摘要 針對山區長陡坡路段瀝青路面常見的車轍病害，采用柔性基層替代常用的半剛性基層優化路面結構設計，并采用基于性能的瀝青混合料設計方法—GTM法進行相關性能驗證。

　　關鍵詞 長陡坡 柔性基層 結構設計 GTM

　　Abstract: Aiming at the steep mountain road district asphalt pavement common rut disease, using the flexible grassroots substitute commonly used semi-rigid optimizing the structure design, and based on the performance of asphalt mixture design method-GTM method for the related performance test and verify.

　　Key Words: long steep slope flexible grassroots structure design GTM

　　中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：

　　隨著國民經濟的快速發展，國家政策的大力支持，我國的高速公路事業也得到了迅猛的發展。由于瀝青路面具有車舒適度好，施工快，低噪聲，養護快捷、費用低等優點，高速公路工程主要以瀝青路面為主。然而我國的高速公路建設存在一定程度的地域不平衡性，發達地區公路公路建設日趨完善，而不發達山區，則相對滯后，制約了這些地區的經濟發展。鑒于此種形勢，中央政府、交通部制定了向山區傾斜的投資政策。由于山區地質條件復雜，長大縱坡較多，給高等級瀝青路面的建設及養護增加了難度。大量的路面使用狀況調查數據顯示，我國高速公路的瀝青路面病害大量發生在山區的連續長陡坡上坡路段。其中車轍是危害性最大的病害，其維修難度也是最大。因此，各國均把車轍病害作為瀝青路面的首要防治對象。而路面結構型式合理與否是影響瀝青路面抗車轍能力的重要因素之一。AASHTO在60年代的研究發現，車轍深度的91%發生在路面本身，對永久變形的貢獻率：瀝青面層32%;基層14%，底基層45%。路表車轍中只有9%是由于路基沉陷造成。結構層產生的永久變形主要是由材料的側向移動所引起。因此采用合理的路面結構型式至關重要。

　　1.基層

　　研究表明[1]，對于采用了半剛性基層的路面結構，由于基層模量較高，使得瀝青層底彎拉應變、基層頂面壓應變和彎沉均較小。但由于其剛度過大，在重載交通作用下，瀝青面層的剪應力急劇增加[2],引起車轍、Top-Down開裂等病害。鑒于此，近期許多學者對柔性基層展開了研究，考慮用其代替半剛性基層的可行性并取代了階段性成果。柔性基層是采用熱拌或冷拌瀝青混合料、瀝青貫人式碎，以及不加任何結合料的粒料類等材料鋪筑的基層。研究認為[3]，采用柔性基層的路面剪應力要比半剛性基層小25%左右，而且路面結構的最大剪應力峰值會隨著柔性基層模量的減小而減小，因此在長陡坡路段的瀝青路面設計，宜優先采用柔性基層。

　　2.面層

　　瀝青混合料的高溫穩定性的形成機理來源于瀝青結合料的高溫粘結性和礦料級配的嵌擠作用。但是在高溫狀態下，即使采用了經過改性的高粘度瀝青結合料，僅僅依靠瀝青是無法承受車輛荷載強大的水平推擠力和水平剪切作用。在這種情況下，粗細集料和礦粉的級配組成就起到了至關重要的作用。

　　對不同組成的瀝青混合料，集料比例是重要的因素。對于密集配瀝青混凝土來說，如果集料懸浮在瀝青膠漿中，沒有形成良好的嵌擠，瀝青的膠結作用和高溫狀態的勁度將成為抵抗荷載作用的主要因素;相反，如果礦質集料相互之間形成了良好的嵌擠，結構體系內骨架結構明顯，則高溫狀態下集料骨架將發揮更大的作用，其高溫抗車轍能力較好[4]。

　　對于上面層，有人認為間斷級配的瀝青混合料高溫穩定性優于密集配瀝青混合料，但根據SHRP的研究成果，在通常情況下，合理的密級配混合料的高溫穩定性要優于間斷級配的混合料，只有SMA除外。其實SMA也可以看成是由粗細兩部分密級配組成的混合料。

　　通過對車轍路段的調查發現，車轍主要產生于路面的中面層，因此在中下面層應當優先采用粗級配，以提高其高溫穩定性和水穩定性。

　　3.路面典型結構組合

　　上面層采用SBS改性瀝青AC-13瀝青混合料，中面層采用AC-20瀝青混合料，基層采用LSAM大粒徑瀝青混合料柔性基層。大粒徑瀝青混合料基層具有很強的柔和變形能力，作為應力消散層，可顯著減少路面反射裂縫的產生，同時，由于其模量與瀝青混凝土面層相近，可以使路面結構受力更均勻。

　　為了對抗車轍耐久性瀝青路面進行研究，重慶鵬方采用如下典型結構組合：

表1 路面結構組合

　　上面層采用SBS改性瀝青、AC-13級配，摻加3.5‰的纖維。下面層采用AC-20，級配曲線和瀝青用量取下限，摻入1%橡膠粉改性。LSAM目標配合比設置為：20～30mm：10～20mm：5～10mm：砂：石灰粉=45：25：21：8：1，最佳瀝青含量為3.2%。采用單因素法進行配合比設計，并用旋轉壓實方法成型，對混合料性能進行驗證，各項指標均符合要求。尤其是把車轍實驗溫度設置為70℃時，各高溫性能指標仍能達到規定的標準。

　　4.結語

　　為解決山區長大縱坡路段頻發的車轍病害，本文參照長壽命路面路面結構組合原則，并綜合最新的研究成果，對耐久性抗車轍瀝青路面的結構組合設計進行了探討。改善了面層和基層的結構，認為密集配瀝青混合料面層及柔性基層的組合較適合用于長大縱坡路段的瀝青路面。最后對路面典型結構進行了介紹，為我國以后的山區路面結構設計提供了參考。

　　參考文獻

　　[1]李峰.長壽命瀝青路面設計中的結構組合分析[D].上海：同濟大學道路與機場工程系，2004.

　　[2]孫立軍.瀝青路面結構行為理論[M].北京：人民交通出版社.2005：244-246

　　[3]蘇凱,孫立軍,王永新等.行車荷載及路面結構對車轍影響的有限元分析.同濟大學學報,2007,35(2):189-192