第一篇：我國瀝青路面結構設計分析

長沙理工大學張起森教授作客專家在線：我國瀝青路面結構設計分析

[b[size=5]]長沙理工大學張起森教授作客專家在線：我國瀝青路面結構設計分析[/size][/b]

[size=4] 以“我國瀝青路面結構設計分析”為主題，圍繞“我國瀝青路面破損原因，瀝青結構以及瀝青混合料設計和瀝青技術研究”等問題，同大家進行深入交流與探討

主持人：首先請張教授給大家介紹一下，近年來，隨著我國國民經濟的發展，干線公路特別是高速公路面臨著巨大的交通壓力，瀝青路面出現了裂縫、水損害等破損現象，造成瀝青路面破損的原因是多方面的，您能否從這路面設計這個方面向大家介紹一下路面破損的成因以及如何防治。

張教授：這個問題比較復雜，談一下我自己的看法，供大家參考。目前我國有高速公路通車總里程3萬多km，瀝青路面占85％左右，水泥路面占15％左右，所以高速公路大部分都是瀝青路面。我國在短短十幾年的時間，高速公路瀝青路面發展速度非常的快，但是現在路面確實還是存在一些問題，是什么原因引起的？在過去的一段時間，大家討論很多。我想從以下方面來談些自己的看法：

首先，我們國家剛開始建設高速公路的時候，基礎比較差，當時沒有規范，原規范對高速公路不適應。我們很多經驗都是來自過去的低中級路面，修建高速公路的經驗少，所以我們開始修建的路面，像90年代初，依據的是低中級路面的經驗，當然我們也引進了一些國外的東西，像京津塘高速公路我們請的是澳大利亞專家來修的，上海滬嘉高速公路是我們自己國家修的，不過只有十八km的里程，其他如沈大高速公路、廣佛高速公路，當時不叫高速公路而叫高等級公路，因為當時對高速公路有爭議，所以在起步的時候，還是有些欠缺。規范、標準和試驗檢測設備等跟不上高速公路發展，給我們前期修建的路面帶來了一些先天性的不足，比如路面厚度，一些較早修建的高速公路，對底基層的厚度重視不夠，而且對它的認識也不夠，有的水泥路面甚至取消了底基層。這些方面當時沒有一個比較明確的規定，單純從適應當時已有的設計指標看，可以滿足要求，但是路面使用后出現了許多問題。之后，我國的高速公路吸取失敗的教訓，進行了總結，后期有些改進。1997年頒布的瀝青路面規范，包括后來頒布的水泥路面規范，有些部分吸取了我們國家“七五”、“八五”公關項目的一些成果，為后面高速公路質量的提高打下了基礎。總的來講，我們國家高速公路發展很快，技術、設備儲備不夠，給我們前期修建的高速公路帶來了不足。這是一個問題。

第二、設計標準與實際情況有差距。例如荷載標準，我國的設計荷載是BZZ－100，實際上，我們國家道路上行使的超載車輛很多，像京珠高速公路，有的車達到了270kN，在廣韶高速公路，有的車輛也達到了170kN左右。顯然，這完全超過了我們的設計標準，路面肯定無法承受。所以這個超載車輛，“超載”的問題，確實是我們國家路面面臨的一個嚴重問題。這個問題我和美國一些專家討論過，美國也有一些重載車，但超載車很少，美國重載車輛一般是在30％左右，但是我們國家的重載車卻占到了60％、70％，甚至是70％或80％的比例，所以路面壓力很大。看來這個問題要解決需根據實際的荷載來進行設計或驗算。使設計的荷載標準和實際使用車輛的標準要相符。另外，在設計指標方面，也存在一些問題。比如說水泥路面是以混凝土板底彎拉應力進行控制，瀝青路面主要以表面彎沉進行控制。彎沉可以反映路面整體的承載能力，但它對結構層性能的反映就比較查。水泥路面也存在指標的問題，水泥路面是一個脆性材料，它的變形是在一個很小的變形情況下開始出現斷裂。是不是要像結構設計一樣，以剛度來控制設計。瀝青路面設計指標不完善大家討論更多，我們現在用彎沉指標來設計，往往瀝青層、基層、它的拉力問題不能控制。國外把表面的彎沉改為路基變形的控制有一定道理。我們國家過去測定的表面彎沉70％、80％都是發生在路基。但是有個問題，表面彎沉容易測定，路基彎沉很難做檢測，所以怎樣使用這個指標這也是一個問題？現在研究用多指標來控制路面結構，這應是今后路面設計的一個趨勢，包括把剪切應力、溫度收縮應力等都考慮進去。

第三、結構層材料組成的問題，包括石料的規格，石料的品質，石料的級配，這個方面現在控制得不嚴格。當然實驗我們是做了，采用什么級配，有個要求，但實際上到現場以后，這個方面的控制就比較差，再加上我們碎石供應很亂，不像國外實現了碎石商品化，要什么樣規格的碎石隨時就去買，我們國家不是這樣的情況，我國是一邊施工，一邊在沿途設置料場，給石料控制帶來很大困難。希望能夠早日的解決這個問題，從而提高石料的品質。再一個就是瀝青，瀝青供應是比較大的問題。因為我國瀝青來源很多，有進口的，有國產的，進口又有很多國外的公司，國內也有很多公司生產瀝青，所以往往一條路實際用的瀝青品種很多。像廣州的某路，它的瀝青，能夠達到我們規范軟化點要求的，只有約50％、60％左右，有些路段甚至更低，40％、50％達不到我們國家最低的要求。因為材料結構組成不合理，造成強度相差比較大，同一個路面，可能這里強度好，那里強度差。路面濕度也有變化，這里不透水，那里透水，同一個路面的問題比較多。這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、從路面結構設計來講，防水排水系統設計得不完善。我們在表面排水方面做了一些工作，但是在路面結構的排水、路基的排水這個方面還是做得不夠，所以往往在路面使用過程中，出現排水結構物堵塞等，導致路面出現沉降、開裂等問題。現在我們國家對排水的問題比較重視了，但是這方面還有繼續做好的需要。

第五、施工的問題。往往我們設計一個方案，結構是什么，材料是什么等等，還有很多的指標和要求，但是路面的施工，往往跟我們的設計相差很遠。比如動穩定度，我們國家高速公路目前要求，像南方地區3000到3500，但是實際上，有些只有1000多，有些方4000、5000，甚至超過10000，變化很大，這個問題除跟材料有關系外，還跟施工有關系，施工控制不嚴。路面施工溫度可以相差三十幾度，這里可能是140，那邊可能是100左右，這樣壓實就比較困難，達不到要求。另外材料本身，施工過程中要是沒控制好，容易引起離析。我們國家要求路面使用過程中孔隙率是3％－6％，有些實際做出來不到3％，甚至不到1％，大的可能超過10％，這樣對我們路面的使用，帶來了很多的問題。孔隙小的易泛油，產生車轍；孔隙大的易透水，產生脫粒、坑洞等。另外關于路面損壞，剛才提到開裂、水損害，應該提出在南方，中部河南、河北以及陜西，車轍破壞也是個問題，有些路使用一兩年，車轍達到50、60mm，路面使用不久就要重新銑刨、罩面。

車轍在南方出現比較多，顯然車轍問題跟重載、超載關系更大，另外同溫度也有關系，像南方的氣溫，在廣東，夏季路面最高的溫度達到七十幾度，而氣溫四十度左右，高了三十多度。高溫把路面軟化了，再加上很重的車上去，肯定要產生車轍。另外材料設計方面對這個問題考慮得還不夠。如河北、山東瀝青標號為70；廣東、廣西標號也是70。瀝青標號這樣全國一致是不合理的。在廣東這樣的高溫地區，使用更硬的瀝青，例如50號是完全必要的。這方面問題值得我們研究。

第六、對路面結構層構成的要求上還不是很明確，比如面層3層，現在大部分是4、6、8cm或4、5、6cm，面層十幾cm，而面層、中層、下層究竟它的功能是什么呢？它們的合理厚度應為多少，對它們的要求又是什么？現在是不明確的。我國現在還沒有公布的瀝青路面修訂規范稿，開始注意了這個問題。根據路面功能設計的概念，上面層主要是要穩定、要抗疲勞、要防水、要抗滑、要粗糙。中層主要是抗車轍，車轍是個主要的問題。到了下層，主要是疲勞的問題，當然這個概念跟我們的上層下層概念有點不同，但是在我國如果把下層理解成是基層的話，我們的基層現在是半剛性基層，恰恰抗疲勞能力是比較差的，很容易開裂。基層一開裂就形成反射裂紋，反射到路面上就容易使面層開裂，開裂以后造成了很多的問題，比如滲水等。過去我們對反射裂紋花了很多功夫取研究，但一直解決得不太好，對路面結構層的功能問題要進一步研究，弄清楚以后，對不同層次的要求指標要明確，這樣才能把面層設計好。輪胎與路面的接觸部分是很復雜的，接觸應力對面層影響很大，過去我們對面層的材料比較重視，比如改性瀝青、石料要求的規格也比較好，施工方面也比較重視，所以這一層相對來講，承受車輛作用應力相對其他層次，顯得要好一些。故目前路面主要問題并不是表現在上層，是在中下層。當然我們不是不重視面層，面層當然要抗滑，要不透水，要穩定，要抗疲勞，對采用的材料要求更高更加嚴格。但是我們對中、下層的要求也應明確，根據我們近來做的工作，我們建議：在南方要求上面層動穩定度要3500；中面層要3000；下層要800－1000，大長坡和彎道路段不小于1000。老的規范對上面層的要求是800。對下層的材料就沒有明確要求。總之，要弄清各結構層的功能和作用，才能夠對材料的要求進行控制。

第七、現在還有些新的問題要研究。瀝青路面現在有一種叫top－down裂縫，即表面向下的開裂問題。現在研究的大部分是裂紋由上向下發展，反射裂紋是怎樣發展等問題。但實際上，調查表明很多裂紋是從上面往下面擴展的。這種裂紋實際上對路面損害比較大，因為一開裂就在表面，表面開裂水就往下走，再加上溫度應力，裂紋慢慢擴展，水就流下去，很快會污染到基層了。這個問題過去我們研究很少，在上個世紀八十年代，日本一些專家在論文里面提到過，世界上很多國家都做過調查，像英國的TRRL，他們在八十年代從現場勘測也發現這個問題。另外還有一個問題就是鋼輪碾壓產生的開裂。日本在八十年代做過研究，日本和加拿大有個叫做寒冷地區的路面修建技術合作項目，他們做過這個研究，鋼輪碾壓后，路面會產生很多的裂紋，用放大鏡就可以看得見。在溫度應力作用下這種應力易發展，所以對于這種裂紋我們今后要重視。現在對瀝青路面存在的開裂、車轍、水損害等破損現象，經過最近幾年的研究，已采取了一些措施，水損害相對要好了些。目前南方主要是車轍，北方開裂。南方有些地方因路基下沉，路基不穩定等等，也產生開裂的問題。但是這些基本不是疲勞引起的裂紋。再一個就是溫度、溫差的問題引起的開裂。我國路面真正目前達到疲勞設計要求的很少，路面早期損壞的主要的原因不是這個。我們講超載，應力很大，其應力可能達到抗拉強度的0.7、0.8左右，很容易開裂。

要解決這個問題從路基來講，要保證路基的穩定性，一些軟土地區、鹽漬地區的高速公路，往往達不到沉降的要求。一個月5mm，它往往達不到，為了施工的進度，就在沉降未完成的路基做路面，所以往往總承載能力沒有達到要求，今后還要進行沉降。從進度跟施工質量要求方面來講，今后應該怎樣去協調，在保證質量的情況下再來談進度，路面基本的情況才能保證。

從路面來講，一個是結構，一是材料，要求要更嚴格。施工方面，如果我們路面施工比較精細，減少或盡量避免離析的發生，路面損害就會更少。有些省份引進了二次分料器，資金投入并不大，但效果很好。從車轍問題講還是要解決瀝青的問題，瀝青對車轍的貢獻大概有30％到40%，瀝青要求粘結力和軟化點達不到要求的話，它的情況會很嚴重，特別是高溫情況下，這個問題就會更嚴重了。所以車轍問題要從結構，從材料組成設計方面等等方面考慮。在八十年代，我國城市道路規范中加入了抗剪指標，但是公路就一直沒有加進去，主要是材料的抗剪強度問題，當時因為我們要知道抗剪強度，就要做三軸實驗，三軸儀比較少，試驗本身也比較復雜。另外一個方面，結構層的抗剪切能力要進行檢測，比較難。所以對于抗剪指標問題就一直擱置下來了，我們對材料抗剪方面的要求，要重視起來，這樣的話從各個方面來講就比較完善了。還有一個問題就是超載，現在明明知道這條路不是我們設計的這個承載重量，實際上它跑的是一倍，甚至二倍的荷載，對這個情況怎么辦？我們國家一下子要解決超載現象，可能還有困難。這個情況可以從設計方面來采取一些措施，如規定要驗算荷載，以超載200甚至300的標準來驗收，達不到，厚度滿足不了要求，我們對路面進行加厚。當然這樣投資會大一點，但從全壽命周期來綜合考慮投資問題，這樣做是合算的。

主持人：您剛剛提到半剛性基層路面結構，我國高速公路普通采用這種路面結構，您能否向大家介紹一下半剛性基層瀝青路面結構的優缺點？半剛性基層在養護、修復中存在什么樣的困難？

張教授：半剛性基層路面在我們國家無論是一般公路、還是高速公路，起到很大的作用，這個是應該進行肯定的。我國3萬多km高速公路的瀝青路面包括水泥路面，基層90％以上都是半剛性基層。半剛性基層在我國公路的建設發展中起了很大的作用。半剛性基層也存在一些問題，但我想要還是先講優點：半剛性基層強度比較高，相對柔性基層來講強度高、剛度高，作為承重結構，它是比較合適的。承載、擴散荷載，傳到路基，在沒開裂之前這方面性能比較好。但是半剛性基層有一個問題，就是抗拉能力相對比較小，另外它的變形能力不太好，它是比較脆的材料。它的剛度比較大，在濕度變化溫度變化中所受溫度應力比較大，所以在溫度荷載，交通荷載，濕度變化的作用下，它容易產生裂縫，開裂以后半剛性基層性質開始變化。這些裂紋很容易形成反射，特別是后期裂紋比較多的情況下，裂紋很容易反射上去，比較短的時間就反射到上面，很多實際工程證明了這個問題。我們曾經做過光彈實驗，“七五”攻關研究瀝青面層最小厚度應該是多少，也就是要從反射裂紋的角度來考慮，反射裂紋反射上去要保證一定的使用時間，表面路面厚度應該是多少。我們通過光彈實驗和一些力學分析確定了路面最薄厚度12cm。當然那是根據七五那個時候的交通荷載等實際情況，從技術方面我們做光彈實驗，還是有點根據的。但是現在我們的交通量，在重載、超載的情況下，12cm應該會薄了一點，現在這種交通量、這種荷載下，可能不能保證我們的使用壽命。為了防止反射裂紋，實際上我們“七五”還做了一些研究，例如如采用級配碎石、土工布和應力吸收層作為中間過渡層等一些措施，到最近，差不多20年的時間，仍還在摸索。研究反射裂紋，如何來延緩它，完全防止是不可能的，怎樣延長它的擴展時間，使它的裂紋反射到面上的時間比較長，保持表面比較長的時間不會開裂，在這方面做了很多的工作，也取得了一些成果，但是這個問題到現在還沒有完全解決。

半剛性基層的路面，基層修建的時候會產生很多干縮、溫縮裂紋，這些裂紋反射上去，造成了路面損害，這是目前對半剛性基層瀝青路面大家認為它不足的地方。半剛性基層瀝青路面還有一個問題，就是半剛性基層上的瀝青路面厚度不能太薄。因為半剛性基層到了后期強度比較大，特別是到夏天的時候，產生上面軟下面硬倒裝結構，象搟面一樣，很容易產生推移。所以我們過去修的像二、三級路面往往產生波浪變形。這個是半剛性基層瀝青路面使用的過程中存在的一些問題。

半剛性基層瀝青路面在使用的過程中，針對它的開裂，我們采取了一些措施，比如增加粗集料含量、切縫等。但是大家認為這個問題還沒有完全解決。我國的半剛性路面，還有一個問題就是基層軟化、甚至唧泥等問題比較明顯。這是我們國家的一些經驗，另外國際上，像英國，歐洲、美國，他們做了一些實驗，也用過半剛性基層，也發現了它的一些問題。現在歐美一般基層不采用半剛性，它把半剛性作為底基層，放在下面，基層采用瀝青穩定基層，這樣比較合理一些。半剛性基層在施工過程中也發現了一些問題，比如透層油滲透比較困難，還有半剛性基層表面容易產生灰塵，產生灰塵以后如果施工的時候清理不干凈，就影響了粘層與半剛性基層的粘接。另外路面開裂以后，水下去就容易損壞。半剛性基層產生問題以后，必須要把它全部挖掉才能修復，這樣就有些困難。現在我們的講半剛性基層，我的觀點是我們國家要因地制宜來考慮這個問題。如果條件合適，有些地方還是可以用半剛性基層，不是一概否認這個觀點。但是半剛性基層一統天下也是不對的，所以開展柔性基層的研究是完全必要的。

主持人：您在柔性基層瀝青路面結構設計方面研究很深，請您給大家介紹一下與半剛性基層瀝青路面相比，它有什么優缺點？

張教授：談到柔性基層和半剛性基層相比，柔性基層包括的瀝青穩定碎石、瀝青混凝土還有級配碎石做的基層。但柔性基層跟半剛性基層來比，因為它是比較柔的，所以它的溫度變化產生應力影響方面的情況要比半剛性基層相對要好一點。同時濕度變化影響也要小寫，所以它一般不會出現反射裂縫問題。其次，從它的結構層受力來講，柔性基層對面層的設計要好一點，半剛性基層的后期強度要好，瀝青面層相對比較軟，剛度小一點的，所以造成下面硬、上面軟，容易產生車轍，對面層是不利。但是柔性基層模量是按照一定比例下來，模量變異性不大，一般不會有這個問題。這也是柔性基層的一個優點。再次，從層間結合情況來講，柔性基層與瀝青面層結合一般不存在問題，所以對瀝青受力方面是比較有利的。另外，柔性基層抗疲勞能力要好一些。

柔性基層跟半剛性基層不一樣，由于比較柔不會有反射裂縫問題，另外如把半剛性基層作底基層，中間做一個碎石基層，上面做面層，也可以緩沖反射裂紋的產生。碎石主要是抗壓，它不不能受拉，他的強度與側壓力和下墊層強度有關。現在我們研究級配碎石怎么用？碎石直接放在路基上或者放在半剛性基層上，哪種結構比較合適？這個問題要研究，工程師要總結這個問題。我們國家瀝青層如做得比較厚，瀝青材料的價格可能是個問題。我認為級配碎石放在上面，下面半剛性底基層主要解決承重問題，承重問題解決了，瀝青層厚度就減薄，不能靠整個瀝青層來承載。柔性基層我們現在研究得比較少，做過一些實驗，比如大粒徑碎石做基層，在河南焦作了一段試驗路上進行比較研究過。大粒徑碎石做基層抗壓、抗疲勞的能力還是可以的。大粒徑基層在山東、江蘇也做過很多的實驗。我國目前3層的面層結構，如果下面層改做大粒徑碎石基層，半剛性基層做底基層。整個瀝青層的厚度也不會太厚。另外反射的問題可以通過大粒徑碎石來緩沖。如果完全照現在功能設計的概念，完全以瀝青層來承擔應力，路面使用壽命可以達到40－50年，在這幾十年里，不要動下面的層次，只要銑刨到表面層即可。韓國做了全厚式瀝青路面研究，要42cm左右才能保證路面使用40－50年。42cm對于我們國家來講造價上有一定困難。我們可能不能完全照這個來做，現在研究長壽命問題，怎樣結合我們國家的實際情況，提出一個合適的結構組合？不一定要40年，我們若能保證20年、30年就很好了，經濟上國家也承受得了，這里還是有很多工作要做。

我不是否定半剛性基層，有些場合、有些情況半剛性基層還是可以用的，應該用的，當然我們有些情況還是需要用柔性基層，使我國的路面結構不至于那么單一，如果半剛性基層包打天下，厚度也差不多，面層是4、6、8，基層是20、30、40，全國氣侯變化那么大，交通情況、環境、地質條件變化那么大，路面到最后全部都差不多，這種情況肯定是有問題的。還有排水問題，現在我們基層可以做排水基層，解決排水的問題，采用柔性基層，可以做成排水的，上面的水下來了，從路肩可以排出去。這也是考慮柔性基層的一個優點。

主持人：您能否介紹一下我國瀝青混合料組成設計的情況，目前Superpave技術在我國的應用和發展情況是怎樣的？

張教授：瀝青混合料組成是比較重要的問題，我們規范的混合料類型、從結構上可以看出其發展問題。我國先是采用AC，后兩年采用AK，后面又采用SAC。AC用了以后，它的抗滑不夠，比較光，高速公路抗滑達不到要求。AC從級配來講，細料比較多，粗料比較少，所以最后造成混合料比較細，比較光容易冒油，也容易產生車轍。后面增加粗料，減少細料，所以就采用了AK抗滑面層。抗滑問題解決了，但是出現了孔隙率大，出現了早期的水損害，最早在河北一條高速公路上出現。當時在孔隙率這方面并沒有太重視，當時只考慮粗、抗滑這方面去了，透水的問題也沒有很注意。后來各個單位感覺到有問題了，又把粗料減少，細料增加，走中間路線。級配調整了，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號，它不好把AK這個名字改掉，因為它改掉以后，審查有問題。所以在前面加一個符號，表示與AK的規范不同，級配不同。后來沙慶林沙院士就提出SAC，他還專門出了一本書。SAC針對AC、AK存在的問題：AC粗料少，AK粗料多，所以等于是粗料減少一點，細料增加一點，保證空隙率基本在我們要求的范圍內，抗滑方面能夠滿足要求，構造深度也達到了要求，還有其它指標方面也合適，這樣就提出了一個比較中性化的建議。從真正的混合料結構來講，實際上AC是密實懸浮結構；到AK實際上我們是增加了骨架，但是孔隙多了，細料填得不夠，沒把孔隙填起來，AK是密實骨架孔隙結構，到SAC骨架密實結構，現在是骨架為主，細料的孔填起來，密實還有一個孔隙的要求，3－7％的要求。我們講比較理想的是骨架間斷密實結構。包括我們現在Superpave技術，實際上也是骨架密實結構。它主要靠纖維、瀝青、礦粉即瀝青馬蹄脂，填充骨架嵌擠形成的孔隙。骨架嵌擠結構比較穩定，又不至于漏水，同時它比較粗糙，抗滑能力滿足了。骨架嵌擠結構空隙多一點，光瀝青還不行，還要靠纖維，把瀝青礦粉穩定在那里，否則它要漏下來，不加纖維，性能就達不到要求，所以我們國家慢慢發展骨架嵌擠密實結構，當然這個是間斷的不是連續的，使骨架組成的空隙大部分填充起來，又不至于透水，這是瀝青混合料在我們國家發展的一個情況。當然這個結構要保證其結構穩定，除靠級配外，還要靠骨料的強度和瀝青的粘度。骨料太軟了，瀝青太稀，結構就不穩定。

Superpave技術是美國SHARP研究的一個成果，它是1993年發布的，1993正式發布以后，應該講在世界各國引起了比較大的反響。Superpave我感到它有些情況可能還要進一步研究。Superpave實際上有三個水平，即按LEVEL1、LEVEL2、LEVEL3，現在我們用的是LEVEL1，LEVEL2、LEVEL3包括美國都還沒有實際應用，還處于研究階段。LEVEL1實際上是一個體積設計法，各個組成部分，礦料多少、瀝青多少、礦粉多少，跟我們現在的設計基本上是一樣的概念，它是體積組成的參數設計。它要設一種比較合理的混合料。Superpave提出了兩個東西比較引人注意，一個是級配線上設定了幾個控制點，幾個控制點必須要通過。另外有一個禁區，級配曲線不能進到禁區里頭去，進到禁區里頭的話，混合料性能比較差，且有“駝峰”的性質。控制點和禁區，各國有不同的看法，另外走禁區的下面還是上面，這也是一個問題，有的認為走下面好，有的認為走上面好，所以對禁區的問題，現在還有爭論。至少他們提出了這個問題，后來他們在足尺試驗中也發現了一些問題。另外一點，混合料試件成型采用“旋轉壓實”法，與輪胎軟化作用接近。

Superpave混合料的檢驗指標與馬歇爾也不一樣，Superpave以路用性能指標確定瀝青用料，即用疲勞開裂，車轍、低溫抗裂來控制。另外還有一個叫做水敏感性實驗，這個實驗規定它的孔隙率為7％，因為他們作了很多的調查，壓路機壓過以后，大部分在7％左右。這與現有馬歇爾試驗法不一樣的。

現在我們用的Superpave有一個限制，LEVEL1交通量限制在1800萬次80kN標準軸載。我跟沙慶林院士討論過這個問題。Superpave的設計要適應輕交通的情況，如果是重交通，要做LEVEL2、LEVEL3的檢驗。我們國家從交通情況來講，一般要超過它的這個規定，這是存在的問題。用于LEVEL2、LEVEL3的設備，我們引進了些，江蘇交科院等也買了一部分設備，但未開展廣泛的工作。國內有些單位可能沒有很好的注意這個問題，直接將Superpave設計用在高速公路，設計的路面出現了一些問題。現在還有一個問題，就是用馬歇爾實驗法進行Superpave的設計，山東做了比較系統的工作，他們認為可以。但是這個方面的問題，我們認為還要做一些更深入研究。主持人：改性瀝青在中國公路建設市場的應用時間很短，但發展勢頭非常迅猛，您怎么看待這種發展？有人認為大量使用改性瀝青可以提高路面使用質量，延長公路使用壽命，促進整個公路事業的發展，您是怎么看待這個問題？

張教授：我認為改性瀝青要解決的問題，從粘結力方面，沒有多少改變，這個做過很多的實驗，主要解決軟化點問題。普通瀝青軟化點大概是50左右，我們國家南方路面溫度可達60、70度，就肯定要提高軟化點。

另外還有一個好處就是對彈性恢復有改善，改性瀝青做出來的混合料不但性能得到提高，彈性恢復比我們普通瀝青混合料好。

在我國南方，氣溫比較高，降雨比較多、比較濕潤的地方、比較熱的地方，高速公路重載也比較多的，交通量比較大的路面，用改性瀝青我認為還是有必要。現在有些路，使用改性瀝青以后，跟不使用改性瀝青做了一些比較，說明用改性瀝青還是有好處的，比如京珠南高速公路，它最近要大修，它有幾段，基本沒有車轍，它用的就是改性瀝青，同樣的氣侯條件、交通條件，有的路段有40、50mm車轍，甚至更深。這個說明改性瀝青在這里還是起到了一定的作用。長沙到臨湘的高速公路我們用的是雙層改性瀝青，上層下層全用，并修了12mSMA試驗路，經過3年左右使用，特別是前2年的高溫，路面基本上沒有車轍。這條路2005年獲得了詹天佑獎。當時討論方案的時候，有些同志反對，認為沒有必要，但是當時我們堅持，像京珠南高速公路重、超載比較嚴重的情況，用改性瀝青還是比較好的。改性瀝青多花一點錢，但是從全壽命費用來考慮，考慮養護費用、運輸費用等其他的費用的話，還是合算的。

主持人：您在瀝青減薄技術方面頗有研究，您能否給大家介紹一下我國瀝青減薄技術的發展情況？以及與國外發達國家相比有什么優勢和不足之處？

張教授：要看怎么看這個問題，我想不能籠統的說瀝青減薄問題，現在看來，我們國家的瀝青面層，它最早的4+5+6cm，后來是4+6+8cm，瀝青面層從造價上講要提高一些，建設費用要提高，但是從保證路面使用品質來講，可能厚一點的面層，從今后的減少養護等費用來講，可能還是劃算的。不能籠統地講瀝青路面厚度的問題，廣深高速公路路面32cm，用了十多年，前年我們學校參加做了一次維修，僅表面上冼刨了，車轍基本沒有，冼刨以后重新鋪40mm的SMA。與我們國家比較薄的路對比，修2、3年就大、中修，肯定值得借鑒。我們不一定搞30幾cm，但是瀝青的厚度，從經濟技術幾個方面綜合來考慮，應該可以找到一個比較合適的厚度。現在我們采用4+5+6cm或4+6+8cm的面層厚度，應該說根據不足。

提到瀝青減薄，有些叫超薄面層，最早在法國，做了1.5cm，一般2.5－5cm叫薄瀝青面層，它不是整個路面結構，只是上面的一層，就是磨耗層，所以大部分是用來養護、維修的，當然現在存在一個問題，就是瀝青路面結構，磨耗層要多少mm才合適？現在是4cm。當然這個磨耗層要維修，是不是可以罩面？現在養護用1、2cm的稀漿封層還有同步碎石。目前主要是水泥路面的維修問題，水泥路面上的瀝青罩面層，我們國家現在做的大多是10－12cm，主要是保證瀝青層的穩定問題，不至于發生推擠、剪切。印尼開發了一種超柔性瀝青superflex，這是嚴重綜合改性瀝青。今年8月份我們到印尼去考察了一下，它做的路面是2－4cm，最長的用了8年9年。在雅加達市中心到港口的一條高速公路上，交通量在20萬輛/天，也有超載車輛，但是沒有我們國家這么嚴重，重載車輛為20%－30%，路面使用情況良好。最近我們買了150噸印尼這種超柔性瀝青，將在廣東的肇慶的舊水泥路面和半剛性基層上做試驗路，我們做了3、4、5cm。目前準備工作都做好了，帶天氣好即可施工。如果水泥路面上瀝青路面能做到3cm、4cm，用8、9年，就非常好了。現在很多的水泥路面，包括早期修的一般道路和高速公路、水泥路面上，跑了幾年以后，磨的比較光，這些都存在需要罩面的問題。另外是隧道，隧道用水泥路面，修得比較光滑，容易發生交通事故，他們現在想這個問題怎么解決。瀝青做厚了，凈空有問題，能夠做薄一點的話，既能夠解決抗滑問題，又不影響車輛通行。再一個是橋面，我們很多的水泥橋面，橋的重量問題。

5、6cm瀝青層不敢做，重量可能有問題。所以瀝青層減薄比較適合于橋面、隧道、一般的水泥路面罩面等方面。我今年看過一些文章，同濟大學孫立軍教授做過厚面層與薄面層的比較研究，他認為從養護等綜合費用來講，厚面層效益還是比較好的。[/size]

第二篇：我國高速公路瀝青路面厚度現狀調查分析

我國高速公路瀝青路面厚度現狀調查分析

隨著我國經濟的迅速發展，高速公路的里程不斷增加。瀝青混凝土路面由于它平整性好，行車平穩舒適，噪音低，許多國家在建設高速公路時都優先采用。而半剛性基層具有強度大，穩定性好及剛度大等特點，被廣泛用于修建高等級公路瀝青路面的基層或底基層。在我國已建成的高速公路路面，90％以上是半剛性基層瀝青路面，在今后的國道主干線建設中，半剛性基層瀝青路面仍將是主要的路面結構形式。 半剛性瀝青路面用于高速公路的路面結構具有其合理性，其優點主要表現在：具有較高的強 度和承載能力。一般來說，半剛性基層材料具有較高的抗壓強度和抗壓彈性模量，并具有一定的抗彎拉強度，且它們都具有隨齡期而不斷增長的特性，因此半剛性瀝青路面通常具有較小的彎沉和較強的荷載分布能力。由于半剛性基層的剛度大，使得其上的瀝青層彎拉應力值較小，從而提高了瀝青面層抵抗行車疲勞破壞的能力，甚至可認為半剛性基層上的瀝青面層不會產生疲勞破壞，這就鼓勵人們去減薄面層。并且以多層體系彈性理論為基礎的現行規范計算出的這種路面結構面層受到的彎拉應力很小，已不起控制作用，因此得出的路面厚度也偏小。

隨著半剛性瀝青路面的大量使用，工程實踐證明，如果面層不夠厚，路表面會很快產生裂縫，初期產生的裂縫對行車無明顯影響，但隨著表面雨水或雪水的浸入，在大量行車荷載反復作用下，會導致路面強度明顯下降，產生沖刷和唧泥現象，使裂縫兩測的瀝青路面碎裂，加速瀝青路面的破壞，影響瀝青路面的使用性能。所以路面究競要多厚，還沒有一個確定的觀念。不同高速公路的路面結構存在很大差別，甚至不同單位設計的同一條高速公路的路面結構也有顯著差別。目前我國高速公路瀝青面層的厚度差異很大，薄的僅10cm左右，厚的20cm左右，最厚達32cm，路面結構組合的厚度上的這些顯著差異既反映了我國高速公路的半剛性基層瀝青路面設計還沒有成熟，也反映了設計方法的隨意性和一定程度上的盲目性，使路面結構設計要么過分保守，造成較大的材料和資金浪費，要么路面結構過薄，造成早破壞，也將造成經濟損失。

國外瀝青路面結構設計方法經過幾十年的完善，已經提出了比較成熟的設計方法，許多國家提出了典型結構設計方法。第十八屆世界道路會議上，認為瀝青面層厚度取20cm或20cm以上，則可很少出現表面裂縫。殼牌瀝青路面設計方法在概括各國的觀點和使用經驗時指出，水泥底基層上瀝青路面面層厚度取決于允許產生裂縫的程度，常變化在15～25cm之間。在德、法、英、比利時、西班牙、奧地利等國家是采用典型結構法，并通過適當增加面層的厚度等措施來減少反射裂縫。

為了研究半剛性瀝青路面的合理厚度范圍，為設計路面厚度提供依據，我們對我國廣東、浙江、江蘇、河南等省區的高速公路的路面結構及使用情況作了調查，下面將調查情況介紹如下：

廣東省：廣東省全境位于北緯20°09′～25°31′和東經109°45′～117°20′之間。大部分地區為南亞熱帶和熱帶季風氣候類型，是全國光、熱、水資源最為豐富的地區，溫度沿緯度的變化顯著，年平均氣溫自粵北而南為9℃～16℃，盛夏7月平均氣溫為28℃～29℃。全省多數地區年平均降雨量為1500～2000mm，年蒸發量為1000～1200mm，屬濕潤地區，降雨量的季節變化明顯，全省土質以紅壤土為主。我們此次調查的路段有：廣州—佛山高速公路、廣州—深圳高速公路、廣州—花都高速公路和深圳深南大道一級公路。四條路的路面結構形式見表1。

調查路段路面結構形式

名稱路段面層聯結層基層廣深4cm瀝青混凝土磨耗層10cm瀝青碎石23cm水泥碎石上基層8cm瀝青混凝土上面層25cm級配碎石底基層10cm瀝青碎石下面層 廣佛4cm瀝青混凝土上面層6cm瀝青碎石25cm 6%水泥石屑上基層5cm瀝青下面層25~28cm4%水泥土（石粉砂礫）底基層廣花3cm瀝青混凝土上面層 20cm6%水泥穩定碎石上基層，30cm4%水泥穩定碎石、石粉底基層4cm瀝青混凝土下面層深南5cm瀝青混凝土上面層 40cm6%水泥石屑上基層8cm瀝青貫入下面層15cm4%水泥石屑底基層 從表中的路面結構來看，廣深高速公路是最厚的，包括聯結層其面層厚度為32cm，路面總厚為100～110cm，這個結構是當時外商出于商業目的，自己定的，不是從技術角度考慮的，所以受到了專家的批評，被認為是不合理不經濟的結構，尤其不適用于高溫多雨的廣東地區。從現在的情況來看，表面車轍嚴重，由于孔隙較大的LHII型在廣東多雨地區不適應，下雨后唧水，出現大面積松散，翻修率高。從車轍調查來看，這條路上車轍最大深度達17mm，平均車轍深度為10mm。然而對其縱橫縫調查結果來看，這條路上的裂縫率和裂縫度均為零，裂縫率的計算公式為：Ck＝(CA＋L×0.3)／A裂縫度的計算公式為： Cd＝(∑L1＋∑ L2)／A

其中：Ck—瀝青路面總裂縫率(m2／1000m2)；

L—單根裂縫的總長度(m)；

CA—龜裂及塊裂的總面積(m2)；

A—測試路段路面面積，以千平方米計。

從這段路的調查情況分析看，車轍較大，是因為瀝青層太厚影響其高溫穩定性所致，而從另一方面來看，瀝青層厚度增加對控制裂縫是非常有效的。

廣佛路是廣東省第一條高速公路，1989年通車，瀝青路面厚度為15cm，由于佛山盛產磁磚，所以佛山到廣州方向重車多，破壞嚴重。其中一段于1993年加鋪的4cm的奧地利 改性瀝青SMA罩面。從調查結果來看，加鋪罩面后路面最大車轍深度為14mm，平均車轍深為4.8mm；裂縫為15.8m／千m2，裂縫率為8.0m2／千m2，未加鋪路段的最

大車轍深度為21mm，平均車轍深度為6.8mm，裂縫度為28.1m／千m2，裂縫率為21.2m2／千m2。

廣花路建成于1992年，瀝青路面厚7cm，是高速公路中路面厚度最小的，當時就是依照強基薄面的思路設計的，建成后出現問題較多，現已全部加鋪了4cm的磨耗層。這段路上的最大車轍深度為14mm，平均車轍深為7.3 mm，裂縫度為83.3m／千m2，裂縫率為29.2m2／千m2。

深南大道是1990年建成通車的汽一級專用路，瀝青面層13cm厚，瀝青下面層是8cm的瀝青貫入式，從使用情況來看，這段路結構較合理，開始使用前3年沒有裂縫和車轍，3年后出現裂縫，目前裂縫較多，但并不影響行車，到現在沒有大修，其最大車轍深度為15mm，平均車轍深為5.4mm，裂縫度為99.1m／千m2，裂縫率為30.2m2／千m2。從調查結果來看，雖然目前裂縫還未影響行車，但裂縫已成為該路段的主要病害，這段路之所以使用情況較好，主要是因為其上沒有重車通過。

浙江省：在浙江省我們主要考察了杭甬高速公路的情況，這條路始建于1992年，完工于1995年，路面結構為：計劃后續3～4cm細粒式瀝青混凝土

中粒式瀝青混凝土4～6cm

瀝青碎石5～8cm

二灰碎石或水泥穩定碎石28～34cm

級配碎石 20cm

杭甬路所經地帶的軟土深度在全國是最嚴重的，深達60m，含水量70～80％，沉降量達到填一半陷一半，全線145km，有94.5km為軟土，占杭甬路總長的65.2％，考慮到深層特厚軟土通車后必定會出現較大的不均勻沉降，計劃采用過渡路面，分二期鋪筑，一期面層厚度為12cm左右，二期路面間隔5年，鋪筑后為12～18cm。全線路基平均高度為3.8m。由于當時工期緊，預壓期沒達到要求，提前1年完工。通車1年半以后，局部路段不同程度地出現了瀝青混凝土路面裂縫、斷裂、貧油、松散、龜裂，上基層、底基層開裂、變形、破損、唧漿等病害。由于破壞嚴重，有些數據已無法 統計。從工程實踐來看，采用超載預壓效果比較好，但有些路段穩定性不夠，沒辦法加載。穩定性計算夠時，應采用盡量大的超載，實際表明，實際沉降量遠大于計算的沉降量。若采用等載預壓，則耗費時間較長。施工時在中間設置了排水溝，但實際看來，因路基變形而排水溝斷裂，在江南多雨地區，水都滲下去了，沒起到作用，造成的危害較大。分析其路面結 構方面的原因可能是：所采用的過渡路面將原設計的路面面層的4cm中粒式瀝青混凝土＋6cm 粗粒式瀝青混凝土＋7cm瀝青碎石＋1cm瀝青砂下封層結構，改為5cmIA型半密實式中粒式瀝 青混凝土＋7cm半開級配瀝青碎石混合料＋乳化瀝青透層油結構似有不妥，其一是高速公路路面結構設計中為加強防水抗滲功能明確要求應有一層及一層以上是I型級配瀝青混凝土混

合料。現場修補表明，當半剛性基層損壞后，此時瀝青碎石混合料浸水、松散，并導致瀝青混凝土面層間的結合不良，就有可能降低路面結構層的整體受力、抗彎拉應力降低，面層開裂。改變后的路面厚度為12cm，也有些偏薄。

調查路上我們又對正在建設的滬杭高速公路進行了了解，滬杭高速屬于世行項目，開工于1994年7月，計劃1998年底通車。全線102km，所經地區大部分為軟土，平均300多米一個構造物，因此解決軟土地基上的橋頭跳車問題將成為此條路上的關鍵技術。該路路基設計為6車道，一期路面4車道，所有橋梁均為6車道，路基平均填高為3.05m，軟土路段主要是采用預壓，打插板樁，部分橋頭是粉噴樁，局部換土。路面結構如下：4cm中粒式瀝青混凝土上面層

6cm粗粒式瀝青混凝土中面層

7cm粗粒式瀝青混凝土下面層

37cm二灰碎石(分兩層攤鋪)

20cm水泥碎石土

江蘇省：滬寧高速公路是江蘇省的第一條高速公路，江蘇段長248.21km，1994年6月開工，1996年9月竣工，歷時2年3個月。沿線水網密布，地質復雜，有軟土分布的路段長約92km，軟土層厚薄不勻，厚的達幾十米。全線平均路基填土高3.73m，軟土處理基本上是采用了堆載預壓、砂墊層＋土工布、噴粉攪拌樁3種方法。對于路面結構，滬寧路進行了大量的試驗研究，從1992年至1994年，歷時3年的研究內容包括：瀝青混凝土、基層、底基層基本材料與混合料試驗研究；路面結構組合與結構厚度研究；路面表面使用品質研究；路面結構環道試驗研究；試驗路面工程研究；經濟調查與分析等。最后提出了符合江蘇省實際的優化路面結構組合：

上面層：4cm厚AC—16B多碎石級配類型

中面層：6cm厚AC—25I級配類型

下面層：6cm厚AC—25II級配類型

瀝青下封層：不計入結構厚度

基層：20cm厚二灰碎石

底基層：40cm厚二灰土、二灰及石灰土 總厚度76cm。

由于這條路經過了室內試驗和試驗路鋪筑，所以使用情況良好。經過2年運營，面層出現少量橫縫和松散，在少數丘嶺地帶仍有沉降發生，造成了路面縱縫發生。從工程實踐的體會中了解到，16cm厚的面層仍感覺有點薄，18cm可能會較合適。如果中間加瀝青碎石層反射裂縫會少，但疲勞裂縫可能會成為主要問題。

南京機場高速公路北起南京繞城公路，南至南京祿口機場，全長28.75km。1995年6月28日開工建設，1997年6月28日建成通車。在總結現有國內高速公路瀝青面層使用情況的基礎上，確定了如下路面結構：

上面層：4.5cm厚AC—16B級配類型

中面層：6cm厚AC—25I級配類型

下面層：6cm厚AC—25II級配類型

基層：34cm厚二灰碎石

底基層：20cm厚二灰土

從通車1年的使用情況來看，效果良好。路面各方面都滿足要求，唯一出現的是滲水問題，這可能一個是因為級配造成，另一個是當時壓實不夠，使用1年出現了壓密現象，但沒有泛油現象，路面平整度均方差通車時為0.549mm，1年后為0.68mm。

河南省：河南省地處中原，即黃河中下游、淮河上游地帶，自然氣候大部分屬暖溫帶半濕潤半干旱區，南部跨亞熱帶濕潤半濕潤區。目前，河南省已建成高速公路467km，其主要路面結構如表4。

我們重點調查了鄭許高速公路的機場段和安新高速公路。鄭許高速公路鄭州至機場段全長25km，建成于1994年12月，通車3年多來，現場調查發現主要有以下3種破壞類型：

河南省高速公路路面結構一覽表

公路名稱面層（cm）基層（cm）底基層（cm）總厚（cm）開鄭路5AC+22RCC15水泥穩定碎石15石灰（水泥或綜合）土57鄭洛路4AC+5粗粒式+6熱拌瀝青碎石15水泥（二灰穩定碎石）40石灰土70安新路4AC+5粗粒式+7熱拌瀝青碎石20水泥穩定碎石35二灰土71鄭許路1．鄭州至機場1.5AC+25RCC1.120水泥穩定碎石1.35石灰土

1．852．機場至許昌段2.5AC+22RCC2.15水泥穩定碎石2.15石灰土2．57許漯路4AC+6粗粒式瀝混凝土+6粗粒式25水泥穩定碎石35石灰土76 1)AC層剝落，RCC層完好。調查了解到，這種情況可能是因為當時RCC層施工平整 度較差，受設計標高控制，局部路面的AC層攤鋪未達到設計厚度，采用雷達測厚儀測量后，從數據可以看出，面層太薄的地方容易剝落。

2)AC層與RCC層全部破壞，形成坑槽。這種情況大都出現在切縫處，這是由于在通 車初期，RCC切縫處的瀝青成層很快出現反射裂縫，縫寬逐漸加大(大都在2～4mm之間)滲水后RCC層縫隙處出現唧泥、斷裂，然后破碎。

3)面層擁包。從現場情況看，發現路面部分標線扭曲變形，有些出現擁包，這可 能是由于瀝青混合料配比不當或拌和設備計量不準造成。

安新高速公路全長120.704km，1994年9月14日開工，1997年11月28日完工，通車運營10個月，現出現的病害主要表現為局部泛油，不均勻沉降、路面車轍，橋面鋪裝局部脫落，橋涵兩頭沉陷引起的橋頭跳車等。從調查分析可得出如下結論：

半剛性基層瀝青路面是我國高速公路的主要路面結構形式，常用的半剛性基層 有水泥穩定粒料和二灰穩定粒料；

為了保證公路的使用性能，必須保證半剛性基層有足夠的強度，適宜的剛度和 耐久性，較小的變形，良好的抗裂性能。

裂縫是半剛性瀝青路面最主要的缺陷之一，由于裂縫的出現會導致一系列病害 的產生。為了防止裂縫過早出現，即使基層有足夠的強度，瀝青面層也要有一定的厚度。

根據所調查路段的使用情況，高速公路的瀝青面層厚度在15～18cm之間較為合 適，究竟多厚最佳，還需要做進一步的理論研究和試驗。

學校:交通職業技術學院

班級:09307

姓名:李強

學號:lq0930705

第三篇：瀝青路面裂縫分析與防治

裂縫是瀝青路面的主要病害之一。根據瀝青路面開裂的主要原因，裂縫可以分為兩大類，即荷載型裂縫和非荷載型裂縫。荷載型裂縫，即主要由于交通荷載作用下產生的疲勞裂縫。研究表明，荷載型裂縫的開裂方式主要表現為剪切型。非荷載型裂縫，即不是由交通荷載引起的裂縫，主要為溫度型裂縫。瀝青路面的溫度型開裂包括低溫收縮開裂與溫度疲勞開裂，均表現為張開型裂縫。對于瀝青路面基層存在裂縫情形，按瀝青面層（瀝青加鋪層）裂縫開裂部位，又可以分為反射裂縫與對應裂縫。1 路面裂縫的不利影響

當瀝青路面出現裂縫后將會使道路使用質量惡化。由于裂縫局部過大的應力會引起裂縫周圍路面結構逐步破壞，隨著水的侵入，路基土承載力降低會加劇路面結構的破壞。這將使得舒適性和安全性降低。瀝青路表出現裂縫是路況惡化的征兆，會對路面性能和耐久性產生不利的影響。這些不利影響包括：

第一，影響路面使用功能和品質。裂縫的存在，會影響行車舒適和安全，也影響路面美觀。

第二，降低路面防水性，影響路面使用壽命。路表出現任何裂縫，都會使路表水有機會進入路面結構內部，甚至進入對濕度敏感的路基土中，從而引起路面早期破壞。

第三，引起路基過大壓應力，易造成路面下沉。由于存在裂縫，造成路面板體不連續，在行車荷載作用下將加大板體邊緣的變形，從而在裂縫處傳遞過大壓力至路基頂面，造成路基沉陷，從而引起路面下沉。第四，增大路面應力和變形，造成結構層提前破壞。上述的路面結構板體邊緣變形，會在路面結構內（尤其基層）產生很大的應力和變形，在行車荷載作用下將縮短這些結構層的壽命。

第五，磨耗層沿裂縫的破壞。在車輛、水分、霜凍等因素的綜合作用下，磨耗層常會沿裂縫發生骨料或小塊瀝青的剝落。2 瀝青路面裂縫的成因

瀝青路面開裂一般與路面材料的特性、結構組成及形式以及交通荷載和各類環境因素的作用有關。為解決瀝青路面開裂問題，必須對其成因有一正確的認識。歸納起來，引起瀝青路面開裂主要有下述幾方面原因： 2.1 路面疲勞

由于瀝青路面所承受的累積交通量超過其設計極限，將導致路面疲勞開裂裂縫。這種疲勞作用對面層甚至整個路面結構（底基層、基層和面層）均會造成影響。對于瀝青表面層（磨耗層），其疲勞裂縫很細小，且限于行車道，隨著時間會延伸至整個路面，形成龜裂。用水泥處治的半剛性基層，當設計欠安全或已達到設計使用年限時，由于疲勞會產生開裂。并依材料的殘余力學特性（強度、模量），大面積的塊裂可能發展為小面積的塊裂甚至成為龜裂。除磨耗層外，瀝青面層中其他結構層也可能由于基層的過度疲勞而易于開裂，在交通荷載的作用下裂縫將延伸至磨耗層。雖然在裂縫出現的初期僅限于車轍處，但這些疲勞裂 縫通常會發展為塊裂。2.2 路面結構的收縮變形

當無限長的路面結構收縮時，一旦面層與下層表面間的摩擦約束力在面層內引起的拉伸應力超過其抗拉強度，就會引起面層的收縮開裂。收縮的原因，對于采用水泥材料的結構層可能是水泥的凝固變性或干縮，或者是因季節、早晚天氣變化造成的溫度收縮。通常收縮裂縫主要產生在至少有一層使用了水泥結合劑的結構中，但在非常惡劣的氣候條件下，這種現象也影響到瀝青面層。始發于磨耗層表面的裂縫，可能因在冬天嚴寒條件下的溫度收縮和路面結構層翹曲引起。在貧水泥混凝土基層路面上大量的觀測到這種現象。在寒冷天氣中，上層的溫度比下層的溫度低，結果因深度不同而收縮量不同，會引起路面板 的翹曲。這一影響加上瀝青表層所產生的拉伸應力，當超過材料的抗拉強度時，就產生了這種裂縫。在冬天極度嚴寒的國家，瀝青材料在極低溫度下會硬化，這就使得它們易于因溫度收縮而開裂。當使用硬瀝青和易老化的瀝青時，這一現象更為常見。這時它們一般形成等距橫向收縮裂縫。對于半剛性路面，水泥穩定類基層通常沒有施工縫，因此，這些結構層易于產生天然橫向縮縫。這些橫向裂縫貫穿磨耗層達到路表時，它們往往間距為5~15m，且寬度隨溫度變化而變化，在零點幾毫米到幾毫米之間。縮縫在路表成為

可見縫時通常為單一的直線型裂縫，但在交通荷載作用下可發展為雙線型裂縫和分叉裂縫。2.3 路基土的變形

路基的變形或局部承載力的下降，也可以引起路面開裂，裂縫會貫穿路面各結構層。引起這種裂縫的原因各異：由于路基排水不暢使其內部含水量增加而引起承載力下降；有壓縮性強的土類填筑的路基或者未經充分壓實的路基，在交通荷載和路面自重作用下而緩慢下沉；路基土體滑動，尤其是沿線半挖半填路段；在旱季，粘性土由于過度失水而引起收縮，特別是道路沿線存在的樹木根系會使裂縫出現的更頻繁；當路面結構層形成的溫度隔離效應，不足以阻止霜凍影響波及敏感土時引起路基凍脹。2.4 設計或施工不當

路面開裂也可能因路面設計的某些缺陷，或某層或多層路面結構的施工不當而引起：

第一，當老路拓寬時，由于基礎承載力的橫向變化，經常在老路邊緣處出現縱向裂縫，尤其當車輛輪跡主要集中在老路邊緣時。第二，縱縫出現在道路加寬處且原有結構與加寬部分之間的施工連續性沒有保證的地方，這樣的裂縫通常是直線裂縫且往往相當密 第三，相鄰車道鋪筑時使用的縱縫與橫向施工縫都是薄弱環節，如果施工不當且不能連續施工，這些缺陷將暴露在交通荷載作用下和溫度變化中，將導致直線性裂縫，由于表面磨耗和材料的損失，裂縫往往加深。

2.5 老化和環境因素

在嚴冬，瀝青材料最易破碎，其強度將難以承受由溫縮引起的拉伸應力，可能由于路面的溫縮和翹曲在路表出現微裂縫。它可以從表面擴展至層底。這種類型的開裂可能最終發展為龜裂。但單個裂縫會一直很細小。瀝青材料的老化變硬以及路表直接暴露于大氣環境中，會使這種影響隨時間加劇。3 瀝青路面裂縫擴展的影響因素

瀝青路面開裂主要由交通和環境因素引起。與行車荷載有關的瀝青路面開裂的典型例子就是龜裂，它由車輪碾壓引起。與環境有關的瀝青路面開裂的典型例子是達到整個道路寬度或部分寬度的橫向裂縫，這種類型裂縫是由于溫度下降或干縮變形時瀝青路面結構層收縮引起的。區別裂縫類型和各種類型裂縫（環境的和交通的）間的相互作用非常重要。這些方面會因路面結構層屬性（柔性、半剛性和剛性）的變化而 變化。

3.1 交通荷載誘發裂縫

根據經典的疲勞強度理論，交通荷載引發的瀝青路面裂縫產生于受約束層底部，然后向上擴展到路表。這些裂縫應出現在車輪輪跡處，而且根據理論計算，應為橫向裂縫。然而，在車輪輪跡處觀測到大量的縱向表面裂縫，它們產生于頂面，然后擴展到路面內大約40~50mm 深處。盡管這種類型裂縫的起因不完全清楚，但人們相信它們可能是由于在輪胎與路面接觸處的垂直接觸壓力分布不均，以及出現了位于行車方向側面的剪力作用的結果。

Dauzats 等人報道了法國許多較厚的柔性路面上所觀察到的裂縫類型。得出的結論認為：大多數裂縫起源于路面表層。Numm 也得到類似的結論。Van Dommelen 作了類似的闡述。所有這些都表明：與交通荷載相關的瀝青路面開裂不一定形成于約束層的底部，它們也可以產生于路表。3.2 環境因素誘發裂縫

事實上，由環境因素誘發的裂縫通常呈現為橫向裂縫，這是因為溫度下降或干濕變化而收縮產生的應力一般在縱向最大。在特殊條件下，如高摩擦力和溫度或含水量急劇下降，就可能產生橫向裂縫。在這種情況下，也可能產生典型的塊裂。通常，環境因素誘發的裂縫與存在水泥處治層或高塑性指數的重粘土路基有關。這兩者都對溫度和濕度變化非常敏感。而且，瀝青層內也可以產生很大的溫度應力，尤其是在低溫地區。在這些地區，溫度可以降低至使瀝青材料具有玻璃特性，這意味著更可能發生破碎。然而，在溫和的氣候下也可能發生開裂，盡管此時瀝青材料中的應力可以迅速松弛。3.3 交通荷載與環境因素對瀝青路面開裂的綜合影響與交通荷載和環境因素相關的應力不是彼此孤立的。而且，在許多氣候條件下，瀝青路面裂縫在白天主要受交通影響，而夜晚主要受環境因素影響。Goacolou 等人和De Bondt研究了交通荷載與環境溫度的聯合影響，表明：這類裂縫在開始階段發展緩慢，而在最后階段發展非常快。適用于含水泥處治基層的瀝青路面。溫度引起的開裂能夠以完全不同的方式發展。在早期階段發展快，而在第二階段擴展速度減緩。存在軟弱地基或路基施工后沉降過大的路段，路面開裂往往由非均勻沉降引起。De Bondt 指出，在這種情況下，應用綜合方法來分析這些影響。同時指出，交通荷載加速了非均勻沉降引起的路面開裂，反之亦然。4 瀝青路面裂縫的防治

應注意限制施工初期裂縫的形成和采用合適的預開裂措施。路面設計時應限制施工初期裂縫的形成，包括正確的選擇基層材料，合理的設計道路結構和控制施工質量。如果知道裂縫的起因，有些情況下，可以在加鋪前采取避免現有裂縫向上擴展的方法。①因路基含水量過高而使其承載力減弱引起的的裂縫，此時，可以通過排水降低土體中含水量和通過路表防滲阻止水分的進一步滲入；②因通常的結構疲勞引起的裂縫，可以妥善的設計結構材料強度，解決這一問題；③因層間滑動引起磨耗層的疲勞開裂，此時，可以有計劃的挖除磨耗層，再鋪筑與下層粘結良好的新磨耗層。對于新鋪水泥處治基層等半剛性基層瀝青路面，其收縮裂縫難以避免，為防止裂縫對瀝青面層造成不利影響，可采取預開裂技術（目前常用五種不同的預開裂技術，結構層頂部且槽、瀝青乳液接縫、嵌入硬質波浪形夾片、嵌入柔性塑料帶、結構層底部預開裂），在縫處鋪設土工織物防止基層開裂，并確保基層的壓實度達到規范的要求等。4.1 新建瀝青路面裂縫的預防 4.1.1 材料的選擇

根據道路所在地區的氣候條件和混合料類型選擇結合料。對于水泥處治基層，如果條件允許，最好使用溫度膨脹系數低的骨料。對于瀝青結合料，使用某些聚合物或添加劑可以提高其抗裂能力。瀝青混合料中的集料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性好的材料。如果集料呈酸性，則應添加一定數量的抗剝落劑或石灰粉，確保混合料的抗剝落性能，同時應盡量降低集料的含水量，盡可能使用人工砂代替圓形顆粒的天然沙。4.1.2 路面結構設計

顯然，所設計的道路必須能適應所承受的的交通荷載水平和溫度條件。若道路承載力不足（如結構層太薄），將加速路面疲勞開裂過程。對于水泥處治基層，應盡量減少反射裂縫。反射裂縫明顯的受瀝青面層的影響，厚度超過15cm 的面層可以有效的防止受拉疲勞產生的裂縫。在設計中應特別注意路面排水與防水措施。4.1.3 瀝青混凝土配合比設計

瀝青混合料的級配也是一項重要因素。在合理選擇混合料級配時，應兼顧其高溫穩定性、疲勞性能和低溫抗裂性，以及路表特性和耐久性等各方面的要求。對受拉疲勞開裂的研究表明，瀝青用量從4.2%增加到6.2%，可以使以25m 板長為基層的密級配瀝青碎石路面的抗疲勞壽命由10 年延長到45 年。空隙率對面層的疲勞壽命有很大影響，當空隙率從11%降到3%時，針入度為100 的密級配瀝青碎石路面的抗疲勞壽命會增加4 倍。開級配瀝青混合料具有較高的空隙率，因而抗拉能力比較低，試驗表明，其疲勞壽命比密級配混合料要縮短2.5 倍。SMA 被證明具有良好的高溫穩定性和低溫抗裂性能，使用壽命長，是防裂路面設計瀝青混合料的一項新技術。在條件允許的情況下，注意改善集料級配（如SMA）和采用改性瀝青。4.1.4 設計應力吸收層

設計應力吸收層，對減緩反射裂縫的產生與擴展有明顯的效果，可使裂縫處相對位移產生的應力傳到面層時大為減少，可明顯減弱裂縫尖端應力的奇異性，降低應力強度因子，而吸收層的彈模越低，防裂效果越好。就目前常用的材料而言，土工織物與瀝青橡膠薄膜的彈模較低，變形率較大，且不存在低溫脆化問題，效果最佳。4.1.5 施工質量

鋪筑路面材料時，應該遵循正確的施工原則。結構層之間粘結不良和施工不良的縱縫和施工縫會產生本可以輕易避免的裂縫。4.2 半剛性基層反射裂縫的預防 4.2.1 結構層頂部切槽

這種方法是結構層碾壓后在其頂部預切槽口。深度大約為層厚的1/3~1/4。4.2.2 瀝青乳液接縫

這種預開裂技術是在結構層碾壓前切割一條縫直至層底，并在縫壁內注入速破瀝青乳液。隨即將切縫封閉，然后以正常方式碾壓該層。4.2.3 嵌入硬質波浪形夾片

這種技術形成所謂的“活性接縫”。在結構層攤鋪和初壓后，制作深到層底的切口，然后將波浪形塑料材料插入，封槽后再以通常方式碾壓。

4.2.4 嵌入柔性塑料帶

這種技術是在剛處理的攤鋪材料中埋入柔性塑料帶，以形成裂縫，其厚度大約為結構層厚度的1/3。保證了裂縫處有效的傳遞荷載能力。4.2.5 結構層底部預開裂 與①類似，通過在結構層底放置三角形木板或木塊，減少水硬性結合料結構層橫斷面，使首先在該處產生裂縫。4.3 復合式瀝青路面裂縫的預防

復合式路面是用瀝青混凝土鋪筑在舊水泥路面上，反射裂縫的預防如前所述，采取的措施還包括：①鋪筑20cm 全厚式瀝青混凝土；②在水泥混凝土和瀝青混凝土之間鋪設應力吸收層；③采用裂縫固定技術后，再鋪筑三層體系的防裂瀝青混凝土面層；④在原水泥混凝土路面加鋪一層3cm 厚的鋼纖維混凝土，再鋪瀝青混凝土；⑤鋸開水泥混凝土面板；⑥用1~2mm 厚，10~20cm 寬的彈性瀝青層覆蓋裂縫；⑦用水泥砂

漿或環氧樹脂填充來限制混泥土板的移動和填充水泥混泥土板下脫空；⑧用瀝青或改性瀝青注入裂縫或接縫來阻止水滲入到下部結構；⑨在水泥處治基層接縫處上的瀝青加鋪層內預切縫并灌填縫料。4.4 瀝青路面裂縫的維修

瀝青路面裂縫產生后，及時進行維修以控制裂縫進一步發展，可以防止路面早期破壞。選用適宜、經濟可行的維修方法，嚴格工藝操作是維修裂縫的關鍵。常用的方法包括：①灌油修補法，將縱橫裂縫處清掃干凈，直接用油壺灌入加熱的瀝青油或乳化瀝青；②乳化瀝青稀漿封層，使用乳化瀝青混合料封層時，一般厚度在1.5cm 以內，可采用層鋪法或拌和法施工；③瀝青混合料罩面法，常用標準的中粒式或細粒式

瀝青混凝土作罩面材料，厚度在1.5~4.0cm 之間；④裂縫現場再生維修法，對于裂縫多的路段，用加熱車對舊油面實施兩次加熱，使表面裂縫深處全部融化變軟，噴灑一定數量的再生劑和稀瀝青后與摻入的適量骨料實施就地拌和或用再生機械、銑刨機、人工，然后再進行碾壓成型。5 結束語

瀝青路面產生裂縫的外部因素有交通荷載、環境溫度、突發的震災、水分及陽光、空氣的老化作用，內部因素有材料的受拉疲勞、受拉屈服、剪切屈服以及施工不當留下的潛在裂縫。裂縫的防治采取綜合治理的辦法，宜從防裂厚度、混合料配合比、應力吸收層、應用改性瀝青等方面綜合考慮。裂縫一旦出現應及早治理以防路況急劇惡化，維修方法采取灌油法、封層罩面法以及現場再生法等。總之，合理的設計、選材，精心的施工、養護和及時的維修是預防和控制瀝青路面裂縫的有效方法。----復制自天工網 www.tmdps.cn

第四篇：盤古大觀結構設計分析

盤古大觀結構設計分析

盤古大觀，是北京盤古氏投資有限公司歷時10年打造的大型地標性城市綜合體建筑。

二十世紀90年代，盤古氏的股東們產生了一個共同的夢想：要在亞洲打造一個金融平臺，并建造一座全中國最高端的綜合型金融大廈。在考察了亞洲多個國際性大都市后，出于中國人的民族自豪感和投資家的戰略眼光，最終將目光鎖定在中國的心臟——北京，并于1999年拿下盤古大觀所在地塊。那時距離中國申奧成功還有2年，鳥巢水立方所在區域僅是“奧運預留地”。今天，奧運會的圓滿舉行以及亞奧區域質的飛躍，則以事實印證了盤古氏作為投資型開發企業的遠見卓識。眾所周知，北京是一座舉世聞名的歷史文化古城，而項目緊鄰的皇城中軸線，不僅是代表了中國的“龍脈”，同時也承載著中華民族五千年的人文血脈，這就決定了盤古大觀最終的建筑形象，是與中國國家形象和中華民族形象密不可分的。盤古氏深感所肩負的歷史責任，對盤古大觀的定位，已不僅僅是一座亞洲的金融平臺，更是一座能夠呼應龍脈、繼承和弘揚中國傳統文化的建筑，一座能夠代表中華民族的“精神脊梁”、喚起全球華人民族豪情的建筑！

因此，盤古大觀的外觀，選擇了最能詮釋和代表中華民族精神的“龍”的形象，充分詮釋了項目特殊的地理位置和人文價值以及開發理念。盤古大觀在設計與建筑上，秉持“東魂西技”的建筑理念，通過對東方設計元素的運用及眾多建筑細節的再創作，在傳統建筑文化的回歸之上，完成了新時代東方建筑的升華，成就了盤古大觀與鳥巢、水立方共同向全世界展示中國新形象的國家級標志建筑！

項目的開發和建設期間，盤古氏不計成本、不遺余力，克服了許多常人無法想象的困難和阻礙。是對國家和民族深的情感，以及對目標的執著追求，才有了今天的盤古大觀。迄今為止，項目已接待了無數國際知名的政界要人、商界領袖和專家學者前來參觀，卓越的建筑品質更贏得了業內外人士的高度贊揚。

多年堅忍不拔的努力，換來了盤古大觀——這座彰顯中華民族自信與自強的時代巨筑！這正是投資商、以及每一個為項目傾注了汗水與心血的人所堅持的理想和追求，也是盤古大觀對于中國、東方、乃至全世界所存在的意義與價值！

第五篇：ISO9000與組織結構設計與分析

ISO9000與組織結構設計與分析

一、與組織相關的主要概念

組織與組織結構

1.組織是指職責、權限和相互關系得到安排的一組人員及設施（GB/T19000—ISO9000）組織意味著一個正式的有意形成的職務結構或職位結構。

2.組織結構是指人員的職責、權限和相互關系的安排（GB/T11000—ISO9000）將組織工作作為一種過程形式時，必須考慮下列的因素：

a.組織結構必須反映目標和計劃，目標和計劃是組織活動的目的b.組織結構必須反映出組織管理可使用的權力的范圍

c.組織結構必須反映它的環境，并隨著環境的變化而變化

d.組織中人員是基本要素，組織結構中業務活動的劃分和權限的設置必須考慮人員的數量和習慣，這不是說組織的結構的設計要圍繞著人，但配備什么樣的人是一個重要的考慮因素。

1.分工

分工是指為達到所需的目標，劃分任務和勞動的各種方式，對組織結構設計時的分工形式，對工作效率及效果會產生影響。

2.工作、職位與部門

1.工作（job）是由組織為達到目標必須完成的若干任務組成。

2.職位（posting）是一個人完成的任務和職責的集合。

3.部門（Department）是指在一個組織中，一個管理人員有權執行所規定的活動的一個明確區分的范圍、部分或分支機構，