论文总字数：24665字

摘 要

半刚性基层沥青路面在我国道路史占据非常重要的地位，90%以上的高速公路都采用此路面结构，这种结构因其承载能力强，水稳定性好，板体性好的优点不可替代。但实践证明半刚性基层沥青路面在使用过程中存在很多不可避免的问题，比如温缩干缩导致的早期开裂，在行车荷载综合作用下出现的唧泥现象。

本文从路基路面半刚性基层的典型结构，严重病害和突出特点以及突出病害的防治措施等方面对路基路面半刚性基层做了完整详实的介绍，并提出了路基路面半刚性基层结构设计的改良方案，这种改良可以广泛应用于长寿沥青路面的使用过程中，确定了以弯沉为参数的具体施工指标，以路基顶面压应变为设计指标的思路，使半刚性基层沥青路面在耐久性经济性抗病害性有了显著提升和优化，最后对路基路面半刚性基层结构的发展提出了自己的展望。

关键词：半刚性基层沥青路面；沥青路面裂缝；路面结构设计；全寿命沥青路面

The historical development and current situation analysis of

domestic semi-rigid base asphalt pavement

Abstract

The semi-rigid base pavement has an very imprtant status in China's road construction history.More than 90% of the highway construction has adopted this structure.This structure is famous for its carring capacity,good water stability and has become indispensable for road construction.

But there exists some inevitable problems,such as early asphalt pavement cracking due to shrinkage characteristics of semi-rigid material caused,semi-rigid material appears under the combined effects of traffic load.

this essay mainly describe the semi-rigid characteristics,structure and key aspects of the typical diseases and prevention,measures,such as semi-rigid asphalt pavement made a detailed presentation and proposed indicators improved pavement structural design,it is recommended the use of asphalt pavement longevity compressive strain on top of subgrade and asphalt layer bottom tensile strain as design specifications,summed up with the deflection of construction indicators to compressive strain on top of subgrade design specifications ideas;and finally the development of semi-rigid asphalt pavement put forward.

Keywords: Semi-rigid asphalt pavement; Asphalt pavement crack; ; Pavement Structure Design; Life Cycle pavement

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪 论 1

1.1 引言 1

1.1.1我国道路发展史 1

1.1.2半刚性基层材料 1

1.1.3沥青混凝土路面 2

1.2国内外研究现状 3

1.2.1国外研究现状 3

1.2.2国内研究现状 4

1.2.3 沥青路面设计规范改良 5

1.2.4沥青面层原材料要求 5

1.2.5基层 6

1.2.6路基 6

1.2.7设计指标及参数 6

1.3结论 7

1.4本文研究内容和意义 7

第二章 半刚性基层沥青路面病害问题及防治 8

2.1半刚性沥青路面简要介绍 8

2.1.1设计理念与典型结构 8

2.1.2 优缺点 9

2.2半刚性基层沥青路面病害类型及出现原因分析 9

2.2.1低温开裂 9

2.2.2反射裂缝 10

2.2.3疲劳裂缝 10

2.2.4水损坏 10

2.3沥青路面裂缝的防治措施 11

2.3.1减少半刚性沥青路面水破坏 11

2.3.2减轻反射裂缝措施 12

2.3.3疲劳开裂防治措施 12

2.3.4半刚性沥青路面低温开裂防治措施 13

2.4本章小结 13

第三章 半刚性沥青路面设计 14

3.1国内外沥青路面设计方法 14

3.1.1国外沥青路面主要设计方法 14

3.1.2我国沥青路面设计方法 15

3.2现行沥青路面设计存在问题 15

3.3半刚性基层路面长期研究 16

3.3.1长寿命沥青路面设计指标 16

3.3.2沥青路面全寿命周期成本分析 17

3.3.3以车辙、疲劳开裂、弯沉为设计指标的多指标设计方法 18

3.4本章小结 18

第四章 结论和展望 18

4.1结论 18

4.2展望 18

参考文献 18

致谢 18

第一章 绪 论

1.1 引言

1.1.1我国道路发展史

中国从马车路到现代化公路网建设，是一个漫长而璀璨的发展历程，按照时间划分，可以大致分为三个阶段，古代，近代和现代。中国最早关于道路的记载出现于《古史考》中，具体内容如下：“黄帝作车，任重致远”。我国道路建设至西周时初具规模。西周时期的道路建设发展情况详细记录于《周礼·考工记·匠人营国》考中。

秦朝时期,秦始皇强调“车同轨、书同文”，“为驰道于天下”, 采取了一系列措施统一道路宽度。随着一些城市兴起,许多商队道路出现。正是因为秦朝以后中国道路繁荣发展到了公元前二世纪,中国通往中亚西亚的贸易道路已经初具雏形，这就是著名的丝绸之路。

中国古代道路建设成就辉煌，如赵州桥，和许多巧夺天工的栈道，在中国和世界道路发展史上都有一席之地。

中国近代的道路是伴随机动车辆的普及而逐渐发展起来的，由于19世纪以及20世纪中叶我国工业化水平相对较低，导致我国近代道路发展较为缓慢，直到上个世纪80年代马车路和驮运道仍是中国乡村道路的主要组成部分。我国近代道路发展四个具体阶段分别是1912年-1928年北洋政府时期、1925年-1937中华民国国民政府时期、1937年-1945年全面抗日战争时期和1945年-1948年解放战争时期。

纵观中国近代道路发展史，我国道路建设发展由少及多，从无到有，随着国民经济高速发展，城市化水平不断提高，我国工业化的不断进步，国内道路交通量逐渐增大，交通负荷载重逐渐提高，我国道路工程规范对于具体线路路基路面工程和桥梁工程标准均有进一步提高。不过因为资金缺乏，公路建设规划不力，起不到作用，使建成公路分布比较不合理。修建公路大多数都是以泥结碎石路面为主。1933年至1946年，在南京、昆明、重庆、等地进行了块石、水泥混凝土、水泥稳定土、沥青表面处治等各种类型的路面试验，因受战争影响，成果较少应用，水泥稳定土路面为数不多。

1949年中华人民共和国成立以后，我国公路建设正式步入了现代化时期。工农业迅速发展，经济科技提高，公路建设产业趋于繁荣，1988年，公路总里程100万公里，94年111.78万公里，2006年345.7公里. 创立并发展泥结碎石路面，发展了石灰稳定土路面基层，改善公路行车条件。成功研究出爆破路基创新技术;提出一系列针对公路翻浆防治措施;稀有的盐块路也在盐湖地区得到了广泛的推广；并解决了多年冻土地区的道路通行情况。

1.1.2半刚性基层材料

在原状松散土（same loose soil）或粉碎土（silty soil）中按照规范要求的比例掺入水和无机结合料（包括工业废渣、水泥或石灰等），经过拌合处理的无机结合料混合料，在压密与高温养生后，其标准试件如果符合抗压强度，按规定要求可以称此材料为无机结合料稳定材料，以无机结合料稳定材料为基层铺装的道路路面就是无机结合料稳定路面。

无机结合料稳定材料的刚度较柔性路面材料大，较刚性路面材料刚度大，所以我们习惯将无机结合料稳定材料定义为半刚性材料，同理以无机结合料稳定材料修筑的路基路面基层或底基层也被人们称之为半刚性基层，正是因为无机结合料稳定材料具有抗冻性能强、结构板结性能好、稳定等具体优点，在生产生活中被大量使用在铺筑高速公路和一级公路水泥混凝土路面和沥青路面底基层或基层。

我国第七个五年计划时期，我们进行了高速公路一级公路表层抗滑性能沥青面层承载性能，无机结合料稳定性能研究，其研究重点包括无机结合料稳定基层材料抗弯拉强度，弯沉不同温度下的收缩特性、新型材料设计流程方法。我国道路研究人员以此为基础，吸取近20年来无机结合稳定基层使用建设和设计施工的经验，根据我国温度湿度的自然区划，提出了适应不同区划的无机结合料稳定材料养护，管理，设计，施工重点，为我国高等级公路无机结合料稳定基层的安全建设提供了规范依据和理论保证。

虽然第七个五年计划时期实施以来，我国高速公路建设蓬勃发展，但无机结合料仍将是我国高等级公路建设的重要基础。表1-1如下。

表1-1 国内主要的高速公路沥青路面结构类型（“七五”后）

1.1.3沥青混凝土路面

顾名思义，主要沥青混凝土用作面层材料的道路路面被我们称为沥青混凝土路面。其中沥青混合料是指经过筛分混合处理的具有符合规范要求级配的矿石材料,按照一定油石比与沥青材料进行拌合得到的混合料。

1980年来，我国道路车辆变多，重型车占交通总量比重逐年提高，这对路基路面建设施工提出更高要求。在道路的日常使用过程中，级配稳定碎石基层有不小的弊端，主要表现为容易导致高速公路沥青路面面层发生严重车辙，基于此，无机结合料稳定基层应运而生。1990年之后，我国二级及以上沥青路面公路重点使用半刚性基层作为基层结构进行使用。相比较国内，国外一般采用水泥稳定半刚性基层，我们称之为Cement Treated Base。

高速公路沥青路面使用无机结合料材料合理性体现在这种组成下的路面结构具有比较高的承载结构能力，大量实验证明无机结合料稳定基层抗弯拉刚度大回弹模量高，且特征值随着龄期不断发育，为沥青路面提供了很强荷载分布能力，从力学角度而言，弯拉应力对于沥青层的受力是不利的，但由于无机结合料加入提高了沥青层的抗拉能力从而提高了路面结构抗击疲劳破坏能力，从理论上讲，无机结合料使用甚至可以使沥青面层永不产生疲劳破坏。

但近几年人们对于沥青面层研究趋势是减薄面层，如果沥青面层达不到一定厚度，无机结合料稳定基层就会因为干缩而产生大量反射裂缝，随着恶劣天气的温度循环作用，会产生严重唧泥现象，加速沥青路面老化，导致路面承载能力降低，影响使用性。

我国仍处于社会主义初级阶段，公路建设的资金是有限的，实力不足，去采用较厚面层，柔性基层，所以在我国公路建设事业飞速发展的时期，强基薄面的半刚性基层结构应运而生，它既满足了“高强度，易施工，良好耐久性”的技术指标，又能符合我国的国情，因此得到了广泛应用，在现在以及将来很长一段时间，它将仍是我国公路结构的主要形式。通过对高速公路病害的大量调查我们发现半刚性基层沥青路面的裂缝问题是高速公路最为突出的病害，产生病害原因一方面由于半刚性基层的自身缺陷，温缩干缩，产生裂缝，并最终形成反射裂缝，雨水进入裂隙，使得路面结构产生松散、车辙、唧泥等病害最终导致路面结构破坏。另一方面，近几年交通量大量增加，路面实际承受的累计当量轴次已经达到了设计年限内的累计当量轴次，引发超载问题，使路面使用质量和寿命达不到应有的水平。

本文将在借鉴国内外先进经验的基础上，找寻路面病害产生原因以及解决措施，并提出改良路面结构设计的方法，提高路面承载能力和使用耐久性能。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

分析国外沥青路面结构，可以看出半刚性材料为基层，沥青材料为路面是许多国外国家常用路面结构形式，但后来大部分采用柔性基层，目前很少使用半刚性，主要现状如下：

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