如何解决路面结构设计中存在的问题(二)
经过认真思考和研究,一般认为这种情况与我国半刚性基层沥青路面的结构有关,有时可能是沥青路面耐久性不足的主要原因。正如张春贤部长在全国交通工作会议上谈及设计问题时一针见血地指出的那样,目前“沥青路面设计千篇一律,照搬照抄标准的现象相当普遍”。张部长还指示我们“有针对性地引进国外成熟的技术、标准和规范。科研成果是实践经验的总结,是人类文明的结晶。我们要善于借鉴一切先进的科研成果。在公路建设和管理领域,国与国之间的技术问题及其解决方案有许多共性。发达国家早有研究和实践,积累了丰富的经验。很多技术、标准、规范都是政府所有,知识产权没有障碍。要把技术引进作为实现道路交通新的跨越式发展的重要手段。”这些话真的很认真。为解决公路早期损坏指明了方向,一定要按照部领导的指示,加快速度,认真落实。
关于沥青路面结构,我们还需要放眼世界。纵观国际公路和重载交通公路,大量采用全厚度路面或柔性基层沥青路面。相反,半刚性基层沥青路面被广泛应用于低交通量的公路,或者在半刚性基层下往往设置一个碎石过渡层。水泥稳定碎石基层和贫混凝土基层是两种性质不同的类型,但我们一直混淆不清。名义上铺设的无机结合料稳定集料基层具有与贫混凝土相似的强度,但不是按照贫混凝土方法完成的。即使是水泥稳定碎石基层,也叫半刚性基层,在强度要求和具体做法上也有很多不同。现在,这些问题开始引起人们的广泛关注,人们开始关注沥青路面结构的研究,希望改变半刚性基层沥青路面单一使用的现状,使不同的路面结构得到合理的使用。在国际上,20世纪70年代以前,半刚性基层沥青路面被广泛使用,关于基层存在“非黑即白之争”。后来,柔性基层和全厚度路面得到了很大的发展,逐渐成为主流。原因是半刚性基层的优点背后有很多缺点,有些是克服不了的。
1)半刚性基层的收缩裂缝及其引起的沥青路面的反射裂缝都不同程度地存在。在国外,灌缝被广泛采用,但在交通繁忙或高速公路上灌缝非常困难。而在国内,最近发现裂缝没有沥青封层的习惯,裂缝无法得到有效处理。裂缝会导致两种后果:一是裂缝进水;第二,当车轮从裂缝的一侧通过到裂缝的另一侧时,荷载变化不再连续,导致路面裂缝两侧产生较大的应力突变,也产生较大的上下剪力和表面张力。
2)半刚性基层非常密实,基本上是透水性或抗渗性较差的材料。水从各种途径进入路面到达基层后,不能迅速从基层排出,只能沿着沥青层与基层的界面扩散堆积。除了降雨(尤其是梅雨和雨季集中降雨)、降雪和融雪的地表水外,水进入路面的来源还有很多。可以说,水进入沥青路面是不可避免的,如果不能及时排走就会造成危害。因此被称为“水”是沥青路面损坏的“罪魁祸首”,半刚性基层沥青路面内部排水性能差是其致命弱点。
3)半刚性基层具有良好的整体性,但在使用过程中,由于反复荷载作用下的干湿、冻融、疲劳等循环,半刚性基层材料的强度和模量会逐渐降低。根据南非的理论,半刚性基层的状态由整块变为大块、小块、碎块,按整体结构设计路面是不安全的。
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