4)半剛性基層瀝青路面對重載車來說具有更大的軸載敏感性。重載車換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載時,對柔性基層通常是按4次方換算,而對半剛性基層來說,隨著基層和瀝青層的模量比的增大,換算荷載的次方數(shù)將不再是4次方,很可能是12~15次方。軸載加大1倍,對柔性基層的換算軸次是增大16倍,而對半剛性基層可能要變?yōu)閿?shù)十萬次。也就是說同樣的超載車對半剛性基層瀝青路面的影響要比柔性基層瀝青路面大得多,對路面的損傷也大得多。
5)半剛性基層損壞后沒有愈合的能力,且無法進行修補。其層一旦破壞,便無可救藥,除了挖掉重建,另無他法,這給瀝青路面的維修養(yǎng)護造成很大的困難。通常所說進行“補強”實際上是不現(xiàn)實的,也是不可能的,在半剛性基層上加鋪基層也不能結(jié)合成為整體。
6)半剛性基層很難跨年度施工,無論是直接暴露還是鋪上一層下面層過冬,都避免不了會發(fā)生橫向收縮裂縫,從而為瀝青路面的橫向裂縫埋下隱患。甚至在冬天就從縫中進水(融雪)、半剛性基層暴露的還可能凍疏,影響強度的形成。在季節(jié)性冰凍地區(qū),半剛性基層的凍融損壞幾乎難以避免。
由于半剛性基層的強度、模量、抗疲勞性能等會因為重復(fù)荷載的作用及環(huán)境(干濕、凍融等)的影響而不斷衰減,總是有一定使用壽命的,只要到了設(shè)計壽命,基層將會逐漸喪失功能,需要重鋪,因此半剛性基層瀝青路面的使用壽命不可能無限制地延長下去。相比之下,國外瀝青路面的設(shè)計壽命越來越長,現(xiàn)在又出現(xiàn)了永久性路面或者長壽命瀝青路面的思想,這種理念已在歐美許多國家得到重視,且已經(jīng)在重交通道路上應(yīng)用,對延長瀝青路面使用壽命起到極大作用。
永久性路面的理念是所設(shè)計的瀝青路面能夠使用40~50年以上、采用較厚的瀝青層柔性路面,降低傳統(tǒng)的瀝青層底開裂和避免結(jié)構(gòu)性車轍。由于瀝青層相對較厚,傳統(tǒng)的疲勞開裂可能性大大降低,路面的損壞主要位于面層的頂部(25~100毫),一旦道路表面損壞達到臨界水平,其經(jīng)濟性處理方法就是將損壞的頂層或面層銑刨、罩面,或者加鋪。瀝青面層材料可以再生利用,使得瀝青路面在使用年限內(nèi)不需要大的結(jié)構(gòu)性重修或重建,并企圖無限期地使用下去。
根據(jù)以前的室內(nèi)疲勞方程和力學(xué)設(shè)計程序,無論瀝青結(jié)構(gòu)層多厚,結(jié)構(gòu)都會必然產(chǎn)生疲勞開裂、車轍。而最新的理論發(fā)現(xiàn)當(dāng)瀝青層超過一定厚度時,良好施工的路面結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生源于層底的疲勞開裂和結(jié)構(gòu)性車轍。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)軸次超過一定次數(shù)后,瀝青層厚度無須增加。也就是說,瀝青層的厚度使層底拉應(yīng)變小于一定的值以后,瀝青路面的下部將可以無限期地使用下去。所以永久性路面的特點是確保路面各類損壞控制在路面表面層頂部很薄的范圍內(nèi),如自上向下溫度疲勞開裂、車轍、表面磨耗、瀝青老化都努力限制在磨耗層內(nèi),防止出現(xiàn)中面層以下的結(jié)構(gòu)性損壞,表面層的損壞只需通過預(yù)防性養(yǎng)護得以補救。
這種長壽命路面在美國、英國、澳大利亞都進行了一定的研究和實踐,也已經(jīng)引起了我國學(xué)者的注意,有的省正在開展這方面的研究,鋪筑試驗路,這是件很有意義的工作。
路面早期損壞的技術(shù)解決之路半剛性基層瀝青路面的在達到設(shè)計壽命后發(fā)生結(jié)構(gòu)性損壞,需要維修基層,與永久性路面確保只維修表面層的思想是的差別,是兩個完全相反的設(shè)計理念。很明顯,為了減小對社會和交通的影響,我們都不愿意每次連基層一起“開膛破肚”式地維修,因此我們必須認真地思考這些問題。
現(xiàn)在許多地方痛定思痛,希望按照國際上通行的方法,建設(shè)一些柔性基層、復(fù)合式基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)。但是首先遇到的攔路虎是《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》的制約。規(guī)范采用彎沉這個惟一的設(shè)計指標(biāo),甚至成為施工質(zhì)量檢驗的指標(biāo),逼得大家只能設(shè)計成半剛性基層瀝青路面,即使設(shè)計出來了,施工質(zhì)量檢驗也過不了關(guān)。而新建高速公路采用彎沉作為設(shè)計指標(biāo)和施工質(zhì)量檢驗指標(biāo)的,世界上也就我們一家!它并不能有效地反映不同路面結(jié)構(gòu)的承載能力,可是現(xiàn)在要想改又改不了。有一條高速公路在改建時,由于實測彎沉較大(路面既然開裂進水,彎沉怎么能不大呢?),上面無論如何加鋪瀝青層也設(shè)計不出符合規(guī)范要求的路面結(jié)構(gòu),只能在上面再鋪筑一層,甚至兩層半剛性基層,再加鋪瀝青路面。結(jié)果橋梁等各種結(jié)構(gòu)物由于標(biāo)高等原因也跟著遭殃,就這一個工程就需要損失若干億元!這種設(shè)計,國內(nèi)外專家都百思不得其解。因此,每次討論《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》,分歧總是非常大,根本無法統(tǒng)一。按照這個規(guī)范,是不可能設(shè)計出國際上通行的瀝青路面結(jié)構(gòu)的,它是對其他路面結(jié)構(gòu)型式的全面封殺,這是一個大問題!
在這種情況下,認真貫徹張部長的講話精神,努力引進國際上的先進技術(shù),引進國外的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,就具有特別重要的現(xiàn)實意義。我十分同意和贊賞交通部黨組的重要決策,通過迅速引進國外的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,實現(xiàn)交通建設(shè)的跨越式發(fā)展。否則,再進行幾年的研究,也未必能夠統(tǒng)一意見。而每年幾千公里的高速公路可等待不起,這種狀況不能再延續(xù)下去了。
綜合國際上瀝青路面結(jié)構(gòu)型式的實際情況在高速公路重交通道路上最常用的是全厚式路面、柔性基層瀝青路面及混合式基層瀝青路面。鑒于我國的實際情況,由于全厚式路面的瀝青層要求很厚,短期內(nèi)在我國應(yīng)用尚不現(xiàn)實。引進發(fā)展柔性基層瀝青路面和混合式基層瀝青路面是重要的。由于我國對半剛性基層有豐富的應(yīng)用經(jīng)驗,為了有充分的把握,當(dāng)前應(yīng)該首先發(fā)展混合式基層瀝青路面,即以瀝青混凝土作面層,瀝青穩(wěn)定碎石作基層,無機結(jié)合料穩(wěn)定集料作底基層這種結(jié)構(gòu)型式,也可以在半剛性基層上加鋪級配碎石過渡層以防止反射性裂縫和有利于排水。我們并不能對半剛性基層瀝青路面全盤否定,但是需要認真總結(jié)和吸取國內(nèi)外成功的經(jīng)驗與失敗的教訓(xùn),結(jié)合我國的具體情況,完善它的設(shè)計與應(yīng)用,明確它的適用范圍,重新認識和分析它的優(yōu)缺點,目的是為了揚長避短,限度地減少半剛性基層瀝青路面早期損壞,延長瀝青路面的使用壽命。
5)半剛性基層損壞后沒有愈合的能力,且無法進行修補。其層一旦破壞,便無可救藥,除了挖掉重建,另無他法,這給瀝青路面的維修養(yǎng)護造成很大的困難。通常所說進行“補強”實際上是不現(xiàn)實的,也是不可能的,在半剛性基層上加鋪基層也不能結(jié)合成為整體。
6)半剛性基層很難跨年度施工,無論是直接暴露還是鋪上一層下面層過冬,都避免不了會發(fā)生橫向收縮裂縫,從而為瀝青路面的橫向裂縫埋下隱患。甚至在冬天就從縫中進水(融雪)、半剛性基層暴露的還可能凍疏,影響強度的形成。在季節(jié)性冰凍地區(qū),半剛性基層的凍融損壞幾乎難以避免。
由于半剛性基層的強度、模量、抗疲勞性能等會因為重復(fù)荷載的作用及環(huán)境(干濕、凍融等)的影響而不斷衰減,總是有一定使用壽命的,只要到了設(shè)計壽命,基層將會逐漸喪失功能,需要重鋪,因此半剛性基層瀝青路面的使用壽命不可能無限制地延長下去。相比之下,國外瀝青路面的設(shè)計壽命越來越長,現(xiàn)在又出現(xiàn)了永久性路面或者長壽命瀝青路面的思想,這種理念已在歐美許多國家得到重視,且已經(jīng)在重交通道路上應(yīng)用,對延長瀝青路面使用壽命起到極大作用。
永久性路面的理念是所設(shè)計的瀝青路面能夠使用40~50年以上、采用較厚的瀝青層柔性路面,降低傳統(tǒng)的瀝青層底開裂和避免結(jié)構(gòu)性車轍。由于瀝青層相對較厚,傳統(tǒng)的疲勞開裂可能性大大降低,路面的損壞主要位于面層的頂部(25~100毫),一旦道路表面損壞達到臨界水平,其經(jīng)濟性處理方法就是將損壞的頂層或面層銑刨、罩面,或者加鋪。瀝青面層材料可以再生利用,使得瀝青路面在使用年限內(nèi)不需要大的結(jié)構(gòu)性重修或重建,并企圖無限期地使用下去。
根據(jù)以前的室內(nèi)疲勞方程和力學(xué)設(shè)計程序,無論瀝青結(jié)構(gòu)層多厚,結(jié)構(gòu)都會必然產(chǎn)生疲勞開裂、車轍。而最新的理論發(fā)現(xiàn)當(dāng)瀝青層超過一定厚度時,良好施工的路面結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生源于層底的疲勞開裂和結(jié)構(gòu)性車轍。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)軸次超過一定次數(shù)后,瀝青層厚度無須增加。也就是說,瀝青層的厚度使層底拉應(yīng)變小于一定的值以后,瀝青路面的下部將可以無限期地使用下去。所以永久性路面的特點是確保路面各類損壞控制在路面表面層頂部很薄的范圍內(nèi),如自上向下溫度疲勞開裂、車轍、表面磨耗、瀝青老化都努力限制在磨耗層內(nèi),防止出現(xiàn)中面層以下的結(jié)構(gòu)性損壞,表面層的損壞只需通過預(yù)防性養(yǎng)護得以補救。
這種長壽命路面在美國、英國、澳大利亞都進行了一定的研究和實踐,也已經(jīng)引起了我國學(xué)者的注意,有的省正在開展這方面的研究,鋪筑試驗路,這是件很有意義的工作。
路面早期損壞的技術(shù)解決之路半剛性基層瀝青路面的在達到設(shè)計壽命后發(fā)生結(jié)構(gòu)性損壞,需要維修基層,與永久性路面確保只維修表面層的思想是的差別,是兩個完全相反的設(shè)計理念。很明顯,為了減小對社會和交通的影響,我們都不愿意每次連基層一起“開膛破肚”式地維修,因此我們必須認真地思考這些問題。
現(xiàn)在許多地方痛定思痛,希望按照國際上通行的方法,建設(shè)一些柔性基層、復(fù)合式基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)。但是首先遇到的攔路虎是《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》的制約。規(guī)范采用彎沉這個惟一的設(shè)計指標(biāo),甚至成為施工質(zhì)量檢驗的指標(biāo),逼得大家只能設(shè)計成半剛性基層瀝青路面,即使設(shè)計出來了,施工質(zhì)量檢驗也過不了關(guān)。而新建高速公路采用彎沉作為設(shè)計指標(biāo)和施工質(zhì)量檢驗指標(biāo)的,世界上也就我們一家!它并不能有效地反映不同路面結(jié)構(gòu)的承載能力,可是現(xiàn)在要想改又改不了。有一條高速公路在改建時,由于實測彎沉較大(路面既然開裂進水,彎沉怎么能不大呢?),上面無論如何加鋪瀝青層也設(shè)計不出符合規(guī)范要求的路面結(jié)構(gòu),只能在上面再鋪筑一層,甚至兩層半剛性基層,再加鋪瀝青路面。結(jié)果橋梁等各種結(jié)構(gòu)物由于標(biāo)高等原因也跟著遭殃,就這一個工程就需要損失若干億元!這種設(shè)計,國內(nèi)外專家都百思不得其解。因此,每次討論《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》,分歧總是非常大,根本無法統(tǒng)一。按照這個規(guī)范,是不可能設(shè)計出國際上通行的瀝青路面結(jié)構(gòu)的,它是對其他路面結(jié)構(gòu)型式的全面封殺,這是一個大問題!
在這種情況下,認真貫徹張部長的講話精神,努力引進國際上的先進技術(shù),引進國外的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,就具有特別重要的現(xiàn)實意義。我十分同意和贊賞交通部黨組的重要決策,通過迅速引進國外的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,實現(xiàn)交通建設(shè)的跨越式發(fā)展。否則,再進行幾年的研究,也未必能夠統(tǒng)一意見。而每年幾千公里的高速公路可等待不起,這種狀況不能再延續(xù)下去了。
綜合國際上瀝青路面結(jié)構(gòu)型式的實際情況在高速公路重交通道路上最常用的是全厚式路面、柔性基層瀝青路面及混合式基層瀝青路面。鑒于我國的實際情況,由于全厚式路面的瀝青層要求很厚,短期內(nèi)在我國應(yīng)用尚不現(xiàn)實。引進發(fā)展柔性基層瀝青路面和混合式基層瀝青路面是重要的。由于我國對半剛性基層有豐富的應(yīng)用經(jīng)驗,為了有充分的把握,當(dāng)前應(yīng)該首先發(fā)展混合式基層瀝青路面,即以瀝青混凝土作面層,瀝青穩(wěn)定碎石作基層,無機結(jié)合料穩(wěn)定集料作底基層這種結(jié)構(gòu)型式,也可以在半剛性基層上加鋪級配碎石過渡層以防止反射性裂縫和有利于排水。我們并不能對半剛性基層瀝青路面全盤否定,但是需要認真總結(jié)和吸取國內(nèi)外成功的經(jīng)驗與失敗的教訓(xùn),結(jié)合我國的具體情況,完善它的設(shè)計與應(yīng)用,明確它的適用范圍,重新認識和分析它的優(yōu)缺點,目的是為了揚長避短,限度地減少半剛性基層瀝青路面早期損壞,延長瀝青路面的使用壽命。