摘要：柔性路面设计的首要目标，是选择在技术上可靠并能符合经济效益的路面，使其能承受交通荷载和环境因素的作用，在预定的设计年限内处于某一规定的工作状态。本文结合实际浅探柔性路面设计中路面结构层组合设计，并以沥青路面为例进行分析。
关键词：柔性 路面 组合 设计
Abstract: flexible pavement design's first goal, it is a choice in technology and reliable can accord with the economic benefits of the pavement, make it can withstand the traffic load and the role of environmental factors, in the design of the reservation period in a specified state. Combining with the actual shallow ground flexible pavement design pavement structure layer combination of design, and to the asphalt pavement as an example for analysis.
Keywords: flexible pavement design combination
中图分类号： U416 文献标识码：A 文章编号：
1前言
柔性路面设计的首要目标，是选择在技术上可靠并能符合经济效益的路面，使其能承受交通荷载和环境因素的作用，在预定的设计年限内处于某一规定的工作状态。柔性路面设计的内容，包括路面结构层组合设计、路面结构计算以及路面材料配合比设计。当前世界各国众多的柔性路面设计方法，可概括分为两大类：一类是以经验或以试验为依据的经验法;一类是以力学分析为基础，考虑环境、交通条件以及材料特性等因素的理论法。近30年来，有关理论法的研究取得了很大进展，各国相继提出了较完整的设计体系。理论法对柔性路面结构的应力、应变和位移的分析，目前多应用弹性层状体系理论，并普遍采用电算的方法，工程设计有时也采用在电算结果基础上的图解法。
2公路沥青路面结构组合设计
柔性路面设计包括三个部分，即路面结构组合设计、路面结构计算以及材料配合比设计。我们知道柔性路面结构一般由面层、基层、底基层、垫层、路基等部分组成。而沥青路面结构组合设计的主要内容就是合理选择和安排各结构层，对不同的结构层进行组合，从而使路面结构在使用年限内既能承受行车荷载和自然因素的作用，又能发挥各结构层的最大效能，并满足经济性要求。因此我们首先需要了解各个结构层的特点和要求。
1.一般要求
沥青面层是在路基表面上用沥青混合料铺筑的一种层状结构物。沥青面层一方面直接承受车轮荷载反复作用和自然因素的影响，另一方面又为汽车运输提供安全、快速、舒适的行车条件，所以沥青面层结构不仅应具有坚实、平整、抗滑、耐久的特点，而且还应具有高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害以及防止雨水渗入基层的功能。
2.沥青面层类型
沥青面层分为沥青混凝土、热拌沥青碎石、乳化沥青碎石混合料、沥青贯入式、沥青表面处治5种类型。其分类与公路等级、路面等级以及交通量相适应。其具体分类原则见表l所列。
表1 路面类型的选择
|
公路等级 |
路面等级 |
面层类型 |
设计年限 |
设计年限内累计标准轴次（万次/车道） |
高速公路
一级公路 |
高级路面 |
热拌沥青混合料 |
15 |
＞400 |
|
二级公路 |
高级路面 |
热拌沥青混合料 |
12 |
＞200 |
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次高级路面 |
沥青碎石、沥青贯入式 |
10 |
100~200 |
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三级公路 |
次高级路面 |
乳化沥青碎石、沥青表处 |
8 |
10~100 |
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四级公路 |
中级路面 |
粒料类路面、半整齐块料路面 |
5 |
＜10 |
|
低级路面 |
粒料改善土 |
5 |
对有特殊使用要求的公路，其路面等级与面层类型的选择可根据实际情况选用。从表1可以看出，交通量越大、路面等级和公路等级越高，其使用年限越长，而相应的路面类型应选择技术品质高的类型。
3.基层与底基层的一般规定
基层主要是承受由面层传来的车辆荷载垂直力，并把它扩散到垫层和路基中。可分两层铺筑，其上层仍称基层，下层则称底基层。
①基层、底基层应具有足够的强度和稳定性，在冰冻地区还应具有一定的抗冻性。
②高级路面下的半刚性基层应具有较小的收缩(温缩及干缩)变形和较强的抗冲刷能力。
③基层、底基层结构设计应贯彻就地取材的原则，认真做好当地材料的调查，根据不同公路等级、交通量对基层与底基层的技术要求，选择技术可靠、经济合理的基层与底基层结构。
④半刚性材料基层、底基层的配合比设计，应根据重型击实标准制件，混合料用龄期的无侧阻抗压强度试验确定。
⑤为便于施工，一般公路的基层宽度每侧宜比面层宽出25cm，底基层每侧比基层宽15cm。在多雨地区，透水性好的粒料底基层，宜铺至路基全宽，以利于排水。
⑥基层和底基层的压实度、平整度及强度应符合《公路路面基层施工技术规范》的规定。
4.垫层
(1)一般规定
垫层是设置在底基层与土基之间的结构层，主要起排水、隔水、防冻、防污的作用，垫层可根据情况设置或不设。一般在处于下列状况的路基应设置垫层，用以排除路面、路基中滞留的自由水，确保路基路面结构处于干燥或中湿状态：
①地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿、过湿状态的路段。
②排水不良的土质，有裂隙水、泉眼等水文不良的岩石挖方路段。
③季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段，可能产生冻胀需设置防冻垫层的路段。
④基层或底基层可能受污染以及路基软弱的路段。
垫层的宽度为：高速公路、一级公路、二级公路的排水垫层应铺至路基同宽，以利路面结构排水，保持路基稳定;三、四级公路的势层宽度可比底基层每侧至少宽25cm。
(2)垫层类型
修筑垫层所用的材料，强度不一定很高，但水稳定性和隔热性要好。常用材料有两类：一类是用松散粒料，如砂、砾石、炉渣、片石或圆石等组成的透水性垫层;另一类是由整体性材料，如石灰土或炉渣石灰土等组成的稳定性垫层。
5.柔性路面结构组合设计原则
除应注意到柔性路面各个结构层的特点外，对于各个结构层的组合仍须遵循下列原则：
(1)适应行车荷载作用的要求
作用在路面上的行车荷载在路面内产生的应力相应变随深度向下而递减，因此要求路面的强度和抗变形能力可自上而下逐渐减小。这样在路面结构组合中，可以将路面按强度和刚度自上而下递减的规律，将路面分层处理。但就施工工艺和材料规格而言，层数不宜过多，也就是路面结构层的厚度不宜过小。
(2)在各种自然因素作用下有较好的稳定性
为保证沥青路面的水稳性，沥青路面的基层一般应选择水稳性好的材料。在季节性冰冻地区，路面结构中应设置防止冻胀和翻浆的垫层。路面的总厚度除满足强度的要求外，还应满足防冻厚度的要求。
(3)满足各个结构层各自的特点
为了保证路面结构的整体性和结构层之间应力传递的连续性，应尽量使结构层之间结合紧密稳定，提高路面结构整体性。总之，在路面结构层组合设计中，应按照面层耐久、基层坚实、土基稳定的原则进行组合设计。
3结语
沥青路面随环境因素和交通荷载的重复作用而逐渐变坏，由于引起柔性路面结构破坏的原因及柔性路面结构类型和组成多种多样，所以导致柔性路面的破坏状态也多种多样，因此在进行组合设计时要充分考虑道路的交通荷载的相关影响因素。
参考文献：
[1]王伟,薛伟,张新峰.日本使用多层弹性理论的柔性路面设计法.河南交通科技,1998(05)
[2]张宏朝.刚性路面和柔性路面的材料性能反演.大连理工大学,2003
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文章名称：
浅探柔性路面的组合设计
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