豫东地区农村公路沥青路面结构与材料研究
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇豫东地区农村公路沥青路面结构与材料研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
河南省周口市农村公路管理处，河南周口466000
摘要 本文通过对周口市县乡道路面结构的研究，提出了半刚性基层和沥青面层在使用中的推广前景。
中图分类号U416.2 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）61-0064-02
1 本课题的主要研究内容和成果
随着我国经济的迅速发展，县乡公路交通流量大幅度增长，汽车载重量也明显增加，对半刚性基层沥青路面提出了更高的要求：不但要求面层材料具有良好的高温稳定性和低温抗裂性，而且还要求面层材料具有良好的抗滑性和耐久性；不但要求半刚性基层材料具有较高的力学强度和抗疲劳能力，而且还要求半刚性基层材料具有较强的抵抗温缩和干缩的能力及较强的抗冲刷能力。
同时，完善沥青路面设计方法以适应高等级公路迅速发展的需要，也是当前农村公路建设中急需解决的问题。因此，开展本课题研究是十分及时和必要的，具有重要的理论价值和现实意义。
1.1 半刚性基层沥青路面结构研究
1）通过参数敏感性分析可知：路表弯沉对土基模量E0最敏感；基层、底基层均采用半刚性基层材料有利于改善路面结构的受力特性，底基层采用质量较好的半刚性材料，有利于提高路面的抗疲劳性能和路面的使用性能；当沥青层为三层结构时，表面层以满足抗滑、防噪音、抗低温缩裂、排水和抗剪切滑移为主；中面层以抗车辙、抗低温缩裂和抗渗为主；底面层则以抗疲劳和抗渗为主；
2）典型基层研究结果表明，采用骨架密实结构的半刚性材料可以有效地提高基层的抗裂性能，采用粉煤灰替代水泥稳定碎石中的部分水泥不仅可以降低材料费用而且能改善混合料的路用性能；
3）除了考虑当地材料供应情况外，更应该按层位功能选择路面材料，设计结构层厚度时除了满足路用性能要求之外，还要考虑经济性和施工的可行性。通过系统分析，确定了沥青路面合理结构形式。
1.2 骨架密实型水泥碎石混合料研究
1）提出了骨架密实型水泥稳定碎石混合料的配合比设计方法。该法分为3个层次：第一层次强调的是主骨料的骨架作用；第二层次是通过试验确定水泥的最佳比例；第三层次确定水泥砂浆的比例；最后应用体积法确定水泥砂浆与粗集料的配比，使水泥碎石混合料形成骨架密实结构；
2）通过水泥砂浆的正交试验以及数据分析可知，因素B（结合料与细集料的配比）对指标（抗压强度）作用高度显著,因此在试验及施工过程中应将其作为配合比设计的控制因素；因素A(细集料k值)作用不显著，在试验及施工过程中可不作为配合比设计的控制因素；
3）试验结果表明，骨架密实型水泥碎石混合料具有较高的力学强度，如抗压强度、劈裂强度、抗折强度等。在满足基本力学强度要求的同时，具有良好的水稳定性和较高的抗疲劳性能，尤其具有良好的抗裂性能及抗冲刷性能；
4）应用了一种简单的抗冲刷试验方法，并提出了预冲刷的概念，从而使水泥碎石混合料抗冲刷试验评价方法更加合理。
1.3 高性能沥青混合料研究
1）从三种不同级配沥青混合料（SP、SAC和AC）的路用性能综合指标来看，多碎石沥青混合料SAC和SP沥青混合料使用品质较好，而密级配沥青混合料AC相对较差；
2）沥青混合料中掺加纤维，可显著地改善沥青混合料的路用性能，特别是对多碎石沥青混合料SAC的改善效果更好；而且，德兰尼特聚脂纤维对沥青混合料的路用性能改善效果优于木质素纤维，但工程造价增幅偏大，一般只适合在特殊路段上使用；
3）根据技术经济性能综合分析，多碎石沥青混合料SAC、SP沥青混合料、密级配沥青混合料AC以及多碎石沥青混合料SAC掺木质素纤维具有较好的推广应用价值。
1.4 多指标沥青路面设计方法研究
1）由于不同季节、不同温度条件下，轴载对路面疲劳损坏影响是不同的，应对轴载换算进行季节和温度的修正，首次提出了轴载换算季节修正系数和温度修正系数的概念。并利用等效原理，导出了弯沉等效轴载换算季节修正系数b与季节影响系数K1之间的关系以及弯沉等效轴载换算温度修正系数a1和弯沉温度修正系数K3之间的关系。给出了季节修正系数b的建议值，建立了拉应力等效轴载换算温度修正系数a2与温度之间的关系，提出了确定轴载换算温度修正系数的简便实用的方法。从而完善了轴载换算理论，使轴载等效换算更加合理；
2）以车辙为设计指标时，由于破坏状态和破坏标准不同于弯沉和拉应力指标，应建立基于车辙等效的轴载换算方法。利用轴载换算等效原理和车辙试验结果，参照国外研究成果，提出了车辙等效轴载换算公式，轴载换算系数为轴载比的4.35次方（同弯沉等效轴载换算）。并且利用不同温度条件下的沥青混合料车辙试验结果，建立了车辙等效轴载换算温度修正系数a3与温度之间的关系；
3）车辙是沥青路面主要损坏模式，因此，车辙应作为沥青路面设计的一个重要指标。提出了半刚性基层沥青路面车辙的控制指标、沥青面层车辙深度预估方法以及容许车辙深度。以此为基础，建立了以车辙为设计指标的沥青路面设计方法。进而提出了以设计弯沉值、拉应力和车辙为设计指标的沥青路面设计方法，从而使沥青路面设计更趋完善。
2 本课题研究的推广应用前景与措施
半刚性基层沥青路面以其良好的路用性能，在我国得以广泛的使用。但是由于交通流量的大幅度增长和汽车超载的日趋严重，导致了路面结构的过早破坏，半刚性基层沥青路面甚至出现了“当年修，当年坏”的不良现象，给养护管理部门带来了相当大的压力。不仅大大增加了路面的养护维修工作量和养护维修费用，影响路面的使用质量和技术品质，而且也给公路部门造成了许多不必要的经济损失，极大地影响了投资效益。
如何从材料组成和结构设计两方面，提高半刚性基层沥青路面的使用性能，是一个亟待解决的问题。为此，本课题从半刚性基层沥青路面的结构和材料两方面着手，进行了深入和系统的研究。
农村公路建设任重而道远，课题的研究成果有着十分广阔的应用前景，而且由于本课题的研究工作具有很强的针对性和实用性，其研究成果必然会得到农村公路建设部门的重视，因而必然会促进和加快本课题研究成果的推广和应用。这对我国农村公路建设的发展具有重要的现实意义，特别是对于指导半刚性基层沥青路面的设计和施工具有重要的实用价值。
本课题以半刚性基层沥青路面为研究对象，通过对河南省沥青路面典型路段的使用状况的调查，以室内试验和理论分析为手段，对路面结构参数进行敏感性分析；对典型基层进行研究，并分析了各类基层的适用性，提出了半刚性基层沥青路面的合理结构，确定了路面结构层的合理厚度；重点研究了骨架密实型水泥碎石混合料和高性能沥青混合料的组成设计及路用性能；提出了以弯沉、拉应力和车辙为指标的沥青路面设计方法。
并在此基础上修筑了试验路，跟踪观测表明，使用效果良好，达到了预期的目标。试验路的铺筑不仅为课题研究积累了第一手资料，同时，也为课题研究成果的推广应用积累了一定的经验。
周口市农村公路管理处将会同市交通局、河南省交通厅，在总结课题研究工作的经验和试验路段使用状况的基础上，根据课题研究成果鉴定会专家组的意见，继续加强试验路的跟踪观测，并组织推广应用课题研究成果，在工程实践中进一步验证和完善，使科技成果转化为生产力，以适应高等级公路建设的需要，提高半刚性基层沥青路面的设计水平、改进施工方法，改善半刚性基层沥青路面的使用性能，延长使用寿命，节省养护费用，最大限度地发挥投资效益，促进豫东地区乃至河南省的农村公路建设的飞速发展。
为稳妥起见，结合周口市农村公路建设的实际，2012年拟在周口市沈丘县和商水县农村三级公路上扩大试验路规模，进一步观测其使用效果，取得应用经验后，2013年在周口市全面推广应用，同时力争在全省范围内逐步推广应用。
参考文献
[1]沥青材料应用手册.中国建筑工业出版社.
[2]沥青路面病害及处理方法研究.全国第四届沥青材料学术会论文集.