沥青路面施工与养护规范

行车荷载和自然因素对路面的影响，随路基深度的增加而逐渐减弱，因此，对路面材料的强度、抗变形能力和稳定性的要求也随路基深度的增加而逐渐降低。为了充分利用当地材料、降低造价及满足路面的使用要求，按照路面功能、受力状况、土基支承条件和自然因素的影响程度，路面结构可分为若干层次：面层、基层、底基层和垫层。

1.面层

面层是直接承受车轮荷载反复作用和自然因素影响的结构层，它承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降水的侵蚀和气温变化的影响。因此，为了给汽车运输提供安全、快速、舒适的行车条件，沥青面层应具有坚实、平整、抗滑、耐久的品质，同时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。沥青面层可以分为单层、双层或三层。双层结构分为表面层、下面层；三层结构分为表面层、中面层、下面层。设计时，应根据公路等级与使用要求、气候特点、交通条件、结构层功能等因素，结合沥青层厚度和当地实践经验，合理地选择各结构层的沥青混合料类型，但在各沥青层中应至少有一层为密级配沥青混合料。抗滑面层宜选用SMA、ACC，有条件时可用OGFC。热拌沥青混合料面层应根据公路等级、交通组成、交通量、气候条件、路面结构类型等实际情况，选用层厚。

当采用半刚性基层路面结构时，高速公路沥青层适宜厚度为150～200 mm。

当采用柔性基层路面结构时，面层可选用100 mm或120 mm厚的两层式，其下设沥青混合料基层或级配碎石基层、底基层。

当采用混合式沥青路面结构时，高速公路、一级公路最小层厚不得小于100 mm。

（1）沥青面层常用材料。

高速公路沥青面层可用的沥青混合料类型有密级配沥青混凝土、SMA和OGFC。密级配沥青混凝土混合料适用于各级公路沥青面层的任何层次。密级配沥青混凝土分为粗型和细型。粗级配以粗集料为主，具有表面粗糙、构造深度较大、抗车辙性能较好等特点，适用于多雨炎热、交通量较大地区的表面层，中下面层也可以采用，以提高抗车辙能力。细级配因细料较多，施工和易性较好，水稳定性、低温抗裂性及抗疲劳性能等较好。但是，其表面致密，构造深度小，可以用于抗疲劳结构层或干旱少雨、交通量较小、气候严寒地区的公路。SMA是指由改性沥青、矿粉纤维及少量细集料组成的玛蹄脂填充间断级配的粗集料碎石骨架间隙而形成的一种混合料，或者说是由沥青玛蹄脂和互相嵌挤的粗集料骨架两部分组成的。SMA的特点可以归纳为“三多一少”，即粗集料多、矿粉多、沥青结合料多、细集料少。由于其采用了优质材料和间断级配，虽初期投资较大，但混合料的使用性能全面提高，除了具有较高的高温抗车辙能力之外，同时还兼具良好的低温抗裂性能、疲劳耐久性和良好的表面功能，是沥青路面面层的首选材料。

SMA适用于铺筑新建公路的表面层、中面层或旧路面加铺磨耗层。OGFC混合料是一种间断开级配沥青混合料，设计空隙率为20%左右，一般用于旧路面罩面或新设计的路面表层。为了保证OGFC混合料矿料之间的黏结性、抗老化性，一般要求采用高黏度的改性沥青，因此OGFC混合料具有很高的黏结力和内摩擦力，以及显著的高温抗车辙能力。高速行车、多雨潮湿、不易被尘土污染、非冰冻地区适宜铺筑OGFC。

热拌沥青碎石适用于二级及二级以下公路的面层、柔性路面的上基层以及调平层。乳化沥青碎石混合料适用于三级、四级公路的沥青面层，二级公路养护罩面以及各级公路的调平层。沥青贯入式碎石（含上拌下贯式）适用于二级及二级以下公路的沥青面层。沥青表面处治适用于三级、四级公路的面层，旧沥青面层上加铺罩面或抗滑层、磨耗层等。

（2）沥青面层结构设计。

表面层是与气候环境和行车荷载直接接触的结构层，要求平整、密实、抗滑耐磨、抗车辙、抗老化等。对于路线平纵线形不良路段，宜选用ACC、SMA等；对于气候炎热、多雨潮湿地区，也可选用OGFC。且沥青混合料的级配公称最大粒径与沥青层的厚度相匹配，常用的公称最大粒径为13 mm或16 mm。中、下面层承受从表面层传递下来的荷载，车辆荷载的剪应力在距路表4～6 cm处达到最大，且此范围内的路面温度高，所以中、下面层应具有良好的高温抗车辙能力。

此外，与基层模量相差较大的下面层还需要具有良好的抗疲劳开裂能力。中面层可选用粗型密级配、SMA高性能沥青混凝土等级配类型的混合料，如SMA-20、AC-20C、SUP-19等。对于采用多孔沥青混合料的路面而言，尽管下卧层采用的密级配沥青混凝土可以起到较好的防水作用，但毕竟还存在一定的空隙，当雨水渗入表层后，大部分水分通过表层内部的连通孔隙排向路面边缘，但仍有部分水分会继续向下渗透，因此，必须在排水表层下做防水层防止雨水下渗。为了保证下卧层的密水性，下卧层的压实度必须达到现行规范中对压实度的要求，平整度也要满足施工检测要求。因为大空隙率沥青混合料表面层与下层的接触面积比一般沥青混凝土小，所以必须设置防水黏结层以增强层间的黏结力，以兼顾防水与黏结的作用。我国通常用SBS改性乳化沥青，日本采用橡胶改性乳化沥青。

2.基层、底基层

基层设置在面层之下，并与面层一起将车轮荷载的作用传递到底基层、垫层、土基。基层是沥青路面结构中的主要承重层。它应具有足够的强度和刚度，并应具有良好的扩散应力的能力。基层遭受大气因素的影响虽然比面层小，但是仍然有可能受地下水和通过面层渗入雨水的浸湿，所以基层结构应具有足够的水稳性。在冰冻地区，基层结构还应具有一定的抗冻性。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。同时为了保证面层的平整度，基层也要求具有足够的平整度。底基层设置在基层之下，并与面层、基层一起承受车轮荷载的反复作用，起次要承重作用。基层、底基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两层。当基层或底基层较厚需分两层施工时，可分别称为上基层、下基层，或上底基层、下底基层。

（1）基层、底基层材料。

基层、底基层按照材料的力学特性可分为半刚性类、刚性类、柔性类；按照结合料种类可分为结合料稳定类和无结合料类，其中，结合料稳定类又可分为有机结合料稳定类和无机结合料稳定类；按混合料结构状态可分为骨架密实型、骨架空隙型、悬浮密实型和均匀密实型。

①半刚性基层、底基层的材料有水泥稳定类、二灰稳定类、石灰稳定类。半刚性材料的优点是刚度大、板体性强、承载能力高、造价低，是目前我国沥青路面的主要基层形式；缺点是容易收缩开裂、表面致密、与沥青面层的接触条件差等。水泥稳定集料类、石灰粉煤灰稳定集料类材料适用于各级公路的基层、底基层。冰冻地区、多雨潮湿地区，石灰粉煤灰稳定集料类材料适用于高速公路、一级公路的下基层或底基层，石灰稳定类材料适用于各级公路的底基层以及三、四级公路的基层。

②柔性基层多采用沥青稳定粒料类、级配碎石等修筑。柔性基层的优点是不会产生反射裂缝，耐冲刷，寿命长；缺点是面层承受拉应力，有可能导致面层的疲劳破坏，柔性材料模量较低，会产生永久变形，且造价较高。

级配碎石常用几种粒径不同的碎石和石屑掺配而成，适用于各级公路的基层和底基层。级配碎石的质量关键在于矿料的质量及其级配，尤其是级配，各国规范的级配范围较宽，在建议范围内可做成不同的混合料，如悬浮-密实、骨架-密实、骨架-空隙等，同时还有不同的级配原则，如连续级配、间断级配等，这就为就地取材的设计原则拓宽了空间。有关试验研究表明：不同成型方法得到的级配碎石具有不同的CBR值和回弹模量。交通量较大的公路宜用骨架密实型级配。沥青稳定碎石混合料基层分为三类：密级配沥青稳定碎石基层，设计空隙率为3%～6%；开级配沥青稳定碎石基层，设计空隙率大于18%；半开级配沥青稳定碎石基层，设计空隙率为6%～12%。沥青稳定碎石基层是在级配碎石基础上发展起来的，是用适量的沥青对级配碎石进行稳定后用作沥青路面的基层，采用连续密级配，属于悬浮-密实结构。与半刚性基层相比，沥青稳定碎石基层刚度相对较小，具有较高的抗剪强度、抗弯拉强度和耐疲劳性，不易产生收缩开裂和水损害；与传统的用于面层的沥青混凝土相比，它是针对于基层用的，粒径偏大，级配偏粗，沥青用量偏少，对原材料的要求相对于面层要低；与沥青碎石相比，有较多的细集料和填料，级配和原材料要求相对较高。排水式沥青稳定碎石基层是采用开级配的沥青稳定碎石基层，属于骨架-空隙结构，空隙率大，主要用于沥青路面内部的排水。其主要特点为：粗集料所占比例较多，彼此紧密相接，细集料的数量较少或没有，不足以填充大颗粒之间的空隙，石料充分形成骨架，空隙率较大，渗透系数较高，混合料的强度主要是依靠粗骨料之间的内摩阻力形成。(www.xing528.com)

由于排水基层的主要功能是排除低水头压力的路面内部自由水，往往在排水后一段时间内有持水现象，材料在水的浸泡及车辆的外力作用下可能发生沥青的剥落现象，从而影响渗透性能和抗变形性；另外排水路面的寿命往往比较长，排水材料需长期保持稳定结构，沥青必须具有较好的抗老化性能。因此，为了防止沥青的剥落和提高沥青的抗老化性能，必须使用较好的沥青，国外普遍使用改性沥青来增加混合料的强度。

③刚性基层常用材料有贫混凝土、碾压式混凝土、水泥混凝土等。刚性基层与其他基层材料相比，具有较高的强度、刚度，较好的整体性和稳定性，良好的抗冲刷性能。多孔透水混凝土还兼有内部排水功能，可用于重载交通的路面基层。贫混凝土是由粗细级配集料与一定水泥（集料用量的6%～10%）和水拌和而成的一种混凝土，有时也称经济混凝土。按空隙率不同，贫混凝土可分为密实贫混凝土和多孔贫混凝土，其中，多孔贫混凝土的空隙率较大，一般为20%～30%，有利于排水，可作为排水基层或排水垫层。按照施工工艺不同，贫混凝土可分为碾压贫混凝土、振捣贫混凝土和滑模贫混凝土。与水泥稳定粒料、二灰稳定粒料等常用半刚性基层材料相比，贫混凝土具有较高的强度、刚度和整体性，良好的抗冲刷、抗冻和抗疲劳性能。强度高（2～4 MPa）、模量大（8000～20000 MPa）的贫混凝土基层能为沥青路面提供更高的承载能力和更长的疲劳寿命。

水泥混凝土早就以面层的形式出现在路面结构中，它能承受行车荷载的作用和环境因素的影响，具备优良的弯拉强度、疲劳强度、抗压强度和耐久性。采用水泥混凝土基层的沥青路面，由于水泥混凝土的高板体强度，提高了整个沥青路面结构的整体性，路面将更能承受重载交通的作用；同时可以显著改善平整度，有利于提高行车的速度、舒适性和安全性；更重要的是处于基层的水泥混凝土温度梯度较小，温度应力远小于面层水泥混凝土，温度翘曲应力大幅度减小；另外，水泥混凝土优异的抗疲劳性能将更适合作为耐久性沥青路面的刚性基层。

连续配筋混凝土（CRC）常用于纵横向配置连续钢筋的混凝土路面。连续配筋混凝土路面结构整体抗弯拉强度高。由于混凝土中钢筋的存在，路面裂缝不宽。裂缝一般不能穿过钢筋层发展成上下贯穿的通缝，也不会延伸到钢筋表面，路面结构钢筋不会受到锈蚀，因此路面使用寿命会延长且使用性能不会改变。连续配筋混凝土基层沥青路面，由于基层底部的疲劳裂缝很难传递到该层顶部，而且该层的温缩和干缩裂缝也很窄，因此CRC基层顶部的裂缝将较少，即使有也很窄（小于0.5 mm）。这样的裂缝很难对沥青面层构成威胁，沥青路面即使不采取防裂措施也不会出现反射裂缝。

（2）基层、底基层设计。

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，根据不同公路等级和交通量对基层、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。

①级配碎石基层。级配碎石基层是世界各国普遍采用的基层类型之一，采用具有一定厚度和严格级配要求的优质级配碎石作为上基层，而半刚性材料作为下基层。这种上柔下刚的倒装结构，使上、下基层优势互补，既充分发挥半刚性基层沥青路面强度较高的优点，又能克服其缺点，能在很大程度上减少半刚性基层的反射裂缝。但是，单一的级配碎石基层整体强度不足，抵抗变形能力差，在重复荷载作用下易产生塑性变形积累，为达到较高的压实度，应采用重型压实标准。然而当其厚度较大时，即使达到较高压实度，在重复荷载作用下也会产生较大的残余变形。

级配碎石的用途很多，既可用在沥青面层与半刚性基层之间，作为应力消散层；又可用在轻交通道路薄沥青面层下，作为主要承重层（此时厚度较厚）；还可用在中、重交通道路厚沥青面层下，作为基层或用在一定厚度的沥青稳定碎石下，作为底基层。对于高速公路、一级公路，采用级配碎石作为基层或过渡层时，应先修试验段，着重控制材料规格、施工工艺和工程质量，并总结经验，不能盲目推广，尤其在交通量大、重车多的公路上应慎重采用。

②沥青稳定碎石基层。沥青路面的优越性主要体现在：由于面层和基层材料结构的相似性，路面结构受力、变形更为协调；设计优良的沥青稳定基层混合料能保证一定的空隙率，使水分顺畅地通过基层排出，不会滞留在路面结构中造成路面的水稳性破坏；沥青混合料对于水分的变化不敏感，受水和冰冻影响较小，不会因为干缩裂缝而导致面层出现反射裂缝。沥青稳定碎石基层是世界各国最常用的基层形式。沥青稳定碎石基层同沥青面层一起构成全厚式沥青面层；沥青稳定碎石基层与半刚性基层共同形成组合式基层。沥青稳定碎石设置在沥青面层与半刚性基层之间作为过渡黏结层，一来可以减小面层-基层模量梯度，从而减小拉应力；二来可以消除沥青面层与半刚性基层直接接触带来的副作用，如反射裂缝、表面易积水、层间结合不佳等；另外，还可以进一步扩散路面应力。

在20世纪60年代以前，美国和英国等国家就进行了沥青路面的足尺试验研究，比较了不同类型基层对沥青路面性能的影响，研究的基层类型包括碾压沥青混凝土基层、开级配沥青碎石基层、贫混凝土基层、级配碎石基层等，结果发现沥青混凝土基层的路用性能最好，开级配沥青碎石基层要差一些。20世纪60年代，英国铺筑了几条试验路，分别采用贫混凝土基层、水泥稳定土基层、渣油碎石基层和沥青稳定碎石基层，通过几十年对试验路的变形和开裂观测以及各项试验研究，结果表明沥青稳定碎石基层表现出较其他类型基层更好的使用性能和经济效益，因此沥青稳定碎石基层成为英国使用最为广泛的基层类型。

③ATPB排水基层。ATPB作为一种改善半刚性基层沥青路面结构行为的功能结构，具有以下诸多优势。a.大空隙沥青稳定碎石具有大的空隙率，水能在荷载动力作用下或者无动力条件下，在混合料的有效空隙中自由流动，使路面上层渗下来的水能及时排走。b.沥青稳定碎石排水基层中沥青混合料的多空隙结构，可有效地阻断裂缝尖端的扩展路径，削弱拉应力、拉应变的传递能力，并且能消散、吸收由交通荷载及环境温度变化所产生的荷载应力和温度应力。c.沥青稳定碎石透水基层收缩系数较小，其多空隙结构具有较大的塑性变形能力，可充分吸收半刚性基层释放的应变能，减小应力集中现象，从而延缓反射裂缝向上扩展的速度和防止反射裂缝的产生，具有很好的抗裂特性。d.由于面层和基层材料结构的相似性，路面结构受力、变形更为协调，具有一定的自愈合特性，如果沥青混合料发生开裂且裂缝不大时，沥青混合料可以缓慢愈合。

但是在使用ATPB排水基层时，仍需充分考虑水分对路面结构的不利影响，应设相应的配套设施。采用改性乳化沥青石屑封层或稀浆封层作为下封层防止水分的下渗；采用透水性材料做基层，使渗入路面结构内的水分，先通过竖向渗流进入排水层，然后通过横向径流进入纵向集水沟和排水管，再由横向出水管排出路基；排水层也可采用横穿整个路基宽度的形式。不设纵向集水沟和排水管以及横向出水管，渗入排水层内的自由水通过横向径流直接排到路基宽度之外。

④刚性基层适用于重交通、特重交通及运煤、矿石、建筑材料等的公路工程。刚性基层的厚度一般为200～280 mm，最小厚度为150 mm。贫混凝土有普通贫混凝土和多孔贫混凝土，都具有较高的强度和良好的抗冲刷性能。其中前者可抵抗水的冲刷，而后者由于具有较多的孔隙，可以将进入结构层内的水迅速排走而免受冲刷，同样具有良好的抗冲刷性能。因而使用贫混凝土做基层能为沥青路面提供更高的承载能力和更长的疲劳寿命。尽管其初期造价高于一般的半刚性基层，但如计入养护费用，并考虑到使用寿命的不同，这种材料寿命周期费用低于一般的半刚性基层，也低于沥青类基层。

鉴于其优良的路用性能，英国、美国、德国、法国、巴西、澳大利亚和比利时等国家的高速公路路面不少都采用了贫混凝土基层，但贫混凝土和普通混凝土刚性基层比半刚性基层会产生更大的干缩和温缩裂缝，在刚性基层的路面结构中应采取防反射裂缝的措施，以保护沥青面层不至于因为基层开裂而反射至沥青面层表面。研究表明，在基层和沥青面层之间铺设大粒径沥青碎石、级配碎石、应力吸收层等中间结构层，都能有效地防止反射裂缝。但各种处治措施在耐久性沥青路面中的适用性尚需进行比较分析。

3.垫层

垫层是设置在底基层与土基之间的结构层。垫层一方面起排水、隔水、防冻、防污等作用，以保证面层和基层的强度、刚度及稳定性不因土基水温变化而造成不良影响；另一方面将基层传下的车辆荷载应力加以扩散，以减少土基产生的应力和变形。

为确保路面结构处于干燥或中湿状态，在下列情况下应设置垫层。①在地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿、过湿状态的路段。②排水不良的土质路堑。③有裂隙水、泉眼等水文不良的岩石挖方路段。④可能产生冻胀的季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段。⑤基层或底基层可能受污染以及路基软弱的路段。

修筑垫层的材料，强度要求不一定高，但水稳性和隔温性能要好。垫层材料可选用粗砂砾、碎石、煤渣、矿渣等粒料以及水泥或石灰煤渣稳定粗粒土、石灰粉煤灰稳定粗粒土等。当地下水位高，路基处于潮湿、过湿状态，而且粉性土的含量高时，在毛细水作用下水分将自下而上渗入路面结构，为隔断水的通路应设置防水垫层。材料可采用粗砂、砂砾、矿渣等粗粒材料，另外在垫层以下宜铺设土工织物反滤层，以防止垫层被污染。为排除通过路基顶面渗入的潜水、泉水和毛细上升水或由路表渗入的水，可设置排水垫层。材料可采用粗砂、砂砾、矿渣等粗粒材料，材料规格、排水能力、与路基路面排水系统的衔接等，要按照路面内部排水系统的要求确定。

同时垫层上、下可能均需铺设土工织物反滤层。在季节性冰冻地区，当冻深较大，路基土为易冻胀土时，路基土易出现冻胀与翻浆。为避免这种情况，当路面厚度小于最小防冻厚度的要求时，在路基顶面应增加防冻垫层。材料可用隔温性能好、导热系数低的材料，如煤渣、矿渣、石灰煤渣稳定粒料等。对于处于软土地带的潮湿路段，为了防止路基土浸入而污染路面结构，需设置防污垫层，可用土工合成材料与粒料分多层间隔铺筑。