援外道路沥青路面柔性基层的应用分析

1、援外道路沥青路面柔性基层的应用分析 援外道路沥青路面柔性基层的应用分析 摘要：半刚性基层沥青路面在中国得到了广泛应用，设计理论、经验成熟。但将其应用到援外道路设计时，出现了一系列问题。借鉴国际上先进的沥青路面设计方法和理念，中国路面设计工作者已经开始研究柔性基层沥青路面，取得了一定成绩，并将该技柔性基层技术应用到援外道路沥青路面设计中，取得了很好的效果。 关键词: 援外道路沥青路面 柔性基层 中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：2095-2104 近年来，随着中国经济快速开展，中国对其他开展中国家经济援助也随之增多，作为根底设施的道路工程成为了援外工程的重点。如何做好援外道

2、路沥青路面结构设计，给受援国提供高质量的道路产品，成为中国路面设计工作者的重要任务。 1 沥青路面基层的开展状况 从上世纪80年代开始，中国公路建设快速开展，半刚性基层符合了中国公路开展的具体情况，成为中国沥青路面的主要基层结构形式，并几乎成为高等级公路的唯一结构形式，为中国沥青路面的开展做出了巨大奉献。这主要是由于半刚性基层有其明显的优点：整体性好、承载力高；相比于柔性基层，可以有效减薄沥青面层，降低工程造价。 随着沥青路面大规模建设和交通运输业的快速开展，半刚性基层的缺点也越来越显现出来。归结其缺点主要为以下几点： 1.1半刚性基层的收缩裂缝及由此引起的沥青路面反射裂缝。半刚性基层不可防止

3、的会产生收缩开裂，破坏了基层的整体性，导致车辆荷载在裂缝处产生应力集中，加速裂缝的开展。同时，裂缝中进水，会导致导致一系列路面病害。 1.2半刚性基层一般为无机结合料稳定类材料，不透水或透水性很差。水透过沥青面层进入基层后，不能及时排走，长时间存在于沥青面层与半刚性基层界面处。水的存在破坏了面层与基层的连接，加之车辆荷载的反复作用，水对基层材料产生侵蚀，导致路面结构受力状态变差。 1.3半刚性基层属于板体结构，在车辆荷载及水温作用下，基层最终都发生结构性的破坏而失去承载能力。路面损坏后无法进行修补，只能挖除面层和基层重建，工程量巨大，维修困难、造价很高。 1.4半刚性基层施工、维修养护时间长，

4、影响开放交通时间。 由于半刚性基层存在以上不可防止的自身缺陷，在水温条件较差的环境下，容易出现早期损坏，刚使用不久的路面就需要进行大修，这也是国内沥青路面存在的主要问题。各种沥青路面早期损坏的原因是复杂的，在经过认真的思考和研究之后，普遍认为这种状况和前篇一律地使用半刚性基层沥青路面结构有一定关系，甚至是造成沥青路面耐久性缺乏的主要原因。 近年来，中国的路面科研人员也开始研究级配碎石柔性基层在沥青路面工程中的应用，局部省市已经铺筑了试验段，并取得了不错的效果。 国际上，在上世纪70年代之前，半刚性基层路面曾得到广泛的应用。随着全世界范围道路交通的迅猛开展，半刚性基层的缺点越来越不能适应现代交通

5、的特点，现在已经逐渐被柔性基层所取代。在兴旺国家，只在等级低、交通量小或者路基不好的的道路上使用半刚性基层沥青路面。 2 援外道路工程的特点 随着中国援助国外道路工程工程的增多，建设的路面暴漏的问题越来越多，路面结构设计越来越受到国内路面设计人员的重视。将中国的标准简单的照搬到援外工程上，遇到了“水土不服， 这主要是受援国的自然、地理、社会及经济等环境与国内有很大不同，有其自己的特点： 2.1受援国大多经济落后，缺少专门的道路管理部门，维修养护的人员、经验和技术欠缺，难以对道路进行必要及时的养护、维修。这就对路面结构设计提出了更高的要求，路面建成后，防止发生结构性损坏，控制损坏只在路面外表，简

6、单的外表维修就可恢复路面功能，保证路面长时间使用。 2.2援外道路多为既有道路改造或扩建，并且工程所在地路网欠兴旺，施工过程中不能封闭交通，局部工程采用分幅实施，这就要求基层、面层施工后，能够尽快通车，减小工程实施给当地居民、道路使用者带来的不便。 2.3受中国援助的均为开展中国家，主要分布于东南亚、南亚、非洲及拉美等地区，多属热带气候。无四季之分，全年温度变化小，但降雨较多，要求基层水稳定性高。 综合援外道路具有以上特点，采用的沥青路面设计需要到达以下几点要求： 2.3.1路面结构设计寿命长，不产生结构性损坏，路面只发生外表功能性损坏，仅限于路面几厘米很薄的范围内，通过外表铣刨、加铺即可恢复

7、使用功能，防止结构性重建； 2.3.2日常养护维修要求少，维修本钱低，寿命周期内总费用最低； 2.3.3施工、养护维修维修时间短、影响小，能尽快开通、恢复交通。 援外工程是中国向世界展示我们的一个窗口，不仅关系到中国设计企业的形象，更关系到国家的声誉、两国的外交友谊，具有重要的政治意义。这就要求路面设计人员结合受援国环境特点及援外工程的特殊要求，开发设计出适应的路面结构。 3 柔性基层特性分析 柔性基层沥青路面结构主要有级配碎石、沥青稳定碎石等，整体性较半刚性基层差，在荷载作用下，弯沉和路面变形较大，路面厚度大，造成初始投资本钱较高。但柔性基层有其自身的特性： 3.1柔性基层属于柔性材料，韧性

8、好，有一定的抗变形能力，对荷载和水作用敏感性小，使用寿命长，在国外兴旺国家是长寿命路面的主要基层结构形式。 3.2柔性基层施工后根本不需要养生，很快就可开放交通。在保证施工质量的前提下，柔性基层沥青路面的破坏一般限于面层，包括车辙、开裂等，均属于功能性损坏，维修方便，作业时间短。 3.3有国内研究说明，柔性基层沥青路面全寿命周期总费用低于半刚性基层沥青路面，一般可低1015%，具有良好的社会经济效益。 正是由于柔性基层沥青路面具有以上特点，较好的适应了援外道路沥青路面的特点，在援外道路工程中，结合现场条件，可考虑使用柔性基层路面结构。 4 案例分析 以中国援助X国Y公路工程的级配碎石基层沥青路

9、面设计为例： 4.1 建设条件 工程地处丘陵，地形波状起伏，相对高差510m。既有道路两侧大多为商铺和民居，西侧大部为残丘山坡，局部为挖方路段；东侧为残丘坡脚，多为既有道路填方路段。该国属海洋性热带季风气候，终年如夏，同时受到海风的调节作用，天气并不特别炎热。全年气温变化并不大，年平均气温左右。工程所在地区多年气温见下表： 表1 工程所在地气温变化表 该地区无四季之分，只是根据海洋洋流的转换、风向的变化和雨水的多少，分为旱季和雨季两个季节。雨季降水多为暴雨，时间短、强度大，年降水量可达24002500毫米。地表水均为大气降水，经道路排水系统排入河流。地下水为松散堆积层孔隙潜水和基岩裂隙水。地下

10、水水位埋深0.6512m，年变化幅度2m左右。地下水主要接受大气降水补给，以人工开采及蒸发方式排泄。 4.2 既有道路状况 该段公路为该国A级公路(最高等级)，连接其国内最大的两个座市，交通流大，影响范围广。 既有道路为双向两车道，路面宽度10m；改造后为双向四车道，路基宽度21m。根据当地政府征地条件，对既有道路进行单侧加宽。 既有沥青路面结构层较薄，路面损坏以唧泥、沉陷、壅包、车辙等病害为主；沥青路面几乎没有横向裂缝。 路面维修设施、技术人员欠缺，主要以简单罩面维修为主。 4.3 路面设计标准 该国没有自己完整的路面设计标准，路面结构设计只是简单的套用西方国家的路面设计手册，沥青路面多采用

11、柔性基层。 路面结构设计参考工程可行性考察报告中的有关资料及实地调查，设计年限取15年，轴载换算以双轮组单轴载100kN(BZZ-100)为标准轴载。 4.4 路面结构设计 根据交通量和交通组成以及当地常用路面结构形式，本着就地取材的原那么，并经过经济、技术、施工的综合考虑，拟定路面结构为： 路面结构设计表 该工程竣工交付使用已经超过两年，级配碎石基层施工完更是超过三年，经历过雨季旱季的水分循环作用，路面使用状况良好，无明显病害，使用质量明显优于其他道路，受到当地政府和公路部门的肯定。 5结束语 中国的柔性基层沥青路面已经开始起步，现主要处于试验阶段，而国外已经开展较为成熟，这既有设计习惯上的问题，也有技术上的问题。对援外道路沥青路面设计这一特殊领域，要求路面设计工作者把各项影响因素分析透，综合考虑，设计出最适合援外工程的路面结构。西方国家已经在柔性基层沥青路面应用上取得成功，出现了使用几十年的柔性基层沥青路面。在援外