探讨不同类型基层沥青路面设计指标的控制

涂 鹏

(中国建筑西南设计研究院有限公司 四川 成都 610042)

探讨不同类型基层沥青路面设计指标的控制

涂 鹏

(中国建筑西南设计研究院有限公司 四川 成都 610042)

不同类型基层沥青路面其设计的合理性直接关系到沥青路面的使用安全和使用寿命。结合相关工作经验，本文中进一步分析了对不同类型基层沥青路面设计指标进行控制的重要作用，并说明了不同类型基层沥青路面的设计指标控制方法。

沥青路面；设计指标；控制方法

沥青路是最为常见的公路形式，近年来，交通压力不断增大，沥青公路的承载负荷和大幅度增加，如果指标设计不合理，就会加剧沥青路面破损的几率，不仅降低了公路的使用安全和使用寿命，也给人们的出行造成了极大的不便。为促进我国公路事业的更好发展，加强对沥青路面设计指标的控制十分必要。

一、不同类型基层沥青路面设计指标控制的意义

近年来，我国公路事业呈现出良好的发展趋势，沥青公路的类型也更加多样化。半刚性沥青路面的设计指标无法适应其他类型的沥青路面，如果不加以区别，会严重影响沥青公路的结构稳定性。随着使用时间的不断延长，沥青公路所承载的负荷越来越大，从而产生破损现象，主要分为功能性破损和结构性破损两种类型，这些破损不仅会影响沥青公路的外形美观，也严重影响了公路的使用安全和使用寿命。出现破损问题之后，需要工程人员及时进行公路的翻修、维护，并且往往需要耗费很长的时间，不仅加大了公路工程的成本，也增加了城市的交通压力。对不同类型基层沥青路面设计指标进行针对性的控制，是预防沥青公路破损的做好方法。在科学合理的指标设计之下，即使是出现了破损情况，期影响的范围和深度也相对比较小，维修工作比较容易。

沥青路面常见的破损类型主要有车辙和裂痕两种，而不同类型基层的沥青路面发生破损的基底层各不相同。比如半刚性基层沥青路面的基层底面会最先出现破损，一般最初破损阶段内公路表面并不会出现比较明显的变形和破损情况，随着底层破损情况的不断加重，破损逐步向公路路面扩展，最终公路路面也会出现非常明显的破损状态；柔性基层沥青公路可能最先出现在沥青面层底面，逐步向公路表面扩展。也有可能最先在沥青层的内部出现破损，逐步导致公路表面变形、破损。公路出现破损，不能够承受更大的负荷，存在较大的安全隐患。考虑到不同类型的基层的沥青路面破损点不同，需要对其设计指标进行合理的控制。

二、不同类型基层沥青路面设计指标的控制

（一）柔性路面设计指标控制

柔性路面的整体承载能力较低，这是因为柔性路面面层长期处于受拉状态，使得弯拉应力与应变较大，因此，柔性路面面层结构的稳定性较差。为了保证柔性路面面层结构的稳定性，关于指标设计，需要尽量保证结构的稳定性、提高结构的承载能力。柔性沥青路面的设计指标主要包括：

路基顶面压应变，这个指标的控制目的是提高公路表面的永久变形量。路基顶面压应变可以反映柔性沥青公路基层与面层的总永久变形量，对这一指标进行合理的设计与控制，有助于提高柔性沥青公路的使用寿命。路基顶面压应变指标的计算公式为：

其中，εvs为路基顶面竖向压应变；N1代表着路面变形超过固定值（12.5毫米）之后负荷重复作用的次数；MR表示路基土弹性模量；βv为校正系数；b表示土性参数。

沥青层底拉应变，结合柔性沥青路面的破损点特点，为了防止其破损进一步向表面延伸，对疲劳裂缝进行有效的限制，需要加强对该指标的控制。沥青公路的疲劳破损与沥青层底水平拉应变的关系可用以下公式表述：

其中，N2代表疲劳破损荷载重复作用的次数；βt是控制参数；εt代表了沥青层底拉应变；E表示沥青混合料模量；k代表沥青混合料特定参数。

沥青层底拉应力，由于柔性沥青路面层底的拉应力比较大，需要设计者准确核算拉应力指标，尽量将疲劳破损的范围和深度控制在最小值内。

面层抗剪强度，柔性沥青路标发生疲劳破损主要是与拉应力、剪应力存在关系。相比于其他类型的沥青路面，剪应力在柔性路面中的水平较高，加大了柔性路面发生疲劳破损的可能性。所以在柔性沥青路面的设计过程中，对面层抗剪强度进行合理控制十分必要。

当柔性沥青路面基层模量增加时，结构弯拉应力、弯拉应变水平均会呈现下降，而面层剪应力则会随之增高。

（二）半刚性路面指标设计控制

相对于柔性路面，半刚性沥青路面的承载能力比较高，所承受的压力比较大。半刚性沥青路面的指标设计需要重点把握三个方面的指标：

路表弯沉，半刚性沥青路面面层永久变形量明显高于路基和基层，路表弯沉指标，能够更好的控制整体公路状态，提高沥青公路的结构稳定性。

半刚性层底拉应力，基层层底承受的弯拉应力最大，导致基层受力不均匀，更容易发生破损现象。对层底拉应力进行计算，可以将底层拉应力控制在合理范围之内，这样能够更好的控制沥青路面破损的范围和深度。

面层抗剪指标，半刚性沥青路面的剪应力水平较高，加强对面层抗剪指标的控制，能够实现对沥青层受力情况的进一步改进与优化，实现一定的压力分散作用，提高沥青公路的稳固性。

半刚性沥青路面的基层拉应力、面层拉应变、剪应力，随着基层模量的增加和增加，呈现出正相关性。

（三）复合式路面指标设计控制

复合式沥青路面在性能上介于半刚性沥青路面和柔性沥青路面二者之间。关于指标控制设计，也需要综合考虑两方面的因素：

路表弯沉，这一指标可以用于检查复合式沥青路面的结合适应性。

沥青层拉应变，复合式沥青路面设置有沥青稳定碎石过渡层，以便确保沥青路面的稳定性，这个部分所产生的拉应变最大，容易出现破损点。对沥青层拉应变加以控制，需要设计人员结合复合式沥青路面的材料比例进行多次试验，确定其破损点，找到最佳的沥青层拉应变值。

半刚性层拉应力，对这一指标进行控制是因为复合型沥青路面半刚性基层层底的拉应力较高，如不加以控制，可能加大基层层底的破损风险，导致结构不稳固。

面层抗剪，这一指标的控制是为了更好的控制复合式沥青路面的面层，防止其出现破损。

无论是哪一种沥青路面，对剪应力的控制都是十分必要的，在柔性沥青路面中，基层是剪应力的折点，进入基层后，柔性沥青路面的剪应力开始变小；半刚性沥青路面则是在路面结构内部，剪应力逐渐衰减；复合式路面基层位置会出现剪应力的第二个高峰。

基于对这三种不同类型沥青路面指标设计控制的总结，做出如下汇总：

表1 不同类型沥青路标的指标设计

结语：

综上所述，目前的公路建设中，柔性沥青路面、半刚性沥青路面、复合式沥青路面是最为普遍的沥青公路形式。从文中分析可以看出，不同类型沥青路面的指标设计存在一定的区别，合理加以设计是降低沥青公路破损严重性，保证沥青公路结构稳定性的重要措施。望文中相关分析能够给予相关工作人员一定的借鉴。

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TU7

B

1007-6344（2017）05-0103-01

涂鹏，男，（1990-），本科，重庆，主要从事市政道路设计方面工作。