城市道路沥青路面结构研究

城市道路沥青路面结构研究

李修春

身份证号： 34042119850115****

本文主要研究了城市道路沥青路面的结构，内容包括沥青路面的概述、优点，以及其进行结构组合设计时的原则，并且重点阐述了结构层组合、沥青面层类型的选择及厚度确定。基层、底基层材料选择及厚度确定等，对城市道路沥青路面的结构组合设计具有一定的参考价值。

标签：城市道路；沥青路面结构；设计研究

1 引言

沥青路面是一种用沥青材料取代水泥而作为胶结料的路面结构，沥青材料主要用来修筑垫层、底基层、面层与各类基层。和以往的普通的混凝土路面相比来说，沥青路面具有很多优良的性质，比如行车舒适、振动小、表面平整、无接缝、燥声低、施工期短、养护维修简便、耐磨、适合进行分期修建等，因此沥青路面的应用也越来越广泛。在进行城市道路沥青路面结构设计时，应该满足以下五个最基本的要求：①稳定性要求：稳定性主要是指温度稳定性和水稳定性，在高温情况下不致于产生永久变形，在低温情况能抵抗开裂，水稳定性指的是沥青路面在荷载和水的综合作用下不会发生破坏的现象。②强度和刚度要求：刚度的要求是指路面在荷载的作用下不会产生过大的变形，强度的要求是指路面在荷载的作用下不会因为强度不够而产生破坏或开裂。③平整性要求；路面需要保证一定的平整度，避免在车速较高的情况下产生过大的震动，进而影响到行车的舒适度和安全性。④耐久性要求：防止在较低的荷载的反复作用下而发生疲劳破坏，影响路面的施工。⑤抗滑性要求：保证车轮与路面有一定的摩擦力，避免产生车辆打滑和滑溜，从而保证行车的安全。

2 沥青路面结构层组合设计的要求

如果在进行沥青路面结构设计是要求经济合理，必须做到以下的几点要求：①前提是结构组合设计：在进行路面结构设计之前，必须进行一些前期的调差工作，一般包括气候、地质环境和水文状况，并且需要结合当地的材料供应的特点，设计出满足各项基本要求的路面结构方案。②关键是材料组成设计：因地制宜的进行材料情况的调查，在保证材料的供应的前提下，尽量做到因地制宜和就地取材。③基本是结构设计：在进行完组合设计以后，在开始结构设计，并且需要准确的预测交通量。然后通过试验来确定路面设计的参数。④保障是排水设计：再设计的时候必须考虑如何增强排水的效果，从而保证路面使用的寿命。

3 沥青面层及厚度设计

3.1沥青材料

3.1.1 面层的沥青混合料。表面层是一个三向受压的区域，在受力的形式上以剪应力为主，表面层需要具有一定的温度稳定性和构造的深度，以求满足抗滑和抗车辙的性能要求，因此面层多采用中粒式沥青混凝土；而采用空隙率较小的级配沥青混凝土，则可以防水，抗裂，增加耐久性等方面都作用明显。密级配混合料有AC混合料以及SMA混合料，因为现在的SMA混合料的造价较高，路面表面层普遍选用AC混合料，现在一般城市的快速路以及主干路的路面表面层一般都是选用中粒式ACl6（C）混合料。城市的次干路和以下等级的道路，表面层一般选用AC-13（C）混合料。这是因为选用粗型（AC-C）混合料提高抗辙能力，同时其本身具有比较优良的抗车辙、防水以及抗开裂性能。

3.1.2 中、下面层沥青混合料。中面层的受力形式一般竖向受压，变形以竖向压缩变形为主；下面层受力状态为双向受拉，破坏形式上来说是以疲劳破坏为主。一般来说中面层厚度为50mm～80mm，宜选用粗型密实型沥青混凝土AG20（C），其主要是以最大粒径为10mm的粗集料为主要的集料。下面层的厚度一般为60mm～90mm，适合选用以粗集料为主的粗型密实型沥青混凝土AC25（C），用来提高抗水损害的能力。

3.2 沥青层厚度

在确定各种沥青层的厚度时，需要应使沥青面层压实层厚度与集料的最大公称粒径与相匹配。一旦沥青面层的集料偏粗，同时其对应的压实层厚度也比较的薄，这样就对压实不利，容易使得集料被压碎，因此一般来说沥青层一层的厚度不应该小于集料公称最大径的2.5倍～3倍。

4 基层和底基层

在半刚性的基层沥青路面结构中，主要承受荷载的承重层是底基层和基层，因此基层必须要有足够的强度、刚度以及稳定性；同时还要防止由于半刚性基层而引起的沥青路面的反射裂缝，因此在目前广泛使用的几类半刚性基层材料中，常被选作基层的是二灰稳定粒料或水泥稳定粒料，主要是因为其抗冲刷能力强收缩性小和表层不会软化；而石灰稳定土的水稳定性很差，用作基层是非常不合适的，作底基层还可以。同时考虑透水层的封水效果，基层的首选材料是水泥稳定碎石。水泥稳定碎石具有比较好的强度和刚度，抗冲刷能力强。

沥青结构层的内部所产生的应力和应变随深度是向下递减的，所以结构各层的材料应该自上而下按照强度和刚度递减的规律来安排，这样可以使得材料得到充分的发挥。一般来说城市道路常用级配碎和砂石。从施工工艺方面考虑来确定半刚性基层、底基层的最小厚度，几种常用的底基层和基层的最小施工厚度为15 cm，适宜厚度为16cm～20cm。

在选取底基层、半刚性基层的厚度时，在考虑结构受力满足要求的前提下，还需要考虑施工的可行性。在一般情况下，一层铺筑的厚度取15cm～20cm，分两层铺筑时厚度需要大于30cm～40cm。底基层、基层的厚度可综合考虑，在满足受力要求的同时又方便施工。

5 垫层或路基改善层

如果路基比较的潮湿或者是处在地下水位比较高的地段，一般需要设置排水垫层，常采取的材料有填砂、砂砾、碎石等渗水性材料，通过这样的方式来加强路基排水。如果是在高液限黏土路段，这个时候的路基回弹模量一般都小于30MPa，通过设置路基改善层可以保证其承载力，具体一般是采取掺入石灰等固化材料或采取在路床顶层换填级配碎石，以及同时设置土工合成材料等综合处治方法。在石方路堑，为了避免路基受裂隙水、泉眼等地下水的影响，宜在全断面铺设级配碎、砾石等渗水性材料作为排水垫层，。对于排水不良的土质，一般采用级配碎石、砂砾等透水性比较良好的材料这样不仅可以满足路面结构设计需要，同时又可以满足排水的需要。

6 路基

作为路面结构基础的路基承受着路面结构所有的荷载。路基结构的设计必须要保证足够的均匀性、密实性、稳定性和足够的承载力，因为只有这样才能避免路基因为过量的沉降变形而产生路面破坏的现象，保证路面结构使用的耐久性。

6.1 对于比较软弱的路基可以采取加固的方法进行处理，加固后使得沉降量满足路面结构设计的要求。

6.2 对地下水位较高的路基，应该想尽一切办法来提高路基设计的标高，这样可以让路床土保持中湿的状态。如果设计的标高受到了限制，可以选用粗粒土来作路床填料；或者可以采取适当的降低地下水位的措施。

6.3 合理的安排填筑的顺序，选用优质填料，用来避免或减轻因为膨胀和收缩带来的不均匀的变形。

6.4 对于含有机质的细粒土以及液限大于50的高液限黏土一般不允许用来作为快速路和主干路的路床填料；塑性指数大于16及液限大于50的高液限粉土不能用作快速路和主干路的路床填料。

7 结语

在城市道路的设计研究中，沥青路面凭借其优点得到了比较广泛的应用，同时路面结构以及其材料的研究也一直是道路设计研究的重点。在新技术和新材料層出不穷的今天，我们必须不断改进设计，并且广泛的加以应用，及时的吸取成功的工程实践经验。

参考文献

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[2]沈金安.国外沥青路面设计方法汇总[M].北京：人民交通出版社.2004.

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