沥青路面结构设计综述关于沥青路面结构类型的讨论.pptx

关于沥青路面结构类型的讨论
我国沥青路面结构发展历史
高速公路沥青路面早期损坏
对半刚性基层沥青路面的认识
沥青路面结构类型
我国与国外沥青路面设计理念之差异
对柔性基层沥青路面的探讨
国外沥青路面设计方法
1 我国沥青路面结构发展历史
(1)20世纪60年代以前:砂石路面
(2)20世纪60年代:渣油铺筑薄层2cm+石灰土基层
——解决扬尘、泥泞问题
成为其时我国三大公路技术成果
(另两项为双曲拱桥、钻孔灌注桩)
(3)20世纪70年代:
u  开始生产使用道路沥青(胜利油田):
量小、机械化水平低
u 类型:表处-贯入-上拌下贯-半开级配沥青碎石,
h=6~8cm
u  基层:水泥、石灰、粉煤灰等无机料
u  提出“薄面强基”理论
1 我国沥青路面结构发展历史
(4)20世纪80年代:
u  交通量增加、荷载增加、路面等级提高
——沥青混凝土路面及高强度半刚性基层(3→5MPa)
u 沥青仍缺乏——开发国产优质沥青;进口沥青
u 仍坚持“薄面强基”理论(三层式面层结构)
2 高速公路沥青路面早期损坏
(1) 1~3年,不同程度车辙、坑槽、网裂
(水损坏或伴有疲劳损坏)
原因:
※施工质量、离析
(材料质量、离析、抢工、压实不到位、排水设计不合理)
※超载
※路基变形
主要过程:
基层开裂严重、路面材料离析——渗水、层间不连续出现不利
受力状态(拉应变大)——裂缝、唧浆、坑槽-大面积损坏
2 高速公路沥青路面早期损坏
(2)达不到设计年限(15~20年)
不到10年即产生“结构性”损坏需翻修基层,成本高、影响交通
原因:半刚性基层的弊端
3 对半刚性基层沥青路面的认识
我国普遍存在沥青路面早期破坏:质疑——半刚性基层沥青路面?
优点:板体性,高承载力
缺点:(无法克服)(不容忽视)
(1)      收缩开裂及引起反射裂缝+封缝困难或无此习惯——
u   水损坏——唧浆、松散、剥落、坑槽
u   应力突变、剪切破坏、表面受拉严重
(2)      水进入面层不可避免+半刚性基层不透水——界面上存在水
——改变边界条件(受力状态不利)
(3)      路面破损的半刚性基层在干湿、冻融循环及重复荷载下的损坏
——弯沉迅速增大;结构性损坏:整块-大块-小块-碎块
(4)      半刚性基层对重载作用敏感性强:轴载换算系数次方数
4(柔)→16
(5)      半刚性基层损坏后无愈合能力,补强基本无效,只能翻修;加铺基
层也无法形成整体结构。
(6)跨年度施工时冻缩开裂、冻融损坏不可避免
4 沥青路面结构类型
(1)       国际上:
高速、重交公路——全厚式路面或柔性基层沥青路面或碎石过渡层
低交通公路——半刚性基层沥青路面
(2)       我国:
设计上千篇一律:半刚性基层沥青路面
同样的半刚性基层:
在强度要求和作法上与国外不同
5 我国与国外沥青路面设计理念之差异
半刚性基层不作为承重层,主要作为路基的加强层,路面强度主要靠沥青面层提供;
当沥青面层较薄时,半刚性基层强度不一定太高,而底基层强度较高以减少收缩开裂;
对半刚性基层切缝灌注沥青;
设级配碎石过渡层,形成倒装结构,由于我国采用弯沉指标控制无法实现;
较少采用二灰碎石,因细粉料含量大,不能形成嵌挤,致密无法排水。
6 对柔性基层沥青路面的探讨
(1) 造价可能提高,但全寿命经济效益节省;
(2) 认为半刚性基层早于沥青面层达到疲劳开裂;
(3) 半刚性基层由于重复荷载及环境因素影响产生结构强度衰减,使用寿命有限;
(4) 国外(美、英、澳)的长寿命(永久性)沥青路面采用较厚沥青面层的柔性路面
u       降低沥青层层底疲劳开裂(与传统沥青路面比)
u       降低结构性车辙(当厚度达一定程度后)
u 只产生表层(25~100mm)损坏,可采用铣刨罩面、加铺、再生方法恢复之
6 对柔性基层沥青路面的探讨
(5)当沥青层厚度达一定程度、施工良好,则不产生层底疲劳开裂、结构性车辙;
(6)当h>18cm时,剪应力减小,车辙与厚度无关;
(7)比较:
我国现行设计规范:假定沥青层厚度,以基层作承重层设计厚度,
荷载与交通量——基层强度与厚度对应关系
u  沥青层厚度大小无所谓
u  沥青层厚度越大,弯沉将越大
国外设计理念是:对路基、基层提出一基本要求,沥青层作为
承受弯拉应力主要承重层,计算其厚度。
(8)关于弯沉指标:
弯沉实际受路基、基层湿度状况影响甚大,在路面工作过程中
波动大,对于路面损坏的相关性不大。
实质:弯沉能否代表路面结构承载能力?(弯沉指标的合理性)