[沥青稳定基层路面结构设计综述]公路沥青路面基层施工技术规范

　　中图分类号：U416.217 文献标识码：A　　摘要：通过多年的实践以及总结, 沥青稳定基层路面结构设计在国内外的研究中都有很大的成就。对我国沥青稳定基层路面结构设计进行探讨，对解决我国高等级道路多种问题，具有很大的理论和现实意义。
　　关键词：沥青；基层路面结构；综述
　　20世纪70年代之前，半刚性基层沥青路面的使用相当普遍，由于半刚性基层沥青路面存在缺点，限制了其使用和发展。后来，全厚式和柔性基层沥青路面迅速发展，成为主流。在公路运行车辆的时候，路面结构就是进行直接与车辆接触的部位, 路面结构是否耐久、是否抗滑和平整都直接影响着车辆能否高速并且安全的运行,对交通运输的经济和社会效益有着直接的影响。在路面设计理论已经有百年历史，经历了“古典法-经验法-力学法”这样的过程，目前世界上大多采用经验法和力学法两种方法。本文通过对国内外沥青路面结构设计进行分析,说明对沥青稳定基层路面结构设计进行研究的必要和可行性。
　　一、对国内外沥青稳定基层路面结构设计区别的探讨
　　主要包括对设计思想、设计寿命和指标设计的不同。
　　第一，设计思想。根据国外沥青稳定基层路面结构设计的理念，沥青路面至少能够使用几十年，因此应该采用比较厚的柔性路面，减少层底开裂和结构性车辙。那么即便是基层路面出现表面损坏，达到不可容忍的水平的时候，最经济、实用并且有效的方法，就是磨掉损坏的顶层，重铺沥青，此时表面材料还可以实现再利用。我国就不同，我国现行半刚性沥青稳定基层路面结构设计的思想，基础是把基层做为承重层，只要出现了弯沉超过标准，也就是说路面发生了结构性破坏，那么也就是说基层也发生了破坏。
　　第二，设计寿命。国外沥青稳定基层路面结构设计的使用年限取值在设计年限长短和考虑方式上都不同。在英国，年限为20年或者是40年，一般年限假定为40年，前提是要保证路面养护和维修。在德国，一般为20年，但通常只谨慎的取10年，反应了这个民族的特点。在澳大利亚，一般年限为20—25年。在日本，年限为10年，但是实际使用往往超过20—30年。在美国，由于气候和管理水平的不同，所以不做具体规定，实际上一般是10—20年。在我国，一般为15年，许多使用几年都会出现大的问题。
　　第三，指标设计。在国外，一般使用回路评价指标、弯沉指标和检验施工均匀性指标。主要采用力学设计方法设计，标准是土基顶面垂直压和层底弯拉应变，指标设计思想基本相同。我国一般采用基层层底拉应力以及路表弯沉，一般情况下，各层的拉应力又基本上起不了控制作用，唯一指标似乎成了表面弯沉。导致了弯沉过小，半刚性基层强度过大，道路开裂极其严重，排水困难十足，对路面造成很大的损坏。
　　二、目前沥青稳定基层路面结构设计综述
　　（一）目前国外沥青稳定基层路面结构设计综述
　　主要是经验法和力学-经验法。经验法是指对实验和使用道路的观察，测量，研究荷载、路面性能和结构的关系，著名的有CBR（承载比）法和AASHTO（柔性路面设计法）。而力学-经验法主要包括Shell设计法和美国地沥青协会（AI）法。力学-经验法分析路面结构在载荷以及环境下的力学响应，利用其与各种损坏模式之间性能模型，进行沥青稳定基层路面结构设计。
　　在英国，主要是柔性基层沥青路面设计，它的沥青稳定基层路面，是由粒料底和沥青面层青稳定基层组成的。英国TRL(Transport Research Laborator)机构，根据多年研究，提出新的HD26结构设计曲线，提高设计年限为40年，最小沥青厚度不得低过20cm。
　　法国一般采用半刚性的基层沥青路面，主要有两种设计方法，一种是组合结构，另一种是复合式结构。在德国，有与法国相似的半刚性基层沥青路面的结构，柔性基层沥青路面结构正是级配碎石和沥青混凝土的组合。后来由于美国全厚式路面结构的经验，德国用薄的结构层替代厚碎石层。将路面结构形式分为三层，分别是沥青、承重和沥青联层。
　　在日本，主要采用CBR法计算厚度，典型结构是集面层、级配碎石下基层、沥青稳定基层、未筛碎石底基层为一体，对于交通量小道路而言，沥青可以直接铺筑于级配碎石，然而对于交通量大道路，基层是沥青稳定材料。在美国，20世纪五六十年代的时候，就提出了AASHTO（柔性路面设计法），当时共有四种基层，包括碎石、水泥处治、砾石和沥青处治基层。
　　目前，美国主要以柔性基层沥青路面为基本路面结构，半刚性只在印第安出现，是比较少见的路面结构，尽管有些路面结构仍使用半刚性材料，但是只是作为地基层。美国的柔性基层沥青稳定基层路面结构设计形式种类很多，主打全厚式和下卧粒料基层。70年代后基本上舍弃了半刚性，而新建道路基本上全厚式和厚沥下卧粒料基层成主要沥青稳定基层路面结构设计形式。还有一种比较特殊的长寿命沥青路面。它是在20世纪末期基于年限总费原则而提出的，已经成为了世界各国路面研究热点。
　　（二）目前国内沥青稳定基层路面结构设计综述
　　我国的沥青稳定基层路面结构设计主要采用的是力学-经验法，这种路面结构主要采用了SHELL的设计方法，将路面看作多层弹性体系。以泊松和弹性模具为表面特征，可以根据查表、实测以及室内试验求得。早期研究表明，我国曾使用柔性路面设计，石灰或者柔性材料为主，但是随着社会发展，已经不能适应国内沥青路面状况，据悉，最近的几个实体工程、结构和正在建高等级公路的表明, 半刚性基层才我国沥青路面的最合适的结构, 造成很大的经济损失。同时,不同设计人员结构组合差别比较大,一条路,不同设计单位结构相差也比较大。因此, 要根据实际情况，结合设计以及施工的经验, 提出各个适合地区特性的结构,不要定向思维，盲目不知变通，对路面结构设计知识和方法也要更新很进步。
　　此外，也有研究表明，柔性基层才是王道。在大粒径沥青稳定碎石柔性基层方面，我国也是硕果累累，首先，开始了其设计指标和标准探讨，对指标影响因素进行了分析。其次是利用马歇尔和GTM法设计其混合料，并作出了比较。再者是证明其低温抗裂性要优于半刚性基层沥青路面。然后研究了其抗疲劳性能，预估了其疲劳寿命。最后，证明了其抵抗反射裂缝以及高温稳定性能等。
　　沥青稳定基层路面结构设计是涉及面广,相当值得研究的问题，我们需要不断的进行深入研究，总结其中的经验，纠正不足之处，才能逐步完善，使其更好的为我国现代化贡献。
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