横观沥青路面设计问题解析

由于柔性路面设计新指标的基本框架已完成，在此，作者只根据现有的一些问题作一讨论，供参考。

·沥青路面永久变形控制方法由于国际现行通用的还是以路基顶部的压应变为主，故可考虑采用此法，但对于各层永久变形的预测方法可开始做一深入研究，为下次规范的修改提供依据。本文是以路基顶部的压应变为控制指标的。

·关于半刚性基层沥青路面设计指标的改动，采取两阶段设计法是可行的，作者在本文后面章节中也给出了一个相应的例子，但总的来讲，以我国常用的路面结构和典型厚度来计算，开裂后路面结构所能提供的路面寿命是比较小的（见后面例子），而且对于半刚性基层弹性模量的取值还需探讨，郭忠印教授和他的学生们较早时间所做的一些工作很值得关注，因其对于模量的室内实验数据与美国AASHTO2002中水平3情况下以及澳大利亚设计法中（Austroads）的典型取值极为相近。

当半刚性基层弹性模量增大时（比如大于2000MPa），沥青路面在第一阶段的主要控制指标主要以层底拉应力（或拉应变）为主，路表弯沉和路基顶部的压应变已基本不起作用，还需关注的是，这一阶段在车辆荷载的作用下，基层底部的拉应力是随着基层的弹性模量的增加而增加，这也就是说，我们传统的对于半刚性基层单一强调强度的问题（与模量有关），还需商讨，美国的一些科研工作者最近也提出了相类似的问题。

其次，对于开裂后半刚性路面处于第二阶段的问题，无论是南非的还是澳大利亚的设计法，都以碎石路面设计法为主（各向同性体），我国也拟采用此种方法。但根据作者参加的一些工程建设和所观测到的一些沥青路面破坏现象，有两点还需关注：一是在广东惠河高速公路建设中，半刚性基层在铺好后养护1个月再铺沥青面层前，大都出现了有规则的横向裂缝；二是在山西太原市维修新建南路过程中，刨开面层后，绝大多数沥青面层出现疲劳破坏的地方，其下基层大多成松散的碎石状态，厚度大约在基层表面以下10cm左右，但其碎石并非级配良好的碎石层，而是掺和了一些已无粘结性的水泥和砂子等的细集料，据美国Tutumluer等人的研究成果来看，此类材料的垂直模量较低（50MPa左右），但其水平模量更低（5MPa左右），也就是说，横观各向同性特性较为明显，而且最为关注的是此类含有细料成分的材料水敏感性较强，在沥青面层和还未完全破坏的半刚性基层之间掺和了一较薄的具有较低强度及较高横观各向同性特性的碎石材料，其路面结构的整体强度可想而知，作者认为，此类现象或许是我国半刚性路面早期破坏的一个主要原因之一。

综合起来就是，我国在修建半刚性基层路面中，过分地强调基层材料的水泥掺量，强调它的抗压强度，致使其弹性模量很高，因此在车辆荷载的作用下，基层较早出现开裂破坏，雨水等浸入基层使其表层软化，而在还未破坏的半刚性基层和沥青面层间夹杂的这一具有较低强度、较高横观各向同性特性和水敏感性较强的软弱薄层，才是沥青路面产生早期破坏的一个主要原因之一。(www.xing528.com)

·碎石和沥青处治类等柔性基层的材料和力学特性还需加大研究力度，提出一整套的材料和路面结构设计法，在本书中，对于碎石等材料的横观各向同性特性对于路面结构的响应指标进行了深入研究，但由于试验条件等限制，关于此类材料的横观各向同性参数还只能采用国外同行的研究成果，是否适合我国的常用碎石类材料，也只能在条件成熟后再行验证。

·在查阅的2004TRB论文集中，美国的Wang等人也实验验证了沥青混合料的横观各向同性特性（垂直向弹性模量与水平向的比值为2～5倍）。由于路面材料横观各向同性特性对于路面结构响应指标的影响（见本论文后面章节），此方向的研究还需道路工作者继续关注。

·关于永久性沥青路面的结构和设计指标参考值，还需在新规范中有一定的方向性体现。

·新规范应该体现路面的功能性及结构性之间的关系以及对响应指标的影响等。

·新规范应体现我国不同地区、不同气候和环境对于路面的影响，可参考美国的AASH TO2002设计法，逐步建立起我国的路面气候模型。