[發明專利]半剛性基層瀝青路面結構及其設計方法

有效

• 申請號: 201310024944.8
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103046447A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 李鳳云
• 申請（專利權）人: 李鳳云
• 主分類號: E01C7/18
• 分類號: E01C7/18
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 劉洪勛;徐麗維

技術領域

本發明涉及路面建筑領域，特別涉及公路的建造領域。

背景技術

我國半剛性基層瀝青路面的結構設計規范，長期以來，一直采用的是《公路柔性路面設計規范》、《公路瀝青路面設計規范》。根據該規范，半剛性基層瀝青路面路面等級與面層類型應根據公路等級與使用要求、設計年限內標準軸載的累計當量軸次、筑路材料和施工機械設備等因素確定。路面設計交通量是根據初期交通量考慮一定設計年限內預估的交通量來計算累計標準當量軸次，因此設計年限是一個計算累計標準當量軸次的基準年限，設計年限不等于實際使用年限或路面的使用壽命。根據該規范，公路設計年限愈長、累計標準當量軸次越大，瀝青面層愈厚。規范推薦的瀝青路面層為：高速公路、一級公路設計年限15年，二級公路12年，三級公路8年，四級公路6年。對應瀝青面層厚度（cm）：高速公路12～18，一級公路10～15；二級公路5～10，三級公路2～4，四級公路1～2.5。國外的設計年限比我國更長，瀝青面層更厚。規范并未給出基層厚度的設計方法，實踐中對于基層的厚度設計，是根據多層彈性理論，層間接觸條件為完全連續體系，依據設計彎沉值、各結構層的回彈模量值與劈裂強度、土基回彈模量以及面層及墊層的厚度等條件結合必要的試驗來確定。在《公路柔性路面設計規范》、《公路瀝青路面設計規范》、《公路路面基層施工技術規范》中，對于基層材料的要求主要依據“7天無側限抗壓強度標準”。而根據該標準，由于塑指14以下土的石灰土其7天無側限抗壓強度僅有0.6～0.4mpa，至于材料強度要求最低的四級公路（大于0.7mpa）標準都達不到，因此不能用于公路基層材料。

然而，在實踐中發現，按照《公路柔性路面設計規范》、《公路瀝青路面設計規范》、《公路路面基層施工技術規范》設計施工的瀝青路面公路，其實際使用壽命遠低于設計年限，例如頭年建第二年壞以及3～5年就壞了很常見。表1為河北衡水地區公路實際使用情況調查。由表1可以看出，這些公路實際使用年限遠低于設計年限，除車流量因素外，公路本身的問題是未到設計年限就提前損壞的主要原因。

表1衡水地區按照規范修建公路實際使用情況調查表

說明：一、二級公路97年前均為水泥土、水泥石灰土、石灰土基層。如79年修建的寧六一級公路全部采用的是石灰土；97年后改為水泥碎石或二灰結碎石基層使用壽命10年左右。

但是，申請人發現，有的路段基層材料達不到規范的要求，甚至瀝青層厚度也達不到規范的要求，其實際使用年限卻更長。因此，一正一反兩方面的實踐說明，現有《公路瀝青路面設計規范》仍有不足之處，有必要提出一種半剛性基層瀝青路面及其設計方法以彌補現有規范的不足。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明在于提供半剛性基層瀝青路面結構，以及其設計方法，以使公路的設計年限與實際使用壽命更為接近，同時降低修路成本。

為實現本發明的第一個目的，本發明提供一種半剛性基層瀝青路面結構，包括瀝青面層和基層，其結構為：

其中，t是比例系數，是指塑指5～14土的石灰土基層彎沉盆面積/設計材料基層彎沉盆面積。

所述彎沉盆面積是指在車輪荷載作用下路面產生彎沉區域的面積。

一種半剛性基層瀝青路面的設計方法，該方法包括：

根據設計壽命、交通量和公路等級按下表確定瀝青面層材料和厚度：

確定半剛性基層材料，對于基層采用塑指5～14土的石灰土的根據公路等級按下表選擇基層厚度；對于其它半剛性材料基層，測定同厚度下5～14土的石灰土基層的彎沉盆面積值和選用的半剛性材料基層彎沉盆面積值，將5～14土的石灰土基層的彎沉盆面積值/選用的半剛性材料基層彎沉盆面積值獲得比例系數t，按下表計算基層厚度：

所述彎沉盆面積參考路面沉降值檢測方法，不同的是彎沉盆面積檢測的是路面彎沉區域的面積值。例如采用雙軸且后軸雙側4輪的載重車，按10cm間距檢測路面殘余變形區域大小。

本發明的半剛性基層瀝青路面，是根據發明人多年實踐經驗和對不同公路情況調查、研究和試驗的基礎上，根據發明人新的半剛性基層瀝青路面受力理論而得到的研究成果，與現有規范相比，本發明的技術效果如下：