半刚性基层路面的破坏一般从半刚性基层的缩缝开始,然后破坏由基层向面层和路基延伸,最终发展为整个路面结构的破坏,因此这种路面破坏模式属于路面的结构性破坏。一旦损坏,维修养护是目前面临的一个大难题。
1.2.2柔性基层路面只要在结构设计、施工中不出现问题,它的破坏一般始于面层,其破坏属于功能性破坏。对于柔性基层沥青面层内部出现的微小裂缝,由于沥青材料的粘弹性,所以这些微小裂缝往往能够自愈,而不至于像半刚性基层材料,出现裂缝后,将迅速进入裂缝扩展阶段。
1.3路面结构应力分布:
压应力在面层顶面最大,随深度增加,压应力逐渐减小,达到某深度时,结构内部压应力恰好为0,深度继续增加,这时结构内部拉应力开始增大,一般最大弯拉应力出现在基层的底面。剪应力沿路面深度的分布情况,其峰值主要分布在面层0cm~10cm的范围内,在重载、超载的条件下这一影响深度会继续扩大,但是剪应力的分布范围主要集中在0cm~15cm的范围内。即剪应力的影响范围主要集中在面层、基层。一般认为沥青层越厚越容易产生车辙。国外研究表明当沥青层厚度小于18cm时,车辙随沥青层增加而增大,但是当沥青层厚度超过18cm时,车辙与厚度的关系就不大了,这再次证明路面剪应力的影响范围主要在面层和基层。
我国规范规定的路面设计方法在进行柔性基层沥青混凝土路面设计上还很不完善,限制了柔性基层沥青混凝土路面结构在我国的应用。如路面设计弯沉值为:
Ld=600Ne-0。2AcAsAb …………[JTG D50-2006(8.0.5)]
式中:Ab―路面结构类型系数,半刚性基层沥青路面为1.0,柔性基层沥青路面为1.6。系数取值幅度过大,混合基层时,如按基层类型系数取1.0,设计层厚度偏厚,不符合实际;若基层类型系数取1.6偏大,设计层厚度偏小,结构设计不合理。在规范的条文说明中,建议在采用混合式基层路面时,路面结构系数Ab可采用内插的方法,并说明目前尚处于研究阶段,缺乏工程实践经验,建议设计时慎重为之。
2柔性基层与半刚性基层沥青路面的优化组合
2.1沥青碎石基层与半刚性基层的优化组合。沥青碎石上基层与稳定粒料半刚性下基层的优化组合较为可行。对于沥青面层厚15cm~18cm的高等级路面,当沥青面层减薄为10cm~12时,把原来属于5cm~8cm沥青面层的投资用于修建约一定厚度的沥青碎