公路沥青路面组合设计

柔性路面设计包括三大部分，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、路基等几部分组成。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。故我们首先需要了解各个结构层的特点和要求。

（一）沥青面层

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、沥青表面处治五种类型。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8-14。

表8-14　路面类型的选择

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8-14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.沥青面层厚度

沥青面层的厚度选择应与公路等级有关。表8-15是对应不同公路等级的沥青厚度推荐值。

在路面结构组合设计中，沥青面层存在着最小厚度，如果沥青面层太薄，就不能独立地作为一个结构层，这不仅不能满足路面的力学性能要求，而且给施工也带来不便，可参见表8-17。

表8-15　半刚性基层上沥青层推荐厚度

（二）基层、底基层

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。基层有时可分两层铺筑，其上层仍称基层，下层则称底基层。

1.一般规定

（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、底基层的技术要求，选择技术可靠、经济合理的基层、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7d龄期的无侧限抗压强度试验确定。

（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JTJ034—93《公路路面基层施工技术规范》的规定。

2.基层、底基层的分类

基层、底基层根据材料性质的不同，其具体分类见表8-16。(www.xing528.com)

表8-16　基层、底基层的分类表

从表8-16中可以看出，对于高速公路、一级公路应采用水泥或石灰、粉煤灰稳定料类半刚性基层，以增强基层的强度和稳定性，减少低温收缩裂缝。条件允许时，底基层宜采用水泥或石灰、粉煤灰或石灰稳定各种集料或土类作半刚性基层。若当地石料分丰富，也可采用级配碎石或填隙碎石或天然砂砾等粒料做底基层。当采用半刚性基层有困难时，可选用热拌或冷拌沥青碎石混合料或沥青贯入式碎石做柔性基层。

（三）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：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、四级公路的垫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。

（四）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和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。结构层最小厚度见表8-17。

表8-17　结构层最小厚度

2.在各种自然因素作用下稳定性好

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。表8-18为路面防冻最小厚度推荐值。

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。

表8-18　路面防冻最小厚度