科技信息 。公路与管理０ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２０１２年第１３期 不同柔性基层沥青路面抗高温车辙眦１５１：厶匕ＨＩ￣分析 邹 琅 （湖南路桥建设集团公司 湖南长沙４１０００４） 【摘要】半刚性基层沥青路面是我国目前高速公路普遍采用的一种路面结构形式，但其容易产生温缩和干缩裂缝，从而导致沥青路面反 射裂缝的发生。而柔性基层沥青路面则能避免这一缺陷，但其抗高温车辙性能如何则值得深入研究。 【关键词】柔性基层；沥青路面；高温；车辙 半刚性基层沥青路面在我国普遍存在。使用经验亦非常丰富，而 相关研究表明在半刚性基层沥青路面结构组合设计上存在不合理的 地方．如何减少半刚性路面裂缝．国内道路界也进行了大量研究工作， 采用柔性基层沥青路面结构形式是一种主要的措施，而柔性基层在我 国目前还缺乏系统的应用研究。没有进行大面积的推广应用。 沥青混合料是粘弹性材料．在荷载作用下具有明显的蠕变特性，因 此而产生永久变形。然而．国外许多研究认为，沥青稳定基层沥青混凝 土路面并没有想象中会出现严重的车辙．反而认为当沥青混凝土层厚 度大于１８ｃｍ．出现车辙的速率会迅速降低。英国４５条密级配碎石基层道 路调查结果指出．当沥青混凝土层厚度为１８ ３６ｅｍ时．车辙率与厚度无明 显的关系。同时认为厚沥青混凝土层道路，大部分车辙发生在表层，此 时的车辙不表示道路的整体结构强度不足，不会发生结构性变形 。 １ 沥青面层剪应力分布特性 当车轮荷载的剪应力超过了沥青混合料的抗剪强度．致使沥青混 凝土层出现了剪切变形．剪切变形的积累．则逐渐形成大的变形．即产 生了车辙。显然在材料模量一定的情况下，剪应力越大，所产生的剪切 变形也越大 就目前沥青混凝土路面设计规范按静力荷载计算应力的 方式（不考虑行车荷载的水平力），寻找最大剪应力出现的位置，为此需 计算不同位置和不同深度（层位）的剪应力 。在计算车轮荷载时是将 后轴双轮简化成两个当量直径为２１＿３ ｃｎｌ的圆形均布荷载．其接地压 应力为０．７ＭＰａ，两圆的中心距为１．５ｘ２１．３＝３１．９５ｃｍ。选取的沥青路面 结构层类型及其参数列于表１ 表１ 沥青路面结构层类型及其参数 路面层次 厚度／ｅｍ 回弹模量／ＭＰａ 泊松比 ＡＣ一１６Ｃ沥青混凝土面层 ５ １８００ Ｏ．２５ ＡＣ一２０Ｃ沥青混凝土面层 ６ １６００ ０．２５ Ａ＇ｒＢ一３０沥青稳定碎石基层 １８ ２６００ ０．２５ 级配碎石底基层 ３０ ２５０ ０．２５ 未筛分碎石底基层 ３０ ２００ ０．２５ 土基 ５０ ０３５ 采用壳牌公司开发的层状弹性体系计算软件ＢＩＳＡＲ３．０．计算距 离双圆荷载中心不同位置的剪应力。国内外研究表明中面层主要提 供沥青路面的抗车辙功能作用．这是因为在这样的层位受到的剪应力 可能达到最大，计算点位及计算结果汇总于表２和图１。 表２沥青路面结构内部不同位置的剪应力 至双圆荷载中心不同距离（ｃｍ）的剪应力／Ｍｐａ 层位（深度）／ｅｍ ０ ５．３２５ １５．９７５ ２６．６２５ ５ ０．０９８ ０．１５４ ０．２１２ ０．１９６ ６ ０．０８７ Ｏ．１３７ ０．２１７ Ｏ．１８７ ８ ０．０５７ ０．１０８ ０．２０６ ０．１７５ １０ ０．０３６ ０．０９２ ０．１７６ ０．１６９ 计算结果表明：在双圆荷载的中心处，产生的剪应力非常小，而随 着离开双圆中心距离的增大，剪应力增大。当距离中心１５．９７５ｃｍ，即 在荷载中心处，剪应力达到最大值，这样就确定了最大剪应力的位置。 由图１看出．在距离双圆中心１５．９７５ｃｍ处．深度６ｃｍ比深度 ５ｅｒａ、８ｅａｒ、１０ｃｍ受到的剪应力要大。由于剪应力沿深度分布关系到沥 青路面车辙产生的深度和层次．为此本文对剪应力沿深度方向数值变 化进行计算分析。计算的路面结构形式为表３所选取的五种路面结构 方案。计算层位及计算结果汇总于表４和图２。 表３五种路面结构及其参数 路面层次 厚度／ｅｒａ 回弹模量 Ｐａ 泊松比 ＡＣ一１６Ｃ沥青混凝土面层 ５ １８ｏ０ Ｏ＿２５ ＡＣ一２０Ｃ沥青混凝土面层 ６ ｌ６００ ０．２５ 方案一 ＡＣ一２５Ｃ沥青混凝土面层 ７ ｌ３００ ０．２５ 路面结 构 水泥稳定碎石层 ３６ ３８００ Ｏ．１ 低剂量水泥稳定碎石层 ２０ ３５０ｏ ０．１ 土基 ５０ ０３５ ＡＣ一１６Ｃ沥青混凝土面层 ５ １８００ ０．２５ ＡＣ一２０Ｃ沥青混凝土面层 ６ １６００ ０．２５ 方案＝： ＡＴＢ一３０沥青稳定碎石基层 １８ ２６００ ０．２５ 路面结 构 级配碎石底基层 ３０ ２５０ ０．２５ 未筛分碎石底基层 ３０ ２ｏ０ Ｏ．２５ 土基 ５０ ０－３５ ＡＣ一１６Ｃ沥青混凝土面层 ５ １８００ ０．２５ ＡＣ一２０Ｃ沥青混凝土面层 ６ １６００ ０．２５ 方案三 ＡＴＢ一３０沥青稳定碎石基层 ｌ８ ２６００ ０．２５ 路面结 级配碎石层 １２ ２５０ ０．２５ 构 水泥稳定碎石层 １６ ３８０ｏ ０．１ 低剂量水泥稳定碎石层 ｌ７ ３５ｏ０ ０．１ 土基 ５０ ０３５ ＡＣ一１６Ｃ沥青混凝土面层 ５ １８ｏ０ ０．２５ ＡＣ一２０Ｃ沥青混凝土面层 ６ １６００ ．０．２５ 方案四 ＡＴＢ一３０沥青稳定碎石基层 １８ ２６００ Ｏ．２５ 路面结 水泥稳定碎石层 １８ ３８ｏｏ ０．１ 构 低剂量水泥稳定碎石层 １７ ３５００ ０．１ 未筛分碎石底基层 １０ ２ｏｏ ０．２５ ‘ 土基 ５０ ０－３５ ３８７ ２０１２年第１３期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ０公路与管理０ 科技信息 ＡＣ一１６Ｃ沥青混凝土面层 ５ １８００ ０．２５ 计算结果表明，不同路面结构的最大剪应力沿深度的变化规律非 方案五 ＡＣ一２０Ｃ沥青混凝土面层 ６ １６００ Ｏ．２５ 常相似，剪应力着深度的增加先增大，直至深６ｅｎｌ处达到最大值．而后 进一步减小．至１３ｃｍ深度其剪应力降低至０．１５ＭＰａ左右 剪应力大于 路面结 ＡＴＢ一３０沥青稳定碎石基层 １ １８ ２６００ Ｏ．２５ ０．１５ＭＰａ主要发生在１３ｃｍ深度以内．因此车辙主要可能发生在１ｌｃｍ 构 ＡＴＢ－４０沥青稳定碎石基层 Ｉ ２４ ２３００ ０－２５ 以内沥青结构层中．下面层出现车辙的可能性较小。 土基 Ｉ５０ ０ｌ３５ 就不同的路面结构而言．最大剪应力相差不大．但从图中还是可 以看出方案二路面结构中在６ｅｍ处的最大剪应力最小．方案三路面结 表４不同路面结构条件下沥青层中的最大剪应力 构和方案五路面结构中在６ｅｍ处的最大剪应力值基本相同．略好于方 案四路面结构和主体工程路面结构．方案四路面结构和方案一路面结 层位（深 不同路面结构的最大剪应力沿深度的变化／ＭＰａ 构（为半刚性路面结构）在６ｅｍ处的最大剪应力值非常接近。因此．从 度）／ｅｒａ 方案一 方案二 方案三 方案四 方案五 理论上来说柔性基层路面结构与半刚性路面结构相比最大剪应力变 ３ ０．１９３ ０．１５３ Ｏ．１７６ ０．１９６ ０．１７６ 化幅度不大．不会出现结构性车辙问题 ５ ０．２３５ ０．２０２ ０．２ｌ９ ０．２３４ ０．２ｌ８ ２结论 ６ ０．２３８ ０．２０８ ０．２２３ ０．２３６ ０．２２２ 【 沥青混凝土路面车辙主要发生在深度１０ｅｍ范围以内．因此采用 ８ ０．２３４ ０．２００ ０，２Ｉ２ Ｏ－２２４ Ｏ．２１】 沥青稳定基层不会导致出现结构性车辙：较厚的沥青稳定碎石基层并 １０ ０－２ｌ９ ０．１７４ ０．１８３ ０．１９５ ０．１８２ 不会增加车辙的危险性。 ｌ１ ０．２１０ ０．１５６ Ｏ．１６９ ０．１８４ ０．１６５ 【参考文献】 ｌ３ ０．１７３ ０．１４７ ０．１５３ Ｏ．１６５ ０．１５Ｏ ［１］沈金安．国外沥青路面设计方法总汇『Ｍ１．北京：人民交通出版社，２００４． ［２］吕伟民，王锡通，郑录化．国外沥青稳定柔性基层的材料与结构Ⅱ］．中外公路， ｌ６ Ｏ．１３Ｏ Ｏ．１３４ ０．１３４ Ｏ．１３６ Ｏ．１２７ ２００４，２４（６）：８３－８６． ２０ ０．１ｌ０ ０．１２８ ０．１１６ ０．１０５ ０．１０３ ［３］胡斌．沥青稳定碎石柔性基层应用研究ｆＤ１．长安大学，２００５，４． ２４ ０．０８９ ０．１１８ ０．１１４ Ｏ０８１ ０．０８７ ［４］吕伟民．沥青稳定基层沥青混凝土路砥抗剪性能的理论分析叨．公路，２００６，４： ２２０—２２４． ［５］陈静云，任瑞波，李玉华，王哲人．沥青路面柔性基层和半刚性基层模量理论 研究ｌ Ｊ１．大连理工大学学报，２００４，４４（４）：５３６—５３８． 作者简介：邹ｊ良（１９７８一），男，工程师，主要从事公路与桥梁施工。 墨 ［责任编辑：王洪泽］ 番 ０ ５ １０ １５ ２０ ２５ ３０ 深度／ｃｍ 图２不同路面结构的最大剪应力沿深度的变化 （上接第３８４页）合比施工 ３）测量工程师应逐层对中线平面偏位、纵断高程、宽度、横坡度进 ３）当天拌和的混合料．及时抽查混合料的含水量，石灰剂量．无侧 行检查．并出具抽检报告。 限抗压强度。要求承包人在料场取样检查配合比。随时观察出料情况。 ４）检查机械拌和．如现场拌和，检查机械是否按配合比进行配料， ４试验 一般情况下．集料铺下逐层向上配制各种材料，然后机械多次进行拌 ４．１按规定频率抽检石灰剂量、级配、含水量。 和．达到混合料均匀。 ４．２抽检现场成型的压实度、厚度。 ３．２．３后期管理 ４．３混合料的强度试验。 １）现场监理督促承包人碾压成型路段进行洒水覆盖养生．养生期 ４．４石灰、土、粗、细集料的质量抽检。 间禁止其它车辆通行 ２）养生可使用草帘或麦秆覆盖，麦秆覆盖厚度为１０—１５ｃｍ，保证 ５监理日记记录的内容 基层在养生期间处于湿润．１４天内加强养护管理。 施工日期、桩号、施工迄止时间、机械运行状况，下层清扫情况、松 ３）随时观察强度形成情况．根据强度形成等级．确定下道工序施 铺厚度、混合料摊铺均匀性、混合料碾压工艺、施工缝处理情况、其他 工时间。 异常情况及处理方法。 ３．２．４工序报验 石灰稳定土基层施工职责表 稳定土基层养护期过后．及时对摊铺路段进行抽查： １）督促承包人对已成型的段落进行自检； 责任人工序控制要点。口 ２）试验工程师应对已成型的段落的厚度、压实度、平整度进行抽 ［责任编辑：曹明明］ 检．并出具抽检报告：
