沥青混凝土路面设计

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沥青混凝土路面设计范文第1篇

关键词：排水性沥青混凝土；路面；配合比设计；施工工艺；质量控制

Abstract: With the rapid development of our society and economy, the highway construction has entered a rapid development period. However, the increasing traffic and load conditions, constructed pavements exposed many problems in the use of the pavement materials and the traditional construction technology, especially in the rainy south road area, water and surface water damage to the phenomenon of performance very prominent. This has become a big difficulty in domestic and foreign road construction. Therefore, the traditional asphalt concrete pavement are needed to make improvements in the design and construction process. The asphalt concrete pavement is a new pavement structure adapted to the needs and develop, especially suitable for wet areas. This paper makes a simple study of this.

Key words: porous asphalt concrete; pavement; mix design; construction technology; quality control

中图分类号：TU2

一、研究背景

随着我国经济及社会快速进步，基础设施建设也正以前所未有的速度发展，高速公路建设就是基础设施建设的重点之一。截至2005年底，高速公路通车里程已超过4.1万公里。尽管随着新材料的应用和施工工艺的优化，沥青路面的质量不断提高，但仍有相当部分沥青混凝土路面在使用过程中发生一定程度的损坏现象，特别是由于各种综合因素引起的早期（使用3年左右）破坏，致使公路沥青路面的使用性能与寿命常达不到应有的设计水平，已严重影响了公路交通运输功能的正常发挥，造成巨大的经济损失，同时也在一定程度上制约了我国高速公路事业的发展。以往路面破坏形式主要表现为车辙、低温开裂和疲劳开裂，而采用了半刚性基层路面结构和对沥青混合料品质得到了有效缓解。但水损坏的破坏形式则取而代之，成为困扰我国高速公路发展的新课题。尤其是在我国南方多雨地区，高速公路在春融季节、梅雨季节及雨季，路面会出现麻面、松散、掉粒乃至坑槽，这种引人注目的早期破坏，是人们始料不及的。

二、水损害研究

沥青路面的水损坏问题，首先就要涉及到公路的排水系统。为保证公路路基的稳定、路面的良好使用性能以及行车的安全，公路都会设置完善的排水设施，以排除路界范围内的地表水和地下水。公路排水一般由路界地表排水、路面内部排水和地下排水三部分组成。路界地表排水包括路表排水、中央分隔带排水和坡面排水。路面内部排水包括多孔隙面层排水、路边缘排水及透水基层排水。地下排水包括渗沟、边沟、暗沟或暗管。研究表明，设置良好的排水系统，能提高沥青的使用寿命达30%以上。相反，排水不畅的沥青路面，其过早破坏通常是由于路面面层结构处于饱水状态下，又通行重载车辆引起的。路面结构层中任何一层处于饱水或泡水状态，都会导致结构层强度降低，加速路面各种病害的产生和发展。沥青路面的水损坏来源于水，只有水渗入路面才有可能引发沥青膜和集料剥离，从而造成路面的破坏。因此，渗水性是沥青路面会不会产生水损坏的关键性指标。应该说增加渗水系数指标对于提高沥青路面的施工质量，预防水损坏有重要意义。而排水性沥青路面正是基于公路排水系统的以上特点而发展起来的一种新型公路路面结构形式。排水沥青路面，又称透水沥青路面，针对表面层来说又称多孔隙沥青磨耗层;指压实后空隙率在20%左右，能够在混合料内部形成排水通道的新型沥青混凝土面层，其实质为按照嵌挤机理形成骨架-空隙结构的开级配沥青混合料。其特点为:第一，雨天能防止路表水膜的形成，抗滑性能好，提高路面粗糙度，抵抗车辆的滑移;消除或减轻车尾喷水花的现象，提高驾驶员视线的清晰度，从而提高行车安全性;第二，高温稳定性好，抗车辙能力强;第三，具有防眩光和降低交通噪声等功能。可见排水路面具有既利于环保，又利于交通安全的诸多特点，符合当前的技术发展及社会发展的趋势。

三、国内外研究现状

二十世纪六十年代以来，一些欧洲国家如德国、法国、英国和意大利相继提出了排水性沥青路面这种概念，并着手对沥青材料进行研究，取得了很多有益的成果，从而促进了该技术的推广应用。欧洲国家首先研究开发的是一种空隙率高达20%~25%，厚度为4~5cm的磨耗层。因为空隙率大，雨水可以渗入路面之中，由路面中的连通空隙向路面边缘排出。这样雨天不存在很厚的水膜，避免了“水漂”的产生，同时也不再出现溅水现象，有效地保证了行车的安全。因为这种多空隙的路面能很快地排水，所以称之为排水性沥青路面。迄今为止欧洲国家对排水性沥青路面的研究和使用已超过30年，部分国家排水性沥青混合料路面占道路面积约达10%以上。欧洲各国对沥青材料的选择达成的基本共识是使用改性沥青，并主要考虑以下要求:具有较好的高温稳定性、低温抗裂性以及抗氧化性能。美国在1973年通知全国建议使用开级配抗滑磨耗层路面，明显降低下雨天的“水漂”现象，取得了良好得效果。进入二十世纪末期以来，各国对排水性沥青路面的应用技术研究进入了一个新的阶段，美国公路计划中的路面长期性能项目中就有专门针对大孔隙沥青混合材料的试验路面研究的子项目;1990年在美国华盛顿召开了TRB年会，主要议题就是排水性沥青材料在道路工程中的应用经验。同年，美国联邦公路管理局制定了。开级配沥青抗滑表层混合料设计方法对表层得孔隙率、厚度及主要功能均进行了说明。英国从1984年起在全国各地铺筑了各种试验路，目的是为了验证排水性沥青路面的降噪效果和耐久性。奥地利出于环境保护的需要，在许多经过城镇的道路上铺筑了排水性路面，10多年前已累计有650万m2，并且计划将透水路面用于城市道路。该国己就多孔排水式路面制定了设计规范。荷兰每年铺设透水性路面250万m2，即荷兰已有15.4%的汽车专用道铺设了这种路面。法国采用排水性路面速度非常之快，几年前就己经铺筑了2000万m2，而且还以每年400万m2的速度递增。

四、排水性沥青混凝土面层设计要点

（一）排水量的确定

新建要点沥青混凝土路面结构内部排水的设计仍需计算所在地区正常情况下需要排出的排水量，计算公式同已建成的水泥混凝土路面结构内部排水量的计算公式。

（二） 排水结构的确定

公路路面结构内部排水结构分三种:第一种是中央分隔带排水，用于多雨地区分隔带无铺面的高速公路;第二种是路面边缘排水;第三种是设置排水基层。这几种结构形式的选择，可根据公路等级、路面结构类型及当地的降雨量等具体情况经过计算来确定。对于多雨地区的高速公路，在条件允许的情况下，以上三种结构最好能同时采用。

中央分隔带排水渗沟图

新建路面边缘及基层排水图

（三） 新建沥青混凝土路面结构排水系统材料及施工要求

1、主要材料及要求

因排水性沥青混合料空隙率大，受阳光、空气、雨水的影响也较大要求沥青粘度高，抗老化性能好，设计使用高粘度的改性沥青，增加沥青与集料的粘结力，防止骨料在车轮荷载作用下飞散，提高混合料的耐久性。高粘度沥青的主要特点是软化点高，60℃粘度高，韧性和粘韧性高。高粘度改性沥青性质要求见表4.1。

表4.1高粘度改性沥青性质要求表

2、中央分隔带排水系统施工要求

中央分隔带内倾的横向坡度使下渗的雨水流向分割带中央低凹处，并通过纵坡排流到泄水口或横穿路界的桥涵水道中。分隔带的横向坡度不得陡于1:6;分隔带的纵向排水坡度，在过水断面无铺面时不得缓于0.25%，有铺面时不得缓于0.12%。当水流速度超过地面土的最大允许流速时，应在过水断面宽度范围对地面图进行防冲刷处理，做成三角型或"U" 型断面的水沟。防冲刷层可采用石灰或水泥稳定土，或者采用浆砌片石铺砌，层厚10cm～15cm。渗沟周围

包裹反滤织物（土工布等），以免渗入水携带的细粒将渗沟堵塞。渗沟上的回填料与路面结构的交界面处铺设涂双层沥青的土工布隔渗层。排水管可采用直径70mm～150mm 的PVC 塑料管。

3、路面边缘排水系统的材料及施工要求

路面边缘排水填料由水泥处治开级配粗集料组成，材料与施工方法与已建成路面边缘排水填料相同，但集水沟底面的最小宽度不应小于30cm。

4、排水基层的材料及施工要求

排水基层直接设置在混凝土路面板下。排水基层由水泥或沥青处治不含或含少量粒径4.75mm 以下细料的开级配碎石集料组成，或者由未经结合料处治的开级配碎石集料组成。集料应选用洁净、坚硬而耐久的碎石，其压碎值不应大于30%。最大粒径可为20cm 或25cm，并不得超过层厚的2/3。粒径4.75mm 以下细料的含量不应大于10%。集料级配应满足透水性要求（渗透系数不得小于300m/d），可通过常水头或变水头渗透试验试配后确定。水泥处治碎石集料的水泥用量不宜少于160kg/m3， 其7d 浸水抗压强度不得低于3MPa～4MPa。沥青处治碎石集料的沥青用量约为集料干重的2.5%～4.5%。排水基层的厚度应按所需排放的水量和基层材料的渗透系数通过水力计算确定，通常在8cm～15cm 范围内选用，但最小厚度不得小于6cm（沥青处治碎石）或8cm（水泥处治碎石）。其宽度应视面层施工的需要超出面层宽度30cm～90cm。排水基层的下卧垫层应选用不透水或低透水性的密级配混合料，以阻截自由水的下渗和路基中细料土的上迁。

在地下水位较高的路段，为拦截地下水、滞留水或泉水进入路面结构，或者排除因负温差作用而积聚在路基上层的自由水，可直接在路基顶面设置透水性排水垫层，并酌情配置纵向集水沟。

五、总结

水是危害公路的主要自然因素，也是沥青混凝土路面早期损坏的主要原因之一。进入路面的水分和渗入的水分，是造成或加速路面结构过早损坏的主要原因之一，新型材料防水，无论从经济角度，还是施工工艺上来说，都可以有效提高路面使用性能，延长其使用寿命。为道路施工建设提供了有效的保障。

【参考文献】

[1]支学军.排水性沥青路面研究，河北工业大学硕士学位论文，2002

[2]冯杰.水及溶质在有大孔隙的土壤中运移机制研究.河海大学博士学学位论文.2001.10

[3]吉青克.路面内部排水系统设计.同济大学博士学位论文，2002.03

[4]冷真.排水性沥青混合料级配组成设计及性能研究.东南大学硕士学位论文2003.03

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[6]郭德栋，郭小宏.传统施工工艺下沥青路面早期水损坏的原因分析及解决办法.公路交通技术，2006(1)

[7]诸永宁.排水性沥青路面排水性能研究与排水设施的设计.东南大学硕士学位文，2003.03

[8]刘朝晖.透水性沥青混合料研究综述.石油沥青，1997.09

[9]王知乐.排水性沥青路面的研究，泰州职业技术学院学报，2006(3)

[10]张新天，高金岐等.沥青路面的水损坏及其预防对策，北京建筑工程学院学报，2003(3)。

沥青混凝土路面设计范文第2篇

【关键词】混凝土 沥青加铺 施工

1 水泥混凝土路面沥青加铺层的意义

随着我国公路工程建设的不断发展，对于旧公路的改造施工也在逐步的进行当中， 我国的大部分旧公路是水泥混凝土结构的，经过长时间的使用，路面的平整性遭到极大的破坏，这严重的影响了通车的顺畅性和舒适性。因此，对于就路面的改造问题就成了目前刻不容缓的事情。水泥混凝土路面沥青加铺工艺，由于其路面平整，施工简便，对于交通的施工影响较小，因此，在道路改造中普遍使用。在道路改造过程中，采取合理的路面结构组合，减少反射缝对于路面的影响是路面改造施工中的重中之重。

2加铺层防裂机理

2.1 沥青路面断裂机理

沥青路面裂缝产生和发展与沥青混凝土的性能、路基材料的性质、气候温度的变化、通车量的载荷、交通状况以及施工质量都有关系。通过试验研究和实践调查发现，沥青路面加铺层的断裂是由于旧混凝土路面原有裂缝的存在，从而导致混凝土内部的承受应力不集中，当应力累积到一定程度时，就会产生裂缝。裂缝一般分为三种形式：张开裂缝、撕裂裂缝和剪切裂缝。剪切裂缝是由于车辆载荷作用产生的，在车辆载荷的不断作用下，水泥混凝土路面不断的上下错动，当结构不能承受这种应力作用时就会产生沥青混凝图的疲劳断裂。张开裂缝是温度变化引起的，沥青混凝土结构抗温差变化的能力很差，温差越大，结构各部分的收缩应力就会越不均匀，从而导致路面的断裂。

2.2 防裂措施的工作

针对沥青混凝土路面铺设层中出现的裂缝现象，在旧公路改造施工中，要制定科学的铺设施工方案，在施工中做好以下工作：水泥板块板底注浆加固，提高基层承载力；水泥路面铣刨，保障路面沥青层的平整度；设置玻纤格栅，增强沥青混凝土的抗形变能力；设置半刚性基层，增加应力吸收层，减小对于反射裂缝的破环；进行沥青灌缝施工，增加路面防水性。

3 沥青加铺层的设计

沥青加铺层设计应考虑的主要原因是防止或控制反射裂缝的出现。沥青混凝土加铺层的主要作用是提高路面的表面使用功能，加铺层下的旧水泥混凝土路面仍起关键的承载作用。旧水泥混凝土面层受湿度变化而产生拉应力以及荷载产生的竖向剪切应力共同作用，产生水平和竖向位移，并在接缝和裂缝处产生集中应力，同时向加铺传递，使得加铺层开裂，所产生的反射裂缝对道路的破坏不是简单的裂缝问题，更严重的是反射裂缝产生后，路表水以反射裂缝为通道向下渗透，直至路基，导致基层和路基损坏。

因此，沥青混凝土加铺层的设计难点在与如何很好的在有限的加铺厚度里，来延缓甚至消除反射裂缝的出现。在进行加铺层施工时，首先要针对道路路况的实际情况确定加铺结构方案，在根据测量的数据计算合理的加铺层厚度，这样既能保障施工的质量，又能提高施工的经济性。

3.1 加铺结构方案确定

在加铺工作开展之前，先要对就水泥混凝土路面进行路况调查和评价，根据路面的实际受损情况采取不同的施工工艺，架设加铺层结构框架。通常来说，需要测量的数据包括：道路的评定等级、路面累积破损率，路况指数评定、平均弯沉值、平均水泥混凝土板块厚度、接缝传荷系数等，通过这些测量参数，评级等级在良以上的，可以直接加铺沥青混凝土，而评定等级在中和中以下的，需要架设应力吸收层后再进行沥青加铺。

3.2 沥青混凝土加铺层厚度设计计算

目前在国内外有很多加铺层厚度的计算方式，下面介绍几种在加铺施工中应用比较广泛的计算方式：

3.2.1 有效厚度法

有效厚度是指加铺层所需的厚度是新路面所需的厚度与旧路面有效厚度之差：

h=l×（hn-hc）（1）

式中：h 为加铺层厚度；L 为夹层系数，为使用夹层后佳偶厚度和未使用夹层时加铺厚度比值；hn 为新路面厚度，hc 是为旧路面有效厚度 ， 其值是将各层实际厚度乘以换算系数并求和得到。

3.2.2 COE 法

美国工程部队根据补足厚度缺额概念，提出了旧公路上沥青混凝土加铺成的厚度经验式：

h=A（fh- Cbco）

式中 f 是控制旧面板在加铺后裂缝发展的程度系数，变化范围是 0.6 一 1.0，f 为 1.0 时，表明加铺沥青层后旧水泥混凝土路面板的裂缝不再发展；h 为单层混凝土面层所需厚度，其数值的确定和交通量、地基承载能力、和温差等因素有关，一般是通过查表取近似值。 Cb是旧板的状况系数， 含有细微的初始裂缝时为1.0，含有多条裂缝或角隅断裂时为 0.75。取值也是根据实际的路面状况。C0 是旧混凝土板的厚度；A 为混凝土层厚与沥青层厚的当量转换系数。

4 防裂施工的措施

在沥青混凝土铺设施工中，不同施工方案取得的效果不尽相同，所以要选取最优的施工方案提升铺设质量，防止加铺层开裂的出现。

4.1 水泥板块板底注浆施工

根据人工观察法和弯沉测定法来确定道路中脱空板块的存在位置，然后进行水泥浆液灌注加固，并根据实际需要，加入合适比例的粉煤灰，每个混凝土板块，开钻注浆孔，当注浆满溢后，封孔养护 7 天，旧有混凝土面板通过注浆有效的提高了板底承载力。

4.2 水泥路面铣刨施工

等板底注浆达到设计强度后，再进行铣刨施工。水泥路面铣刨要使用专业的水泥铣刨刀头，施工中及时观察更换破损刀头，同时保证铣刨质量每个施工段落完成后，要及时清理表面，必要时采用水冲的方式。

4.3 玻璃纤维格栅

玻璃纤维格栅在铺设前清除路面上的杂物，同时喷洒上粘层油，在施工中，严禁格栅层上车辆对玻璃纤维格栅造成破坏，在雨天或者湿度较大的天气不适宜施工，防止格栅粘胶的失效，另外使用的注水不能流到玻璃格栅上。

4.4 沥青灌缝施工

沥青灌缝施工中，要先进行杂物清洗工作，用工具把杂物和老化的填料清除，再用高压气枪吹净；对于加热型填缝材料要按规定融化，保证其流动性，温度控制要适宜；施工时做好施工交通组织工作 ， 施工车辆尽量避免在已经施工完的路面行驶，以免其被行车粘掉。

5 结束语

在施工沥青灌缝中，必须要考虑的主要因素应该是旧路面结构强度和反射裂缝的防止，同时，还要加强对路面的损坏程度分析和承载能力评估工作，结合实际的路况，计算沥青混凝土的铺设厚度，并保证施工质量，只有这样，才能够有效的防治沥青混凝土加铺层反射裂缝的出现。由于本人的知识水平有限，因此，本文如有不到之处，还望不吝指正。

参考文献

[1]王慧，张久鹏.重载旧混凝土路面沥青加铺层设计方法[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2014，10：1357-1362.

[2]郑桂兰，马庆雷，潘秀华.旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构设计方法研究[J].山东大学学报（工学版），2007，04：93-97.

[3]冯政.水泥混凝土路面沥青加铺层及应力吸收层技术应用研究[D].西南交通大学，2008.

沥青混凝土路面设计范文第3篇

关键词：旧水泥混凝土路面 沥青加铺层 结构设计

由于路面结构特殊以及涉及到的不确定因素众多，国内外旧水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法尚未完善，至今仍未有公认的合理可行的设计方法。目前我国公路及市政道路设计规范尚无关于水泥混凝土路面破裂板沥青加铺层的设计方法，国外的气候、水文、建筑材料及交通组成、设计轴载等又与我国不同，且国外的路面设计理论与我国路面设计传统的理论相差较大，无法照搬套用.因此，本文在试验路测试研究的基础上，探讨符合我国实际情况的旧水泥混凝土路面破裂板顶面当量回弹模量的确定方法及沥青加铺层的设计方法。

1、旧水泥混凝土路面破裂板顶面当量回弹模量的确定方法

从旧水泥混凝土路面破裂板的性质来说，当板块平面尺寸较小时（一般小于1 m），其性质可视为半刚性或柔性路面一类.水泥混凝土路面破裂板的承载力主要来源于两个方面：一是地基对破裂板的支承力，它在路面使用过程中变化不大；二是破裂板裂缝间的嵌锁力，作用在一块破裂板上的荷载应力可通过破裂板裂缝间凹凸不平的接触面形成的嵌锁力向周围板块传递，起到扩散荷载的作用。

1.1旧水泥混凝土路面破裂板顶面当量回弹模量测试分析

在进行破裂板加铺层路面结构厚度计算时要先确定破裂板顶面的剩余刚度，而常用的承载板试验确定结构层回弹模量的方法比较复杂、速度慢，不便进行大量检测，若测点太少，检测结果又很难具有代表性，而弯沉测定旧水泥混凝土破裂板顶面当量回弹模量的方法比承载板简便而快速，因此，推荐采用弯沉测定结果反算旧水泥混凝土路面破裂板顶面当量回弹模量的方法.当量回弹模量计算公式可根据承载板下竖向变形与弹性模量的理论公式推导出来。

1.2 临界荷位分析

临界荷位的确定与对象有关。普通混凝土板的临界荷位是轴载作用于纵缝边缘中部，这时板底产生最大应力。对于旧混凝土板加铺沥青面层，为控制沥青层出现反射裂缝，就以沥青层内应力、位移的不利状态作为选择临界荷位的依据。

1.3 应力与位移分析

混凝土板模量Ec对计算结果的影响：取ha=6cm，hc=22cm，Ea=1500MPa，Es=100MPa，Ec=25000MPa和Ec=35000MPa，采用程序进行计算，可以得到：剪应力、弯沉等各个指标随Ec的增加而减小，这说明板的刚度越大对沥青层受力越有利。但影响也很小，可以不计。

沥青混凝土模量Ea对计算结果的影响：研究Ea从1000MPa增至1500MPa时，弯沉差、表面弯沉、剪应力的变化规律和计算结果分析可知，当沥青混凝土模量Ea增加时，剪应力随之增加，而弯沉差随之减小，路面整体抗变形能力增强。尽管沥青混凝土模量受温度影响有一定的变化，但在以后的计算中Ea取定值1500MPa。

2、旧水泥混凝土路面破裂板沥青加铺层结构设计方法

2.1设计参数

调查测定内容包括：交通量、交通组成、气候和自然区划等资料调查；沥青混合料或半刚性材料抗拉强度的试验测定；旧水泥混凝土路面破裂板顶面当量回弹模量的测试。

2.2设计标准

对于板块破裂平面尺寸小于1m的水泥混凝土路面而言，其结构层主要表现为柔性性质，因此，可以按半无限地基上的弹性层状体系为理论基础进行加铺层厚度的计算.沥青加铺层或半刚性补强层层底拉应力应不大于该层材料的容许拉应力σR，即：σm≤σR。

2.3结构计算方法

测定旧水泥混凝土路面破裂板顶面的弯沉值并计算当量回弹模量，根据道路等级、面层、补强层类型及累计轴载作用次数Ne计算设计弯沉值，由设计弯沉值计算加铺层的厚度.验算沥青加铺层及半刚性补强层层底的弯拉应力σm是否满足小于或等于容许拉应力σR的要求，如不满足要求，则增加加铺层或半刚性补强层的厚度，或调整材料的配合比，提高极限抗拉强度，再重新计算。

3、水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的设计要点

3.1对旧水泥混凝土路面的分析和整治处理

沥青加铺层对加铺前的路面修复效果较敏感，旧路面的修复程度，直接决定了加铺层设计的成功与否。加铺层结构设计之前，应对旧水泥混凝土路面的结构性能进行全面调查和确切评价：依据断板率和平均错台两项指标，将路面损坏状况划分为优、中、次、差四个等级；根据实测资料，将路面的接缝传荷能力也分为优、中、次、差四个等级。当路面损坏状况和接缝传荷能力同时被评为优级或中级时，可采用直接在旧水泥混凝土面层上加铺沥青混凝土层（即沥青加铺层“白+黑”）的方法，以改善路面的使用性能。此方法可以充分利用旧水泥混凝土路面，造价降低，施工方便，且对交通、环境影响小。

旧水泥混凝土路面利用与处理的技术方法包括常规维修、改善路基、板下脱空封堵、破碎和翻挖。应根据弯沉数据对板块进行处治，更换破碎板，修补和填补裂缝，磨平错台，压浆填封板底脱空，清除旧面层表面的松散碎屑、油迹，剔除接缝中失效的填封料和杂物，进行重新封缝等。

3.2沥青加铺层厚度确定

根据JTGD40―2002《公路水泥混凝土路面设计规范》，沥青加铺层的厚度按减缓反射裂缝的要求确定。高速公路和一级公路的最小厚度宜为100 mm，其他等级公路的最小厚度宜为70 mm。加铺层的厚度直接影响到道路面层的质量，适当加厚可以延缓路面反射裂缝。根据国内外的一些资料，加铺层的最小厚度为10～15 cm，一般为二层式，也有三层式。增加沥青加铺层的厚度，一方面使旧面层受到温度的影响减小，进而减小温度引起的面层板的伸缩位移，从而降低了加铺层底面的拉应力。另一方面可以增加路面结构的弯曲刚度，降低接缝处弯沉差，进而减少加铺层的剪切应力。同时，较厚的加铺层可以延缓反射裂缝从层底扩展到层面的时间，延长了道路的使用寿命。

3.3沥青加铺层混合料设计

为了加强加铺层减缓反射裂缝的能力，加铺层通常采用改性沥青或加入纤维。沥青玛蹄脂碎石SMA混合料是一种间断级配材料，用于表面层，具有优良的抗车辙性能和抗滑性能。它与传统沥青路面相比较，具有优良的高温稳定性；良好的耐久性；良好的表面特性；良好的低温抗裂性。实践证明，SMA具有良好的延缓反射裂缝的效果，目前，已在“白+黑”路面改建中大量应用。

4、结束语

旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土结构在道路建设中被越来越广泛的应用。通过加铺沥青混凝土面层可以改善道路使用性能，提高行车质量和路基的稳定性，延长路面的使用寿命，美化路容路貌。更多更新的旧水泥混凝土路面改造方法还需要道路工作者进行不断地探索研究。

参考文献

[1]杨建领，陈拴发，王秉纲.旧水泥混凝土路面破裂板沥青加铺层设计方法研究[J].广西大学学报. 2010（03）

沥青混凝土路面设计范文第4篇

水是危害公路的主要自然因素,也是沥青混凝土路面早期损坏的主要原因之一。从目前已建成的公路的经验和教训来看,沥青混凝土路面所出现的各种病害(如坑槽、松散、剥落、龟裂、下陷等)无不与水的侵蚀有关,水已成为构成高速公路沥青混凝土路面早期损坏、使用寿命降低的主要自然因素。因此,如何避免地下水和地表水进入路面结构,并有效地将进入路面结构的水分尽快排出,已成为目前沥青混凝土路面结构设计乃至整个高速公路设计过程中的重点内容。

一、路表排水

降落在路面表面和路肩(包括硬路肩和土路肩)表面的降水若不能迅速排走,一方面会造成路面积水滞留,雨天行车时形成雾障而影响行车安全;另一方面会因路表积水时间过长而加速沥青混凝土面层的损坏。对于混凝土路面结构类型而言,路面排水设计应考虑以下几个方面:

1.合理设计路拱横坡是有效排除路表降水的关键。从有利于排水的角度出发,路基横坡和路肩横坡的坡度值都取高值,但路基横坡过大会影响到行车的安全。因此,应综合考虑两方面因素,第一,在南方多雨地区应适当取高值,在北方冰冻地区取低值。第二,硬路肩的横向坡度可采用高限值,但考虑到目前路面摊铺已基本实现机械化施工,从方便施工考虑,硬路肩的横坡方向宜与行车道相反,以避免将硬路肩积水汇集到行车道上。

2.正确选取超高渐变段的合成坡度是避免路表局部积水的有效途径。一般在高速公路线型设计中,如果单纯考虑行车的舒适和线型的美观,超高渐变率宜缓一些,超高渐变段也希望尽量长一些。但超高渐变率过小,超高渐变段内路面横坡接近零的区段过长,形成路面局部滞水,从而影响行车安全。当路线纵坡与超高渐变率方向一致时,最小合成坡度位置即旋转轴位置,其大小就是路线纵坡;当路线纵坡与超高渐变率相反时,最小合成坡度位置即行车道外侧边缘位置,大小为路线纵坡与超高渐变率的代数差。

3.合理设置纵坡是确保挖方路段路面排水的重要手段。人们一般在挖方路段因其水文地质条件差时才对这种路段的地下排水引起重视,如通常在路面结构设计中考虑增设碎石排水垫层,在两侧设置边缘渗沟,但对于路表排水中一些容易出问题的地方却常常忽视,概括起来有两个方面:一是将凹形竖曲线的最低点设在挖方路段内,致使路表水和进入结构内的自由水停滞时间长,不易排除;二是较长挖方路段纵坡坡度设置过小,标准断面的边沟无法满足路面和边坡汇水流量的需要。

二、沥青混凝土路面结构设计应体现排水要求

常规设计存在的质量隐患。目前,在高速公路的沥青混凝土路面结构设计中,普遍将下面层设计为空隙率较大的Ⅱ型沥青混凝土,中面层多为Ⅰ型密级沥青混凝土,就我国大部分高速公路的沥青混凝土而言,空隙率大的主要是抗滑表层和下面层。其中抗滑表层在施工过程中,为了满足构造深度这一指标,空隙率必须达到6%以上。同时,许多施工单位为了追求表面平整度,不惜以牺牲压实度为代价,减少压实遍数,降低碾压温度,从而使其实际空隙率增大。因此,只要有降雨,抗滑表层内部总是处于饱水状态。而下面层则由于表面水少量的渗入、路面开裂以及基层中毛细水上升等原因,使得不少水分滞留在混合料的空隙中,而且,由于中面层的密封作用和下面层自身空隙率较大,导致下面层基本上总是泡在水中。这样,沥青混凝土路面长期在水和荷载的共同作用下,使得沥青膜逐渐从集料表面剥离,最终导致集料之间的黏结力丧失而出现坑槽、松散等路面破坏现象。因此,必须在路面结构设计中合理选取适当的级配类型,特别是抗滑表层和下面层这两个层次。

此外,沥青混凝土面层厚度与最大粒径不匹配,也是出现不同程度水损害的原因之一。由于沥青混凝土面层厚度与混合料级配的最大粒径之比不当,施工中不利于压实,造成空隙率过大。因此,应合理考虑沥青混凝土面层厚度与所选择设计级配的最大粒径尺寸的关系。

三、沥青混合料设计应考虑材料的抗渗性能

要保证路面结构的水稳定性和耐久性能,保证路面基本不透水是至关重要的,尤其是对SMA路面结构类型,保证路面基本不透水是该结构能否成功的关键。因此,从提高路面的耐久性能出发,应将路面抗渗性能作为一个重要的指标来控制,尤其是沥青混合料应从原材料的选择、配合比的确定到施工中摊铺与碾压的控制都至关重要。

1.从提高沥青的性能着手。积极改善沥青的路用性能,尤其是黏附性有利于提高抗渗性。采用改性沥青、掺加抗剥离剂,在矿粉中掺加一定量的水泥或磨细生石灰粉,对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳定性都有明显效果,但应注意不同抗剥离剂与各种石料之间的匹配问题。当选用掺加水泥或消石灰时,应注意确保施工实际掺加剂量的准确性。

2.择适当的级配范围。从选择适当级配上考虑,提高沥青用量及提高4.75 mm～9.5 mm规格集料的用量相应地都可以提高混合料的抗渗性,但应考虑其高温稳定性能指标能否达到要求。

四、路面结构内部排水设计中应重视的问题

对于渗入路面结构的自由水,必须通过设计使之迅速向下或两侧渗漏而排走。

1.对于设置路面边缘排水系统的路段,为使结构内的水能自由排入边部纵向集水沟,应在非超高路段的路缘石(路肩处)上每隔50cm～100 cm预留d10cm的半圆孔洞;在超高路段则应在超高段中央分隔带集水沟侧面设置相应孔洞。

沥青混凝土路面设计范文第5篇

关键词：加铺沥青层 设计参数 指标 标准

Abstract: it introduces the old cement concrete pavement stress absorbed layer of paving asphalt layer structure and the design method of design parameters, control index and design criteria.

Keywords: add paving asphalt layer design parameter index standards

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1设计参数

进行加铺层结构设计前需对交通状况、气候、旧混凝土路面结构、沥青加铺层结构和材料等设计参数进行调查和试验测定，具体内容有：

（1）交通量、交通组成、气候和自然区划等资料调查。

（2）旧水泥混凝土路面几何尺寸调查及强度测试与评价；旧水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量测试；旧混凝土路面接缝传荷能力调查评定；脱空板调查。

（3）沥青混合料抗剪强度和抗拉强度的试验测定。

（4）各种材料的导热系数、导温系数及温度收缩系数等参数的试验测定。

2旧水泥混凝土路面的控制指标

对于旧路功能性破损可以通过普通的直接加铺罩面使其功能得以恢复，对于结构性的损坏，在采用沥青加铺改造前必须要对损坏路面进行彻底的综合处治恢复。为使加铺层处于良好稳定的工作状态，要求板必须稳定地支撑在基础上，对破坏严重的板块要挖除后重新铺筑，对裂缝、接缝、脱空、错台等病害也要处理。针对原有水泥路面病害的调查与评定，重点采用旧水泥混凝土板块的单点实测弯沉值和板块间实测弯沉差作为旧路控制指标：

（1）旧板单点实测弯沉值控制指标（0.01mm）：

单点实测弯沉值：，不予处理；

单点实测弯沉值：，钻孔压浆处理；

单点实测弯沉值：，整块板破碎，处理基层，浇筑混凝土新板

（2）旧板间弯沉差控制指标，灌浆前后相邻水泥板间实测弯沉差：

（3）根据实测弯沉控制指标，旧路综合处治分为一般处理、钻孔压浆处理（即水泥灌浆法）和整块板破碎后处理基层并新浇砼板块等三种方法。

（4）7天后再测弯沉，检验压浆效果。如达不到以上指标要求，凿除板后重新处理水泥板及路基部分。

3设计标准

在进行旧水泥混凝土路面上采用应力吸收层结构加铺沥青面层设计时，在路面强度上主要考虑满足三方面的指标要求，一是旧水泥混凝土路面结构经过加铺后达到强度要求；二应力吸收层不破坏，能正常发挥消解应力的作用；二是沥青加铺层在经过应力吸收层应力消解后，能够满足防止荷载型及温度型反射裂缝的要求。因此，在设计时需要进行以下两项内容的计算：

（1）旧水泥混凝土路面结构计算

①有沥青加铺层的水泥混凝土板临界荷位荷载疲劳应力为：

式中：――标准轴载在有沥青加铺层的水泥路面临界荷位产生的疲劳应力(MPa)；

――考虑累计荷载作用的疲劳应力系数，；

――考虑接缝传荷能力的应力折减系数，设计时可按不利情况考虑取1.0或按实测由此式计算：；

――弯沉传递系数，即单轴载作用下未受荷边缘和受荷边缘的弯沉比；

――沥青层对板底弯拉应力影响系数，可查规范；

――沥青加铺层厚度（m）；

――标准轴载作用下无沥青加铺层时水泥、路面临界荷位的荷载应力（MPa）；

②有沥青加铺层的水泥混凝土板临界荷位温度疲劳应力为：

式中：――有沥青加铺层的混凝土板临界荷位处温度疲劳应力（MPa）；

――无沥青加铺层时水泥板在临界荷位处最大温度梯度时温度应力（MPa）；

――考虑温度沿板厚非线性分布的温度应力系数；

――有沥青加铺层的水泥混凝土板最大温度梯度（℃/cm）；

――混凝土的线膨胀系数（1/℃），通常可取为1×10-5/℃；

――混凝土板厚度（m）；――混凝土的弯拉弹性模量（MPa）；

――影响系数；――混凝土弯拉强度标准值（MPa）；

――考虑温度应力疲劳作用的系数；

（2）整个加铺层结构计算

计算点位为旧水泥混凝土路面接缝处沥青加铺层底部、应力吸收层底部。

1）沥青加铺层结构计算

①满足防止加铺层荷载型反射裂缝要求

为防止沥青加铺层产生荷载型反射裂缝，沥青加铺层在荷载作用下产生的最大剪应力应不大于沥青混合料的容许剪应力。容许剪应力可按下式计算：

其中：――沥青混合料的容许剪应力（MPa）；

――沥青混合料的抗剪强度（MPa）；

――沥青混合料的粘聚力（MPa）及内摩擦角(°)；

――计算点的有效法向应力（MPa）；

――路面抗剪时的结构强度系数，与两个因素有关，轴载重复作用次数Ne与道路等级系数，有如下关系：

――通过试验确定的系数；

――考虑接缝传荷能力的剪应力折减系数。

②满足防止加铺层温度型反射裂缝的要求

为防止沥青加铺层产生温度型反射裂缝，考虑松弛效应后沥青加铺层的最大主应力应不大于沥青混合料的容许拉应力。

容许拉应力按下式计算：

式中：――沥青混合料的容许拉应力（MPa）；

――沥青混合料的劈裂强度（MPa），由试验确定；

――与温度疲劳、沥青混合料级配类型相关的沥青混合料抗拉结构系数。

4结语

我国现行《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2002）只对旧水泥混凝土路面上加铺沥青层厚度作了指导性的要求，即沥青加铺层的厚度按减缓反射裂缝的要求确定，因此，针对应力吸收层防治反射裂缝措施开展对旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究，完善加铺层设计的理论体系，具有重要意义。

参考文献

[1]曹东伟，胡长顺.旧水泥混凝土路面沥青加铺层力学分析[J].西安公路交通大学学报，2000.1