我国沥青路面结构设计分析

第一篇：我国沥青路面结构设计分析

长沙理工大学张起森教授作客专家在线：我国沥青路面结构设计分析

[b[size=5]]长沙理工大学张起森教授作客专家在线：我国沥青路面结构设计分析[/size][/b]

[size=4] 以“我国沥青路面结构设计分析”为主题，围绕“我国沥青路面破损原因，沥青结构以及沥青混合料设计和沥青技术研究”等问题，同大家进行深入交流与探讨

主持人：首先请张教授给大家介绍一下，近年来，随着我国国民经济的发展，干线公路特别是高速公路面临着巨大的交通压力，沥青路面出现了裂缝、水损害等破损现象，造成沥青路面破损的原因是多方面的，您能否从这路面设计这个方面向大家介绍一下路面破损的成因以及如何防治。

张教授：这个问题比较复杂，谈一下我自己的看法，供大家参考。目前我国有高速公路通车总里程3万多km，沥青路面占85％左右，水泥路面占15％左右，所以高速公路大部分都是沥青路面。我国在短短十几年的时间，高速公路沥青路面发展速度非常的快，但是现在路面确实还是存在一些问题，是什么原因引起的？在过去的一段时间，大家讨论很多。我想从以下方面来谈些自己的看法：

首先，我们国家刚开始建设高速公路的时候，基础比较差，当时没有规范，原规范对高速公路不适应。我们很多经验都是来自过去的低中级路面，修建高速公路的经验少，所以我们开始修建的路面，像90年代初，依据的是低中级路面的经验，当然我们也引进了一些国外的东西，像京津塘高速公路我们请的是澳大利亚专家来修的，上海沪嘉高速公路是我们自己国家修的，不过只有十八km的里程，其他如沈大高速公路、广佛高速公路，当时不叫高速公路而叫高等级公路，因为当时对高速公路有争议，所以在起步的时候，还是有些欠缺。规范、标准和试验检测设备等跟不上高速公路发展，给我们前期修建的路面带来了一些先天性的不足，比如路面厚度，一些较早修建的高速公路，对底基层的厚度重视不够，而且对它的认识也不够，有的水泥路面甚至取消了底基层。这些方面当时没有一个比较明确的规定，单纯从适应当时已有的设计指标看，可以满足要求，但是路面使用后出现了许多问题。之后，我国的高速公路吸取失败的教训，进行了总结，后期有些改进。1997年颁布的沥青路面规范，包括后来颁布的水泥路面规范，有些部分吸取了我们国家“七五”、“八五”公关项目的一些成果，为后面高速公路质量的提高打下了基础。总的来讲，我们国家高速公路发展很快，技术、设备储备不够，给我们前期修建的高速公路带来了不足。这是一个问题。

第二、设计标准与实际情况有差距。例如荷载标准，我国的设计荷载是BZZ－100，实际上，我们国家道路上行使的超载车辆很多，像京珠高速公路，有的车达到了270kN，在广韶高速公路，有的车辆也达到了170kN左右。显然，这完全超过了我们的设计标准，路面肯定无法承受。所以这个超载车辆，“超载”的问题，确实是我们国家路面面临的一个严重问题。这个问题我和美国一些专家讨论过，美国也有一些重载车，但超载车很少，美国重载车辆一般是在30％左右，但是我们国家的重载车却占到了60％、70％，甚至是70％或80％的比例，所以路面压力很大。看来这个问题要解决需根据实际的荷载来进行设计或验算。使设计的荷载标准和实际使用车辆的标准要相符。另外，在设计指标方面，也存在一些问题。比如说水泥路面是以混凝土板底弯拉应力进行控制，沥青路面主要以表面弯沉进行控制。弯沉可以反映路面整体的承载能力，但它对结构层性能的反映就比较查。水泥路面也存在指标的问题，水泥路面是一个脆性材料，它的变形是在一个很小的变形情况下开始出现断裂。是不是要像结构设计一样，以刚度来控制设计。沥青路面设计指标不完善大家讨论更多，我们现在用弯沉指标来设计，往往沥青层、基层、它的拉力问题不能控制。国外把表面的弯沉改为路基变形的控制有一定道理。我们国家过去测定的表面弯沉70％、80％都是发生在路基。但是有个问题，表面弯沉容易测定，路基弯沉很难做检测，所以怎样使用这个指标这也是一个问题？现在研究用多指标来控制路面结构，这应是今后路面设计的一个趋势，包括把剪切应力、温度收缩应力等都考虑进去。

第三、结构层材料组成的问题，包括石料的规格，石料的品质，石料的级配，这个方面现在控制得不严格。当然实验我们是做了，采用什么级配，有个要求，但实际上到现场以后，这个方面的控制就比较差，再加上我们碎石供应很乱，不像国外实现了碎石商品化，要什么样规格的碎石随时就去买，我们国家不是这样的情况，我国是一边施工，一边在沿途设置料场，给石料控制带来很大困难。希望能够早日的解决这个问题，从而提高石料的品质。再一个就是沥青，沥青供应是比较大的问题。因为我国沥青来源很多，有进口的，有国产的，进口又有很多国外的公司，国内也有很多公司生产沥青，所以往往一条路实际用的沥青品种很多。像广州的某路，它的沥青，能够达到我们规范软化点要求的，只有约50％、60％左右，有些路段甚至更低，40％、50％达不到我们国家最低的要求。因为材料结构组成不合理，造成强度相差比较大，同一个路面，可能这里强度好，那里强度差。路面湿度也有变化，这里不透水，那里透水，同一个路面的问题比较多。这些事情一方面是材料本身造成的，一方面是施工造成的。

第四、从路面结构设计来讲，防水排水系统设计得不完善。我们在表面排水方面做了一些工作，但是在路面结构的排水、路基的排水这个方面还是做得不够，所以往往在路面使用过程中，出现排水结构物堵塞等，导致路面出现沉降、开裂等问题。现在我们国家对排水的问题比较重视了，但是这方面还有继续做好的需要。

第五、施工的问题。往往我们设计一个方案，结构是什么，材料是什么等等，还有很多的指标和要求，但是路面的施工，往往跟我们的设计相差很远。比如动稳定度，我们国家高速公路目前要求，像南方地区3000到3500，但是实际上，有些只有1000多，有些方4000、5000，甚至超过10000，变化很大，这个问题除跟材料有关系外，还跟施工有关系，施工控制不严。路面施工温度可以相差三十几度，这里可能是140，那边可能是100左右，这样压实就比较困难，达不到要求。另外材料本身，施工过程中要是没控制好，容易引起离析。我们国家要求路面使用过程中孔隙率是3％－6％，有些实际做出来不到3％，甚至不到1％，大的可能超过10％，这样对我们路面的使用，带来了很多的问题。孔隙小的易泛油，产生车辙；孔隙大的易透水，产生脱粒、坑洞等。另外关于路面损坏，刚才提到开裂、水损害，应该提出在南方，中部河南、河北以及陕西，车辙破坏也是个问题，有些路使用一两年，车辙达到50、60mm，路面使用不久就要重新铣刨、罩面。

车辙在南方出现比较多，显然车辙问题跟重载、超载关系更大，另外同温度也有关系，像南方的气温，在广东，夏季路面最高的温度达到七十几度，而气温四十度左右，高了三十多度。高温把路面软化了，再加上很重的车上去，肯定要产生车辙。另外材料设计方面对这个问题考虑得还不够。如河北、山东沥青标号为70；广东、广西标号也是70。沥青标号这样全国一致是不合理的。在广东这样的高温地区，使用更硬的沥青，例如50号是完全必要的。这方面问题值得我们研究。

第六、对路面结构层构成的要求上还不是很明确，比如面层3层，现在大部分是4、6、8cm或4、5、6cm，面层十几cm，而面层、中层、下层究竟它的功能是什么呢？它们的合理厚度应为多少，对它们的要求又是什么？现在是不明确的。我国现在还没有公布的沥青路面修订规范稿，开始注意了这个问题。根据路面功能设计的概念，上面层主要是要稳定、要抗疲劳、要防水、要抗滑、要粗糙。中层主要是抗车辙，车辙是个主要的问题。到了下层，主要是疲劳的问题，当然这个概念跟我们的上层下层概念有点不同，但是在我国如果把下层理解成是基层的话，我们的基层现在是半刚性基层，恰恰抗疲劳能力是比较差的，很容易开裂。基层一开裂就形成反射裂纹，反射到路面上就容易使面层开裂，开裂以后造成了很多的问题，比如渗水等。过去我们对反射裂纹花了很多功夫取研究，但一直解决得不太好，对路面结构层的功能问题要进一步研究，弄清楚以后，对不同层次的要求指标要明确，这样才能把面层设计好。轮胎与路面的接触部分是很复杂的，接触应力对面层影响很大，过去我们对面层的材料比较重视，比如改性沥青、石料要求的规格也比较好，施工方面也比较重视，所以这一层相对来讲，承受车辆作用应力相对其他层次，显得要好一些。故目前路面主要问题并不是表现在上层，是在中下层。当然我们不是不重视面层，面层当然要抗滑，要不透水，要稳定，要抗疲劳，对采用的材料要求更高更加严格。但是我们对中、下层的要求也应明确，根据我们近来做的工作，我们建议：在南方要求上面层动稳定度要3500；中面层要3000；下层要800－1000，大长坡和弯道路段不小于1000。老的规范对上面层的要求是800。对下层的材料就没有明确要求。总之，要弄清各结构层的功能和作用，才能够对材料的要求进行控制。

第七、现在还有些新的问题要研究。沥青路面现在有一种叫top－down裂缝，即表面向下的开裂问题。现在研究的大部分是裂纹由上向下发展，反射裂纹是怎样发展等问题。但实际上，调查表明很多裂纹是从上面往下面扩展的。这种裂纹实际上对路面损害比较大，因为一开裂就在表面，表面开裂水就往下走，再加上温度应力，裂纹慢慢扩展，水就流下去，很快会污染到基层了。这个问题过去我们研究很少，在上个世纪八十年代，日本一些专家在论文里面提到过，世界上很多国家都做过调查，像英国的TRRL，他们在八十年代从现场勘测也发现这个问题。另外还有一个问题就是钢轮碾压产生的开裂。日本在八十年代做过研究，日本和加拿大有个叫做寒冷地区的路面修建技术合作项目，他们做过这个研究，钢轮碾压后，路面会产生很多的裂纹，用放大镜就可以看得见。在温度应力作用下这种应力易发展，所以对于这种裂纹我们今后要重视。现在对沥青路面存在的开裂、车辙、水损害等破损现象，经过最近几年的研究，已采取了一些措施，水损害相对要好了些。目前南方主要是车辙，北方开裂。南方有些地方因路基下沉，路基不稳定等等，也产生开裂的问题。但是这些基本不是疲劳引起的裂纹。再一个就是温度、温差的问题引起的开裂。我国路面真正目前达到疲劳设计要求的很少，路面早期损坏的主要的原因不是这个。我们讲超载，应力很大，其应力可能达到抗拉强度的0.7、0.8左右，很容易开裂。

要解决这个问题从路基来讲，要保证路基的稳定性，一些软土地区、盐渍地区的高速公路，往往达不到沉降的要求。一个月5mm，它往往达不到，为了施工的进度，就在沉降未完成的路基做路面，所以往往总承载能力没有达到要求，今后还要进行沉降。从进度跟施工质量要求方面来讲，今后应该怎样去协调，在保证质量的情况下再来谈进度，路面基本的情况才能保证。

从路面来讲，一个是结构，一是材料，要求要更严格。施工方面，如果我们路面施工比较精细，减少或尽量避免离析的发生，路面损害就会更少。有些省份引进了二次分料器，资金投入并不大，但效果很好。从车辙问题讲还是要解决沥青的问题，沥青对车辙的贡献大概有30％到40%，沥青要求粘结力和软化点达不到要求的话，它的情况会很严重，特别是高温情况下，这个问题就会更严重了。所以车辙问题要从结构，从材料组成设计方面等等方面考虑。在八十年代，我国城市道路规范中加入了抗剪指标，但是公路就一直没有加进去，主要是材料的抗剪强度问题，当时因为我们要知道抗剪强度，就要做三轴实验，三轴仪比较少，试验本身也比较复杂。另外一个方面，结构层的抗剪切能力要进行检测，比较难。所以对于抗剪指标问题就一直搁置下来了，我们对材料抗剪方面的要求，要重视起来，这样的话从各个方面来讲就比较完善了。还有一个问题就是超载，现在明明知道这条路不是我们设计的这个承载重量，实际上它跑的是一倍，甚至二倍的荷载，对这个情况怎么办？我们国家一下子要解决超载现象，可能还有困难。这个情况可以从设计方面来采取一些措施，如规定要验算荷载，以超载200甚至300的标准来验收，达不到，厚度满足不了要求，我们对路面进行加厚。当然这样投资会大一点，但从全寿命周期来综合考虑投资问题，这样做是合算的。

主持人：您刚刚提到半刚性基层路面结构，我国高速公路普通采用这种路面结构，您能否向大家介绍一下半刚性基层沥青路面结构的优缺点？半刚性基层在养护、修复中存在什么样的困难？

张教授：半刚性基层路面在我们国家无论是一般公路、还是高速公路，起到很大的作用，这个是应该进行肯定的。我国3万多km高速公路的沥青路面包括水泥路面，基层90％以上都是半刚性基层。半刚性基层在我国公路的建设发展中起了很大的作用。半刚性基层也存在一些问题，但我想要还是先讲优点：半刚性基层强度比较高，相对柔性基层来讲强度高、刚度高，作为承重结构，它是比较合适的。承载、扩散荷载，传到路基，在没开裂之前这方面性能比较好。但是半刚性基层有一个问题，就是抗拉能力相对比较小，另外它的变形能力不太好，它是比较脆的材料。它的刚度比较大，在湿度变化温度变化中所受温度应力比较大，所以在温度荷载，交通荷载，湿度变化的作用下，它容易产生裂缝，开裂以后半刚性基层性质开始变化。这些裂纹很容易形成反射，特别是后期裂纹比较多的情况下，裂纹很容易反射上去，比较短的时间就反射到上面，很多实际工程证明了这个问题。我们曾经做过光弹实验，“七五”攻关研究沥青面层最小厚度应该是多少，也就是要从反射裂纹的角度来考虑，反射裂纹反射上去要保证一定的使用时间，表面路面厚度应该是多少。我们通过光弹实验和一些力学分析确定了路面最薄厚度12cm。当然那是根据七五那个时候的交通荷载等实际情况，从技术方面我们做光弹实验，还是有点根据的。但是现在我们的交通量，在重载、超载的情况下，12cm应该会薄了一点，现在这种交通量、这种荷载下，可能不能保证我们的使用寿命。为了防止反射裂纹，实际上我们“七五”还做了一些研究，例如如采用级配碎石、土工布和应力吸收层作为中间过渡层等一些措施，到最近，差不多20年的时间，仍还在摸索。研究反射裂纹，如何来延缓它，完全防止是不可能的，怎样延长它的扩展时间，使它的裂纹反射到面上的时间比较长，保持表面比较长的时间不会开裂，在这方面做了很多的工作，也取得了一些成果，但是这个问题到现在还没有完全解决。

半刚性基层的路面，基层修建的时候会产生很多干缩、温缩裂纹，这些裂纹反射上去，造成了路面损害，这是目前对半刚性基层沥青路面大家认为它不足的地方。半刚性基层沥青路面还有一个问题，就是半刚性基层上的沥青路面厚度不能太薄。因为半刚性基层到了后期强度比较大，特别是到夏天的时候，产生上面软下面硬倒装结构，象擀面一样，很容易产生推移。所以我们过去修的像二、三级路面往往产生波浪变形。这个是半刚性基层沥青路面使用的过程中存在的一些问题。

半刚性基层沥青路面在使用的过程中，针对它的开裂，我们采取了一些措施，比如增加粗集料含量、切缝等。但是大家认为这个问题还没有完全解决。我国的半刚性路面，还有一个问题就是基层软化、甚至唧泥等问题比较明显。这是我们国家的一些经验，另外国际上，像英国，欧洲、美国，他们做了一些实验，也用过半刚性基层，也发现了它的一些问题。现在欧美一般基层不采用半刚性，它把半刚性作为底基层，放在下面，基层采用沥青稳定基层，这样比较合理一些。半刚性基层在施工过程中也发现了一些问题，比如透层油渗透比较困难，还有半刚性基层表面容易产生灰尘，产生灰尘以后如果施工的时候清理不干净，就影响了粘层与半刚性基层的粘接。另外路面开裂以后，水下去就容易损坏。半刚性基层产生问题以后，必须要把它全部挖掉才能修复，这样就有些困难。现在我们的讲半刚性基层，我的观点是我们国家要因地制宜来考虑这个问题。如果条件合适，有些地方还是可以用半刚性基层，不是一概否认这个观点。但是半刚性基层一统天下也是不对的，所以开展柔性基层的研究是完全必要的。

主持人：您在柔性基层沥青路面结构设计方面研究很深，请您给大家介绍一下与半刚性基层沥青路面相比，它有什么优缺点？

张教授：谈到柔性基层和半刚性基层相比，柔性基层包括的沥青稳定碎石、沥青混凝土还有级配碎石做的基层。但柔性基层跟半刚性基层来比，因为它是比较柔的，所以它的温度变化产生应力影响方面的情况要比半刚性基层相对要好一点。同时湿度变化影响也要小写，所以它一般不会出现反射裂缝问题。其次，从它的结构层受力来讲，柔性基层对面层的设计要好一点，半刚性基层的后期强度要好，沥青面层相对比较软，刚度小一点的，所以造成下面硬、上面软，容易产生车辙，对面层是不利。但是柔性基层模量是按照一定比例下来，模量变异性不大，一般不会有这个问题。这也是柔性基层的一个优点。再次，从层间结合情况来讲，柔性基层与沥青面层结合一般不存在问题，所以对沥青受力方面是比较有利的。另外，柔性基层抗疲劳能力要好一些。

柔性基层跟半刚性基层不一样，由于比较柔不会有反射裂缝问题，另外如把半刚性基层作底基层，中间做一个碎石基层，上面做面层，也可以缓冲反射裂纹的产生。碎石主要是抗压，它不不能受拉，他的强度与侧压力和下垫层强度有关。现在我们研究级配碎石怎么用？碎石直接放在路基上或者放在半刚性基层上，哪种结构比较合适？这个问题要研究，工程师要总结这个问题。我们国家沥青层如做得比较厚，沥青材料的价格可能是个问题。我认为级配碎石放在上面，下面半刚性底基层主要解决承重问题，承重问题解决了，沥青层厚度就减薄，不能靠整个沥青层来承载。柔性基层我们现在研究得比较少，做过一些实验，比如大粒径碎石做基层，在河南焦作了一段试验路上进行比较研究过。大粒径碎石做基层抗压、抗疲劳的能力还是可以的。大粒径基层在山东、江苏也做过很多的实验。我国目前3层的面层结构，如果下面层改做大粒径碎石基层，半刚性基层做底基层。整个沥青层的厚度也不会太厚。另外反射的问题可以通过大粒径碎石来缓冲。如果完全照现在功能设计的概念，完全以沥青层来承担应力，路面使用寿命可以达到40－50年，在这几十年里，不要动下面的层次，只要铣刨到表面层即可。韩国做了全厚式沥青路面研究，要42cm左右才能保证路面使用40－50年。42cm对于我们国家来讲造价上有一定困难。我们可能不能完全照这个来做，现在研究长寿命问题，怎样结合我们国家的实际情况，提出一个合适的结构组合？不一定要40年，我们若能保证20年、30年就很好了，经济上国家也承受得了，这里还是有很多工作要做。

我不是否定半刚性基层，有些场合、有些情况半刚性基层还是可以用的，应该用的，当然我们有些情况还是需要用柔性基层，使我国的路面结构不至于那么单一，如果半刚性基层包打天下，厚度也差不多，面层是4、6、8，基层是20、30、40，全国气侯变化那么大，交通情况、环境、地质条件变化那么大，路面到最后全部都差不多，这种情况肯定是有问题的。还有排水问题，现在我们基层可以做排水基层，解决排水的问题，采用柔性基层，可以做成排水的，上面的水下来了，从路肩可以排出去。这也是考虑柔性基层的一个优点。

主持人：您能否介绍一下我国沥青混合料组成设计的情况，目前Superpave技术在我国的应用和发展情况是怎样的？

张教授：沥青混合料组成是比较重要的问题，我们规范的混合料类型、从结构上可以看出其发展问题。我国先是采用AC，后两年采用AK，后面又采用SAC。AC用了以后，它的抗滑不够，比较光，高速公路抗滑达不到要求。AC从级配来讲，细料比较多，粗料比较少，所以最后造成混合料比较细，比较光容易冒油，也容易产生车辙。后面增加粗料，减少细料，所以就采用了AK抗滑面层。抗滑问题解决了，但是出现了孔隙率大，出现了早期的水损害，最早在河北一条高速公路上出现。当时在孔隙率这方面并没有太重视，当时只考虑粗、抗滑这方面去了，透水的问题也没有很注意。后来各个单位感觉到有问题了，又把粗料减少，细料增加，走中间路线。级配调整了，有的地方叫做AK1型或AK什么型等等，在前面加一些其他的符号，它不好把AK这个名字改掉，因为它改掉以后，审查有问题。所以在前面加一个符号，表示与AK的规范不同，级配不同。后来沙庆林沙院士就提出SAC，他还专门出了一本书。SAC针对AC、AK存在的问题：AC粗料少，AK粗料多，所以等于是粗料减少一点，细料增加一点，保证空隙率基本在我们要求的范围内，抗滑方面能够满足要求，构造深度也达到了要求，还有其它指标方面也合适，这样就提出了一个比较中性化的建议。从真正的混合料结构来讲，实际上AC是密实悬浮结构；到AK实际上我们是增加了骨架，但是孔隙多了，细料填得不够，没把孔隙填起来，AK是密实骨架孔隙结构，到SAC骨架密实结构，现在是骨架为主，细料的孔填起来，密实还有一个孔隙的要求，3－7％的要求。我们讲比较理想的是骨架间断密实结构。包括我们现在Superpave技术，实际上也是骨架密实结构。它主要靠纤维、沥青、矿粉即沥青马蹄脂，填充骨架嵌挤形成的孔隙。骨架嵌挤结构比较稳定，又不至于漏水，同时它比较粗糙，抗滑能力满足了。骨架嵌挤结构空隙多一点，光沥青还不行，还要靠纤维，把沥青矿粉稳定在那里，否则它要漏下来，不加纤维，性能就达不到要求，所以我们国家慢慢发展骨架嵌挤密实结构，当然这个是间断的不是连续的，使骨架组成的空隙大部分填充起来，又不至于透水，这是沥青混合料在我们国家发展的一个情况。当然这个结构要保证其结构稳定，除靠级配外，还要靠骨料的强度和沥青的粘度。骨料太软了，沥青太稀，结构就不稳定。

Superpave技术是美国SHARP研究的一个成果，它是1993年发布的，1993正式发布以后，应该讲在世界各国引起了比较大的反响。Superpave我感到它有些情况可能还要进一步研究。Superpave实际上有三个水平，即按LEVEL1、LEVEL2、LEVEL3，现在我们用的是LEVEL1，LEVEL2、LEVEL3包括美国都还没有实际应用，还处于研究阶段。LEVEL1实际上是一个体积设计法，各个组成部分，矿料多少、沥青多少、矿粉多少，跟我们现在的设计基本上是一样的概念，它是体积组成的参数设计。它要设一种比较合理的混合料。Superpave提出了两个东西比较引人注意，一个是级配线上设定了几个控制点，几个控制点必须要通过。另外有一个禁区，级配曲线不能进到禁区里头去，进到禁区里头的话，混合料性能比较差，且有“驼峰”的性质。控制点和禁区，各国有不同的看法，另外走禁区的下面还是上面，这也是一个问题，有的认为走下面好，有的认为走上面好，所以对禁区的问题，现在还有争论。至少他们提出了这个问题，后来他们在足尺试验中也发现了一些问题。另外一点，混合料试件成型采用“旋转压实”法，与轮胎软化作用接近。

Superpave混合料的检验指标与马歇尔也不一样，Superpave以路用性能指标确定沥青用料，即用疲劳开裂，车辙、低温抗裂来控制。另外还有一个叫做水敏感性实验，这个实验规定它的孔隙率为7％，因为他们作了很多的调查，压路机压过以后，大部分在7％左右。这与现有马歇尔试验法不一样的。

现在我们用的Superpave有一个限制，LEVEL1交通量限制在1800万次80kN标准轴载。我跟沙庆林院士讨论过这个问题。Superpave的设计要适应轻交通的情况，如果是重交通，要做LEVEL2、LEVEL3的检验。我们国家从交通情况来讲，一般要超过它的这个规定，这是存在的问题。用于LEVEL2、LEVEL3的设备，我们引进了些，江苏交科院等也买了一部分设备，但未开展广泛的工作。国内有些单位可能没有很好的注意这个问题，直接将Superpave设计用在高速公路，设计的路面出现了一些问题。现在还有一个问题，就是用马歇尔实验法进行Superpave的设计，山东做了比较系统的工作，他们认为可以。但是这个方面的问题，我们认为还要做一些更深入研究。主持人：改性沥青在中国公路建设市场的应用时间很短，但发展势头非常迅猛，您怎么看待这种发展？有人认为大量使用改性沥青可以提高路面使用质量，延长公路使用寿命，促进整个公路事业的发展，您是怎么看待这个问题？

张教授：我认为改性沥青要解决的问题，从粘结力方面，没有多少改变，这个做过很多的实验，主要解决软化点问题。普通沥青软化点大概是50左右，我们国家南方路面温度可达60、70度，就肯定要提高软化点。

另外还有一个好处就是对弹性恢复有改善，改性沥青做出来的混合料不但性能得到提高，弹性恢复比我们普通沥青混合料好。

在我国南方，气温比较高，降雨比较多、比较湿润的地方、比较热的地方，高速公路重载也比较多的，交通量比较大的路面，用改性沥青我认为还是有必要。现在有些路，使用改性沥青以后，跟不使用改性沥青做了一些比较，说明用改性沥青还是有好处的，比如京珠南高速公路，它最近要大修，它有几段，基本没有车辙，它用的就是改性沥青，同样的气侯条件、交通条件，有的路段有40、50mm车辙，甚至更深。这个说明改性沥青在这里还是起到了一定的作用。长沙到临湘的高速公路我们用的是双层改性沥青，上层下层全用，并修了12mSMA试验路，经过3年左右使用，特别是前2年的高温，路面基本上没有车辙。这条路2005年获得了詹天佑奖。当时讨论方案的时候，有些同志反对，认为没有必要，但是当时我们坚持，像京珠南高速公路重、超载比较严重的情况，用改性沥青还是比较好的。改性沥青多花一点钱，但是从全寿命费用来考虑，考虑养护费用、运输费用等其他的费用的话，还是合算的。

主持人：您在沥青减薄技术方面颇有研究，您能否给大家介绍一下我国沥青减薄技术的发展情况？以及与国外发达国家相比有什么优势和不足之处？

张教授：要看怎么看这个问题，我想不能笼统的说沥青减薄问题，现在看来，我们国家的沥青面层，它最早的4+5+6cm，后来是4+6+8cm，沥青面层从造价上讲要提高一些，建设费用要提高，但是从保证路面使用品质来讲，可能厚一点的面层，从今后的减少养护等费用来讲，可能还是划算的。不能笼统地讲沥青路面厚度的问题，广深高速公路路面32cm，用了十多年，前年我们学校参加做了一次维修，仅表面上冼刨了，车辙基本没有，冼刨以后重新铺40mm的SMA。与我们国家比较薄的路对比，修2、3年就大、中修，肯定值得借鉴。我们不一定搞30几cm，但是沥青的厚度，从经济技术几个方面综合来考虑，应该可以找到一个比较合适的厚度。现在我们采用4+5+6cm或4+6+8cm的面层厚度，应该说根据不足。

提到沥青减薄，有些叫超薄面层，最早在法国，做了1.5cm，一般2.5－5cm叫薄沥青面层，它不是整个路面结构，只是上面的一层，就是磨耗层，所以大部分是用来养护、维修的，当然现在存在一个问题，就是沥青路面结构，磨耗层要多少mm才合适？现在是4cm。当然这个磨耗层要维修，是不是可以罩面？现在养护用1、2cm的稀浆封层还有同步碎石。目前主要是水泥路面的维修问题，水泥路面上的沥青罩面层，我们国家现在做的大多是10－12cm，主要是保证沥青层的稳定问题，不至于发生推挤、剪切。印尼开发了一种超柔性沥青superflex，这是严重综合改性沥青。今年8月份我们到印尼去考察了一下，它做的路面是2－4cm，最长的用了8年9年。在雅加达市中心到港口的一条高速公路上，交通量在20万辆/天，也有超载车辆，但是没有我们国家这么严重，重载车辆为20%－30%，路面使用情况良好。最近我们买了150吨印尼这种超柔性沥青，将在广东的肇庆的旧水泥路面和半刚性基层上做试验路，我们做了3、4、5cm。目前准备工作都做好了，带天气好即可施工。如果水泥路面上沥青路面能做到3cm、4cm，用8、9年，就非常好了。现在很多的水泥路面，包括早期修的一般道路和高速公路、水泥路面上，跑了几年以后，磨的比较光，这些都存在需要罩面的问题。另外是隧道，隧道用水泥路面，修得比较光滑，容易发生交通事故，他们现在想这个问题怎么解决。沥青做厚了，净空有问题，能够做薄一点的话，既能够解决抗滑问题，又不影响车辆通行。再一个是桥面，我们很多的水泥桥面，桥的重量问题。

5、6cm沥青层不敢做，重量可能有问题。所以沥青层减薄比较适合于桥面、隧道、一般的水泥路面罩面等方面。我今年看过一些文章，同济大学孙立军教授做过厚面层与薄面层的比较研究，他认为从养护等综合费用来讲，厚面层效益还是比较好的。[/size]

第二篇：我国高速公路沥青路面厚度现状调查分析

我国高速公路沥青路面厚度现状调查分析

随着我国经济的迅速发展，高速公路的里程不断增加。沥青混凝土路面由于它平整性好，行车平稳舒适，噪音低，许多国家在建设高速公路时都优先采用。而半刚性基层具有强度大，稳定性好及刚度大等特点，被广泛用于修建高等级公路沥青路面的基层或底基层。在我国已建成的高速公路路面，90％以上是半刚性基层沥青路面，在今后的国道主干线建设中，半刚性基层沥青路面仍将是主要的路面结构形式。 半刚性沥青路面用于高速公路的路面结构具有其合理性，其优点主要表现在：具有较高的强 度和承载能力。一般来说，半刚性基层材料具有较高的抗压强度和抗压弹性模量，并具有一定的抗弯拉强度，且它们都具有随龄期而不断增长的特性，因此半刚性沥青路面通常具有较小的弯沉和较强的荷载分布能力。由于半刚性基层的刚度大，使得其上的沥青层弯拉应力值较小，从而提高了沥青面层抵抗行车疲劳破坏的能力，甚至可认为半刚性基层上的沥青面层不会产生疲劳破坏，这就鼓励人们去减薄面层。并且以多层体系弹性理论为基础的现行规范计算出的这种路面结构面层受到的弯拉应力很小，已不起控制作用，因此得出的路面厚度也偏小。

随着半刚性沥青路面的大量使用，工程实践证明，如果面层不够厚，路表面会很快产生裂缝，初期产生的裂缝对行车无明显影响，但随着表面雨水或雪水的浸入，在大量行车荷载反复作用下，会导致路面强度明显下降，产生冲刷和唧泥现象，使裂缝两测的沥青路面碎裂，加速沥青路面的破坏，影响沥青路面的使用性能。所以路面究竞要多厚，还没有一个确定的观念。不同高速公路的路面结构存在很大差别，甚至不同单位设计的同一条高速公路的路面结构也有显著差别。目前我国高速公路沥青面层的厚度差异很大，薄的仅10cm左右，厚的20cm左右，最厚达32cm，路面结构组合的厚度上的这些显著差异既反映了我国高速公路的半刚性基层沥青路面设计还没有成熟，也反映了设计方法的随意性和一定程度上的盲目性，使路面结构设计要么过分保守，造成较大的材料和资金浪费，要么路面结构过薄，造成早破坏，也将造成经济损失。

国外沥青路面结构设计方法经过几十年的完善，已经提出了比较成熟的设计方法，许多国家提出了典型结构设计方法。第十八届世界道路会议上，认为沥青面层厚度取20cm或20cm以上，则可很少出现表面裂缝。壳牌沥青路面设计方法在概括各国的观点和使用经验时指出，水泥底基层上沥青路面面层厚度取决于允许产生裂缝的程度，常变化在15～25cm之间。在德、法、英、比利时、西班牙、奥地利等国家是采用典型结构法，并通过适当增加面层的厚度等措施来减少反射裂缝。

为了研究半刚性沥青路面的合理厚度范围，为设计路面厚度提供依据，我们对我国广东、浙江、江苏、河南等省区的高速公路的路面结构及使用情况作了调查，下面将调查情况介绍如下：

广东省：广东省全境位于北纬20°09′～25°31′和东经109°45′～117°20′之间。大部分地区为南亚热带和热带季风气候类型，是全国光、热、水资源最为丰富的地区，温度沿纬度的变化显著，年平均气温自粤北而南为9℃～16℃，盛夏7月平均气温为28℃～29℃。全省多数地区年平均降雨量为1500～2000mm，年蒸发量为1000～1200mm，属湿润地区，降雨量的季节变化明显，全省土质以红壤土为主。我们此次调查的路段有：广州—佛山高速公路、广州—深圳高速公路、广州—花都高速公路和深圳深南大道一级公路。四条路的路面结构形式见表1。

调查路段路面结构形式

名称路段面层联结层基层广深4cm沥青混凝土磨耗层10cm沥青碎石23cm水泥碎石上基层8cm沥青混凝土上面层25cm级配碎石底基层10cm沥青碎石下面层 广佛4cm沥青混凝土上面层6cm沥青碎石25cm 6%水泥石屑上基层5cm沥青下面层25~28cm4%水泥土（石粉砂砾）底基层广花3cm沥青混凝土上面层 20cm6%水泥稳定碎石上基层，30cm4%水泥稳定碎石、石粉底基层4cm沥青混凝土下面层深南5cm沥青混凝土上面层 40cm6%水泥石屑上基层8cm沥青贯入下面层15cm4%水泥石屑底基层 从表中的路面结构来看，广深高速公路是最厚的，包括联结层其面层厚度为32cm，路面总厚为100～110cm，这个结构是当时外商出于商业目的，自己定的，不是从技术角度考虑的，所以受到了专家的批评，被认为是不合理不经济的结构，尤其不适用于高温多雨的广东地区。从现在的情况来看，表面车辙严重，由于孔隙较大的LHII型在广东多雨地区不适应，下雨后唧水，出现大面积松散，翻修率高。从车辙调查来看，这条路上车辙最大深度达17mm，平均车辙深度为10mm。然而对其纵横缝调查结果来看，这条路上的裂缝率和裂缝度均为零，裂缝率的计算公式为：Ck＝(CA＋L×0.3)／A裂缝度的计算公式为： Cd＝(∑L1＋∑ L2)／A

其中：Ck—沥青路面总裂缝率(m2／1000m2)；

L—单根裂缝的总长度(m)；

CA—龟裂及块裂的总面积(m2)；

A—测试路段路面面积，以千平方米计。

从这段路的调查情况分析看，车辙较大，是因为沥青层太厚影响其高温稳定性所致，而从另一方面来看，沥青层厚度增加对控制裂缝是非常有效的。

广佛路是广东省第一条高速公路，1989年通车，沥青路面厚度为15cm，由于佛山盛产磁砖，所以佛山到广州方向重车多，破坏严重。其中一段于1993年加铺的4cm的奥地利 改性沥青SMA罩面。从调查结果来看，加铺罩面后路面最大车辙深度为14mm，平均车辙深为4.8mm；裂缝为15.8m／千m2，裂缝率为8.0m2／千m2，未加铺路段的最

大车辙深度为21mm，平均车辙深度为6.8mm，裂缝度为28.1m／千m2，裂缝率为21.2m2／千m2。

广花路建成于1992年，沥青路面厚7cm，是高速公路中路面厚度最小的，当时就是依照强基薄面的思路设计的，建成后出现问题较多，现已全部加铺了4cm的磨耗层。这段路上的最大车辙深度为14mm，平均车辙深为7.3 mm，裂缝度为83.3m／千m2，裂缝率为29.2m2／千m2。

深南大道是1990年建成通车的汽一级专用路，沥青面层13cm厚，沥青下面层是8cm的沥青贯入式，从使用情况来看，这段路结构较合理，开始使用前3年没有裂缝和车辙，3年后出现裂缝，目前裂缝较多，但并不影响行车，到现在没有大修，其最大车辙深度为15mm，平均车辙深为5.4mm，裂缝度为99.1m／千m2，裂缝率为30.2m2／千m2。从调查结果来看，虽然目前裂缝还未影响行车，但裂缝已成为该路段的主要病害，这段路之所以使用情况较好，主要是因为其上没有重车通过。

浙江省：在浙江省我们主要考察了杭甬高速公路的情况，这条路始建于1992年，完工于1995年，路面结构为：计划后续3～4cm细粒式沥青混凝土

中粒式沥青混凝土4～6cm

沥青碎石5～8cm

二灰碎石或水泥稳定碎石28～34cm

级配碎石 20cm

杭甬路所经地带的软土深度在全国是最严重的，深达60m，含水量70～80％，沉降量达到填一半陷一半，全线145km，有94.5km为软土，占杭甬路总长的65.2％，考虑到深层特厚软土通车后必定会出现较大的不均匀沉降，计划采用过渡路面，分二期铺筑，一期面层厚度为12cm左右，二期路面间隔5年，铺筑后为12～18cm。全线路基平均高度为3.8m。由于当时工期紧，预压期没达到要求，提前1年完工。通车1年半以后，局部路段不同程度地出现了沥青混凝土路面裂缝、断裂、贫油、松散、龟裂，上基层、底基层开裂、变形、破损、唧浆等病害。由于破坏严重，有些数据已无法 统计。从工程实践来看，采用超载预压效果比较好，但有些路段稳定性不够，没办法加载。稳定性计算够时，应采用尽量大的超载，实际表明，实际沉降量远大于计算的沉降量。若采用等载预压，则耗费时间较长。施工时在中间设置了排水沟，但实际看来，因路基变形而排水沟断裂，在江南多雨地区，水都渗下去了，没起到作用，造成的危害较大。分析其路面结 构方面的原因可能是：所采用的过渡路面将原设计的路面面层的4cm中粒式沥青混凝土＋6cm 粗粒式沥青混凝土＋7cm沥青碎石＋1cm沥青砂下封层结构，改为5cmIA型半密实式中粒式沥 青混凝土＋7cm半开级配沥青碎石混合料＋乳化沥青透层油结构似有不妥，其一是高速公路路面结构设计中为加强防水抗渗功能明确要求应有一层及一层以上是I型级配沥青混凝土混

合料。现场修补表明，当半刚性基层损坏后，此时沥青碎石混合料浸水、松散，并导致沥青混凝土面层间的结合不良，就有可能降低路面结构层的整体受力、抗弯拉应力降低，面层开裂。改变后的路面厚度为12cm，也有些偏薄。

调查路上我们又对正在建设的沪杭高速公路进行了了解，沪杭高速属于世行项目，开工于1994年7月，计划1998年底通车。全线102km，所经地区大部分为软土，平均300多米一个构造物，因此解决软土地基上的桥头跳车问题将成为此条路上的关键技术。该路路基设计为6车道，一期路面4车道，所有桥梁均为6车道，路基平均填高为3.05m，软土路段主要是采用预压，打插板桩，部分桥头是粉喷桩，局部换土。路面结构如下：4cm中粒式沥青混凝土上面层

6cm粗粒式沥青混凝土中面层

7cm粗粒式沥青混凝土下面层

37cm二灰碎石(分两层摊铺)

20cm水泥碎石土

江苏省：沪宁高速公路是江苏省的第一条高速公路，江苏段长248.21km，1994年6月开工，1996年9月竣工，历时2年3个月。沿线水网密布，地质复杂，有软土分布的路段长约92km，软土层厚薄不匀，厚的达几十米。全线平均路基填土高3.73m，软土处理基本上是采用了堆载预压、砂垫层＋土工布、喷粉搅拌桩3种方法。对于路面结构，沪宁路进行了大量的试验研究，从1992年至1994年，历时3年的研究内容包括：沥青混凝土、基层、底基层基本材料与混合料试验研究；路面结构组合与结构厚度研究；路面表面使用品质研究；路面结构环道试验研究；试验路面工程研究；经济调查与分析等。最后提出了符合江苏省实际的优化路面结构组合：

上面层：4cm厚AC—16B多碎石级配类型

中面层：6cm厚AC—25I级配类型

下面层：6cm厚AC—25II级配类型

沥青下封层：不计入结构厚度

基层：20cm厚二灰碎石

底基层：40cm厚二灰土、二灰及石灰土 总厚度76cm。

由于这条路经过了室内试验和试验路铺筑，所以使用情况良好。经过2年运营，面层出现少量横缝和松散，在少数丘岭地带仍有沉降发生，造成了路面纵缝发生。从工程实践的体会中了解到，16cm厚的面层仍感觉有点薄，18cm可能会较合适。如果中间加沥青碎石层反射裂缝会少，但疲劳裂缝可能会成为主要问题。

南京机场高速公路北起南京绕城公路，南至南京禄口机场，全长28.75km。1995年6月28日开工建设，1997年6月28日建成通车。在总结现有国内高速公路沥青面层使用情况的基础上，确定了如下路面结构：

上面层：4.5cm厚AC—16B级配类型

中面层：6cm厚AC—25I级配类型

下面层：6cm厚AC—25II级配类型

基层：34cm厚二灰碎石

底基层：20cm厚二灰土

从通车1年的使用情况来看，效果良好。路面各方面都满足要求，唯一出现的是渗水问题，这可能一个是因为级配造成，另一个是当时压实不够，使用1年出现了压密现象，但没有泛油现象，路面平整度均方差通车时为0.549mm，1年后为0.68mm。

河南省：河南省地处中原，即黄河中下游、淮河上游地带，自然气候大部分属暖温带半湿润半干旱区，南部跨亚热带湿润半湿润区。目前，河南省已建成高速公路467km，其主要路面结构如表4。

我们重点调查了郑许高速公路的机场段和安新高速公路。郑许高速公路郑州至机场段全长25km，建成于1994年12月，通车3年多来，现场调查发现主要有以下3种破坏类型：

河南省高速公路路面结构一览表

公路名称面层（cm）基层（cm）底基层（cm）总厚（cm）开郑路5AC+22RCC15水泥稳定碎石15石灰（水泥或综合）土57郑洛路4AC+5粗粒式+6热拌沥青碎石15水泥（二灰稳定碎石）40石灰土70安新路4AC+5粗粒式+7热拌沥青碎石20水泥稳定碎石35二灰土71郑许路1．郑州至机场1.5AC+25RCC1.120水泥稳定碎石1.35石灰土

1．852．机场至许昌段2.5AC+22RCC2.15水泥稳定碎石2.15石灰土2．57许漯路4AC+6粗粒式沥混凝土+6粗粒式25水泥稳定碎石35石灰土76 1)AC层剥落，RCC层完好。调查了解到，这种情况可能是因为当时RCC层施工平整 度较差，受设计标高控制，局部路面的AC层摊铺未达到设计厚度，采用雷达测厚仪测量后，从数据可以看出，面层太薄的地方容易剥落。

2)AC层与RCC层全部破坏，形成坑槽。这种情况大都出现在切缝处，这是由于在通 车初期，RCC切缝处的沥青成层很快出现反射裂缝，缝宽逐渐加大(大都在2～4mm之间)渗水后RCC层缝隙处出现唧泥、断裂，然后破碎。

3)面层拥包。从现场情况看，发现路面部分标线扭曲变形，有些出现拥包，这可 能是由于沥青混合料配比不当或拌和设备计量不准造成。

安新高速公路全长120.704km，1994年9月14日开工，1997年11月28日完工，通车运营10个月，现出现的病害主要表现为局部泛油，不均匀沉降、路面车辙，桥面铺装局部脱落，桥涵两头沉陷引起的桥头跳车等。从调查分析可得出如下结论：

半刚性基层沥青路面是我国高速公路的主要路面结构形式，常用的半刚性基层 有水泥稳定粒料和二灰稳定粒料；

为了保证公路的使用性能，必须保证半刚性基层有足够的强度，适宜的刚度和 耐久性，较小的变形，良好的抗裂性能。

裂缝是半刚性沥青路面最主要的缺陷之一，由于裂缝的出现会导致一系列病害 的产生。为了防止裂缝过早出现，即使基层有足够的强度，沥青面层也要有一定的厚度。

根据所调查路段的使用情况，高速公路的沥青面层厚度在15～18cm之间较为合 适，究竟多厚最佳，还需要做进一步的理论研究和试验。

学校:交通职业技术学院

班级:09307

姓名:李强

学号:lq0930705

第三篇：沥青路面裂缝分析与防治

裂缝是沥青路面的主要病害之一。根据沥青路面开裂的主要原因，裂缝可以分为两大类，即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。荷载型裂缝，即主要由于交通荷载作用下产生的疲劳裂缝。研究表明，荷载型裂缝的开裂方式主要表现为剪切型。非荷载型裂缝，即不是由交通荷载引起的裂缝，主要为温度型裂缝。沥青路面的温度型开裂包括低温收缩开裂与温度疲劳开裂，均表现为张开型裂缝。对于沥青路面基层存在裂缝情形，按沥青面层（沥青加铺层）裂缝开裂部位，又可以分为反射裂缝与对应裂缝。1 路面裂缝的不利影响

当沥青路面出现裂缝后将会使道路使用质量恶化。由于裂缝局部过大的应力会引起裂缝周围路面结构逐步破坏，随着水的侵入，路基土承载力降低会加剧路面结构的破坏。这将使得舒适性和安全性降低。沥青路表出现裂缝是路况恶化的征兆，会对路面性能和耐久性产生不利的影响。这些不利影响包括：

第一，影响路面使用功能和品质。裂缝的存在，会影响行车舒适和安全，也影响路面美观。

第二，降低路面防水性，影响路面使用寿命。路表出现任何裂缝，都会使路表水有机会进入路面结构内部，甚至进入对湿度敏感的路基土中，从而引起路面早期破坏。

第三，引起路基过大压应力，易造成路面下沉。由于存在裂缝，造成路面板体不连续，在行车荷载作用下将加大板体边缘的变形，从而在裂缝处传递过大压力至路基顶面，造成路基沉陷，从而引起路面下沉。第四，增大路面应力和变形，造成结构层提前破坏。上述的路面结构板体边缘变形，会在路面结构内（尤其基层）产生很大的应力和变形，在行车荷载作用下将缩短这些结构层的寿命。

第五，磨耗层沿裂缝的破坏。在车辆、水分、霜冻等因素的综合作用下，磨耗层常会沿裂缝发生骨料或小块沥青的剥落。2 沥青路面裂缝的成因

沥青路面开裂一般与路面材料的特性、结构组成及形式以及交通荷载和各类环境因素的作用有关。为解决沥青路面开裂问题，必须对其成因有一正确的认识。归纳起来，引起沥青路面开裂主要有下述几方面原因： 2.1 路面疲劳

由于沥青路面所承受的累积交通量超过其设计极限，将导致路面疲劳开裂裂缝。这种疲劳作用对面层甚至整个路面结构（底基层、基层和面层）均会造成影响。对于沥青表面层（磨耗层），其疲劳裂缝很细小，且限于行车道，随着时间会延伸至整个路面，形成龟裂。用水泥处治的半刚性基层，当设计欠安全或已达到设计使用年限时，由于疲劳会产生开裂。并依材料的残余力学特性（强度、模量），大面积的块裂可能发展为小面积的块裂甚至成为龟裂。除磨耗层外，沥青面层中其他结构层也可能由于基层的过度疲劳而易于开裂，在交通荷载的作用下裂缝将延伸至磨耗层。虽然在裂缝出现的初期仅限于车辙处，但这些疲劳裂 缝通常会发展为块裂。2.2 路面结构的收缩变形

当无限长的路面结构收缩时，一旦面层与下层表面间的摩擦约束力在面层内引起的拉伸应力超过其抗拉强度，就会引起面层的收缩开裂。收缩的原因，对于采用水泥材料的结构层可能是水泥的凝固变性或干缩，或者是因季节、早晚天气变化造成的温度收缩。通常收缩裂缝主要产生在至少有一层使用了水泥结合剂的结构中，但在非常恶劣的气候条件下，这种现象也影响到沥青面层。始发于磨耗层表面的裂缝，可能因在冬天严寒条件下的温度收缩和路面结构层翘曲引起。在贫水泥混凝土基层路面上大量的观测到这种现象。在寒冷天气中，上层的温度比下层的温度低，结果因深度不同而收缩量不同，会引起路面板 的翘曲。这一影响加上沥青表层所产生的拉伸应力，当超过材料的抗拉强度时，就产生了这种裂缝。在冬天极度严寒的国家，沥青材料在极低温度下会硬化，这就使得它们易于因温度收缩而开裂。当使用硬沥青和易老化的沥青时，这一现象更为常见。这时它们一般形成等距横向收缩裂缝。对于半刚性路面，水泥稳定类基层通常没有施工缝，因此，这些结构层易于产生天然横向缩缝。这些横向裂缝贯穿磨耗层达到路表时，它们往往间距为5~15m，且宽度随温度变化而变化，在零点几毫米到几毫米之间。缩缝在路表成为

可见缝时通常为单一的直线型裂缝，但在交通荷载作用下可发展为双线型裂缝和分叉裂缝。2.3 路基土的变形

路基的变形或局部承载力的下降，也可以引起路面开裂，裂缝会贯穿路面各结构层。引起这种裂缝的原因各异：由于路基排水不畅使其内部含水量增加而引起承载力下降；有压缩性强的土类填筑的路基或者未经充分压实的路基，在交通荷载和路面自重作用下而缓慢下沉；路基土体滑动，尤其是沿线半挖半填路段；在旱季，粘性土由于过度失水而引起收缩，特别是道路沿线存在的树木根系会使裂缝出现的更频繁；当路面结构层形成的温度隔离效应，不足以阻止霜冻影响波及敏感土时引起路基冻胀。2.4 设计或施工不当

路面开裂也可能因路面设计的某些缺陷，或某层或多层路面结构的施工不当而引起：

第一，当老路拓宽时，由于基础承载力的横向变化，经常在老路边缘处出现纵向裂缝，尤其当车辆轮迹主要集中在老路边缘时。第二，纵缝出现在道路加宽处且原有结构与加宽部分之间的施工连续性没有保证的地方，这样的裂缝通常是直线裂缝且往往相当密 第三，相邻车道铺筑时使用的纵缝与横向施工缝都是薄弱环节，如果施工不当且不能连续施工，这些缺陷将暴露在交通荷载作用下和温度变化中，将导致直线性裂缝，由于表面磨耗和材料的损失，裂缝往往加深。

2.5 老化和环境因素

在严冬，沥青材料最易破碎，其强度将难以承受由温缩引起的拉伸应力，可能由于路面的温缩和翘曲在路表出现微裂缝。它可以从表面扩展至层底。这种类型的开裂可能最终发展为龟裂。但单个裂缝会一直很细小。沥青材料的老化变硬以及路表直接暴露于大气环境中，会使这种影响随时间加剧。3 沥青路面裂缝扩展的影响因素

沥青路面开裂主要由交通和环境因素引起。与行车荷载有关的沥青路面开裂的典型例子就是龟裂，它由车轮碾压引起。与环境有关的沥青路面开裂的典型例子是达到整个道路宽度或部分宽度的横向裂缝，这种类型裂缝是由于温度下降或干缩变形时沥青路面结构层收缩引起的。区别裂缝类型和各种类型裂缝（环境的和交通的）间的相互作用非常重要。这些方面会因路面结构层属性（柔性、半刚性和刚性）的变化而 变化。

3.1 交通荷载诱发裂缝

根据经典的疲劳强度理论，交通荷载引发的沥青路面裂缝产生于受约束层底部，然后向上扩展到路表。这些裂缝应出现在车轮轮迹处，而且根据理论计算，应为横向裂缝。然而，在车轮轮迹处观测到大量的纵向表面裂缝，它们产生于顶面，然后扩展到路面内大约40~50mm 深处。尽管这种类型裂缝的起因不完全清楚，但人们相信它们可能是由于在轮胎与路面接触处的垂直接触压力分布不均，以及出现了位于行车方向侧面的剪力作用的结果。

Dauzats 等人报道了法国许多较厚的柔性路面上所观察到的裂缝类型。得出的结论认为：大多数裂缝起源于路面表层。Numm 也得到类似的结论。Van Dommelen 作了类似的阐述。所有这些都表明：与交通荷载相关的沥青路面开裂不一定形成于约束层的底部，它们也可以产生于路表。3.2 环境因素诱发裂缝

事实上，由环境因素诱发的裂缝通常呈现为横向裂缝，这是因为温度下降或干湿变化而收缩产生的应力一般在纵向最大。在特殊条件下，如高摩擦力和温度或含水量急剧下降，就可能产生横向裂缝。在这种情况下，也可能产生典型的块裂。通常，环境因素诱发的裂缝与存在水泥处治层或高塑性指数的重粘土路基有关。这两者都对温度和湿度变化非常敏感。而且，沥青层内也可以产生很大的温度应力，尤其是在低温地区。在这些地区，温度可以降低至使沥青材料具有玻璃特性，这意味着更可能发生破碎。然而，在温和的气候下也可能发生开裂，尽管此时沥青材料中的应力可以迅速松弛。3.3 交通荷载与环境因素对沥青路面开裂的综合影响与交通荷载和环境因素相关的应力不是彼此孤立的。而且，在许多气候条件下，沥青路面裂缝在白天主要受交通影响，而夜晚主要受环境因素影响。Goacolou 等人和De Bondt研究了交通荷载与环境温度的联合影响，表明：这类裂缝在开始阶段发展缓慢，而在最后阶段发展非常快。适用于含水泥处治基层的沥青路面。温度引起的开裂能够以完全不同的方式发展。在早期阶段发展快，而在第二阶段扩展速度减缓。存在软弱地基或路基施工后沉降过大的路段，路面开裂往往由非均匀沉降引起。De Bondt 指出，在这种情况下，应用综合方法来分析这些影响。同时指出，交通荷载加速了非均匀沉降引起的路面开裂，反之亦然。4 沥青路面裂缝的防治

应注意限制施工初期裂缝的形成和采用合适的预开裂措施。路面设计时应限制施工初期裂缝的形成，包括正确的选择基层材料，合理的设计道路结构和控制施工质量。如果知道裂缝的起因，有些情况下，可以在加铺前采取避免现有裂缝向上扩展的方法。①因路基含水量过高而使其承载力减弱引起的的裂缝，此时，可以通过排水降低土体中含水量和通过路表防渗阻止水分的进一步渗入；②因通常的结构疲劳引起的裂缝，可以妥善的设计结构材料强度，解决这一问题；③因层间滑动引起磨耗层的疲劳开裂，此时，可以有计划的挖除磨耗层，再铺筑与下层粘结良好的新磨耗层。对于新铺水泥处治基层等半刚性基层沥青路面，其收缩裂缝难以避免，为防止裂缝对沥青面层造成不利影响，可采取预开裂技术（目前常用五种不同的预开裂技术，结构层顶部且槽、沥青乳液接缝、嵌入硬质波浪形夹片、嵌入柔性塑料带、结构层底部预开裂），在缝处铺设土工织物防止基层开裂，并确保基层的压实度达到规范的要求等。4.1 新建沥青路面裂缝的预防 4.1.1 材料的选择

根据道路所在地区的气候条件和混合料类型选择结合料。对于水泥处治基层，如果条件允许，最好使用温度膨胀系数低的骨料。对于沥青结合料，使用某些聚合物或添加剂可以提高其抗裂能力。沥青混合料中的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料。如果集料呈酸性，则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低集料的含水量，尽可能使用人工砂代替圆形颗粒的天然沙。4.1.2 路面结构设计

显然，所设计的道路必须能适应所承受的的交通荷载水平和温度条件。若道路承载力不足（如结构层太薄），将加速路面疲劳开裂过程。对于水泥处治基层，应尽量减少反射裂缝。反射裂缝明显的受沥青面层的影响，厚度超过15cm 的面层可以有效的防止受拉疲劳产生的裂缝。在设计中应特别注意路面排水与防水措施。4.1.3 沥青混凝土配合比设计

沥青混合料的级配也是一项重要因素。在合理选择混合料级配时，应兼顾其高温稳定性、疲劳性能和低温抗裂性，以及路表特性和耐久性等各方面的要求。对受拉疲劳开裂的研究表明，沥青用量从4.2%增加到6.2%，可以使以25m 板长为基层的密级配沥青碎石路面的抗疲劳寿命由10 年延长到45 年。空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响，当空隙率从11%降到3%时，针入度为100 的密级配沥青碎石路面的抗疲劳寿命会增加4 倍。开级配沥青混合料具有较高的空隙率，因而抗拉能力比较低，试验表明，其疲劳寿命比密级配混合料要缩短2.5 倍。SMA 被证明具有良好的高温稳定性和低温抗裂性能，使用寿命长，是防裂路面设计沥青混合料的一项新技术。在条件允许的情况下，注意改善集料级配（如SMA）和采用改性沥青。4.1.4 设计应力吸收层

设计应力吸收层，对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果，可使裂缝处相对位移产生的应力传到面层时大为减少，可明显减弱裂缝尖端应力的奇异性，降低应力强度因子，而吸收层的弹模越低，防裂效果越好。就目前常用的材料而言，土工织物与沥青橡胶薄膜的弹模较低，变形率较大，且不存在低温脆化问题，效果最佳。4.1.5 施工质量

铺筑路面材料时，应该遵循正确的施工原则。结构层之间粘结不良和施工不良的纵缝和施工缝会产生本可以轻易避免的裂缝。4.2 半刚性基层反射裂缝的预防 4.2.1 结构层顶部切槽

这种方法是结构层碾压后在其顶部预切槽口。深度大约为层厚的1/3~1/4。4.2.2 沥青乳液接缝

这种预开裂技术是在结构层碾压前切割一条缝直至层底，并在缝壁内注入速破沥青乳液。随即将切缝封闭，然后以正常方式碾压该层。4.2.3 嵌入硬质波浪形夹片

这种技术形成所谓的“活性接缝”。在结构层摊铺和初压后，制作深到层底的切口，然后将波浪形塑料材料插入，封槽后再以通常方式碾压。

4.2.4 嵌入柔性塑料带

这种技术是在刚处理的摊铺材料中埋入柔性塑料带，以形成裂缝，其厚度大约为结构层厚度的1/3。保证了裂缝处有效的传递荷载能力。4.2.5 结构层底部预开裂 与①类似，通过在结构层底放置三角形木板或木块，减少水硬性结合料结构层横断面，使首先在该处产生裂缝。4.3 复合式沥青路面裂缝的预防

复合式路面是用沥青混凝土铺筑在旧水泥路面上，反射裂缝的预防如前所述，采取的措施还包括：①铺筑20cm 全厚式沥青混凝土；②在水泥混凝土和沥青混凝土之间铺设应力吸收层；③采用裂缝固定技术后，再铺筑三层体系的防裂沥青混凝土面层；④在原水泥混凝土路面加铺一层3cm 厚的钢纤维混凝土，再铺沥青混凝土；⑤锯开水泥混凝土面板；⑥用1~2mm 厚，10~20cm 宽的弹性沥青层覆盖裂缝；⑦用水泥砂

浆或环氧树脂填充来限制混泥土板的移动和填充水泥混泥土板下脱空；⑧用沥青或改性沥青注入裂缝或接缝来阻止水渗入到下部结构；⑨在水泥处治基层接缝处上的沥青加铺层内预切缝并灌填缝料。4.4 沥青路面裂缝的维修

沥青路面裂缝产生后，及时进行维修以控制裂缝进一步发展，可以防止路面早期破坏。选用适宜、经济可行的维修方法，严格工艺操作是维修裂缝的关键。常用的方法包括：①灌油修补法，将纵横裂缝处清扫干净，直接用油壶灌入加热的沥青油或乳化沥青；②乳化沥青稀浆封层，使用乳化沥青混合料封层时，一般厚度在1.5cm 以内，可采用层铺法或拌和法施工；③沥青混合料罩面法，常用标准的中粒式或细粒式

沥青混凝土作罩面材料，厚度在1.5~4.0cm 之间；④裂缝现场再生维修法，对于裂缝多的路段，用加热车对旧油面实施两次加热，使表面裂缝深处全部融化变软，喷洒一定数量的再生剂和稀沥青后与掺入的适量骨料实施就地拌和或用再生机械、铣刨机、人工，然后再进行碾压成型。5 结束语

沥青路面产生裂缝的外部因素有交通荷载、环境温度、突发的震灾、水分及阳光、空气的老化作用，内部因素有材料的受拉疲劳、受拉屈服、剪切屈服以及施工不当留下的潜在裂缝。裂缝的防治采取综合治理的办法，宜从防裂厚度、混合料配合比、应力吸收层、应用改性沥青等方面综合考虑。裂缝一旦出现应及早治理以防路况急剧恶化，维修方法采取灌油法、封层罩面法以及现场再生法等。总之，合理的设计、选材，精心的施工、养护和及时的维修是预防和控制沥青路面裂缝的有效方法。----复制自天工网 www.xiexiebang.com

第四篇：盘古大观结构设计分析

盘古大观结构设计分析

盘古大观，是北京盘古氏投资有限公司历时10年打造的大型地标性城市综合体建筑。

二十世纪90年代，盘古氏的股东们产生了一个共同的梦想：要在亚洲打造一个金融平台，并建造一座全中国最高端的综合型金融大厦。在考察了亚洲多个国际性大都市后，出于中国人的民族自豪感和投资家的战略眼光，最终将目光锁定在中国的心脏——北京，并于1999年拿下盘古大观所在地块。那时距离中国申奥成功还有2年，鸟巢水立方所在区域仅是“奥运预留地”。今天，奥运会的圆满举行以及亚奥区域质的飞跃，则以事实印证了盘古氏作为投资型开发企业的远见卓识。众所周知，北京是一座举世闻名的历史文化古城，而项目紧邻的皇城中轴线，不仅是代表了中国的“龙脉”，同时也承载着中华民族五千年的人文血脉，这就决定了盘古大观最终的建筑形象，是与中国国家形象和中华民族形象密不可分的。盘古氏深感所肩负的历史责任，对盘古大观的定位，已不仅仅是一座亚洲的金融平台，更是一座能够呼应龙脉、继承和弘扬中国传统文化的建筑，一座能够代表中华民族的“精神脊梁”、唤起全球华人民族豪情的建筑！

因此，盘古大观的外观，选择了最能诠释和代表中华民族精神的“龙”的形象，充分诠释了项目特殊的地理位置和人文价值以及开发理念。盘古大观在设计与建筑上，秉持“东魂西技”的建筑理念，通过对东方设计元素的运用及众多建筑细节的再创作，在传统建筑文化的回归之上，完成了新时代东方建筑的升华，成就了盘古大观与鸟巢、水立方共同向全世界展示中国新形象的国家级标志建筑！

项目的开发和建设期间，盘古氏不计成本、不遗余力，克服了许多常人无法想象的困难和阻碍。是对国家和民族深的情感，以及对目标的执著追求，才有了今天的盘古大观。迄今为止，项目已接待了无数国际知名的政界要人、商界领袖和专家学者前来参观，卓越的建筑品质更赢得了业内外人士的高度赞扬。

多年坚忍不拔的努力，换来了盘古大观——这座彰显中华民族自信与自强的时代巨筑！这正是投资商、以及每一个为项目倾注了汗水与心血的人所坚持的理想和追求，也是盘古大观对于中国、东方、乃至全世界所存在的意义与价值！

第五篇：ISO9000与组织结构设计与分析

ISO9000与组织结构设计与分析

一、与组织相关的主要概念

组织与组织结构

1.组织是指职责、权限和相互关系得到安排的一组人员及设施（GB/T19000—ISO9000）组织意味着一个正式的有意形成的职务结构或职位结构。

2.组织结构是指人员的职责、权限和相互关系的安排（GB/T11000—ISO9000）将组织工作作为一种过程形式时，必须考虑下列的因素：

a.组织结构必须反映目标和计划，目标和计划是组织活动的目的b.组织结构必须反映出组织管理可使用的权力的范围

c.组织结构必须反映它的环境，并随着环境的变化而变化

d.组织中人员是基本要素，组织结构中业务活动的划分和权限的设置必须考虑人员的数量和习惯，这不是说组织的结构的设计要围绕着人，但配备什么样的人是一个重要的考虑因素。

1.分工

分工是指为达到所需的目标，划分任务和劳动的各种方式，对组织结构设计时的分工形式，对工作效率及效果会产生影响。

2.工作、职位与部门

1.工作（job）是由组织为达到目标必须完成的若干任务组成。

2.职位（posting）是一个人完成的任务和职责的集合。

3.部门（Department）是指在一个组织中，一个管理人员有权执行所规定的活动的一个明确区分的范围、部分或分支机构，