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山西交通职业技术学院毕业论文设计高速公路沥青路面的质量控制要求摘要：随着我国公路建设的迅猛发展，对高速公路的路面使用性能的要求也越来越高。大量路面建筑新材料、新工艺、新技术、新结构都应运而生，以满足高速公路日趋增长的交通量、渠化交通、高车速、轴载重型化的要求。高速公路能否发挥其应有的作用，很大程度取决路面面层质量。优质路面不但要求有足够的强度、稳定度、平整度，又要兼顾高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗滑性和永久性等相互制约或矛盾的要求。关键词：沥青路面施工工艺影响因素质量控制1.概论1.1我国沥青路面发展概况沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。自20世纪80年代以来，我国公路和城市道路修筑的相当数量的沥青路面，目前也是我国高速公路的主要路面形式。在已经建成的高速公路和一级公路中，沥青混凝土路面占有重要地位，如沈大、京津塘、京泸、京珠等高速公路，均为高等沥青混凝土路面，经多年的运行实践证明，路用性能良好。随着国家经济和现代化道路交通的需要，沥青混凝土路面预计会有更大的发展。但是，由于我国高速公路的建设起步较晚，技术力量储备较少，以及我国的气候和交通荷载条件恶劣，优质的道路石油沥青原料缺乏等原因，铺筑的沥青公路路面结构还存在种种质量问题，不仅给社会.交通造成了较大影响，而且在经济上也造成了巨大损失。如何控制路面的质量，有效地发挥沥青路面最大的路用性能应是我们每位公路建设者的一份责任。1.2沥青混凝土路面概述1.2.1沥青混凝土路面的概念及特点2（1）沥青混凝土路面也称为沥青面层，它是由沥青材料、矿料及其他外渗剂按要求比例混合，铺筑成的单层或多层结构层，适用于各种交通量的道路。（2）沥青混凝土路面由于使用了沥青结合料，因而增强了集料之间的黏结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性都得到提高。与水泥混凝土路面相比，沥青路面的优点是：表面平整、路面坚实、不设接缝、行车舒服、耐磨性好、振动较小、噪声较低、晴天无灰尘、雨天不泥泞；在烈日照射下不反光，便于行车；施工期短，养护维修简便，开放交通快。与水泥混凝土路面相比，沥青路面的缺点是：温度稳定性较差，在高温季节不仅强度降低，而且易出现车辙、推移、波浪等破坏；在低温季节易产生开裂等质量问题。1.2.2对沥青路面的基本要求（1）具有足够的强度和刚度（防开裂、变形）强度是材料在荷载作用下不产生破坏或开裂的能力，而刚度是材料在荷载作用下不致产生过大变形的能力。沥青路面在荷载作用下结构层将产生一定的应力和变形。如果结构层的应力超过材料的容许应力，路面结构将出现开裂。如果结构层的刚度还不满足一定的要求，超过材料的容许应变，路面同样将出现开裂或结构的弯沉超过容许值。沥青路面基层的强度和刚度必须在一定的范围内，强度和刚度之间有一定的相关性，一般强度高的材料其刚度也较高。沥青路面基层如果刚度偏高，容易导致反射裂缝，影响路面结构的整体性，使裂缝边的刚度反而降低，半刚性基层沥青路面因基层刚度原因所导致的裂缝已经成为影响其使用寿命和使用品质不可回避的技术问题。（2）具有足够的稳定性路面结构长期暴露在大自然环境下，直接受到高温、低温、水、阳光、空气和风等作用和影响，致使路面材料的力学性能和技术品质发生变化。①具有足够的高温稳定性沥青路面高温稳定性为沥青路面抵抗永久变形的能力。沥青路面要求高温时不致产生永久变形，这就要求沥青混合料的设计必须考虑交通和气温的实际，保证其高温性能满足设计要求。夏季高温条件下，沥青路面的材料或结构如没有足够的抗3高温能力，较易发生泛油、面层发软，甚至产生车辙、波浪和推挤，结构使用功能将下降。②具有足够的低温抗裂性沥青路面低温抗裂性为沥青路面抵抗低温开裂的性能。沥青路面由于其抗拉强度较低，温度变化时将其内部产生温度应力，如果路面的温度应力大于材料的抗拉强度，路面将出现低温开裂，因此，保证沥青混合料的低温性能也是沥青混合料质量的主要内容之一。冬季低温时，沥青路面的材料或结构如没有足够的抗低温的能力，则会因收缩或变脆而开裂。③具有足够的水温稳定性沥青路米昂的水稳定性是沥青路面在行车荷载和水的综合作用下不致松散、唧泥等破坏的能力。在雨水多的地区，如果路面材料和结构没有足够的抗水能力，则强度就会下降，甚至出现剥落、松散等破坏，砂石路面将会大量出现坑洞、集料外露、松散等破坏；在冬春季节，水温因素的综合作用下，将会出现冻胀翻浆，造成严重后果。④具有足够的大气稳定性（抗老化能力）太阳的照射，空气中氧气的氧化作用都会对路面结构和材料产生作用，如果材料和结构没有足够的抵抗大气作用的能力，则沥青材料会出现老化而失去其原有技术品质，导致沥青路面开裂、剥落，甚至大面积松散破坏。（3）具有足够的平整度（动荷）路面平整度是影响香车安全性、舒适性，以及运输效益的重要性能。高速公路对路面平整度的要求更高。不平整的路表面会增大行车阻力，并使车辆产生附加的振动作用。这种振动作用会造成行车颠簸，影响行车的速度和安全、驾驶的平稳和乘客的舒适。振动作用还会对路面施加冲击力，加剧路面和汽车机件的损坏和轮胎的磨损，并增大油料的消耗。不平整的路面还会积滞雨水，加速路面的破环。因此，为了减少振动冲击力，提高行车速度和增进行车舒适性、安全性，路面应保持一定的平整度。优良的路面平整度，要依靠优良的施工装备、精细的施工工艺，严格的施工质量控制，以及经常和及时的养护来保证。路面的平整度同整个路面和路基顶面的强4度和抗变形能力有关，同结构层所用材料的强度、抗变形能力以及均匀性有很大关系。强度和抗变形能力差的路面结构和面层混合料，经不起车轮荷载的反复作用，极易出现沉陷、车辙和推挤破坏，从而形成不平整的路面表面。（4）具有足够的抗滑性（安全）如果路面没有足够的抗滑性能，将带来一系列问题，甚至引起翻车和人员伤亡事故。没有足够的抗滑能力，汽车在光滑的路面上行驶时，车轮和路面之间缺乏足够的附着力（或摩擦力），在雨天高速行车，紧急制动或突然启动，或爬坡、转弯时，车轮易产生空转或打滑，致使行车速度降低、油耗增多，甚至引起严重的交通事故。对于高速公路行车道，要求具有较高的抗滑性能。（5）具有足够的耐久性（疲劳应力与疲劳次数、老化）沥青路面材料在低于极限抗拉强度下，经受重复拉应力作用而最终导致的破坏称为疲劳破坏，相应的应力为疲劳应力。导致路面材料最终破坏（即疲劳开裂）的荷载作用次数称为疲劳寿命。影响沥青混合料疲劳特性的因数很多，除了与材料的性质（种类、组成等）、环境因素（温度、湿度等）、加荷方式等因素有关外，还取决于沥青混合料的劲度和空隙率等。因此，任何影响劲度的因素（矿料级配、沥青种类和用量、混合料的压实程度和空隙率、试验的温度、加荷速度和应力级等）对混合料的疲劳特性都有影响。（6）具有尽可能低的扬尘性汽车在砂石路面上行驶，由于车身后面所产生的真空吸力的作用，将使面层表面或其中的细料被吸起而尘土飞扬，导致路面松散、脱落和坑洞等破坏。扬尘还会加速汽车机械的损坏，造成污染，影响行车视距和旅客的舒适性及沿线居民的卫生条件，沿线近处的农作物亦会出现减产。（7）满足规范要求施工技术必须符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)的有关规定，设计必须符合《高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》(JTCD80—2006)的有关规定。1.2.3沥青路面结构层次的划分5（1）面层面层是路面结构中最上面的一个层次，直接暴露在大气环境中。它既受到来自于行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的复杂作用，又要受到外界环境，如温度和湿度的影响。因此，面层应具有较高的强度和耐久性。由于面层同时给车辆提供安全和舒适性，它还必须具有较好的平整度和抗滑性等表面使用特性。我国现行的高速公路典型沥青面层一般是由三层组成，分为上面层、中面层和下面层，上面层为抗滑层，其它层次中至少有一层有I型密集级配沥青混凝土，以防止雨水下渗，影响基层和路基，有时根据实际情况也可在层次之间修筑封水层，起到同样的效果。用作防止雨水渗入的封层和厚度不超过3cm的磨耗层在路面力学计算中不作为一个独立的层次来看，但它所起到的功能性作用是不可轻视的。（2）基层基层是位于下面层的一个结构层次，主要承受来自于面层的垂直力，并把它分布在垫层或土基上。因此基层应具有足够的强度和一定刚度。基层表面应平整，以保证面层厚度的均匀。我国常用的半刚性基层受到水浸泡后强度下降很快，如面层的封水效果不好，将严重地影响基层的使用状况，因此，对于基层也应该具有一定的水稳定性。基层的使用材料一般分为结合料稳定类和无结合料的粒料类。有时根据使用性能又可分为半刚性基层和柔性基层两类。有机结合料基层主要包括热拌沥青碎石或乳化沥青碎石、混合料沥青贯入碎石等。无机结合稳定类材料包括水泥稳定类、石灰稳定类及工业废渣稳定类材料。而粒料类基层主要包括泥结碎石、泥灰结碎石、填隙碎石级配碎石等。基层有时采用两层铺筑，分别为上基层和下基层。对于下基层材料的要求往往没有上基层高，较多时是根据当地材料选用。（3）垫层垫层设于基层以下的结构层。其主要作用是隔水排水防冻以改善基层和土基的工作条件。因此对于地下水位高，排水不良，路基经常处于潮湿过湿状态的路段，以及排水不良的土质路堑，有裂隙水泉眼等水文不良的岩石挖方路段，应修筑垫层。对于季节冰冻地区的中湿潮湿路段，可能产生冻胀需设置防冻垫层。6垫层材料可选用粗砂、砂粒、碎石、煤渣、矿渣等粒料以及水泥或石灰煤渣稳定粗粒土，石灰粉煤灰稳定粗粒土等。对于一般的公路，其路面宽度每侧宜比基层宽15cm。在多雨地区，由于粒料底基层具有透水性好的特点，宜铺至路基宽全宽，以利排水。高速公路和一级公路的基层和底基层宽度应分别比上层宽出10cm和15cm。二级或二级以下的公路路拱或路肩横坡应平滑相连，路肩横坡一般较路拱坡度大1%，干旱地区路肩横坡可与路拱坡度相同。2.影响路面质量的因素沥青混凝土路面质量的好坏直接影响行车速度、运输成本、行车安全和舒适性，路面质量也会影响到道路的寿命。路面质量好，使用的养护奋勇就会很少，路面质量差，通车不久在重车的碾压下，就会出现塌陷、开裂、拥包等现象，不得不重视翻修;道路的翻修不仅造成经济上的浪费，而且影响正常交通。分析影响沥青混凝土路面质量的因素，是提高路面质量的前提和保证。影响沥青混凝土路面质量的主要因素有：设计因素、材料因素、施工因素、路面基层、筑路机械和养护因素。2.1设计因素2.1.1基层结构设计基层要有足够的强度和稳定性。现今路面基层设计一般采用无机结合粒料基层，无机结合粒料有水泥稳定类和石灰稳定类两大类。相比较而言，水泥稳定类有早期强度形成快、强度高和稳定性好的特点，能够防止在高荷载交通压力下造成的路面早期沉陷、开裂及引发的路面推移。石灰稳定类混合料则极易造成路面早期破坏、路面推移等病害。2.1.2面层厚度设计沥青混凝土路面容易产生各种裂缝，尤其是网裂与龟裂。其原因除了沥青材料和施工因素外，现在道路设计采用的结构厚度一般是经验厚度，厚度的取值往往考虑更多的是投资经费问题，这种取值方案只能满足近阶段的发展和使用要求，缺乏长远的考虑。道路工程厚度设计应根据现有道路交通量来推算未来使用年限的总交7通量，并结合该道路周围状况总的发展趋势，综合考虑，用计算的方法来决定道路的各结构层的厚度，以满足交通发展的需要。2.1.3路面结构设计近些年来，我国高等级公路路面结构以半刚性路面结构为主。半刚性基层强度大，具有较好的水稳性和抗冻性，而且可供稳定的材料种类多，选择面广泛，在路面的使用过程中弹性变形较小，承载能力高，使用年限长，被广泛用于修建高等级公路沥青路面的基层或底基层。2.2材料因素原材料质量控制是公路工程质量控制的源头，也是一个难点。从路面早期损坏的调查发现，许多问题与原材料的质量和级配组成有关。以典型的半刚性沥青路面常见的基层损坏为例，现场钻取岩芯试验结果表明，钻件松散和强度不符合规范要求的，主要是材料级配差，含泥量大。反之，凡是钻件强度合格的，级配也较好。在同一路段甚至同一车道相邻位置钻取试件，材料的级配就可能出现很大偏差。常见的沥青路