路面设计的目标是通过合理的设计方法使得道路在设计使用年限内能够提供安全、舒适、快捷的服务。然而，目前我国高速公路沥青路面普遍存在着初、早期破坏，且主要破坏型式同上个世纪90年代以前轻交通状况下相比已发生了一定的变化。过去，沥青路面损坏主要包括龟裂、车辙、低温开裂等，这也是路面设计时重点控制的损坏类型。但是，随着路面结构强度的提高和路面损坏期的提前，这些传统损坏出现得越来越少，有些已经不再出现，而目前出现的损坏，不论是其形态还是原因都十分不同。所以，按照传统理论来加强路面结构是没有效果的，甚至有时还适得其反[1]。
路面在使用实践中所暴露的大量问题，使得道路工作者们不得不对现有的路面设计理论、设计方法及设计指标进行反思。实际上，目前大量出现的路面早期损坏是现行理论和规范所难以做出更深解释的。虽说设计方法基于力学，但分析的范围和所考虑的主要受力方式，相对于目前复杂的荷载状况而言却过于简单[1]。对于不同的路面结构，对其使用性能变化规律的认识不够清楚，更缺少定量的研究；因此，我们必须用发展的眼光对重交通路面的损坏原因、机理重新进行认识，及时掌握新条件下的新变化，通过路面的合理化设计来控制路面的主要破坏型式，从而真正达到路面设计的目的。
1 我国沥青路面设计指标的分析
纵观我国建国以来的各版公路柔性（沥青）路面设计规范,在设计方法和指标方面的思想是一脉相承的,都以路表弯沉作为主要设计控制指标。但是随着高速公路建设的不断发展，路表弯沉指标也表现出诸多的局限性。
1.1 高速公路沥青路面主要破坏型式
路面设计的目标就是通过合理的设计方法使得道路在设计使用年限内能够提供安全、舒适、快捷的服务。然而，目前我国高速公路沥青路面普遍存在着初、早期破坏，且主要破坏型式同上个世纪90年代以前轻交通状况下相比已发生了一定的变化。高等级沥青路面的主要破坏形式可以归纳为以下几个方面：①由于路基不均匀沉降导致的路面下陷和开裂；②车辙破坏；③沥青面层的水损害；④半刚性基层沥青路面反射裂缝破坏；⑤沥青路面的结构性破坏。因此，有必要通过路面的合理化设计来控制路面的主要破坏型式，从而真正达到路面设计的目的。
1.2 路表弯沉指标的适用性
经过长时间的研究，维姆（Hveem）于1955年发表了《路面弯沉和疲劳破坏》一文，这篇被Monismith誉为路面领域内最重要的论文阐述了路面弯沉和路面疲劳损坏间的关系，对后来采用分析方法预测路面疲劳开裂的研究产生了非常重要的影响。路表弯沉遂成为路面设计的一个重要指标，受到各国研究人员的青睐，甚至得到了不恰当的延拓[2]。在我国的沥青路面规范中路表弯沉也成为路面设计的一个关键性控制指标。路表弯沉指标主要具有以下优点：
(1) 弯沉指标的突出优点是其直观性和可操作性，它建立在大量实测数据统计回归的基础上，对于交通不太繁重，结构层较薄情况（控制沉陷为主）是较适用的，但对繁重交通，路面结构较厚情况(控制疲劳和开裂为主)下其适用性降低；
(2) 在路面结构单一的中、轻交通时代，该指标既可表征路面结构的整体变形，也可用于表征路面结构的整体刚度。
然而，随着公路建设规模的扩大和道路等级的提高，路表弯沉也暴露出了以下主要缺点：
(1) 弯沉指标同路面结构主要破坏型式没有必然关系，该指标控制的目标不明确；
(2) 重载交通时代路面结构繁多，经验性的路表弯沉指标无法反映路面结构各层次的破坏特征；
(3) 路表弯沉主要来源于土基的变形，且受气候环境条件影响颇大，尤其是路面结构内部的干湿状况，若用该指标来对不同路面结构强度的评定显得缺乏说服力；
(4) 规范针对特定的破坏类型设置了相应的单项控制指标，形成了综合设计指标和单项设计指标并存的局面，当进行结构组合和材料选用的设计时, 两者之间将出现兼容性和协调性的问题。
综上所述，路表弯沉指标显然已经无法适应当今重载交通时代路面设计的要求，寻求新的沥青路面设计控制指标是摆在我国道路工作者面前的一项艰巨任务。
1.3沥青路面结构设计与材料设计指标的相容性
目前，我国沥青路面的结构设计与路面材料设计基本上是相脱离的。由于种种原因，路面材料的抗压模量设计取值往往带有很大的随意性，同样是水泥稳定粒料，设计值却差别很大，例如同属广东省的广肇、佛开高速公路设计值很小，只有500Mpa，而广珠西却为1600MPa。对于同种材料(6%水泥稳定碎石或石屑)在相同施工水平和要求条件下，设计取值的过大差异，对于保证路面施工质量是不易的，同时在设计上可能也是不经济的或是太冒险。此外，路面结构设计与材料组成设计相容性较差，还表现在以下几个方面：
(1) 路面材料强度测试中的受力模式与其在道路应用中的实际受力情形相差较远；
(2) 路面材料性能评价指标与其实际路用性能之间的对应关系不明确；
(3) 结构设计阶段采用的材料设计参数指标与实际施工时路面材料配合比设计、质量检测指标不一致。
2 沥青路面合理结构型式的分析
当前，我国高速公路沥青路面普遍存在初期建设费用较低，而车辙、水损害、开裂、泛油等早期破坏严重的现象。无需赘言，出现上述早期病害的主要原因固然与沥青混合料均匀性差、材料质量良莠不齐、施工质量达不到要求、养护不及时等因素有关，但与路面结构组合设计本身存在缺陷也不无关系。我国沥青路面结构有其自身的特点，这是我国国情所决定的，是公路建设发展历史的必然结果。
2.1 我国公路沥青路面结构型式分析
进入20世纪80年代，由于交通量迅速增长，我国开始修建二级公路、一级公路，沥青面层逐步向沥青混凝土发展，基层和底基层的强度要求也随之增加，特别是当高速公路的出现时，我国的沥青缺乏和路面承载能力低的问题逐渐突出起来。正是在当时这种形势下，半刚性基层基于其较好的板体性能、较高的承载力及良好的经济性等优点，使得半刚性基层沥青路面成为我国沥青路面结构的主要型式，并几乎成为高速公路沥青路面的唯一结构型式。无可否认，这种路面结构为我国沥青路面的发展做出了巨大的贡献。但是，近年来许多沥青路面发生的严重早期损害，使得人们不得不对此结构提出一些质疑，如半刚性基层的收缩开裂会引起沥青路面的反射裂缝，半刚性基层沥青路面对重载车来说具有更大的轴载敏感性，以及半刚性基层损坏后没有愈合的能力且无法进行修补等。基于此，现在许多单位和学者开始主张在中国也大量地发展柔性基层沥青路面的结构型式。对此，我们绝不能“人云亦云”，而必须用辩证的否定观来分析问题。首先，我们毕竟还是发展中国家，经济承受能力虽然已经有了很大的增长，但仍然还处于一个不高的水平。从路面结构方面说，半刚性基层造价低的特点仍然是其它路面结构所无法比拟的。长期以来我国遵循“强基薄面”的方针，铺筑的是沥青层较薄的半刚性基层沥青路面，这一点已经深入人心，要想一下子得到改变是不现实的，也是不合理的。即使采用了柔性基层沥青路面也不见得就没有问题了，所以我们不可能一下子都改成柔性基层沥青路面，将半刚性基层沥青路面全盘否定，而要有一个对半刚性基层沥青路面的再认识和对柔性基层沥青路面的研究和熟悉的过程[2]。[本文共有 2 页，当前是第 1 页] <<上一页 下一页>>
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