我國(guó)瀝青路面結(jié)構(gòu)第一頁(yè)，共42頁(yè)。2、我國(guó)瀝青路面的使用狀況1、我國(guó)瀝青路面的規(guī)模一、我國(guó)瀝青路面的規(guī)模與使用狀況

第二頁(yè)，共42頁(yè)。

一、我國(guó)瀝青路面的規(guī)模與使用狀況

1、我國(guó)瀝青路面的規(guī)模

1998年滬嘉高速公路、沈大高速公路先后通車，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)高速公路零的突破；1999年10月高速公路通車?yán)锍掏黄?萬(wàn)公里，居世界第四位；2000年末通車?yán)锍?.6萬(wàn)公里，居世界第三位；2001年通車?yán)锍踢_(dá)到1.9萬(wàn)公里，居世界第二位；2007年底，通車?yán)锩驮?.4公里，穩(wěn)居世界第二位。

高速公路大部分采用半剛性基層瀝青路面。第三頁(yè)，共42頁(yè)。2、我國(guó)瀝青路面的使用狀況部分高速公路瀝青路面的使用狀況比較好。例如：沈大、京津塘、廣琛等高速公路使用7～8年才進(jìn)入大修,達(dá)到相當(dāng)高的使用水平。不少高速公路瀝青路面的早期破壞嚴(yán)重。

·

瀝青路面建成當(dāng)年或2-3年,發(fā)生程度不同的車轍、網(wǎng)裂、坑糟等早期破壞

——施工質(zhì)量問(wèn)題。

一、我國(guó)瀝青路面的規(guī)模與使用狀況

第四頁(yè)，共42頁(yè)。

·

高速公路瀝青路面普遍達(dá)不到設(shè)計(jì)年限15年（國(guó)際上一般為30~50年），最多7-8年就必須大修——路面結(jié)構(gòu)的耐久性差。

普遍認(rèn)為：我國(guó)瀝青路面的使用壽命短、耐久性差與我國(guó)千篇一律地使用半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)具有很大的關(guān)系。一、我國(guó)瀝青路面的規(guī)模與使用狀況

第五頁(yè)，共42頁(yè)。二、半剛性基層瀝青路面問(wèn)題分析

半剛性基層瀝青路面的最大優(yōu)點(diǎn)是板體性強(qiáng)，具有很高的承載能力，且價(jià)格便宜。

——我國(guó)高速公路廣泛采用此種路面的基本出發(fā)點(diǎn)。

思考：

·在國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家為什么很少來(lái)用半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)；

·重交通道路不采用半剛性基層瀝青路面，只是在低等級(jí)，交通量低的道路采用。第六頁(yè)，共42頁(yè)。

半剛性基層瀝青路面具有不少問(wèn)題，有些甚至是無(wú)法解決的。

1、半剛性基層的最大問(wèn)題是收縮開(kāi)裂，它將導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫，并進(jìn)一步引起：（1）裂縫進(jìn)水導(dǎo)致瀝青層與基層界面從連續(xù)狀態(tài)變成滑動(dòng)狀態(tài)和使基層、底基層、路基水分狀況發(fā)生變化，承載力迅速降低；（2）車輛從裂縫一側(cè)到達(dá)另一側(cè)，使路面裂縫處發(fā)生大的應(yīng)力突變，形成很大的剪應(yīng)力和表面拉力。加劇瀝青路面破壞。二、半剛性基層瀝青路面問(wèn)題分析

第七頁(yè)，共42頁(yè)。2、半剛性基層非常致密，基本上是不透水材料，一旦水進(jìn)入路面并到達(dá)基層后，難以排出。水分集聚在瀝青層和基層界面，在車輛荷載的反復(fù)作用下，基層表面沖刷，并產(chǎn)生唧泥，導(dǎo)致路面的破壞。

半剛性基層瀝青路面的反射裂縫和內(nèi)部排水性能差及基層表面易沖刷是其致命的弱點(diǎn)。二、半剛性基層瀝青路面問(wèn)題分析

第八頁(yè)，共42頁(yè)。

3、半剛性基層具有很好的整體性，但在使用過(guò)程中，路面進(jìn)水后，半剛性基層在長(zhǎng)期流水和多次凍融循環(huán)作用下，其板體結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸破壞、產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性損壞。半剛性基層由整體向大塊、小塊、碎塊變化，按整體結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)路面是偏于不安全的。

二、半剛性基層瀝青路面問(wèn)題分析

第九頁(yè)，共42頁(yè)。

4、半剛性基層瀝青路面對(duì)重載車輛具有更大的軸載敏感性。在計(jì)算拉應(yīng)力時(shí)，柔性基層的軸載換算按4次方計(jì)算，而半剛性基層是8次方計(jì)算（實(shí)際上，很可能是12-15次方）軸載增大1倍，柔性基層換算軸次增大16倍，半剛性基層換算軸次增大256倍（甚至212=4096倍）超載對(duì)半剛性基層瀝青路面的危害遠(yuǎn)大于柔性基層瀝青路面。二、半剛性基層瀝青路面問(wèn)題分析

第十頁(yè)，共42頁(yè)。

5、半剛性基層損壞后沒(méi)有愈合能力，且難以修補(bǔ)。半剛性基層一旦破壞，使無(wú)可救藥，除了挖除重建外，別無(wú)它法。半剛性基層瀝青路面的維修只能是“開(kāi)膛破肚”式進(jìn)行。這是半剛性基層瀝青路面使用過(guò)程中，面臨的一大難題。二、半剛性基層瀝青路面問(wèn)題分析

第十一頁(yè)，共42頁(yè)。

6、半剛性基層瀝青路面難以跨年度施工。無(wú)論是直接暴露或是鋪一層瀝青面層過(guò)冬，都避免不了發(fā)生橫向收縮裂縫，從而為瀝青路面產(chǎn)生反射裂縫留下隱患。半剛性基層暴露可能凍酥，影響強(qiáng)度形成。在季節(jié)性冰凍地區(qū)，半剛性基層的凍融損壞幾乎難以避免。二、半剛性基層瀝青路面問(wèn)題分析

第十二頁(yè)，共42頁(yè)。

半剛性基層瀝青路面的致命弱點(diǎn)——路面開(kāi)裂縫、進(jìn)水且難以排走，對(duì)重載敏感性大。

思考：既然半剛性基層瀝青路面具有上述種種問(wèn)題，甚至有些問(wèn)題是致命的。為什么一直沿用至今，難以改變？

這是中國(guó)國(guó)情所定的，是我國(guó)公路建設(shè)發(fā)展歷史的必然結(jié)果。二、半剛性基層瀝青路面問(wèn)題分析

第十三頁(yè)，共42頁(yè)。2、20世紀(jì)70年代的發(fā)展情況1、20世紀(jì)60年代的發(fā)展情況三、半剛性基層瀝青路面的發(fā)展歷史3、20世紀(jì)80年代后的發(fā)展情況第十四頁(yè)，共42頁(yè)。

1、20世紀(jì)60年代——采用石灰穩(wěn)定土基層渣油表面處治（渣油是一種質(zhì)量很差、蠟含量很高的石油煉制過(guò)程中付產(chǎn)品）

主要解決公路晴天揚(yáng)塵、雨天泥濘的問(wèn)題。

2、20世紀(jì)70年代——采用水泥、石灰、粉煤灰等無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料半剛性基層和貫入式瀝青路面、上拌下貫式瀝青路面及半開(kāi)級(jí)配瀝青碎石瀝青路面。

加快了公路路面“黑色化”，使我國(guó)公路瀝青路面使用水平有了顯著改善。三、半剛性基層瀝青路面的發(fā)展歷史第十五頁(yè)，共42頁(yè)。

3、20世紀(jì)80年代后——大量采用半剛性基層瀝青路面（1）隨著改革開(kāi)放，國(guó)民經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，交通量迅速增加，開(kāi)始大量修建二級(jí)公路、一級(jí)公路和高速公路。瀝青面層逐步向?yàn)r青混凝土發(fā)展，半剛性基層和底基層的強(qiáng)度也隨之要求增加。（2）國(guó)產(chǎn)瀝青難以滿足蓬勃發(fā)展高速公路建設(shè)形勢(shì)，大量依賴國(guó)外進(jìn)口瀝青，經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)沉重，難以采用國(guó)外使用的柔性基層瀝青路面。三、半剛性基層瀝青路面的發(fā)展歷史第十六頁(yè)，共42頁(yè)。

（3）80年代末，“七五”國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目“半剛性基層重交通道路瀝青路面及抗滑表層成套技術(shù)”的成果，成為半剛性基層瀝青路面設(shè)計(jì)和施工的重要技術(shù)依據(jù)。

半剛性基層瀝青路面成為中國(guó)瀝青路面結(jié)構(gòu)的主要形式，并幾乎成為包括高速公路在內(nèi)的唯一結(jié)構(gòu)形式——為我國(guó)瀝青路面的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。三、半剛性基層瀝青路面的發(fā)展歷史第十七頁(yè)，共42頁(yè)。2、國(guó)外與我國(guó)使用情況的區(qū)別1、國(guó)際上20世紀(jì)70年代以前的使用情況四、國(guó)外半剛性基層瀝青路面使用狀況第十八頁(yè)，共42頁(yè)。四、國(guó)外半剛性基層瀝青路面使用狀況

1、國(guó)際上20世紀(jì)70年代以前，半剛性基層瀝青路面曾得到廣泛應(yīng)用。

目前柔性基層與全厚式瀝青路面已成為路面的主流。

國(guó)際上路面結(jié)構(gòu)類型的轉(zhuǎn)變，應(yīng)當(dāng)引起我們認(rèn)真的思考——在軸載，交通量日益增大的今天，中國(guó)公路仍唯一的采用半剛性基層瀝青路面，是否合適？

第十九頁(yè)，共42頁(yè)。

2、國(guó)外半剛性基層瀝青路面普遍使用在低交通量公路上，且在使用上與我國(guó)有很大區(qū)別。

（1）國(guó)外半剛性材料主要用于加強(qiáng)路基，而我國(guó)將其作為主要的承重層。

國(guó)外瀝青路面的承重層，不僅包括基層，更主要是依靠瀝青層。

我國(guó)將瀝青層作為功能層，國(guó)外除了將瀝青層作為功能層，更主要是承重層。

四、國(guó)外半剛性基層瀝青路面使用狀況第二十頁(yè)，共42頁(yè)。

（2）國(guó)外半剛性基層瀝青路面的基層材料的強(qiáng)度一般不太高，水泥用量少，7d設(shè)計(jì)強(qiáng)度一般在3Mpa左右。

我國(guó)半剛性基層強(qiáng)度過(guò)高，甚至有些地方認(rèn)為強(qiáng)度越高越好，導(dǎo)致鋪筑瀝青層之前開(kāi)裂現(xiàn)象十分嚴(yán)重。

四、國(guó)外半剛性基層瀝青路面使用狀況第二十一頁(yè)，共42頁(yè)。

（3）水泥穩(wěn)定碎石基層上經(jīng)常設(shè)置級(jí)配碎石層作為過(guò)渡層，以減少反射裂縫和利于排水。

我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范也提到這種路面結(jié)構(gòu)，然而由于這種路面結(jié)構(gòu)難以滿足設(shè)計(jì)彎沉的要求，得不到采用。

四、國(guó)外半剛性基層瀝青路面使用狀況第二十二頁(yè)，共42頁(yè)。

3、國(guó)外瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常對(duì)路基和基層提出起碼的要求（例如路基豎向壓應(yīng)變＜200με）瀝青層作為承受彎拉應(yīng)力的主要承重層（瀝青面層的彎拉應(yīng)變＜70με）

——意味著瀝青層的厚度是至關(guān)重要的，只要路基、基層滿足一定的要求，路面破壞就是瀝青層不足。

四、國(guó)外半剛性基層瀝青路面使用狀況第二十三頁(yè)，共42頁(yè)。

我國(guó)半剛性基層瀝青路面設(shè)計(jì)時(shí)，假定瀝青層的厚度，以基層或底基層作為計(jì)算層進(jìn)行結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算。

——意味著瀝青層只起到功能作用，厚度無(wú)關(guān)緊要，甚至認(rèn)為瀝青層越厚，彎沉越大，反而沒(méi)有好處。半剛性基層是承重層，路面承受的荷載大、交通量大就需要加強(qiáng)基層強(qiáng)度（剛度）和厚度，路面破壞意味著基層破壞。四、國(guó)外半剛性基層瀝青路面使用狀況第二十四頁(yè)，共42頁(yè)。2、技術(shù)引進(jìn)促進(jìn)跨越式發(fā)展1、我國(guó)瀝青路面結(jié)構(gòu)問(wèn)題五、改善我國(guó)瀝青路面使用狀況的思考

3、瀝青路面結(jié)構(gòu)問(wèn)題放眼看世界4、改變單一使用方法第二十五頁(yè)，共42頁(yè)。

1、我國(guó)高速公路采用的半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)在繁重交通及施工質(zhì)量等因素的影響下，出現(xiàn)了早期破壞，提前達(dá)到了使用壽命。大部分路面是由于基層的損壞，而使路面成為結(jié)構(gòu)性破壞，無(wú)法通過(guò)瀝青面層的維修得到解決。大修往往是“開(kāi)膛破肚”式的作業(yè)，工程量十分浩大，相當(dāng)于重鋪路面，這是一個(gè)使我國(guó)道路工作者十分困惑的難題。

五、改善我國(guó)瀝青路面使用狀況的思考第二十六頁(yè)，共42頁(yè)。

2、張春賢部長(zhǎng)在全國(guó)交通工作會(huì)議上談到設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)指出：“要有針對(duì)性地引進(jìn)國(guó)外成熟的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。科研成果是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，是人類文明的結(jié)晶，我們要善于借鑒一切先進(jìn)的科研成果。在公路建設(shè)和管理領(lǐng)域、國(guó)與國(guó)之問(wèn)技術(shù)問(wèn)題及解決方法具有很多共性。發(fā)達(dá)國(guó)家研究早、實(shí)踐早、積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，許多技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范屬于政府所有，沒(méi)有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的障礙，我們要把技術(shù)引進(jìn)作為公路交通實(shí)現(xiàn)新的跨越式發(fā)展的重要手段”這一段話為我國(guó)公路路面早期損壞指出了方向。

五、改善我國(guó)瀝青路面使用狀況的思考第二十七頁(yè)，共42頁(yè)。

3、在瀝青路面結(jié)構(gòu)問(wèn)題，我們也需要放眼世界。

國(guó)際上的高速公路和重交通公路，大量使用柔性基層瀝青路面，現(xiàn)在又出現(xiàn)了永久性路面或長(zhǎng)壽命瀝青路面。

該種路面的使用壽命可達(dá)到40-50年；

最新的研究發(fā)現(xiàn)：該種路面瀝青層厚度超過(guò)一定厚度時(shí)，良好材料組成和施工的路面可避免傳統(tǒng)的瀝青層底開(kāi)裂和結(jié)構(gòu)性車轍。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)軸次超過(guò)一定次數(shù)后，瀝青層厚度無(wú)須增加。

五、改善我國(guó)瀝青路面使用狀況的思考第二十八頁(yè)，共42頁(yè)。

該種路面最大特點(diǎn)是確保路面各類損壞控制在路面頂部（25~100mm）范圍內(nèi)，如自上向下的溫度疲勞開(kāi)裂、車轍、表面磨耗與瀝青老化等都限制在磨耗層內(nèi)。表面層的損壞只需通過(guò)銑刨和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)就可以解決。

—意味著這種瀝青路面在使用年限內(nèi)不需要大的結(jié)構(gòu)性重修或重建，并企圖無(wú)限期地使用下去。五、改善我國(guó)瀝青路面使用狀況的思考第二十九頁(yè)，共42頁(yè)。

4、我國(guó)應(yīng)改變目前單一使用半剛性基層瀝青路面的狀況，使不同路面結(jié)構(gòu)得到合理的使用。

—對(duì)現(xiàn)有的半剛性基層瀝青路面應(yīng)進(jìn)行再認(rèn)識(shí)，努力克服其不合理的一些因素，使其得到改進(jìn)，更加完善；

—開(kāi)始考慮在中國(guó)適當(dāng)?shù)匕l(fā)展柔性基層瀝青路面的結(jié)構(gòu)形式。探討該種路面在我國(guó)各地高速公路中使用的可行性，改進(jìn)我國(guó)瀝青路面結(jié)構(gòu)單一的問(wèn)題。五、改善我國(guó)瀝青路面使用狀況的思考第三十頁(yè)，共42頁(yè)。4、國(guó)外常見(jiàn)的柔性路面結(jié)構(gòu)組成2、部分國(guó)家使用的主要瀝青路面結(jié)構(gòu)六、國(guó)外柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介3、部分國(guó)家或單位采用的設(shè)計(jì)指標(biāo)1、國(guó)外路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)年限6、永久性路面的特點(diǎn)5、永久性路面產(chǎn)生的背景7、永久性路面對(duì)結(jié)構(gòu)層材料的要求8、基于力學(xué)分析的設(shè)計(jì)方法第三十一頁(yè)，共42頁(yè)。20～4030～4020～4020～4030～404030～4030～50設(shè)計(jì)年限澳大利亞加拿大日本南非法國(guó)英國(guó)德國(guó)美國(guó)（AASHTO93）國(guó)家1、國(guó)外路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)年限六、國(guó)外柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介第三十二頁(yè)，共42頁(yè)。

√中國(guó)√（輕交通）√√加拿大√√√德國(guó)√√日本√√（中、輕交通）√美國(guó)√(貧水泥混凝土)√（中、輕交通）√英國(guó)√(水穩(wěn)碎石)√√法國(guó)薄瀝青層厚粒料基層厚瀝青層下臥底基層半剛性基層混合式全厚式粒料基層主要路面結(jié)構(gòu)國(guó)家2、部分國(guó)家使用的主要瀝青路面結(jié)構(gòu)

六、國(guó)外柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介第三十三頁(yè)，共42頁(yè)。※※俄羅斯※※※法國(guó)※※※比利時(shí)※※諾丁漢大學(xué)※※※※南非※※日本※※※澳大利亞※※※SHELL補(bǔ)強(qiáng)※※※AI路表彎沉永久變形粒料層剪切應(yīng)力路基頂面壓應(yīng)變穩(wěn)定粒料層拉應(yīng)力瀝青層疲勞機(jī)構(gòu)

3、部分國(guó)家或單位采用的設(shè)計(jì)指標(biāo)六、國(guó)外柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介第三十四頁(yè)，共42頁(yè)。4、國(guó)外常見(jiàn)的柔性路面結(jié)構(gòu)組成六、國(guó)外柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介第三十五頁(yè)，共42頁(yè)。國(guó)外常見(jiàn)的柔性路面結(jié)構(gòu)組成六、國(guó)外柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介第三十六頁(yè)，共42頁(yè)。5、永久性路面產(chǎn)生的背景

重載交通給歐洲瀝青路面帶來(lái)的挑戰(zhàn)表現(xiàn)在以下方面：（1）重載交通量的增加、重載軸載增加；（2）慢速交通產(chǎn)生了更大的路面應(yīng)力；（3）高壓輪胎引起作用應(yīng)力的增加；（4）道路磨光加速。六、國(guó)外柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介第三十七頁(yè)，共42頁(yè)。6、永久性路面的特點(diǎn)

（1）在總費(fèi)用上：初期修建費(fèi)很高，日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)較少，總費(fèi)用效益比最大；（2）在設(shè)計(jì)年限上：至少40年；