，路面状况指数（pCi）为79.3，评价等级为中；断板率DBL为6.98%，评价等级为中；错台长度368.5m，平均值13.7mm，最大值25mm。
2、基层厚度及完整性（取芯）和路基含水量
本次钻孔抽芯检测路基厚度及含水率，总共现场抽取点数8个，均匀分布路段一、二、三、四。各路段路基厚度及含水率统计结果如下：
3、旧水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量
通过本次FwD落锤式弯沉仪检测混凝土路面基层顶面当量回弹模量，总共检测点数为3372个，测得基层顶面当量平均回弹模量et为186.42mpa。其中路段四（K6+031～K8+430）左二车道基层顶面当量回弹模量最大，为283.55mpa；路段一、二（K0+000～K2+040）左二车道基层顶面当量回弹模量最小，为140.35mpa。
4、旧水泥混凝土路面板脱空情况
本次水泥混凝土板脱空检测板数1719块，脱空板块数190块，占检测板块数的11.05%。其中路段三检测848块，脱空板数92块，占检测板块数的10.85%；路段四检测871块，脱空板数98块，占检测板块数的11.25%。
5、水泥混凝土板接缝传荷能力统计，结果为：
6、路面交通情况
本路段重型车辆较多，车辆超载情况严重，局部路面出现了不同程度的损坏，现有路面还不断产生新的裂缝，由于原路面结构层太薄，无法满足现有交通量的需求。经研究，决定对旧水泥混凝土路面病害处理完善后，根据需要在旧路面上加铺水泥稳定层和沥青混凝土面层，形成沥青混凝土路面。
7、旧路面的处理
根据《道路检测报告》对旧路面各种病害、破损状况及其严重程度进行分析，决定保留旧水泥混凝土路面，采用兰派冲击压实法对旧路面进行冲击破碎成40～50cm碎块后，撒布石粉碾压密实作为沥青面层的下承层。
三、旧路加铺沥青层的设计要点
对旧水泥混凝土面板处治后，应使基层弯沉、综合模量达到规定值，最大满足加铺层结构设计的要求，以保证加铺层在设计期限内的使用和安全性能。
1、抗滑性。特征指标为横向力系数SFC60和构造深度tD。从集料选择和级配组成设计入手，提高面层抗滑性能，要求横向力系数和构造深度满足城市次干道的抗滑指标要求。
2、高温稳定性。即具有较高的抗车辙能力和抗挤压破坏的能力，不使车辙过深而影响交通安全。考虑到该道路的气候环境，最高气温达到38.2℃，对高温稳定性提出了较高要求，要求采用高粘度沥青、优质矿料的高性能沥青混凝土。特征指标采用动稳定度和永久变形系数。
3、水损害问题。该道路年降雨量为1558.5～1876.5mm，属于多雨地区。我国沥青路面早期损害的一个重要因素就是水损害。评价加铺层沥青混合料水稳定性的特征指标有粘附性、试件冻融抗拉强度比。
沥青混凝土路面设计篇7
[关键词]市政公路；沥青混凝土路面；质量要求；病害原因；质量控制
前言
经济发展需要公路的基础支持作用，城市化更需要市政交通有进一步的改观；社会中环保观念深化引起市政公路建设的革命，新型的路面材料层出不穷；汽车工业的发展，各型号车辆丰富了人们的视野，公路建设更新的需要、车辆的增多都需要市政公路为其提供安全、舒适和快捷的路面质量。沥青混凝土路面具有噪音低、承载力强、路面平整、易于施工等方面的优点，可以有效满足驾驶和交通等各方面要求。由于温度、荷载、施工和材料质量等原因沥青混凝土路面常会出现车辙、泛油、拥包等质量问题，影响着市政公路的质量。市政公路建设者应该增强对沥青混凝土路面施工、设计和管理相关工作的重视，在明确沥青混凝土路面质量要求的基础上，分析导致沥青混凝土路面出现质量问题的原因，结合沥青混凝土路面的设计、施工和保养工作，寻求沥青混凝土路面质量问题的控制措施，在技术层面上确保沥青混凝土路面质量的提高。
1.市政沥青混凝土路面的质量要求
1.1市政沥青混凝土路面应具有承载力
市政沥青混凝土路面应具有足够的路面抗力路面应有足够的承载力，特别是在重型车辆高荷载的情况下反复碾压的承载能力，不能出现在规定承载范围内出现路面破坏的现象。
1.2市政沥青混凝土路面应具有抗疲劳性
市政沥青混凝土路面在其设计使用年限内不能过早地产生疲劳，引发沥青混凝土路面破坏，影响市政道路的通行和安全。
1.3市政沥青混凝土路面应距离温度稳定性
首先，市政沥青混凝土路面应具有良好的高温稳定性，夏季高温时不能出现因车辆反复压缩变形以及混凝土路面发生侧向流动等现象。此外，市政沥青混凝土路面具有良好的低温抗裂性，在寒冷季节不能出现沥青混合料的集料之间的裂缝和沥青混合料的过度收缩。
2.产生市政沥青混凝土路面病害的原因
2.1温度原因产生沥青混凝土路面病害
首先，高温条件下沥青混合料内的沥青结合料并非是静止的状态，处于一种流动状态，在骨料空隙间，形成混合料内部材料的流动，路面结构改变导致车辙的发生。其次，沥青路面的沥青混合料形变与高温持续时间成正比，长时间的高温持续作用更容易导致车辙的发生。
2.2施工原因产生沥青混凝土路面病害
在施工的过程中，传力杆位置发生偏移，会使得滑动端与固定端不能自如地伸缩，或胀缝传力杆没有加上套子而留了多余孔隙，或胀缝被砂浆、丝织等外界杂物阻塞，以至于接缝的一侧板体被挤碎或拉裂。混凝土的粘接力不强极容易导致接缝两侧极易被倾斜而剪切挤碎。
3.市政沥青混凝土路面质量控制的要点
3.1市政沥青混凝土路面施工阶段的要点
首先，组建一支精干、高效的施工组织机构，这是施工质量控制的关键。其次，熟悉市政沥青混凝土公路的设计文件、图纸，掌握施工设计图纸，为编制施工组织设计和计划做准备。其三，配置有责任心，技术技能高的施工人员是市政沥青混凝土路面施工的重要保证。其四，做好沥青混凝土配合比的设计工作，按原料规格和施工实际确定混凝土配合比。其五，做好混凝土搅拌场地的布设工作，要考虑到运输的经济性进而环保的要求。最后，做好混凝土材料的质量控制工作，准备选用优质的沥青、碎石、砂、石屑及高质量矿粉。保证沥青混凝土路面达到全面的质量要求。
3.2市政沥青混凝土路面施工阶段的质量控制
首先，沥青混合矿料的进料温度要做好控制工作，工地试验室每天对拌合物进行专门的材料检验工作，各项指标与试铺合格产品相符。其次，在沥青混合料的运输过程中要注意要确保沥青混合料的温度，要防止沥青混合料的遗漏和对环境的污染，禁止在市政沥青混凝土路面施工中使用结团，受潮的沥青混合料。其三，规范市政沥青混凝土路面的摊铺作业，必须控制碾压的温度，速度与遍数。最后，做好各种市政沥青混凝土路面病害的处理，清理以前的灌缝沥青材料，有的地方需要重新裁割填缝，在重新处理胀缝时，原有缝隙中，施工时没有清除干净的剩余混凝土及不符合规定的硬木板需要剔除，还要把不符合设计要求的软木和塑料泡沫更换。碰到缝隙较狭窄的，要重新割缝，最后再灌缝。人为地阻断排水也是一个不容忽视的条件，路面上的水少积、不积最好。有必要对断板分类，有些破碎严重的要把整块板清理干净，不严重的断板可用聚胺脂进行灌缝。
沥青混凝土路面设计篇8
二、反射裂缝的防治
反射裂缝是指下层混凝土板的接缝或裂缝，由于温度和湿度的不断变化与车辆荷载的反复作用，在加铺层的相应位置上产生裂缝。就沥青混凝土路面开裂的原因，可分为两大类，即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。通常是由于旧水泥混凝土路面接缝、裂缝处的竖向和水平位移所致。因此，需要对沥青混凝土面层反射裂缝进行综合防治。
根据反射裂缝的机理，主要应从结构和材料两方面进行考虑。面层厚度应保证超过10cm，可有效防止受拉疲劳产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力。材料中适当增加沥青用量，减小混合料空隙率，可延缓裂缝的扩展。设计采用应力吸收层，可用app改性沥青油毡、铺设玻璃纤维格栅加强混凝土的抵抗差动位移（剪切强度）的能力。app改性沥青油毡贴在旧水泥混凝土板上，有效地防止地表水通过旧水泥混凝土板缝下渗到土基，又能减少地下水通过旧混凝土板间接缝进入加铺层而浸湿加铺结构层材料，防止无机结合料处治的粒料层强度降低，延缓沥青混凝土面层出现剥落和松散。app改性沥青油毡铺设在旧水泥混凝土板与加铺层之间，能起到应力吸收夹层的作用，并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向，起到了消散水平应变和传递竖向荷载的作用，增强沥青混凝土的整体抗拉强度，延缓反射裂缝的产生。
三、沥青混凝土加铺层厚度控制
沥青混凝土加铺层厚度由行车荷载和防止反射裂缝两个因素控制。旧水泥混凝土路面作为基层，强度较高，其上铺筑沥青混凝土结构层，强度满足行车荷载需要，关键是防止反射裂缝的产生。多年的研究表明，过厚的沥青混凝土面层由于温度影响会产生裂缝。因此，设计厚度标准应与一般的沥青混凝土路面设计一样，在满足承载能力的前提下，路面结构层厚度应有良好的水稳定性和高温强度，沥青混凝土面层应满足使用功能的要求，加铺层厚度首先要满足原路面纵向线型，同时为避免过多的破碎和替换混凝土板，考虑旧路局部地方下沉、部分板翘曲、旧路路面横坡度变化等情况，注意将调坡与路面现有承载力调查法相结合。旧路改造一般采用两层密实型沥青混凝土结构，沥青混凝土面层的最小厚度为8～10cm比较理想，一层为最小厚度5cm的沥青混凝土整平层，一层为4cm左右的抗滑表层，实现与其他沥青路面一样，具有良好的平整度、构造深度和密实度等。
四、沥青混凝土面层材料的选择
原材料是影响沥青混凝土质量的根本所在，严格把好进场材料关，对沥青混凝土生产质量将产生至关重要的影响。生产沥青混凝土所需材料为沥青、石料、填料。关键的材料沥青要选重交通道路石油沥青、改性沥青，其性能、指标必须符合高等级路面施工要求。集料在沥青混合料中起到一个整体骨架作用来抵抗路面的变形，集料本身的强度特性、集料与沥青的粘附性、集料的棱角性和集料的级配对沥青混凝土路面的强度、高温稳定性和水稳性起决定性作用。石料应结合当地的地材情况，根据路面的使用性能和要求确定。要采用优质石料用先进的锤式破碎机生产。控制石料中的扁平状含量，扁片颗粒含量多会增加石料的表面积和沥青用量，也会降低混合料的抗形变能力。一般选破碎面较多、扁平颗粒较少的石料，并且必须达到洁净、无杂质、无风化，具有良好的颗粒形状，抗压强度应不低于三级，压碎值小于25%，与沥青材料粘结力不低于三级。矿粉要洁净、干燥、无杂质，有30%能通过0.074mm筛，亲水系数小于1.0，外观无团粒、结块。砂的细度模数为2.3－3.0，含泥率小于1%。
五、提高沥青混凝土路面的抗渗性能
要保证路面结构的水稳定性和耐久性，预防水破坏是至关重要的。因此，应将路面抗渗性能作为一个重要指标来控制。尤其是粘附性有利于提高抗渗性。采用改性沥青、掺加抗剥落剂、在矿粉中掺加一定量的水泥，对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳性都有明显效果。但要注意不同抗剥落剂与各种石料之间的匹配问题。当选用掺加水泥时，应注意确保施工实际掺加剂量的准确性。此外，要选择适当的级配范围，提高沥青用量及提高4.75～9.5mm规格集料的用量相应地都可以提高混合料的抗渗性能。
旧水泥混凝土上加铺沥青混凝土面层，是改造旧水泥混凝土路面行之有效的方法之一，在公路的改建和扩建中大部分地区已普遍采用。虽然目前我国尚未有比较成熟的相关设计规范和方法，对加铺沥青混凝土的板块未提出相应的评价指标，对于特重交通路面结构设计的经验也很不足，但近年来国内许多科研、设计单位面对广大工程改造的迫切需要，在这方面的研究中取得了不少有益的、值得借鉴的经验，成功的关键在于精心设计、精心施工。同样厚度的沥青加铺层，采用不同的沥青材料、不同的结构层，其抗反射裂缝能力就不同。我们要对原有路面破损的成因进行细致的调查和深层次的分析，为材料组成设计和结构组合设计提供可靠的依据。此外，在加铺层施工中必须在试验指导下对整个生产进程实施科学的监测，参照施工技术规范规定的频率进行抽提、筛分和做马歇尔试验，指导拌和站对生产参数作相应的调整，进一步加强设计、施工的质量控制。
沥青混凝土路面设计篇9
【关键词】沥青路面，水泥混凝土，市政，路桥
近年来，公路交通事业发生了飞速发展，路面的结构类型也由过去的单一性渐渐向多样化发展。混凝土路面和沥青路面是我国市政工程最常用的两种路面。
一、水泥混凝土路面的特点
水泥混凝土一般为素混凝土，所用水泥标号受设计路面混凝土强度及每立方米混凝土中水泥用量的双重控制，一般水泥标号不应低于425#。混凝土的配合比要通过试验确定，应能生产具有设计强度的、和易性适宜的、密实而质地均匀的、耐久的、不透水的及耐磨的混凝土。由于混凝土路面对耐久性、耐磨性的要求及表面处理的需要，规范规定：每立方米混凝土的水泥用量，不应小于300kg和大于450kg，根据规范要求，道路混凝土的水灰比不能小于0.45，为了增加混凝土的和易性和提高混凝土的紧密性，在混凝土中要加具有缓凝作用的减水剂。在当今社会中，水泥路面主要存在着两大问题：一是水泥路面的行车舒适性不及沥青路面；二是水泥路面损坏后，修复难度大。这种路面结构预计可以消除现有普通水泥混凝土路面上接缝跳车现象。
二、沥青路面的特点
沥青路面是指道路用沥青材料作为结合料粘结矿料或混合料修筑面层与基层和垫层所组成的路面结构，主要有沥青表面处治、沥青贯入式、沥青碎石和沥青混凝土等四种路面。但由于环境因素、气候条件、结构设计、交通量、超载车辆等因素的影响，沥青路面也不可避免地出现了各类早期病害，降低了道路使用品质和使用寿命，给道路养护管理带来了极大困难。随着越来越多的沥青路面建成使用，如何采取经济、高效、合理的养护方法减少各类病害的发生，恢复路面结构的功能，延长道路使用寿命是摆在道路管理部门和技术人员面前的一大难题。
三、混凝土路面与沥青路面的区别
1..设计及施工水平相同的情况下两种路面使用年限的对比
在设计及施工工艺相同的前提下，水泥路面的使用年限更久，从统计的数据来看，水泥路面的使用年限是沥青路面的一倍。这里所说的设计水平相同是指沥青路面水泥路面的路面结构设计要与交通量、超载需求相适应，相同的施工工艺则是指两种路面都要采取大型的摊铺及压路机进行施工。在这样的等同环境下，水泥混凝土路面的寿命要比沥青长一倍左右。
2.水泥混凝土与沥青路面的养护费用对比
相比较之下，沥青路面的养护要比水泥路面更加便利，通车也更快，但养护费用与建造费用间是成正比的。
在进行沥青路面的修复或者加铺的时候，尽管是薄层加铺，需要机械多且全，同时要动用摊铺机与压路机，因此，使其局部的修复费用迅速增加，超过新建费用的4-5倍。水泥路面的局部换板可以采用小型工具，动用的工具也较少，其局部修复的养护费是建造费的2-3倍。相比较之下，砼路面损坏情况少，相同的施工水平，水泥混凝土做薄层加厚更加便利。但是沥青路面则不然，非常容易出现鼓包、裂缝的状况。沥青路面修复及时，而且不用考虑接缝等，但是从原材料、集料、机械、养护等情况的综合考虑下，养护费用过高，普及较难。
四、混凝土路面与沥青路面的优缺点
沥青路面又称柔性路面，其优点为：沥青路面由于车轮与路面2级减振，行车舒适性好、噪音小；柔性路面对路基、地基变形或不均匀沉降的适应性强；沥青路面修复速度快，碾压后即可通车。
缺点是：压实的混合料空隙率大，耐水性差，易产生水损坏，一个雨季就可能造成路面大量破损；沥青材料的温度稳定性差，脆点到软化点之间的温度区间偏小，难以涵盖天然气候的温差，冬季易脆裂，夏季易软化；沥青是有机高分子材料，耐老化性差，使用数年后，将产生老化龟裂破坏；平整度的保持性差，不仅沉降会带来平整度劣化，而且材料软化会形成车辙。
水泥混凝土路面又称刚性路面，其优点是：水泥稳定性较高，在暴雨及短期浸水条件下，路面可照常通行；温度稳定性高，无车辙现象；水泥混凝土是无机胶凝材料，既耐老化，又无污染。但在更长时期，会与所有岩石一样产生风化现象，水泥石风化与沥青老化相比，时间长10倍以上，不构成工程问题；平整度的保持期长；在相同技术和工艺水平下，水泥路面大修前的使用年限长。高速公路水泥路面的设计基准期30年，沥青路面的设计基准期15年。我国目前的基本状况是超载和重交通路段高速公路沥青路面可使用5年，水泥路面可使用10年。
水泥路面缺点是：在相同平整度条件下，行车舒适性不及沥青路面，噪音较大，我国对低噪音水泥路面尚未开展研究和应用；在路基、地基变形或不均匀沉降条件下，易形成脱空，附加应力很大，极易产生断裂破坏，对路基稳定性要求高，对不均匀沉降的适应性差；水泥路面强度高、硬度大，即使断板后也难于清除，修复难度大，新浇筑面板的养护期较长。
五、结语
综上所述，我们发现混凝土路面和沥青路面各有其固有的优缺点，谁也不可能在市政工程道路建设中“独领”。若能扬长避短，根据路段所处区域的特点来选择和使用这两种路面，就能做到趋利避害。
经过分析我们可以发现，混凝土路面和沥青路面的主要优缺点基本是相反的，也就是说这两种路面存在着“互补”的关系。在面对具体路段的路面选择时，应充分听取当地工程技术人员的意见，充分结合当地地形、地质、气候、水文条件，考虑那种路面有利于提高施工质量，延长公路使用寿命；充分考虑当地的材料出产情况，来对工程成本进行有效的控制；充分了解当地的技术情况，根据当地的技术传统和大规模工程建设经验，选择适当的路面，以保证施工质量。
总的来说，根据混凝土路面和沥青路面的优缺点，我们可以得出这样的结论：在气候炎热、天气潮湿的南方城市，或气候严寒的北方城市，应多修建混凝土路面；而在气候温和、降水适中的中部城市，应多修建沥青路面。在地形平整的平原地带，应多修建混凝土路面；在地形复杂，路基填挖方的山区地带，应多修建沥青路面；在技术相对落后、地处偏远、经济发展相对落后的地区，应多修建混凝土路面；在经济发达、技术先进的地区，应多修建沥青路面。
参考文献：
[1]邓海波.水泥混凝土路面改造沥青路面的设计[J].工程建设，2008（01）
[2]包建设.农村公路沥青路面性能评价和预防性养护决策研究[J].山西交通科技，2009（3）.
[3]中华人民共和国交通部。公路水泥混凝土路面设计规范（JtGD40-2002）。人民交通出版社。
沥青混凝土路面设计篇10
【关键词】沥青混凝土路面；早期破坏；成因；控制
随着我国城市公路工程不断网化，沥青混凝土路面以其独有的、较好的耐久性和行车舒适性占据了我国公路的较大比重。沥青混凝土路面具有较好的力学性能，并且坚韧、平整，具有良好的抗滑、抗渗和耐疲劳的性能；同时沥青混凝土路面还具有较高的温度稳定性，可以抵抗由于温差大而产生的路面开裂。但是由于各种原因，沥青混凝土路面早期破坏时有发生，有的产生横、纵向裂缝，有的局部拥包，有的产生路面汲浆、路面边部断裂、局部的沥青混凝土层剥落等，不仅影响了工程的观感质量，也影响了路面的整体性和行车的安全性，同时沥青混凝土路面的早期破坏，导致雨水的浸入渗透，使路面基层、路基遭到侵蚀、破坏和变形，加速了沥青混凝土路面的破坏，从而影响公路的使用寿命。
沥青混凝土路面早期破坏的成因较多，主要是由于各种外界因素作用在沥青混凝土路面的抗拉、抗挤应力大于沥青混合料的极限强度，从而造成沥青混凝土路面产生开裂，加之雨水侵蚀造成早期破坏。另外，在施工过程中，各施工工序处理不当，也会对沥青混凝土路面的质量造成隐患。
1沥青混凝土路面属柔性路面，它具有良好的防渗功能，但各种因素影响使沥青混凝土路面的抗渗性降低，就会产生沥青混凝土路面的早期破坏。
1.1沥青混合料的影响
沥青混合料摊铺在路面基层上，混合料的级配及密实性对沥青混凝土路面的抗渗性起决定性作用，开级配沥青混合料的孔隙率较大，抗渗性较差；而密级配的沥青混合料孔隙率较小，一般在6-8%，可以有力地阻止水份的渗透作用，所以一般沥青混凝土路面底层采用粒级稍大的混合料结构层，而面层采用粒级较小的且较密实的结构层，如aK-16和Sma-13等。有利于提高沥青混合料路面的抗滑性和抗渗性，使路面形成一个整体的防渗结构，减少沥青混凝土路面早期破坏的可能性。
1.2温度因素的影响
沥青混凝土是一种在高温下拌制、摊铺碾压成型的一种柔性路面材料，所以温度对沥青混凝土质量影响较大。根据所采用的沥青的种类的不同，拌制沥青混凝土时集料加热温度、沥青的加热温度都有所不同，改性沥青温度稍高于普通沥青，但都不能超过沥青的允许加热温度，否则沥青会老化，使粘结力下降，从而降低了沥青混凝土路面的抗疲劳性能，使路面发生早期破坏。
另一方面，温度的影响同时也体现在沥青混凝土路面的摊铺及碾压成型过程中。沥青混合料运输到现场的温度一般在140℃左右，在此温度下进行混合料摊铺比较容易成型，而且密实。改性沥青混凝土一般采用高频低幅紧跟慢压的施工方法，对沥青混凝土进行压实，才可以达到沥青混凝土设计的强度和密实度。如果沥青混凝土的施工温度过低，在90℃时仍未碾压密实的情况下，如在摊铺特大江桥等周围环境温度较低时的混凝土将会产生由于沥青温度低所造成的过振，甚至造成路面开裂，降低路面的强度。同时由于光轮压路机的强行振压，也会降低路面的抗滑系数，导致路面强度降低，产生裂缝。
1.3沥青混凝土路面裂缝影响
沥青混凝土路面裂缝的成因是由于各种因素作用产生的拉应力大于沥青混凝土的极限抗拉强度时，就会引起沥青混合料的开裂。造成沥青混凝土路面产生裂缝的因素较多，如地质条件较差的软基地段，造成路基整体不均匀沉降，导致路面结构基层及面层产生较大的剪切应力及拉应力，超过沥青混凝土的极限抗拉强度时就会产生裂缝；路面基层的平整度、强度对沥青混凝土路面的稳定性影响也较大，如果路面基层在施工中的平整度达不到要求，会造成沥青混凝土路面厚度不均匀，沥青混凝土收缩时，会在薄弱点产生裂缝，由于石灰类、水泥稳定类基层都属于半刚性基层，因为其干缩作用产生裂缝，沥青混凝土面层也会随之产生反射裂缝；另外气候温差大、沥青混合料质量、城市道路的地下管线多等因素影响都会产生沥青混凝土路面的裂缝，沥青混凝土路面产生的横向、纵向、网状裂缝造成了路面早期破坏的影响因素。
1.4沥青混凝土路面早期破坏的其它方面影响因素
①透层油的影响
半刚性基层同沥青混合料面层之间是通过透层油来粘结的，透层油除粘结作用外，还有对基层起保水作用，防止基层过分干裂产生收缩裂缝，也对上部沥青混凝土渗透过来的水分起封闭作用，防止渗漏到基层产生水害。有的透层油在施工过程中被施工机械破坏，降低了它的作用，造成沥青混凝土路面早期破坏的隐患。
②施工机械的影响
沥青混合料一般采用摊铺机摊铺，而所选择的摊铺机械性能也直接会影响路面的质量。若机械一次性摊铺过宽，摊铺机的螺旋器在给料时，两侧边部的混合料会由于送料太远而产生粗骨料集中，中间部位会因螺旋器的不断旋转而产生细骨料集中，从而造成路面的整体强度不均，抗渗性能下降，造成早期路面破坏的隐患。
③路面附属结构质量的影响
公路的附属工程对路基、路面都起到加固和稳定的作用，如质量达不到要求，就会产生路面破坏隐患。如高速公路两侧边坡的护坡砌体，与紧急停车带的硬路肩，若砌筑不牢固就会产生沉降，路肩板和沥青混凝土路面间会产生裂缝，雨水侵蚀造成塌边及塌坡现象。
2水对沥青混凝土路面早期破坏
由于沥青混合料的不均匀性，温度的影响，路面裂缝以及其它因素等所造成的沥青混凝土的耐疲劳性能、抗滑性、抗渗性能的减弱，都会因水的作用而加剧沥青混合料路面的早期破坏。
雨水及绿化用水等从路面的薄弱环节渗透到路面结构层中。夏季水会同空气中的Co2产生酸质对沥青起剥离作用，降低混合料的抗疲劳性，部分水分由于透层油的质量达不到要求，而渗透到基层及沥青混合料之间，由于车辆的不断作用，造成基层骨料同面层之间的不断摩擦，情况严重时就会产生汲浆现象。雨水渗透到沥青混合料空隙里，由于水的冻融，体积膨胀，使沥青同骨料间产生剥离，造成路面的破坏。
本文对沥青混凝土路面的早期病害及其原因进行了分析与研究，总结了影响沥青混凝土路面早期破坏的几点成因，指出了今后主要的研究方向，当务之急是加快对沥青混凝土路面早期破坏的进一步研究，为设计和施工提供指导；同时，还要加强对沥青混凝土路面早期破坏质量控制方面的技术，另外，还要改进摊铺技术及提高施工质量，从根本上解决沥青混凝土路面早期破坏问题。
参考文献
[1]《公路沥青路面施工技术规范》（JtJ032-94）
[2]《公路沥青路面施工》