時間：2023-03-17 18:01:40
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇路基路面設計論文，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
論文摘要：水泥混凝土路面是當前高等級公路的一種主要結構形式，本文對具體設計中的幾個問題作一探討，供大家參考。
1 前言
水泥混凝土路面有很多的優點：路面強度高、承載能力大，耐磨耗能力強，能見度好，使用壽命長，養護費用少，行車的油耗也較瀝青路面少10％——15％，正因為有這些優點，所以水泥混凝土路面在許多省市廣泛使用，也取得了比較好的效果。
80年代至90年代初期，我國的水泥混凝土路面建設呈現一個高峰期。但從道路使用運營狀況來看，大多數的水泥混凝土路面難以達到20一30年的設計使用年限，并且出現一些較嚴重的缺陷，如路面的早期斷裂、錯臺邊角破損、平整度及粗糙度差等給行車和養護帶來一定的困難，且不易處理，修復費用高難度大。究其原因，除了設計施工質量問題外、還有各種自然因素的影響。因此本文將從設計構造的角度，就如何提高水泥混凝土路面的使用性能，有效的控制路面的缺陷，結合自己的實踐體會與具體做法提出一些探討意見，供同仁參考討論。
2 水泥混凝土路面設計中的理論依據問題
2．1 路面設計指標可靠度的分折
公路工程結構的設計安全等級為3個等級．路面工程的安全等級僅考慮高速公路。一級公路和二級公路的路面，相應的安全等級要求規定為一級、二級和三級。為三級和四級公路路面增加一個設計安全等級-- 四級。并規定了相應的設計基準期為20MPa；而設計安全等級為四級的路面結構的目標可靠指標和目標可靠度．系按前三級的數值級差遞降得到的。按施工技術、施工質量控制和管理要求達到和可能達到的具體水平．選用其他等級。降低選用的變異水平等級，須增加混凝土面層的設計厚度要求；而提高選用的變異水平等級．則可降低混凝土面層的設計厚度或混凝土的設計強度要求。可通過技術經濟分析和比較予以確定 但對于高速公路的路面，為保證優良的行駛質量，不宜降低變異水平等級 材料性能和結構尺寸參數的變異水平等級．按施工技術、施工質量控制和管理水平分為低、中、高三級 由滑?；蜍壍朗绞┕C械施工．并進行認真，嚴格的施工質量控制和管理的工程．可選用低變異水平等級。由滑?；蜍壍朗绞┕C械施工，但施工質量控制和管理水平較弱的工程，或者采用小型機具施工，而施工質量控制和管理認真、嚴格的工程可選用中低變異水平等級。采用小型機具施工，施工質量控制和管理水平較弱的工程?？蛇x用高變異水平等級。
設計時．可依據各設計參數變異系數值在各變異水平等級變化范圍內的情況選擇可靠度系數。目標可靠度是所設計路面結構應具有的可靠度水平。它的選取是一個工程經濟問題：目標可靠度定得較高，則所設計的路面結構較厚，初期修建費用較高。但使用期間的養護費用和車輛運行費用較低；目標可靠度定得較低，初期修建費用可降低，但養護費用和車輛運行費用需提高。通常采用“校準法”來確定目標可靠度。“校準法”是對按現行設計規范或設計方法設計的已有路面進行隱含可靠度的分析，參照隱含可靠度制定目標可靠度，則所設計的路面結構接納了以往的工程設計和使用經驗，包含了與原有設計方法相等的可接受性和經濟合理性。
2．2 交通量計算取值的分析
軸載換算公式是以等效疲勞斷裂損壞原則導出的。對于同一路面結構，軸載和標準軸載產生相同疲勞損耗時。才能等效換算。在交通調查分析雙向交通的分布情況時，應選取交通量方向分配系數，一般可取0.5；并依據設計公路的車道數．確定交通量車道分配系數(應剔除2軸4輪以下的客、貨車交通量)，即為設計車道的年平均日貨車交通量ADTT，然后用軸載當量換算系數法或車輛當量軸載系數法求得)，再根據設計基準期l和輪跡分布系數、交通量增長率求得累計f 用次數N，確定交通分級。
2．3 水泥混凝土路面結構組合的設計分析
對于路基用土．高液限粘土及含有機質細粒土．不能用做高速公路和一級公路的路床填料或二級和二級以下公路的上路床填料；高液限粉土及塑性指數大于16或膨脹率大于3％的低液限粘土，不能用做高速公路和一級公路的上路床填料。因條件限制而必須采用上述土做填料時，應摻加石灰或水泥等結合料進行改善。對于基層材料選擇時。特重交通適宜貧混凝土、碾壓混凝土或瀝青混凝土時，設計計算應按復合式路面分析。且強度以試驗為準 對水泥混凝土面層下基層的首要要求是抗沖刷能力不耐沖刷的基層表面。在滲入水和荷載的共同作用下會產生淤泥、板底脫空和錯臺等病害，導致行車的不舒適，并加速和加劇板的破裂?；炷撩鎸酉虏捎秘毣炷粱鶎?，主要是為了增加基層的抗沖刷能力，并不要求它有很高的強度。高強度的貧混凝土并不能使面層厚度降低很多，反而會增加混凝土面層的溫度翹曲應力，并產生會影響到面層的收縮裂縫。另外．新規范取消了基層頂面綜合模量的規定值的要求。
對于面層板來說，我國絕大部分混凝土路面的橫向縮縫均未設傳力桿。不設傳力桿的主要原因是施工不便。但接縫是混凝土路面的最薄弱處，唧泥和錯臺病害，除了基層不耐沖刷外．接縫傳荷能力差也是一個重要原因。同時，在出現唧泥后。無傳力桿的接縫由于板邊撓度大而容易迅速產生板塊斷裂。此外，接縫無傳力桿的舊混凝土面層在考慮設置瀝青加鋪層時．往往會因接縫傳荷能力差易產生反射裂縫而不得不加大加鋪層的厚度。為了改善混凝土路面的行駛質量，保證混凝土路面的使用壽命，便于在使用后期鋪設加鋪層，新規定了在承受特重和重交通的普通混凝土面層的橫向縮縫內必須設置傳力桿。另外，新規范僅強調了在鄰近橋梁或其他固定構造物處設置脹縫，取消了變坡點、小半徑曲線設脹縫的限制，使行車更順暢。
3 路面接縫處理的設計
水泥混凝土路面接縫多，易于損壞，尤其是脹縫位置面板破損較為普遍和嚴重。有的道路在通車l～3年后逐步破碎損壞。破損率高達50％～90％ 以上。究其原因是多方面，影響因素也復雜，但筆者認為主要是脹縫的構造問題、施工工藝及管理問題。從脹縫設計構造的角度主要解決位置設置、構造型式、傳力桿設置和面板局部加強。脹縫設置應遵循新頒水泥混凝土路面設計規范第4．2．5條規定外，要盡可能少設或不設脹縫，特別是平縱線形標準較高的平原微丘地形設置長間距脹縫，或只在結構物銜接處。這一點已經在國外工程中得到證實。其次一般常用的脹縫型式為設傳力桿和不設傳力桿兩大類，不設傳力桿的脹縫其傳荷能力較差，在重車反復作用下，脹縫的兩側容易發生錯臺。而設傳力桿的脹縫，其傳荷性能較好，從實際的應用效果來看，設傳力桿的脹縫能較好的抑制脹縫病害，因此建議對于交通量大、重載車多的公路和城市道路采用傳力桿的脹縫為最佳；反之可采用不設傳力桿的枕梁式脹縫。但為了減少車輛反復沖擊作用．枕梁上最好設置一層緩沖橡膠墊。根據傳荷受力的需要設置傳力桿。傳力桿宜用
直徑為32～35 較粗的光園鋼筋，同時脹縫兩側30～40mm 面板范圍內因傳力桿存在而受力復雜，應在脹縫兩側30～40cm水泥混凝土板內布置加強鋼筋。
4 結束語
綜上所述．在公路水泥混凝土路面設計中，還有許多問題．只有認真研究設計規范，并結合生產實際，才能設計出經濟合理的路面結構。
參考文獻
[1][1] JTG D40—2002公路水泥混凝土路面設計規范.
1.1.1公路設計首先要對線路選擇、斷面設計、結構層設計和排水設計等進行綜合考量，并給出三四個設計方案，然后結合工程造價、經濟社會效益等，從中優選出最佳方案。參照的規范有《城市道路設計規范》《公路瀝青路面設計規范》和《公路水泥混凝土設計規范》等。1.1.2公路交叉口規劃與設計公路交叉口設計包括渠化及交通組織設計和豎向設計兩種。渠化及交通組織設計應當根據相交道路的等級來確定是否需要渠化。具體渠化后的交通組織，例如轉向和直行車道的劃分等，需要根據交通需求來設置。豎向設計可以通過很多軟件進行。1.1.3交通控制與管理的原則交通控制與管理的原則包括分離原則、限速原則、節源原則和可持續發展原則。1.1.4公路標志和標線公路交通標志和標線的分類、顏色、形狀、線條、字符、圖形和尺寸等應符合現行《道路交通標志和標線》中的相關規定。公路標志和標線應在路網分析的基礎上，綜合考慮公路的交通狀況、交通條件、氣象和環境條件等因素，并根據各種交通標志和標線的功能、駕駛人的行為特征和交通管理的需要進行設置。1.1.5公路照明為了使駕駛者能在夜間辨認出道路上的各種情況，且不會感到過度疲勞，就要在公路上設置相應的照明設施。公路照明的質量主要表現在亮度水平、平均照度、眩光和視覺引導這四個方面。照明燈具一般分為截光型、半截光型和非截光型三種。1.1.6路側環境管理路側環境管理主要體現在對路側植物的管理上。路側植物主要有美化環境、減緩司機疲勞、吸收有害氣體和粉塵、凈化空氣和減少噪聲等作用。1.1.7設計車速與運行車速的選擇和控制設計車速決定著道路的幾何形狀。運行車速則是針對設計速度的不足，避免產生速度突變，保證汽車行駛的連續性而引入的，主要用于根據設計速度初定道路線形、通過測算模型計算路段運行速度、用速度差控制標準檢查和修正線形和以修正后的運行速度為依據來確定線路的其他設計指標。兩者的區別在于：設計速度是一個固定值，用于極限指標的控制；而運行速度則是根據設計速度和測算模型計算所得的線形，用于非極限指標的控制。1.1.8交通弱者的安全措施交通弱者的安全措施包括設置人行道、行人交通信號和安全島，且路肩要有一定的寬度，并符合質量要求。
1.2公路用戶行為規范
在公路安全系統中，人是公路用戶的主體。實踐證明，在諸多交通事故中，公路用戶行為的不規范是導致事故發生的主要原因之一。社會需要規則，公路交通安全同樣需要用戶行為規范來保證。不同的人，成長環境、性格和行為習慣不同，這些不同使他們在共用公路這一公用設施時會產生不同的行為。一旦違反交通規則，就會導致公路交通的不暢，甚至發生交通事故，因此，要制訂規范的、標準的、具有法律效力的用戶行為規范，以規范用戶的行為，為公路安全工程的順利進行提供保障。
2公路安全檢查
2.1主要內容
公路安全檢查的主要內容包括安全制度的建立情況，安全管理人員和專職安全員的在崗情況，安全責任制的簽定和落實情況，安全生產的經常性檢查和整改情況，特種作業持證上崗情況，爆破器材的管理和使用情況，勞保用品的領用和使用情況，違章指揮、違章作業、違反勞動紀律情況和現場安全文明施工情況等。
2.2技術路線
路線：安全檢查準備階段—安全因素識別分析—安全檢查單元劃分—安全檢查方法選擇—定性、定量評價—提出安全對策措施—形成安全檢查結論和建議—編寫安全檢查報告。
2.3實施程序
針對安全生產的實際情況，擬定安全檢查的具體細則和考核辦法，或按照上級安全生產督察評價標準直接進行安全檢查。
3結束語
關鍵詞：砼路面；設計；路基
1前言
水泥混凝土路面有很多的優點：路面強度高、承載能力大，耐磨耗能力強，能見度好，使用壽命長，養護費用少，行車的油耗也較瀝青路面少10％——15％，正因為有這些優點，所以水泥混凝土路面在許多省市廣泛使用，也取得了比較好的效果。
80年代至90年代初期，我國的水泥混凝土路面建設呈現一個高峰期。但從道路使用運營狀況來看，大多數的水泥混凝土路面難以達到20一30年的設計使用年限，并且出現一些較嚴重的缺陷，如路面的早期斷裂、錯臺邊角破損、平整度及粗糙度差等給行車和養護帶來一定的困難，且不易處理，修復費用高難度大。究其原因，除了設計施工質量問題外、還有各種自然因素的影響。因此本文將從設計構造的角度，就如何提高水泥混凝土路面的使用性能，有效的控制路面的缺陷，結合自己的實踐體會與具體做法提出一些探討意見，供同仁參考討論。
2水泥混凝土路面設計中的理論依據問題
2．1路面設計指標可靠度的分折
公路工程結構的設計安全等級為3個等級．路面工程的安全等級僅考慮高速公路。一級公路和二級公路的路面，相應的安全等級要求規定為一級、二級和三級。為三級和四級公路路面增加一個設計安全等級--四級。并規定了相應的設計基準期為20MPa；而設計安全等級為四級的路面結構的目標可靠指標和目標可靠度．系按前三級的數值級差遞降得到的。按施工技術、施工質量控制和管理要求達到和可能達到的具體水平．選用其他等級。降低選用的變異水平等級，須增加混凝土面層的設計厚度要求；而提高選用的變異水平等級．則可降低混凝土面層的設計厚度或混凝土的設計強度要求。可通過技術經濟分析和比較予以確定但對于高速公路的路面，為保證優良的行駛質量，不宜降低變異水平等級材料性能和結構尺寸參數的變異水平等級．按施工技術、施工質量控制和管理水平分為低、中、高三級由滑?；蜍壍朗绞┕C械施工．并進行認真，嚴格的施工質量控制和管理的工程．可選用低變異水平等級。由滑?；蜍壍朗绞┕C械施工，但施工質量控制和管理水平較弱的工程，或者采用小型機具施工，而施工質量控制和管理認真、嚴格的工程可選用中低變異水平等級。采用小型機具施工，施工質量控制和管理水平較弱的工程?？蛇x用高變異水平等級。
設計時．可依據各設計參數變異系數值在各變異水平等級變化范圍內的情況選擇可靠度系數。目標可靠度是所設計路面結構應具有的可靠度水平。它的選取是一個工程經濟問題：目標可靠度定得較高，則所設計的路面結構較厚，初期修建費用較高。但使用期間的養護費用和車輛運行費用較低；目標可靠度定得較低，初期修建費用可降低，但養護費用和車輛運行費用需提高。通常采用“校準法”來確定目標可靠度?！靶史ā笔菍Π船F行設計規范或設計方法設計的已有路面進行隱含可靠度的分析，參照隱含可靠度制定目標可靠度，則所設計的路面結構接納了以往的工程設計和使用經驗，包含了與原有設計方法相等的可接受性和經濟合理性。
2．2交通量計算取值的分析
軸載換算公式是以等效疲勞斷裂損壞原則導出的。對于同一路面結構，軸載和標準軸載產生相同疲勞損耗時。才能等效換算。在交通調查分析雙向交通的分布情況時，應選取交通量方向分配系數，一般可取0.5；并依據設計公路的車道數．確定交通量車道分配系數(應剔除2軸4輪以下的客、貨車交通量)，即為設計車道的年平均日貨車交通量ADTT，然后用軸載當量換算系數法或車輛當量軸載系數法求得)，再根據設計基準期l和輪跡分布系數、交通量增長率求得累計f用次數N，確定交通分級。
2．3水泥混凝土路面結構組合的設計分析
對于路基用土．高液限粘土及含有機質細粒土．不能用做高速公路和一級公路的路床填料或二級和二級以下公路的上路床填料；高液限粉土及塑性指數大于16或膨脹率大于3％的低液限粘土，不能用做高速公路和一級公路的上路床填料。因條件限制而必須采用上述土做填料時，應摻加石灰或水泥等結合料進行改善。對于基層材料選擇時。特重交通適宜貧混凝土、碾壓混凝土或瀝青混凝土時，設計計算應按復合式路面分析。且強度以試驗為準對水泥混凝土面層下基層的首要要求是抗沖刷能力不耐沖刷的基層表面。在滲入水和荷載的共同作用下會產生淤泥、板底脫空和錯臺等病害，導致行車的不舒適，并加
速和加劇板的破裂?；炷撩鎸酉虏捎秘毣炷粱鶎樱饕菫榱嗽黾踊鶎拥目箾_刷能力，并不要求它有很高的強度。高強度的貧混凝土并不能使面層厚度降低很多，反而會增加混凝土面層的溫度翹曲應力，并產生會影響到面層的收縮裂縫。另外．新規范取消了基層頂面綜合模量的規定值的要求。
對于面層板來說，我國絕大部分混凝土路面的橫向縮縫均未設傳力桿。不設傳力桿的主要原因是施工不便。但接縫是混凝土路面的最薄弱處，唧泥和錯臺病害，除了基層不耐沖刷外．接縫傳荷能力差也是一個重要原因。同時，在出現唧泥后。無傳力桿的接縫由于板邊撓度大而容易迅速產生板塊斷裂。此外，接縫無傳力桿的舊混凝土面層在考慮設置瀝青加鋪層時．往往會因接縫傳荷能力差易產生反射裂縫而不得不加大加鋪層的厚度。為了改善混凝土路面的行駛質量，保證混凝土路面的使用壽命，便于在使用后期鋪設加鋪層，新規定了在承受特重和重交通的普通混凝土面層的橫向縮縫內必須設置傳力桿。另外，新規范僅強調了在鄰近橋梁或其他固定構造物處設置脹縫，取消了變坡點、小半徑曲線設脹縫的限制，使行車更順暢。
3路面接縫處理的設計
水泥混凝土路面接縫多，易于損壞，尤其是脹縫位置面板破損較為普遍和嚴重。有的道路在通車l～3年后逐步破碎損壞。破損率高達50％～90％以上。究其原因是多方面，影響因素也復雜，但筆者認為主要是脹縫的構造問題、施工工藝及管理問題。從脹縫設計構造的角度主要解決位置設置、構造型式、傳力桿設置和面板局部加強。脹縫設置應遵循新頒水泥混凝土路面設計規范第4．2．5條規定外，要盡可能少設或不設脹縫，特別是平縱線形標準較高的平原微丘地形設置長間距脹縫，或只在結構物銜接處。這一點已經在國外工程中得到證實。其次一般常用的脹縫型式為設傳力桿和不設傳力桿兩大類，不設傳力桿的脹縫其傳荷能力較差，在重車反復作用下，脹縫的兩側容易發生錯臺。而設傳力桿的脹縫，其傳荷性能較好，從實際的應用效果來看，設傳力桿的脹縫能較好的抑制脹縫病害，因此建議對于交通量大、重載車多的公路和城市道路采用傳力桿的脹縫為最佳；反之可采用不設傳力桿的枕梁式脹縫。但為了減少車輛反復沖擊作用．枕梁上最好設置一層緩沖橡膠墊。根據傳荷受力的需要設置傳力桿。傳力桿宜用
直徑為32～35較粗的光園鋼筋，同時脹縫兩側30～40mm面板范圍內因傳力桿存在而受力復雜，應在脹縫兩側30～40cm水泥混凝土板內布置加強鋼筋。
4結束語
綜上所述．在公路水泥混凝土路面設計中，還有許多問題．只有認真研究設計規范，并結合生產實際，才能設計出經濟合理的路面結構。
參考文獻
[1][1]JTGD40—2002公路水泥混凝土路面設計規范.
1.1高溫穩定性
常安高速公路工程項目所處地區為最高氣溫超過40℃的夏炎熱區。在這種苛刻的環境下，必須要求路面混合料擁有極高的抗變形性能。同時，因為在這一個高速公路段，交通量較大且重載車比例高，這些都加重了公路路面負荷。此外，有部分路段為長大縱坡路段，高溫條件下重載交通對長大縱坡段層間剪切滑動也產生不利影響。因此，在進行路面結構優化方案設計時，需要重點關注在高溫條件下路面的抗車轍性能與抗剪性能。
1.2水穩定性
工程項目沿線年降雨量約為1500mm左右，屬于年降雨量＞1000mm的潮濕區。通過對湖南地區整體高速公路使用情況的分析，可看出部分路段的早期水損害問題仍然比較嚴重。因而，在進行路面結構優化設計時，必須充分考慮到混合料設計、原材料指標控制等對水穩定性方面問題。
1.3低溫抗裂性
常安高速公路工程項目所處地區的年極端最低氣溫低于－10．0℃，屬于冬冷區。因此，進行優化設計時，既要保證路面擁有足夠高溫穩定性，又要確保其具備一定的低溫抗裂性能。
1.4抗疲勞性
高速公路的交通量大，且重載車較多，極易造成瀝青路面結構層疲勞破壞現象的形成，因此，需在優化方案中采取相應的措施提高其抗疲勞性能。總之，在常安高速公路路面結構優化設計方案中，需要以解決重載交通下車轍病害問題和早期水損害的問題為主要方向。通過優化路面結構、合理設計混合料、嚴格控制施工質量，并對特殊路段特殊處理，達到減少早期病害、提高路面耐久性、降低全壽命周期成本的目的。
2瀝青結構層的優化分析
在原設計中，瀝青路面結構層為:上面層為4cm改性瀝青SMA－13;中面層為6cm改性瀝青AC－20C;下面層為8cm普通瀝青AC－25C。進行優化設計時，結合路面結構層的厚度及路用性能，對瀝青路面結構層進行如下優化。
2.1瀝青上面層優化
根據常安高速公路通車后的交通量預測，在初期沒有太大交通量的情況下，路面荷載的影響深度主要在于中面層，因此從功能性和經濟性這兩方面考慮，在優化中，在上面層采用4cm厚AC－13C，瀝青采用SBS改性瀝青，在有效降低工程造價成本的同時，也能充分滿足其功能要求。AC－13C采用石質較堅硬、耐磨耗的集料，如玄武巖和輝綠巖等，以確?？够ズ谋韺拥墓δ?如表1)。在此基礎上，將地產的輝綠巖材料用于上面層，相比于SMA－13所需要的外購的玄武巖便宜，造價有所降低。并且，考慮到工程項目所在地為高溫多雨潮濕區，在上面層采用AC－13C型瀝青混凝土。
2.2瀝青中、下面層優化
原施工圖設計方案的中、下面層結構為:中面層6cm的AC－20C、下面層8cm的AC－25C，瀝青的中面層所在層處于整個路面結構的高剪應力受力區域，在高溫地區重載交通條件下，中面層應具有較好的高溫穩定性，因此，中面層需要采用高溫穩定性較好的瀝青混合料，瀝青膠結料采用SBS改性瀝青。瀝青的下面層主要起承重層及粘結層的作用，同時還必須具有較好的抗疲勞性能和抗水損害性能，因此需要采用50#A級道路石油瀝青。在優化設計中，將原方案中面層6cm的AC－20C調整為6．0cm的Sup－20，膠結料采用改性瀝青，并要求達到PG70－22級性能標準;下面層8cm的AC－25C調整為8cm的Sup－25，采用50#道路石油瀝青，要求達到PG64－16級性能標準。
2.3水穩基層優化
在原路面結構設計中，由于水泥劑量用量較高，水穩易產生裂縫，1cm的石油瀝青表處不能起到抗反射裂縫的作用。因此，在優化設計中，水穩基層通過降低水泥劑量的方式來控制水穩裂縫的產生，同時采取有效的工程措施來延緩瀝青路面的反射裂縫。在水穩基層和瀝青面層之間設置防水粘接層，以便瀝青面層的應力和應變因離開應力集中的接縫或者裂縫端部而得到降低。同時，加強加鋪層結構的抗拉能力與抗剪能力。其中，在防水粘接層類型的選擇方面，結合高性能聚酯玻纖布、稀漿封層、橡膠瀝青應力吸收層(SA-MI)等三類防水粘接層的特點分析，優先選用1cm橡膠瀝青應力吸收層來延緩瀝青路面的反射裂縫。
3常安高速公路路面優化設計的對比分析
3.1技術分析
傳統的AC型瀝青混合料采用懸浮密實型連續級配，高溫穩定性較差，即使對其級配進行調整，也難以避免傳統設計方法的缺陷。而傳統的馬歇爾設計方法采用擊實成型試件，不能準確模擬路面壓路機實際碾壓的揉搓效果，因此導致試件油石比往往較實際路面大0．3%至0．5%。而在優化設計方案中，引入Superpave技術從施工檢測及工程應用效果來看，Superpave設計的瀝青混合料表面均勻、密實，高溫性能有較大程度的提高，抗水損害性能良好，其各方面性能均優于傳統的懸浮密實型AC混合料，能提高整體的路面性能，特別是高溫抗車轍性能。
3.2路面基本建設費用分析
優化方案較原設計方案將有效提高路面性能和延長路面使用壽命。并且，通過清單報價計算，優化后的主線路面結構比原設計路面結構可節約基本建設費用2219萬元。
3.3使用效果分析
目前，我國高速公路瀝青路面的研究和發展方向是，延長瀝青路面的使用壽命，減少早期損害，更好的體現全壽命周期成本設計理念。通過上述分析所得，常安高速公路路面結構優化將在解決原工程項目中的特點及難點問題，在保證路面優質服務功能的基礎上，實現路面“耐久、節約、環?！钡哪繕?。
4結束語
關鍵詞：砼路面；設計；路基
1 前言
水泥混凝土路面有很多的優點：路面強度高、承載能力大，耐磨耗能力強，能見度好，使用壽命長，養護費用少，行車的油耗也較瀝青路面少10％——15％，正因為有這些優點，所以水泥混凝土路面在許多省市廣泛使用，也取得了比較好的效果。
80年代至90年代初期，我國的水泥混凝土路面建設呈現一個高峰期。但從道路使用運營狀況來看，大多數的水泥混凝土路面難以達到20一30年的設計使用年限，并且出現一些較嚴重的缺陷，如路面的早期斷裂、錯臺邊角破損、平整度及粗糙度差等給行車和養護帶來一定的困難，且不易處理，修復費用高難度大。究其原因，除了設計施工質量問題外、還有各種自然因素的影響。因此本文將從設計構造的角度，就如何提高水泥混凝土路面的使用性能，有效的控制路面的缺陷，結合自己的實踐體會與具體做法提出一些探討意見，供同仁參考討論。
2 水泥混凝土路面設計中的理論依據問題
2．1 路面設計指標可靠度的分折
公路工程結構的設計安全等級為3個等級．路面工程的安全等級僅考慮高速公路。一級公路和二級公路的路面，相應的安全等級要求規定為一級、二級和三級。為三級和四級公路路面增加一個設計安全等級-- 四級。并規定了相應的設計基準期為20MPa；而設計安全等級為四級的路面結構的目標可靠指標和目標可靠度．系按前三級的數值級差遞降得到的。按施工技術、施工質量控制和管理要求達到和可能達到的具體水平．選用其他等級。降低選用的變異水平等級，須增加混凝土面層的設計厚度要求；而提高選用的變異水平等級．則可降低混凝土面層的設計厚度或混凝土的設計強度要求。可通過技術經濟分析和比較予以確定 但對于高速公路的路面，為保證優良的行駛質量，不宜降低變異水平等級 材料性能和結構尺寸參數的變異水平等級．按施工技術、施工質量控制和管理水平分為低、中、高三級 由滑模或軌道式施工機械施工．并進行認真，嚴格的施工質量控制和管理的工程．可選用低變異水平等級。由滑?；蜍壍朗绞┕C械施工，但施工質量控制和管理水平較弱的工程，或者采用小型機具施工，而施工質量控制和管理認真、嚴格的工程可選用中低變異水平等級。采用小型機具施工，施工質量控制和管理水平較弱的工程?？蛇x用高變異水平等級。
設計時．可依據各設計參數變異系數值在各變異水平等級變化范圍內的情況選擇可靠度系數。目標可靠度是所設計路面結構應具有的可靠度水平。它的選取是一個工程經濟問題：目標可靠度定得較高，則所設計的路面結構較厚，初期修建費用較高。但使用期間的養護費用和車輛運行費用較低；目標可靠度定得較低，初期修建費用可降低，但養護費用和車輛運行費用需提高。通常采用“校準法”來確定目標可靠度?！靶史ā笔菍Π船F行設計規范或設計方法設計的已有路面進行隱含可靠度的分析，參照隱含可靠度制定目標可靠度，則所設計的路面結構接納了以往的工程設計和使用經驗，包含了與原有設計方法相等的可接受性和經濟合理性。
2．2 交通量計算取值的分析
軸載換算公式是以等效疲勞斷裂損壞原則導出的。對于同一路面結構，軸載和標準軸載產生相同疲勞損耗時。才能等效換算。在交通調查分析雙向交通的分布情況時，應選取交通量方向分配系數，一般可取0.5；并依據設計公路的車道數．確定交通量車道分配系數(應剔除2軸4輪以下的客、貨車交通量)，即為設計車道的年平均日貨車交通量ADTT，然后用軸載當量換算系數法或車輛當量軸載系數法求得)，再根據設計基準期l和輪跡分布系數、交通量增長率求得累計f 用次數N，確定交通分級。
2．3 水泥混凝土路面結構組合的設計分析
對于路基用土．高液限粘土及含有機質細粒土．不能用做高速公路和一級公路的路床填料或二級和二級以下公路的上路床填料；高液限粉土及塑性指數大于16或膨脹率大于3％的低液限粘土，不能用做高速公路和一級公路的上路床填料。因條件限制而必須采用上述土做填料時，應摻加石灰或水泥等結合料進行改善。對于基層材料選擇時。特重交通適宜貧混凝土、碾壓混凝土或瀝青混凝土時，設計計算應按復合式路面分析。且強度以試驗為準 對水泥混凝土面層下基層的首要要求是抗沖刷能力不耐沖刷的基層表面。在滲入水和荷載的共同作用下會產生淤泥、板底脫空和錯臺等病害，導致行車的不舒適，并加速和加劇板的破裂?；炷撩鎸酉虏捎秘毣炷粱鶎?，主要是為了增加基層的抗沖刷能力，并不要求它有很高的強度。高強度的貧混凝土并不能使面層厚度降低很多，反而會增加混凝土面層的溫度翹曲應力，并產生會影響到面層的收縮裂縫。另外．新規范取消了基層頂面綜合模量的規定值的要求。
對于面層板來說，我國絕大部分混凝土路面的橫向縮縫均未設傳力桿。不設傳力桿的主要原因是施工不便。但接縫是混凝土路面的最薄弱處，唧泥和錯臺病害，除了基層不耐沖刷外．接縫傳荷能力差也是一個重要原因。同時，在出現唧泥后。無傳力桿的接縫由于板邊撓度大而容易迅速產生板塊斷裂。此外，接縫無傳力桿的舊混凝土面層在考慮設置瀝青加鋪層時．往往會因接縫傳荷能力差易產生反射裂縫而不得不加大加鋪層的厚度。為了改善混凝土路面的行駛質量，保證混凝土路面的使用壽命，便于在使用后期鋪設加鋪層，新規定了在承受特重和重交通的普通混凝土面層的橫向縮縫內必須設置傳力桿。另外，新規范僅強調了在鄰近橋梁或其他固定構造物處設置脹縫，取消了變坡點、小半徑曲線設脹縫的限制，使行車更順暢。
3 路面接縫處理的設計
通過建立大量的LiQingLubrokers,由于技術、管理和選擇原材料、市政道路瀝青路面在高速公路上出現的病害,更加嚴重。為提高質量市政公路瀝青路面設計、基礎設施建設、出身,而是取決于建筑是意識到所有各方和當地資源的主體行為的安全程度。這就是為什么我們必須設計、建筑等,并探討這兩個方面是相互影響因素和有關。
2設計
2.1市政道路瀝青路面設計方面存在的主要問題
(1)交通安全、設計基礎不扎實淡化環節;(2)路面結構設計合理,不采取MianCeng組合結構形式的動亂,中間軸承材料,設計;(3)沒有數據結構設計基礎,加強層厚度和路面,不符合要求;(4)連接結構設計長的路面嚴重影響路面結構的完整性。這些問題的存在在建筑質量、工業瀝青路面和不良影響是最大的。因為設計理論在現有路面層間,考慮到連續狀態,研究表明,路面條件包括結構設計結果與設計的最大影響拍攝,尤其是強調,在不斷的XiaJiCeng滑動的壓力,設計的1-2次。此外,設計計算路面的設計是基于負載數量在博洛尼亞的交通總當量軸,淡化了的設計計算、模糊和交通的概念和博洛尼亞的使用年限。因此,一方面,影響路面和適用性節省交通,另一方面,迅速提高生活,減少工業、誤解的負面影響。
2.2設計建議
(1),參數的科學。此外,添加市政道路的公路交通和城市性格的類似的間隔主體道路市政道路、車輛行駛路面轎車不同性質的組合明顯。瀝青路面結構設計,主要是作為標準ZhouChong重型負載從附近的決定與貨車的作用略有升高,良心,影響轎車核心內容微不足道。因此,城市道路瀝青路面設計城市的交通,根據設計的特點、分類路段城市道路及駕駛可大HuanXian主干道路段設計與計算汽車行使,一般只在部分推薦的厚度設計方便。(2)和下水道防水。通過在不同道路市政公路合理水平或直接地排水的肩膀,是第一個通過路面橫縱會晤后,LuYuan流,另一個小組,LuYuan收管口排出。城市主干道的路徑6到8FeiJiDong車道,與照片去表面的水、人行道、相比公路路面的淺逗留時間,水流失最嚴重的問題,與路面排水,地面防水更突出。市政道路應該繼續由防水和排水ShuDu相結合的原則。
3在建設
3.1市政道路建設瀝青路面的現狀和存在的問題目前,與市政道路瀝青路面混凝土基本穩定的半剛性碎石后主要表現為觀測,(1),平均7到8米路面裂縫是一個橫向裂紋,還同更多的垂直裂縫,高速公路30到40米的發病率、橫向裂縫的高度明確;(2),之后連續降雨路面坑洞,打破了最嚴重的路口;(3)和公共汽車有周邊,平臺MianCeng細如嚴重脫落、用車轍病害。究其原因,與建設過程有著直接關系存在的問題,主要是由于在建造過程MianCeng硬瀝青。市政道路瀝青路面攤鋪,因為,在建設中,往往是通過繪畫,一半的照片,造成的現象,最普遍的垂直冷關口。但由于蘇聯的進程,影響了路面冷硬的建筑質量,其主要表現為(1)的機器配置不合理,壓縮過程嚴格、不影響碾壓路面壓實度和平原;(2)不交叉的地板分塊,合理增加人工操作,路面鋪筑質量的影響;(3)危機,這一現象常常冷骨料分離的質量和效果的路面病害。路面脆弱
3.2反應措施
3.2.1建筑質量社區(1)改變的方式。消除BanHe穩定層混凝土廢墟的路面,其實建設;BanHe層水泥穩定土攤鋪機械,BanHe方式。(2)ZhuaHao原材料控制。等級低于水泥和應選用一級32.5R不需要5個小時初凝在12小時的時間,終凝最普通硅酸鹽水泥廢墟;當最多不超過毫米為3,150料與良好的培訓和水平。(3)嚴格控制水泥劑量太大。這既不經濟,而且也包括寬度的裂縫;水泥劑量宜少5%的控制。(4)重視混合料攤鋪聯盟。盡量減少建筑、抗辯縫所有的照片和鋪地板或抗辯;當兩機縫不可避免的,一定要做的WaChu溝和設備,整齊的垂直,把握好松鋪厚度標準;碾壓一般,干預之間的水平GouZhuWu兩段,如建造一段更長的無GouZhuWu建設,應加強在戶外工作長度,盡量減少橫縫。橫縱縫縫處理的方法。(5)、保護壓縮不可忽視的環節。實時壓,使壓路機,與力的厚度必須匹配,根據現場的碾壓,必須確定的實際情況的內容,當碾壓碾壓長度;進化養護油措施可靠和痛苦,TuGongBu覆蓋層,以利于保護產品,以避免干擾、車輛、行人必須選擇之間在散步的時候進行表面嚴厲。
3.2.2修建排水溝業務質量控制在瀝青路面的施工質量控制和任務的平原,壓實度的是最重要的,是直接影響瀝青路面使用性能的關鍵。控制好市瀝青路面質量的任務,應特別注意:(1)制定計劃,用混合作業好,設置機器的能力,必須達到壓路機冗余,超過3(包括輪胎壓路機)。(2)選擇合理的壓路機壓實和組合工藝,初步的壓力,在三個步驟,最后,碾壓以最佳碾壓壓力的結果。(3)認真的聯盟垂直干預現象孤立,在現場作業應采取有效措施,并通過構建過程嚴格,避免。
4結語
關鍵詞：半剛性基層瀝青路面結構設計
1概述
我國90%以上的高等級公路瀝青路面基層和底基層采用半剛性材料。半剛性基層瀝青路面已經成為我國高等級公路瀝青路面的主要結構類型。
在七·五期間，國家組織開展了“高等級公路半剛性基層、重交通道路瀝青面層和抗滑表層的研究”的研究工作，對瀝青混合料的高溫穩定性、低溫抗裂性，瀝青面層的開裂機理、車轍和疲勞、抗滑表層設計和應用、半剛性基層材料的強度特性和收縮特性，組成設計要求等進行了深入的研究工作，提出了較為完整的研究報告，為高等級公路半剛性基層瀝青路面的設計和施工提供了理論依據和技術保證。
由于現行的《柔性路面設計規范》頒布于1986年，隨著國家對交通運輸業的日益重視和人們筑路經驗的不斷提高，一致認為1986年版的《柔性路面設計規范》已不能滿足高等級公路半剛性基層瀝青路面的需要。由于對半剛性基層認識不足，使得設計結果具有一定的盲目性，設計結果要么過分保守，要么因路面結構設計不當而產生早期破壞，造成很大的經濟損失。因此，如何利用七·五國家攻關項目取得的成果，結合近十年來半剛性基層瀝青路面的設計和施工經驗，根據實際使用效果，提出適合本地區特點的路面結構，對路面結構設計方法的更新和路面實際使用效果的改善具有重要的意義。根據江蘇、安徽、浙江高等級公路的實際，江蘇在鎮江、無錫、蘇州、徐州、連云港共計4線10段進行調查，安徽在合肥、馬鞍山、淮南三市調查了3線8段，浙江在嘉興和杭州調查了2線5段共計9線23段。調查的路面結構具有一定的典型性。
2國內外研究概況
2.1國外國道主干線基層的結構特點
國外國道主干線基層結構有以下特點：
(1)多數采用結合料穩定的粒料(包括各種細粒土和中粒土)及穩定細粒土(如水泥土、石灰土等)只能用作底基層，有的國家只用作路基改善層。法國和西班牙在重交通的高速公路上，要求路面底基層也用結合料處治材料。
(2)使用最廣泛的結合料是水泥和瀝青，石灰使用得較少。此外，還使用當地的低活性慢凝材料和工業廢渣，如粉煤灰、粒狀礦渣等。
(3)有的國家用瀝青穩定碎石做基層的上層，而且用瀝青做結合料的結構層的總厚度(面層+基層的上層)常大于20cm。
經過幾十年的總結，國外在半剛性基層瀝青路面結構組合上雖有所改進，但半剛性材料仍是常采用的基層和底基層材料。
2.2國外典型結構示例
國外瀝青路面結構設計方法經過幾十年的完善，已經提出了比較成熟的設計方法，并且許多國家提出了典型結構設計方法，表1給出了法國典型結構一個范例。
表1
土的等級
交通等級
PF1
PF2
PF3
To(750-2000)
7BB+7BB+25GC+25GC
7BB+7BB+25GC+20GC
7BB+7BB+25GC+25GC
T1(300-750)
8BB+25GC+25GC
8BB+25GC+20GC
8BB+20GC+20GC
T2(150-300)
6BB+25GC+22GC
6BB+22GC+20GC
6BB+20GC+18GC
T3(50-150)
6BB+22GC+20GC
6BB+18GC+18GC
6BB+15GC+15GC
注：(1)交通等級欄下括號內的數值指一個車道上的日交通量，以載重5t以上的車計；
(2)PF1，PF2和PF3指土的種類和土基的潮濕狀態，PF1相當于一般的土基；
(3)BB指瀝青混凝土，GC指水泥粒料；
(4)表中數字單位為cm。
一些國家在高等級公路上實際采用過的半剛性基層瀝青路面結構見表2。
一些國家在高等級公路上實際采用過的半剛性基層瀝青結構表表2
國家
瀝青層厚度(cm)
半剛性材料層厚度(cm)
備注
日本
20～30
水泥碎石，30～20
荷蘭
20～26
水泥碎石，40～15
西德
30
貧混凝土，15
另有防凍層
英國
9.5～16.9
貧混凝土，15另
有底基層
瑞典
12.5
水泥粒料
南非
17.5
水泥砂礫，30
西班牙
8
水泥粒料
當前的規定
2.3其它高速公路路面結構
瀝青路面典型結構設計表3
道路名稱
長度
(km)
路面結構
面層(cm)
基層(cm)
底基層(cm)
廣佛路
15.7
4中粒式
5細粒式
25水泥碎石或
31水泥石屑
25-28水泥土
沈大路
375
4中粒式
5細粒式
6瀝青碎石
25水泥碎石
京津塘
142.5
5中粒式
6細粒式
12瀝青碎石
25水泥碎石
30石灰土
京石
14
4中粒式
8瀝青碎石
15二灰碎石
40石灰土
濟青路
15-18開級配中粒式
38-40二灰碎石
42石灰土
正在建設的滬寧高速公路路面結構如表4。
表4
標段
結構
層
A1
B4
B5
B7
C1
C4
C5
C2
D1
D6
D7
D9
E1
E5
F1
F6
F7
G1
G2
G4
G5
G6
面層
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
基層
30
LFA
30
LFA
25
LFA
25
LFA
40
LFA
38
LFA
30
LFA
20
LFA
18
LFA
20
LFA
20
LFA
底基層
30
LF
30
LFS
33
LS
33
LFS
18
LF
20
LFS
33
LFS
40
LFS
36
FS
40
LFS
40
LFD
注：AC-瀝青面層(4cm中粒式，6cm粗粒式，6cm中粒式)；
LFA-二灰碎石，LF-二灰，LS-石灰土；
LFS-二灰土，LFD-二灰砂。
國內七·五期間修筑的主要幾條試驗路的結構、實體工程及正在建設的一些高等級公路的結構表明，半剛性基層是瀝青路面最主要的結構類型，同時，不同設計人員所提出的結構組合相差較大，甚至，對同一條路，不同設計單位設計的路面結構相差也很大。因此，根據設計與施工經驗提出的適應不同地區的典型結構具有一定的理論意義和實踐意義。
3路面結構調查
典型結構調查要求選擇的路線及路段具有典型性，公路等級要求是二級或二級以上的半剛性基層瀝青路面，施工質量達到一定的水平，或者由專業隊伍承擔施工任務。施工質量檢查比較嚴格，如有相應的試驗路段，盡可能根據當時試驗目的及原始測試數據進行跟蹤調查。選擇的調查路段使用年限應達到三年以上，并有一定的交通量。路段應包括不同的路基結構(即填控情況)不同的地帶類型，不同的路面結構(含不同材料和不同厚度)，不同的使用狀態(如完好，臨界和破壞)和不同的交通量。被選擇的路段的基層結構應符合《公路路面基層施工技術規范》的規定，即不是用穩定細粒土或懸浮式石灰土粒料做的基層。路段長度在100～500m之間。為此，浙江、江蘇和安徽分別選擇320國道嘉興段，104國道蕭山段，206國道淮南段，205國道馬鞍山段，合蚌路，312國道鎮江、無錫、蘇州段，310國道新墟段、徐豐線進行全面的調查和測試。
根據選擇路段的基本情況，本次典型結構調查路段選擇具有以下特點：
(1)反映了不同地區，不同的道路修建水平；
(2)反映了不同地區，不同的路面結構組合類型；
(3)包括了表處，貫入式等一般二級公路采用的結構，也包括了高速公路采用的結構；(4)包括中間夾有級配碎石連結層的路面結構；
(5)反映了經濟和地區水平的差異；
(6)包括了不同地區主要使用的半剛性基層材料。
3.1路段測試內容及測試方法
本次路況測試主要包括：外觀、平整度、車轍、彎沉、摩擦系數及構造深度。外觀測試是裂縫、松散、變形等破壞的定量描述；彎沉由標準黃河車(后軸重10t)及5.4m(或3.6m)彎沉儀測試；摩擦系數由擺式摩擦系數測定儀測試；構造深度由25ml標準砂(粒徑0.15～0.3mm)攤鋪得；平整度為3m直尺每100m路段連續測10尺所得統計結果；車轍是3m直尺在輪跡帶上所測沉陷深度。
3.2數據采集方法
(1)合理性檢驗。由于實測數據存在偶然誤差，因此，在進行誤差分析之前，須去除觀測數據中那些不合理的數據，代之以較合理的數據，進行合理性檢驗。
實際工作中常用3σ原則和戈氏準則，3σ原則較近似，戈氏準則較合理。
(2)代表值的確定。代表值是在最不利情況下可能取得的值：
97.7%的保證率，α取2.0；95%的保證率，α取1.645。
在后面計算中，代表值確定如下：彎沉??；平整度、車轍為；摩擦系數、構造深度為X=-1645S。
3.3路面使用品質分析
3.3.1平整度
根據公路養護技術規范，不的道路等級對平整度有不同的要求。但本次調查結果表明：各路段的平整度與結構層組合與施工組織狀況有關。由于選擇路段路面結構使用了瀝青貫入式，瀝青貫入式是一種多孔隙結構，整體性較差，在行車荷載的重復作用下被再壓實，導致縱向出現不平整現象。同時施工時各層縱向平整度的嚴格控制對路面表面平整度控制有十分重要的意義。
3.3.2車轍
瀝青路面車轍是高等級公路重要病害之一。國外設計方法中AⅠ法以控制土基頂面壓應變為指標，shell設計方法則通過分層總和法直接從瀝青面層厚度及面層材料諸方面控制車轍。我國還沒有采用車轍指標，作為設計控制值，而是通過材料動穩定度或其它指標達到減少車轍的目的。對半剛性基層瀝青路面，由于土基頂面壓應力較小，在重復荷載作用下土基產生的再壓實的剪切流動引起的。在調查路段，瀝青貫入式結構由于其級配較差，在重復荷載作用下極易產生剪切流動和再壓實，同時其高溫穩定性較差，調查路段車轍量較大。
3.3.3抗滑能力
瀝青路面抗滑性能評價方法主要是測定面層的摩擦系數和紋理(構造)深度。瀝青面層紋理深度與礦料的抗磨能力(磨光值指標)和瀝青混合料高溫時的內摩阻力和粘聚力有關。紋理深度達到要求必須合理選定礦料級配、瀝青材料滿足高等級道路石油瀝青技術標準。
調查路段面層礦質材料為石灰巖，磨光值只有37左右，達不到高等級公路和大于42的要求。面層磨擦系數普遍較小，不滿足抗滑性要求。
3.4路面結構強度分析
調查路段經過兩年的彎沉及交通量實測，結果表明：不同調查路段由于承受的交通量不同，雖然路面結構相同，但強度系數不同。因此，只有根據強度系數才能判別路面結構是否達到使用壽命。同時，有些路段其路面結構組合及厚度明顯不符合設計要求或施工質量較差，因此必須調整設計厚度及結構組合。
3.5滬寧高速公路無錫試驗路綜合調查
滬寧高速公路無錫試驗路段是本次調查唯一針對高速公路特點的路面結構，通過近三年的運行和觀察，對高速公路設計與施工提出了許多有益的結論。
(1)半剛性基層路段彎沉在(2.13～8.25)(1/100mm)范圍，級配碎石段(X、XⅠ)彎沉為0.122mm和0.135mm，但在裂縫邊緣彎沉值明顯大于沒有裂縫處的彎沉，裂縫邊緣彎沉最大達20(1/100mm)。因此，在試驗路段彎沉絕對值能滿足高速公路強度要求，但必須注意裂縫對半剛性路面結構強度影響。
(2)路面平整度基本沒有改變，并能滿足要求。
(3)1994年夏季高溫持續時間長，對瀝青路面高溫穩定性提出了嚴峻的考驗。1994年觀測結果表明，試驗路段車轍較1993年基本沒有變化。
(4)路表面在行車碾壓作用下，行車帶滲水很小或根本不滲水。
(5)從路面構造深度和摩擦系數二方面分析，面層摩擦系數較1993年減少約(9～14)，在1993年新鋪路段，摩擦系數從65.4(LK-15A)，61.9(LH-20Ⅰ’)分別減少到35.4和32.0，減少約30。對同一級配來說，LH-20Ⅰ’玄武巖徑一年行車碾壓后的摩擦系數值比行車碾壓二年后砂巖(LH-20Ⅰ’)的摩擦系數值還要小，說明玄武巖的抗摩擦能力小于砂巖。對LK-15A加鋪層段，LK-15A段的摩擦系數LH-20Ⅰ’加鋪層路段摩擦系數大。
(6)對比英國產摩擦系數儀，英國產摩擦儀測試結果較國產摩擦儀增大范圍是：(16.6～23.65)平均約21.0，其回歸關系式為
f上=1.13×f東+16.9。
式中：f上為上海測試值；f東為東南大學測試值。
(7)半剛性路面裂縫較為嚴重，經二年運行，裂縫間距寬約為70～90m，窄的約為15～25m。裂縫寬度在1～10mm之間。而在''''層的開裂是面層開裂的主要原因。
3.6調查路段綜合結論
(1)本次調查涉及高速公路結構，一級公路、二級公路，因此，調查工作可靠，對提出典型結構具有指導意義。
(2)調查路段路面結構有許多貫入式結構。雖然這種結構整體穩定性不好，但調查結果表明，由半剛性材料引起的反射裂縫也相應減少。
(3)對高速公路路面結構，面層厚度12～16cm，基層底基層厚度50～60cm。
(4)對一級公路路面結構，面層厚度8～12cm，基層底基層總厚度40～55cm1。
(5)對二級公路路面結構，面層厚度6～10cm，基層底基層厚度35～45cm。
4土基等級劃分
土基是影響瀝青路面結構承載能力、結構層厚度和使用性能的重要因素。土基的強弱直接影響路表彎沉值的大小和瀝青路面使用壽命的長短。路面力學計算結果表明，瀝青路面的回彈彎沉值絕大部分是由土基引起的。合理劃分土基等級，保證土基施工質量對路面彎沉控制有重要的意義。
《柔規》規定土基必須處于中濕狀態以上，Eo的建議值根據土的相對含水量及土質確定。實際上，土基的回彈模量(Eo)值隨土的特性、密實度、含水量、路基所處的干濕狀態以及加荷方式和受力狀態的變化而變化。土基回彈模量Eo值規定以30徑剛性承載板在不利季節測定、在現場測定。柔性路面設計規范中的Eo建議表，就是根據全國各地舊路上不利季節在路面完好處，分層得出E1，E0，并在土基測點中心鉆孔取土測ρd、WWP，同時用手鉆在板旁取W校正，得出80cm范圍內的平均值，整理得出EP的建議值。該表采用6g錘的液限值，現改用100g錘測定液限。
如果用相對含水量確定土基的回彈模量，對重型擊實標準，可將原建議值提高30%。如華東地區中濕狀態土基加強彈模量最小值23MPa。則高等級公路路基的回彈模量最小值為23×1.3=30MPa這再一次證明土基回彈模量低限取30MPa是合理的。如果路基回彈模量最小值達不到要求，要求采取某種處治方法進行處治。
第二種確定土基回彈模量的方法是通過壓實度和土的稠度來計算土基的回彈模量。對比土的相對含水量與稠度的關系曲線，當Wc=1.0，0.75和0.50時，相當于地下水對路基濕度影響有關的臨界高度的分界相對含水量W1、W2、W3，即當Wc＜0.5時，相當于過濕狀態，Wc=0.5～0.75時，相當于潮濕狀態，Wc=0.75～1.00時，相當于中濕狀態，Wc＞1.00時，相當于處于干燥狀態。
土基強度等級劃分結果表明：必須使土基處中濕成干燥狀態，否則要作適當處理。如果根據CBR確定土基回彈模量，則第三種方法根據室內試驗，用E0=6.4CBR確定土基回彈模量值。
綜上所述，土基強度等級劃分為S1、S2、S3三個等級與各參數間相互關系見
表5
土基強度等級表5
土基強度等級
回彈模量范圍(MPa)
承載比范圍(CBR)
S1
30～45
4.5～7.0
S2
45～65
7.0～10.0
S3
＞65
＞10.0
5交通量等級的劃分
影響一條公路的交通量的因素既多又復雜，每個因素的不確定性又較大。因此，不可能較準確地知道公路開放時的平均日交通量，也不可能較可靠地確定交通組成和各自的平均年增長率。其結果是實際交通量與路面結構設計時預估的交通量有很大差異。
5.1高等級公路交通量取值范圍
高等級公路泛指二級汽車專用道以上的公路，二級汽車專用道第一年日平均當量次最小值一般為500，如以8%的增長率增長，15年累計作用次，對于小于該作用次數的公路將不作高等級公路處理。對高速公路而言，通行能力(混合交通)應大于25000輛/日，標準軸次一般為6000～8000輛/日，因而，若以5%的增長率增長，5年最大累計作用次數一般為15～1806次左右。
5.2劃分辦法及具體結果
交通等級劃分將以累計標準軸載作用次數對容許彎沉的均等影響為依據進行劃分。交通量等級劃分結果見表6。
交通等級劃分結果表6
等級
標準
T1
T2
T3
T4
累計標準軸次(次)
第一年日平均當
量軸次(次)
＜500
500～800
800～1200
＞1200
注：第一年日平均當量軸次由標準累計作用次數計算得，設計年限取為15年，增長率取為8%，
且以單車道計。
6典型結構圖式
6.1典型結構推薦的基本原則
結合結合調查路段的路面結構和實際的使用狀況，以及國內外半剛性基層瀝青路面實體工程設計成果，半剛性基層瀝青路面的承載能力主要依靠半剛性基層。因此承載能力改變時主要通過改變基層的厚度來實現。瀝青面層的厚薄主要考慮道路等級(交通量)的影響，為此，可得出半剛性基層瀝青路面典型結構瀝青面層、基層、底基層厚度改變的基本原則。
(1)瀝青面層總厚度控制在6～16cm。對相同交通等級，不同的路基等級，基層(或底基層)厚度不同，不同的交通等級，相同的土基等級改變瀝青面層的厚度。
(2)基層(或底基層)厚度變化盡可能考慮施工因素，即施工作業次數最小。
(3)不同的交通等級，主要改變基層或底基層的厚度，并且綜合考慮造價因素。
(4)材料選擇應結合華東片區實際，基層采用二灰碎石和水泥穩定粒料，底基層則采用石灰土和二灰土(二灰)
(5)為減少面層開裂，推薦結構提出采用級配碎石過渡層。
6.2半剛性基層瀝青路面典型結構
根據參數分析，推薦的基本原則及國內外路面結構設計原則，對半剛性基層瀝青路面共推薦60種典型結構，供有關單位設計時直接選用，表7是其中之一。
重交通道路瀝青路面典型結構圖表7
交通量
土基強度
等級
T1
T2
T3
T4
S1
8～10AC
20LFGA
30LFS
10～12AC
20LFGA
35LFS
12～14AC
20LFGA
37LFS
14～16AC
20LFGA
40LFS
S2
8～10AC
18LFGA
30LFS
10～12AC
20LFGA
30LFS
12～14AC
20LFGA
32LFS
14～16AC
20LFGA
35LFS
S3
8～10AC
20LFGA
20LFS
10～12AC
18LFGA
30LFS
12～14AC
18LFGA
32LFS
14～16AC
20LFGA
32LFS
注：AC——瀝青混凝土；LFGA——二灰碎石；LFS——二灰土。
6.3構推薦和驗算的幾點說明
(1)瀝青面層厚度在8～15cm之間，這主要根據調查結果及我國道路建設的現狀和水平。
(2)基層和底基層的厚度充分反映了結構的受力特性和結構層的經濟合理性要求。
(3)推薦的底基層厚度在三種驗算方法計算厚度之間，并反映了當前我國路面結構的現狀和水平。
(4)基層采用二灰碎石或水泥穩定粒料。由材料的變形特性的分析(見第8節)可知，水泥穩定粒料干縮、溫縮系數均大于二灰碎石，從減少開裂的角度以而言，建議優先選用二灰碎石。
(5)從施工最小工序數，公路投資最小的角度，盡可能通過改變底基層厚度
來滿足結構強度要求。
7結論
本課題通過對3省9線22段及滬寧高速公路無錫試驗段(11000m)的調查、測試、分析和總結，提出高等級公路半剛性基層瀝青路面典型圖及其它注意事項。
主要結論如下：
(1)詳細、全面地分析了國內外高等級公路瀝青路面采用半剛性材料作基層或底基層的經驗，進一步說明在現階段半剛性基層瀝青路面仍是高等級公路路面的主要結構類型。
(2)調查路段結構及功能狀況表明：瀝青貫入式結構不宜作為高等級公路瀝青路面的某一結構層，但瀝青貫入式結構對減少反射裂縫有益；石灰巖不能用作高等級公路瀝青路面上面層，否則不能保證抗滑要求；必須采用中粒式瀝青混凝土作為瀝青路面上面層，且其孔隙率應在3～6%的范圍之內；裂縫問題是半剛性基層瀝青路面十分重要的問題，它直接影響路面結構強度、使用性能及滲水狀況；級配碎石有利于延緩反射裂縫的產生；南方地區，半剛性基層的收縮與溫縮而形成的反射裂縫是瀝青路面裂縫產生的主要原因。
(3)結合調查結果、室內試驗及理論分析提出了土基模量分級及土基模量的三種確定方法，即野外承載板、CBR及現瀝青路面設計規范取值放大30%。
(4)室內通過CBR試驗及彈性模量試驗，提出了CBR與E0的關系，即E0=6.4CBR
(5)根據調查結果及強度驗算，提出了瀝青路面典型結構圖，選擇典型結構時應根據土基、交通量狀況及路面使用材料確定典型結構。
由于微小平面度的高精度測量對測頭需要小型化和輕量化，因此采用measurement公司MHR050型LVDT傳感器，輕質鐵芯有助于減小應力以及保證鐵芯激勵組件結構的完整性。線圈和鐵芯之間的緊密電氣耦合可得到高度靈敏的測量效果。整體質量6g，線性量程±1.27mm，激勵電壓3Vrms，工作頻率范圍2kHz~20kHz。LVDT傳感器輸入的是磁芯的機械位移，輸出是與磁芯位置成正比的交流電壓信號，結合信號調理芯片AD698使用能夠以較高精度和重復性誤差將傳感器的機械位移轉換為單極性或雙極性直流電壓。
電信號經低噪聲AD8476差分運算放大器送至A/D轉換器。預達到平面度誤差0.1um~0.01um的精度，所需A/D轉換器的位數n。由于線性量程為±1.27mm，即在3mm的范圍內實現最小0.01um的分辨率，經計算需21位的ADC芯片，考慮到噪聲和濾波的影響，因而采用24位AD7190模數轉換芯片。該芯片是一款適合高精密測量應用的低噪聲完整模擬前端，可以配置為兩路差分輸入或四路偽差分輸入，最高輸出速率為4.8kHz,最高無噪聲分辨率為22.5位，失調漂移為5nV/C。本系統中對于單片機的要求并不高，選用STC12C5A60S2單片機作為控制器。該芯片采用貼片封裝、體積小，有利于系統集成。
二、電源電路設計
雖然開關電源具有體積小、效率高等特點，但是存在一定的紋波并且開關噪聲較大，因此系統采用線性電源，線性電源先將交流電經過變壓器再經過整流、濾波、電壓反饋調整得到高精度穩定的輸出電壓。實驗室現有±12V線性電源，由于電路中的芯片還需要±9V和+5V供電電壓。因此采用線性穩壓器件調整得到所需電壓值，TPS7A4901是一款輸入為3V至36V超低噪聲，輸出可調的低壓降線性穩壓器，結合TPS7A3001調節接入電阻使得輸出為±9V，LM7805為輸入5V至18V固定輸出5V穩壓器。在芯片兩端添加小電容，減少噪聲干擾，達到濾波。為了減小模擬電源與數字電源間的相互干擾，采用電感將它們隔離開，并通過0Ω電阻將模擬地與數字地相連。
三、實驗測試
將扭簧表和測頭固定，工作臺一端同時擠壓扭簧表和測針，即可在相同條件下用扭簧表的實測位移和測頭讀值表示當前位移變化。測試原理如圖2所示。測試數據如下表1所示。最小二乘法擬合出直線方程：y=kx+b，經計算k=0.023854，b=1538.757即分辨率為0.02464μm。
四、結論
