1、路面結(jié)構(gòu)組合對(duì)瀝青路面行駛質(zhì)量的影響    【摘 要】在我國(guó)公路設(shè)施中，影響瀝青路面使用質(zhì)量狀況的因素有很多，主要就是車輛行駛時(shí)產(chǎn)生的壓力以及自然環(huán)境這兩個(gè)因素。同時(shí)，瀝青路面老化衰退的速率與其路面結(jié)構(gòu)組合的形式的不同有著較大的關(guān)系。有關(guān)于路面結(jié)構(gòu)對(duì)瀝青路面行駛質(zhì)量的影響問題可以通過定量分析的方法進(jìn)行探討，在此，本文作者便根據(jù)自己多年的研究學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)上述問題進(jìn)行了探討與總結(jié)。 【關(guān)鍵詞】公路行駛質(zhì)量；路面結(jié)構(gòu)組合；影響因素 近些年來，隨著我國(guó)高速公路發(fā)展不斷壯大，我國(guó)瀝青路面施工技術(shù)以及路面行車質(zhì)量也在不斷提高。為了給人們提供更好的路面行駛環(huán)境，提供更好

2、的路面行駛質(zhì)量，全面加強(qiáng)我國(guó)瀝青公路路面的行駛質(zhì)量的探究工作以及維護(hù)管理工作是十分必要的。為了探究當(dāng)瀝青路面行駛年限不斷增加時(shí)，公路路面的行駛質(zhì)量與行車壓力、氣候條件之間存在的規(guī)律，本文在此建立了行車環(huán)境模型，以便能夠清晰地、明確地、定量地分析瀝青公路路面的行駛質(zhì)量趨勢(shì)以及該公路路面受路面結(jié)構(gòu)組合的影響。為了簡(jiǎn)化研究的分析討論過程，在研究和建立模型的過程中，可以將那些修設(shè)時(shí)間不相同，但其路面結(jié)構(gòu)相同的瀝青公路路面的行駛質(zhì)量衰變過程看成是相同的。如此一來，大前提標(biāo)準(zhǔn)相同，才具有可比性，才能進(jìn)行進(jìn)一步的分析討論。這種方法在專業(yè)研究領(lǐng)域里稱為以空間代時(shí)間法，這種方法的使用給我國(guó)公路路面使用質(zhì)量的研究

3、工作帶了很大的方便，因此而得到廣泛應(yīng)用。 1、模型指標(biāo)的選取 為構(gòu)建定性分析我國(guó)瀝青公路路面行駛質(zhì)量衰退的變化趨勢(shì)的模型，首先便要選擇合適的模型質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，通常情況下，國(guó)際上都是利用統(tǒng)一指標(biāo)對(duì)公路路面的功能和性能進(jìn)行衡量的。其中，一個(gè)衡量指標(biāo)是國(guó)際平整度指數(shù)，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)PI。該項(xiàng)指標(biāo)是指對(duì)公路路面的物力參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，即平整度的測(cè)量，以進(jìn)一步衡量路面的使用狀況，通常在測(cè)量時(shí)選用的儀器為平整度儀。另一個(gè)衡量指標(biāo)就是路面行駛質(zhì)量指數(shù)，簡(jiǎn)稱RQI。但往往之一指標(biāo)的確定是通過人為主觀評(píng)價(jià)獲得的。由于在研究過程中，人們對(duì)瀝青公路路面行駛質(zhì)量指數(shù)研究的投入也比較多，所以在此構(gòu)建研究模型時(shí)選用路面行駛質(zhì)量指數(shù)

4、作為衡量指標(biāo)，并參照前人的研究成果，進(jìn)行更深入的研究。在構(gòu)建瀝青公路路面質(zhì)量研究模型時(shí)，除了要選取合適的衡量指標(biāo)，還應(yīng)當(dāng)考慮衰變方程中的定量與變量的選擇。本文為了對(duì)不同的路面結(jié)構(gòu)的衰變方程進(jìn)行比較，將其他影響因素如面層厚度等作為變量來進(jìn)行定量分析。 2、影響因素分析 2.1 面層厚度。所謂面層的影響實(shí)際應(yīng)當(dāng)包含兩方面的影響因素，一個(gè)是瀝青公路路面面層的厚度；另一個(gè)就是面層的類型。然而通過分析得出后者在公路路面行駛質(zhì)量測(cè)試中的影響程度并不大，可以忽略不計(jì)，而前者的影響程度則比較大。由于面層在瀝青路面結(jié)構(gòu)中特殊位置，使得其具有門戶的作用，是公路路面的主要保護(hù)屏障。因此在本文的分析研究中，根據(jù)面層厚

5、度的不同研究其對(duì)公路路面行駛質(zhì)量的影響。 2.2 基層類型。與面層對(duì)瀝青路面的影響角度相比，基層產(chǎn)生影響的主要方面就瀝青路面基層的類型。通常情況下，我國(guó)瀝青公路路面的分類依據(jù)也是以路面基層種類的不同而進(jìn)行區(qū)分的。為了保證瀝青路面行駛質(zhì)量，確保路面能夠承受行車產(chǎn)生的壓力，在公路施工時(shí)對(duì)基層的強(qiáng)度和剛度都是有很高的要求的。我國(guó)的瀝青公路路面主要分為兩大類，一類為半剛性瀝青公路路面；另一類為碎礫石瀝青公路路面。在公路進(jìn)行施工建設(shè)時(shí)，前者選用的基層類型就為半剛性基層；而后者采用的基層類型則為碎礫石基層。 2.3 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。眾所周知，影響瀝青路面行駛質(zhì)量衰退的因素主要有兩大方面，即行車時(shí)產(chǎn)生的壓力以及自

6、然環(huán)境中的溫度及濕度。因此，在我國(guó)瀝青公路開展施工工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保公路的路面結(jié)構(gòu)符合一定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。只有瀝青公路路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到可靠的保證，才能使其使用質(zhì)量以及使用壽命得到保障。不僅是提高公路路面的抵御惡劣環(huán)境條件的能力，也是確保人們生命財(cái)產(chǎn)安全不受侵害的有效途徑和可靠手段。 2.4 交通荷載。交通荷載是影響路面使用性能的外在決定因素，在交通荷載的重復(fù)作用下，路面的總體結(jié)構(gòu)性能減弱。路面上行駛的車輛車型繁多，各車到達(dá)時(shí)間不一，為方便起見，僅考慮交通量大小的影響，對(duì)作用時(shí)間上的差異造成的不同影響不作考慮。 3、結(jié)構(gòu)組合的影響 長(zhǎng)期以來，道路研究和設(shè)計(jì)人員一直試圖通過控制路面的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)而掌握使

7、用性能的衰變規(guī)律，但有關(guān)的力學(xué)理論同路面的實(shí)際情況存在著較大差異，力學(xué)分析與使用性能間的關(guān)系是間接的，不確定的，純粹的理論模式難以提供良好的分析工具，而借助模型，我們可以對(duì)各種影響因素的不同作用進(jìn)行具體分析。 3.1 基層類型的影響。在其它條件相同或相似的情況下，半剛性基層好于薄面層路面，RQI值總是略高于碎礫石，但兩種路面的差距不大，對(duì)比顯得尤為突出，采用相同初始彎沉，兩者使用壽命差距約為1.7%。即使考慮到半剛性基層具有較強(qiáng)的抗變形能力（文中半剛性基層采用30，碎礫石基層采用45），兩者的差距也僅為11%。但隨著面層厚度的增加，二者差距加大，尤其在路面使用后期更為明顯。半剛性基層由于摻加了

8、水硬性材料，剛度和強(qiáng)度提高，改善了基層材料的無粘結(jié)性，提高了基層的水穩(wěn)定性，可以提供較高的承載能力，良好的抗疲勞性能，路面結(jié)構(gòu)在使用期間保持良好的整體性。因此，半剛性基層具有較高的行駛質(zhì)量就不以為奇了，并且歷時(shí)愈久愈能顯示出承受繁重交通的能力。 3.2 面層厚度的影響。隨著面層厚度的增加， 無論對(duì)于半剛性基層還是碎礫石基層，面層厚度對(duì)RQI的衰變過程都有較大影響，面層厚度較小，曲線衰變曲率較大，道路的早期損壞嚴(yán)重，RQI衰變速率也較大；隨著面層厚度的增大， 衰變曲線曲率變小，RQI衰變速率變緩，路面可以在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)保持較高的服務(wù)水平；薄面層（面層厚度為4cm）與厚面層（面層厚度為12cm）的使

9、用壽命差距達(dá)30%。薄面層板體性能差，路面的早期損壞嚴(yán)重，面層厚度的增加改善了路面的板體性能，提高了路面抗變形能力，減小了傳遞到下面結(jié)構(gòu)層的應(yīng)力；一定厚度的面層還是基層和土基正常工作的必要保證?？偟膩碚f，面層厚度的增加延緩早期損壞的發(fā)生和發(fā)展，進(jìn)而有效地延長(zhǎng)了道路的使用壽命。 3.3 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度狀況對(duì)半剛性基層的路面影響較大，薄面層（面層厚度為4cm），結(jié)構(gòu)強(qiáng)度狀況良好（L=30）與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差（L=75）的路面使用壽命差距為24%。面層厚度的增大使其影響更為顯著。同時(shí)，隨著初始彎沉L的增大，兩種基層類型路面間性能差異減?。▽?duì)于面層厚度較大的路面結(jié)構(gòu)，這種趨勢(shì)更為明顯）， 甚至?xí)?/p>

10、出現(xiàn)碎礫石基層大于半剛性基層的情況。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的增加，提高了路面應(yīng)力和變形性能，相同環(huán)境條件下，相同荷載所引起的破壞作用降低，路面能承受更大的累計(jì)軸載作用次數(shù)。 3.4 結(jié)構(gòu)組合的影響。根據(jù)行駛質(zhì)量模型，進(jìn)一步分析不同結(jié)構(gòu)組合對(duì)行駛質(zhì)量的影響。不同結(jié)構(gòu)組合路面性能表現(xiàn)為不同發(fā)展趨勢(shì)，面層厚、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的路面行駛質(zhì)量變化較為緩慢，薄面層低強(qiáng)度的路面行駛質(zhì)量衰變速率較快；比較厚面層低強(qiáng)度和薄面層高強(qiáng)度路面可以發(fā)現(xiàn)：厚面層路面的早期性能較好而薄面層高強(qiáng)度路面的后期性能較好。表明有這樣一條規(guī)律存在：面層厚度對(duì)早期行駛質(zhì)量影響較大，而結(jié)構(gòu)強(qiáng)度決定了使用后期行駛質(zhì)量的發(fā)展?fàn)顩r。 4、結(jié)論 了解了行駛質(zhì)量的衰變過程，使人們對(duì)路面行駛質(zhì)量的動(dòng)態(tài)定量預(yù)測(cè)成為可能，為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)路面行駛質(zhì)量發(fā)展趨勢(shì)提供了強(qiáng)有力的理論依據(jù)；面層厚度對(duì)路面使用前期的行駛質(zhì)量有較大影響；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度對(duì)路面使用后期的行駛質(zhì)量影響較大 ；