时间：2013-11-29 分类：交通运输
摘要：随着国家对公路基础设施的大力建设，现在的公路四通八达，沥青路面随处可见，随着交通量的增加及其他方面的影响，路面损毁的现象也十分普遍。本文就影响沥青路面强度及稳定性的因素进行了分析，并采取了相关措施进行了保证。
关键词：公路;沥青路面;强度;稳定性
1沥青路面的裂缝与病害
沥青路面开裂的主要原因可分为两大类：一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝，在车轮荷载的作用下，路面结构层底部产生的拉应力大于其材料的抗拉强度，称之荷载型裂缝。另一种主要是由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝，包括低温水缩裂缝和温度疲劳裂缝，称之非荷载型裂缝。
半刚性路面的结构性破坏裂缝主要是由于行车荷载引起的。在车轮荷载作用下，半刚性基层底部将产生拉应力，当拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时，半刚性基层的底部就会很快开裂。在行车荷载的反复作用下，底部的裂缝会逐渐扩展到上部，并使沥青面层也产生开裂破坏。沥青路面的病害破损主要是变形破坏，可分为裂缝类、松散类、变形类三种形式。裂缝类包括龟裂、不规则裂缝、纵向裂缝和横向裂缝等几种形式;松散类包括坑槽、啃边、松散、剥落等几种形式：变形类包括车辙、拥包、波浪、沉陷等几种形式。此外还有泛油形式的破损。
2沥青路面面层材料
沥青路面面层是直接承受行车荷载作用，经受大气作用的层次。为此沥青面层应该具有良好的平整度、抗滑性、耐磨性、不透水性、高温不软化变形、低温不脆裂松散和较少裂缝及抗老化、耐腐蚀等性能。
沥青面层的低温裂缝和温度疲劳裂缝，以及在高温条件下的车辙深度、推挤、拥包等永久形变都与沥青的性质有很大的关系。沥青的粘度和稠度是它的最重要的性质。沥青的温度敏感性(高温稳定性)是沥青路用性能指标的核心。通常采用沥青的粘度随温度而变化的关系来评价沥青的感温性。沥青材料是一种典型的弹一粘性材料。通常沥青标准中用以反映其高温稳定性指标有两个：一是软化点，一个是60℃粘度。
沥青路面的耐用性取决于沥青材料的耐久性(耐侯性)，沥青的抗老性能是衡量沥青耐久性的指标。目前常采用薄膜烘箱试验(TFOT)后的沥青性质的变化来评价沥青耐老化性能。
另外，沥青路面沥青材料的闪点(COC)应控制在不低于230℃;沥青中蜡含量(蒸馏法)不应大于3%。
3沥青路面基层与底基层材料
沥青路面，尤其是对于承受繁重交通荷载的高等级公路的沥青路面，采用半刚性材料作为承重基层，己为世界各国所肯定。作为沥青路面的基层，一般必须具备以下几个基本特性：
(1)要有足够的强度和刚度。基层必须能够承受车轮荷载的反复作用，在预定设计标准轴次反复作用下，基层不会产生过多的残余形变，更不会产生剪切破坏或疲劳弯拉破坏。基层要满足上述技术要求除必需的厚度外，还主要取决于基层材料本身的强度。
(2)必须有足够的水稳定性和冰冻稳定性。沥青面层，特别是层铺法的沥青表面处治和沥青贯入式面层，属于多孔隙结构，往往是透水的，雨季表面水有可能透过沥青面层进入基层和底基层中。表面水也有可能从两侧路肩或路面与路肩结合处，以及中央分隔带与路面的结合处透入路面结构层中。另外如果沥青面层产生了裂缝，表面水将从裂缝透入路面结构层中。在冰冻地区，这种水造成的危害更大。此外用于冰冻地区的基层材料还应该具有足够的冰冻稳定性。
(3)必须有足够的抗冲刷能力。表面水通过多种途径进入沥青路面结构层内，进入的水如不能及时排出，而是停留在面层和基层之间，就会使基层局部潮湿甚至接近饱和，特别是在面层裂缝下的半刚性基层也开裂的情况下，基层裂缝中往往充满自由水。在行车荷载作用下，路面结构层内及基层材料中的自由水会产生相当大的水压力。这种有压力的水就会冲刷基层材料中的细料，经过行车荷载的反复多次冲刷，在裂缝中就会形成细料浆。细料浆逐渐在行车荷载反复作用下被挤出裂缝，形成沥青面层上裂缝处的唧浆现象，随之沥青面层就会沿裂缝产生下陷现象，同时在裂缝两侧将引起新的裂缝产生。
(4)半刚性材料基层应该要求其收缩性小，包括由于水分减少而产生的干缩程度和由于温度降低而产生的温度收缩程度。对于干缩大的半刚性材料基层铺成后就可能产生干缩裂缝。
另外基层要求有良好的平整度，基层的平整度对薄沥青面层的影响更大。基层的不平整会引起沥青面层的厚薄不匀，使沥青面层在使用过程中的平整度会很快降低，并导致沥青面层产生一些薄弱面，这些薄弱面将会成为沥青路面使用期间产生温度收缩裂缝的起点。
4沥青路面结构设计
沥青路面结构设计包含了结构组合设计，材料组成设计和各结构层厚度计算三方面的内容。
结构组合要使结构有良好的气候稳定性和结构稳定性。要根据所在地区的气候、水文、地质和土质情况结合路面等级和类型进行结构组合。在潮湿地区主要考虑水稳定性，应采用粗糙而密实的面层，以达到防滑和防渗透水的目的，同时更重要的是必须有良好的水稳定性基层。在干旱地区主要考虑干稳定性。结构稳定性指的是要求各层次配合得当，层间结合良好，结合成一个稳定的整体，以保证路面结构的稳定，在基层与面层之间喷洒粘层油，以改善层间的结合，使层间处于连续接触条件。#p#分页标题#e#
材料组成设计也称混合料设计。它是路面设计的重要组成部分。根据对面层、基层和底基层混合料规定的技术要求，选择合适的原材料，确定结合料的种类和数量及混合料的最佳含水量。路面的强度和稳定性，除取决于路面结构层外，还与路基土类或岩性、路基土的强度和密度、路基横断面型式(填方式挖方)等有直接关系。针对不同的路基特征分别进行路面结构选择和厚度设计。
沥青路面结构设计的最后一步是结构厚度计算。通常首先是根据设计任务的要求，计算设计年限内一个最繁忙车道的标准轴载累计当量轴次，确定路面等缓和面层类型，计算设计弯沉值。然后按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段，确定各路段土基回弹模量值，根据本地的大宗路面材料拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度并确定各结构层材料的设计参数。最后再根据设计弯沉值计算路面厚度。
5路面强度及稳定性的保证措施与方法
5.1设计方面
针对不同的路基特征分别进行路面结构选择和厚度设计。首先应选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层，对于高等级公路应采用密实型中粒式沥青混凝土做表面层，它透水性很小，有较大的抵抗自然因素和行车作用破坏的能力，为提高表面层的抗滑性能，可以采用碎石含料接近60%的混合料，这样可以提高抗滑性能、减轻车辙、增强耐久性，其次应选用半刚性材料作为基层底基层，应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小和抗拉强度高的半刚性材料做基层。在这里，我们强调在设计阶段必须做原材料的调查和试验，并进行各层材料组成设计试验，以科学地确定各层材料的设计配合比，确定各层材料的设计参数，以此为设计原始资料，按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段，确定各路段土基回弹模量;根据任务书的要求，确定路面等级和面层类型、基层类型、计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值;根据资料弯沉值计算计算层的厚度，对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层，验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，再重新计算，直到满足要求为止。
5.2施工方面
对于路基来说，填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料，填料的最小强度(CBR)和填料的最大粒径应符合路基施工技术规范的规定，填筑路基时应分层铺筑、均匀压实，其压实度应采用重型击实试验法为标准提出的压实度的规定。因此，对路床，特别是上路床的土质、粒径、压实度必须有严格的要求，必须均匀、密实、强度高、不得有松散、软弹现象。挖方路基的路床，必须平整、密实，用重型压路机压实，压实度应分别不小于95%和不小于93%。
对于基层、底基层来说，对于材料的要求，混合料组成设计及施工工艺流程应符合公路路面基层施工技术规范要求。在这里，强调指出，在施工过程中易忽视的一个问题，即混合料设计中，在确定强度标准的前提下，进行无侧限抗压强度试验，选定合适的灰剂量，此灰剂量除了满足试件室内试验结果的平均抗压强度R≥Ra/ (l-ZaCv)的要求，同时还应满足设计参数的要求，满足抗压回弹模量和抗拉强度值要求，才是最终的混合料设计结果。
6结束语
总之，为了保证沥青路面的强度和稳定性：①路基完成后，顶面应进行弯沉检验，满足设计要求的土基回弹模量值。②基层、底基层材料的配合比，除了按施工规范确定的强度标准外，灰剂量的选定应满足设计时要求的设计参数③面层材料的选用和配合比设计，除了材料满足设计要求，同时面层也应满足设计时要求的设计参数。
