解决路面结构设计中存问题
20050905
[编者]：请中国工程院院士交通部公路科学研究研究员沈金安第二届全国公路科技创新高层坛做报告
长期国惯注重硬件引进全国公路部门花量外汇进口筑路机械施工设备试验仪器设备量沥青材料偏偏没引进国外技术花功夫惯立足力更生强调国国情国外情况特重研究成果厚非果民族尊心变成虚荣心盲目排外容易产生轻视学国外先进技术种倾种情况已影响公路领域
引进成熟技术必性
国沥青路面(水泥混凝土路面类似情况)结构设计典型许做法国际通行做法没取良效果国际绝部分国家早20世纪70年代起采柔性基层沥青路面全厚式路面作重载交通路段常路面结构惟国千篇律采半刚性基层沥青路面甚结构层厚度差沥青路面力学模式国际采沥青层弯拉应变土基模量作设计指标惟国钟情表面弯沉指标指标实际没作许许国际致方遗憾半认先进
国早修建京津塘高速公路时基参国际路面结构沥青混合料级配做广深珠高速公路吸收国外结构2条高速公路10余年情况基良京津塘高速公路外国监理国开严格执行菲迪克条款先例实行动态质量理取良效果成国质量高速公路然工程土化监理素质明显降开始具国特点评分评奖评优质量检验评定验收理办法施工质量数弄虚作假已成公开秘密表面模样实际沆瀣气起造假结果工程验收分数快接100分优质工程皆常奖状手路坏
国世界第采弹性层状体系进行路面结构计算国家点始终处世界先进水先进方法落参数没设计起少作设计参数想然取值脑子里想什结构想少厚度计算成什结构少厚度实际拍脑袋结果天设计抄路面设计成数学游戏全国千篇律相较薄沥青面层半刚性基层沥青路面结构
沥青路面早期病害成心腹患
质量工程建设永恒题交通作社会提供公产品公服务部门新历史时期应社会民国家交份什样产品呢久耐外表美观方便优秀成果金玉外败絮中劣质产品关系交通行业形象关系交通行业负责行业问题 交通部部长张春贤2004年全国交通工作会议说质量工程生命更行业生命果年国建成万公里高速公路没修年限面积翻修天奋斗事业否定张部长段讲话时觉汗颜现许方进行高速公路修半开膛破肚连根拔式修社会交通影响极成交通厅工程部门头痛事造成种状态原复杂
交通部公路科学研究承担交通部西部开发研究项目高速公路早期病害预防措施研究课题高速公路沥青路面早期病害发生原预防进行认真研究通研究认高速公路沥青路面早期损坏两种类型
种沥青路面建成久年者23年沥青路面发生程度车辙坑槽网裂等早期损坏许属水损害伴着疲劳产生损坏损坏直接原施工质量位离析造成工程部分维修养护者局部铣刨重修短时间逐渐趋相稳定种类型早期损坏常理抢工材料严重离析压实位排水设计合理关严重超限超载车辆通路基变形关系工程施工结束时弯沉甚位数接零基层开裂较严重者路面离析严重路表裂缝孔隙中进水快基层排走基层沥青面层层面成连续状态路面沥青层施工污染严重连续沥青层处利受力状态重载交通作出现拉应变发生裂缝产生唧浆坑槽水损坏果效维修控制快发展成面积损坏外路段尤坡路段高温状态低劲度模量抵抗重载交通剪切变形出现车辙
种类型早期损坏指普遍达路面设计求设计年限(部分15年少数20年)更国际更长设计年限20年3040年相充量78年者10年左右必须进行修种修常开膛破肚式仅仅沥青面层维修必须时维修基层甚底基层种修仅成高工程社会影响种寿命短耐久性足情况十分忧虑日1963年名神高速公路起1998年7月建成高速公路总里程达6450公里中建成10年占341020年占3220年占34年限超20年高速公路约占总里程30沥青路面设计年限10年已远远超规定设计年限发生结构破坏段落少般表面进行反复维修直延续维修里程路面损坏原分析车辙超60裂缝进行维修保养里程约占20中许路面表层老化引起裂纹修补种情况国沥青路面寿命相形成鲜明反差
沥青路面早期损坏技术原
种早期损坏发生原复杂短期损坏受施工影响更较长时间损坏具某种性种影响相说更决国沥青路面耐久性差寿命短问题熟视睹
认真思考研究普遍认种情况国千篇律半刚性基层沥青路面结构定关系时造成沥青路面耐久性足原正张春贤部长全国交通工作会议谈设计问题时针见血指出样目前沥青路面建设中存设计千篇律搬抄死套标准情况较普遍张部长指示针性引进国外成熟技术标准规范科研成果实践验总结类文明结晶善鉴切先进科研成果公路建设理领域国国间技术问题解决方法具性发达国家研究早实践早积累丰富验许技术标准规范属政府没知识产权障碍技术引进作公路交通实现新跨越式发展重手段话确实语重心长解决公路早期损坏指出方必须部领导指示加快认真执行
沥青路面结构问题需放眼世界观国际高速公路重交通公路量全厚式路面者柔性基层沥青路面相反半刚性基层沥青路面普遍交通量公路者半刚性基层设置碎石渡层水泥稳定碎石基层贫混凝土基层性质安全两类型直混淆清名义铺筑机结合料稳定集料基层做成类似贫混凝土强度没贫混凝土方法做样称半刚性基层水泥稳定碎石基层强度求具体做法许处问题现已开始引起普遍重视开始关注沥青路面结构问题研究希改变目前单半刚性基层沥青路面状况路面结构合理
国际20世纪70年代前半刚性基层沥青路面普遍发生关基层黑白争柔性基层全厚式路面发展逐渐成流原半刚性基层优点背少缺点法克服
1)半刚性基层收缩开裂引起沥青路面反射性裂缝轻重存国外普遍采取裂缝进行封缝交通量繁重者高速公路种封缝工作十分困难国日前根没发现裂缝进行沥青封缝惯开裂效处理裂缝会导致2种果：裂缝进水二车轮裂缝侧达裂缝侧时荷载变化连续路面裂缝两侧发生应力突变形成剪切表面受拉
2)半刚性基层非常致密基透水者渗水性差材料水种途径进入路面达基层基层迅速排走沥青层基层界面扩散积聚水进入路面途径降雨(尤梅雨雨季集中降雨)降雪化雪表面水外种源说水进入沥青路面避免时排走造成危害称水造成沥青路面损坏元凶半刚性基层沥青路面部排水性差致命弱点
3)半刚性基层整体性程中半刚性基层材料强度模量会干湿冻融循环反复荷载作疲劳逐渐衰减南非理半刚性基层状态整块块块碎块变化整体结构设计路面偏安全
4)半刚性基层沥青路面重载车说具更轴载敏感性重载车换算标准轴载时柔性基层通常4次方换算半刚性基层说着基层沥青层模量增换算荷载次方数4次方12～15次方轴载加1倍柔性基层换算轴次增16倍半刚性基层变数十万次说样超载车半刚性基层沥青路面影响柔性基层沥青路面路面损伤
5)半刚性基层损坏没愈合力法进行修补层旦破坏便救药挖掉重建法沥青路面维修养护造成困难通常说进行补强实际现实半刚性基层加铺基层结合成整体
6)半刚性基层难跨年度施工直接暴露铺层面层冬避免会发生横收缩裂缝沥青路面横裂缝埋隐患甚冬天缝中进水(融雪)半刚性基层暴露冻疏影响强度形成季节性冰冻区半刚性基层冻融损坏难避免
半刚性基层强度模量抗疲劳性等会重复荷载作环境(干湿冻融等)影响断衰减总定寿命设计寿命基层会逐渐丧失功需重铺半刚性基层沥青路面寿命限制延长相国外沥青路面设计寿命越越长现出现永久性路面者长寿命沥青路面思想种理念已欧美许国家重视已重交**路应延长沥青路面寿命起极作
永久性路面理念设计沥青路面够40～50年采较厚沥青层柔性路面降低传统沥青层底开裂避免结构性车辙沥青层相较厚传统疲劳开裂性降低路面损坏位面层顶部(25～100毫)旦道路表面损坏达界水济性处理方法损坏顶层面层铣刨罩面者加铺沥青面层材料生利沥青路面年限需结构性重修重建企图限期
根前室疲劳方程力学设计程序沥青结构层厚结构会必然产生疲劳开裂车辙新理发现沥青层超定厚度时良施工路面结构会产生源层底疲劳开裂结构性车辙标准轴次超定次数沥青层厚度须增加说沥青层厚度层底拉应变定值沥青路面部限期永久性路面特点确保路面类损坏控制路面表面层顶部薄范围温度疲劳开裂车辙表面磨耗沥青老化努力限制磨耗层防止出现中面层结构性损坏表面层损坏需通预防性养护补救
种长寿命路面美国英国澳利亚进行定研究实践已引起国学者注意省正开展方面研究铺筑试验路件意义工作
路面早期损坏技术解决路
半刚性基层沥青路面达设计寿命发生结构性损坏需维修基层永久性路面确保维修表面层思想差两完全相反设计理念明显减社会交通影响愿意次连基层起开膛破肚式维修必须认真思考问题
现许方痛定思痛希国际通行方法建设柔性基层复合式基层沥青路面结构首先遇拦路虎公路沥青路面设计规范制约规范采弯沉惟设计指标甚成施工质量检验指标逼家设计成半刚性基层沥青路面设计出施工质量检验关新建高速公路采弯沉作设计指标施工质量检验指标世界家效反映路面结构承载力现想改改条高速公路改建时实测弯沉较(路面然开裂进水弯沉呢)面加铺沥青层设计出符合规范求路面结构面铺筑层甚两层半刚性基层加铺沥青路面结果桥梁等种结构物标高等原着遭殃工程需损失干亿元种设计国外专家百思解次讨公路沥青路面设计规范分歧总非常根法统规范设计出国际通行沥青路面结构路面结构型式全面封杀问题
种情况认真贯彻张部长讲话精神努力引进国际先进技术引进国外标准规范具特重现实意义十分意赞赏交通部组重决策通迅速引进国外标准规范实现交通建设跨越式发展否进行年研究未必够统意见年千公里高速公路等起种状况延续
综合国际沥青路面结构型式实际情况高速公路重交**路常全厚式路面柔性基层沥青路面混合式基层沥青路面鉴国实际情况全厚式路面沥青层求厚短期国应尚现实引进发展柔性基层沥青路面混合式基层沥青路面重国半刚性基层丰富应验充分握前应该首先发展混合式基层沥青路面沥青混凝土作面层沥青稳定碎石作基层机结合料稳定集料作底基层种结构型式半刚性基层加铺级配碎石渡层防止反射性裂缝利排水半刚性基层沥青路面全盘否定需认真总结吸取国外成功验失败教训结合国具体情况完善设计应明确适范围重新认识分析优缺点目扬长避短限度减少半刚性基层沥青路面早期损坏延长沥青路面寿命
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[编者]：请中国工程院院士交通部公路科学研究研究员沈金安第二届全国公路科技创新高层坛做报告
长期国惯注重硬件引进全国公路部门花量外汇进口筑路机械施工设备试验仪器设备量沥青材料偏偏没引进国外技术花功夫惯立足力更生强调国国情国外情况特重研究成果厚非果民族尊心变成虚荣心盲目排外容易产生轻视学国外先进技术种倾种情况已影响公路领域
引进成熟技术必性
国沥青路面(水泥混凝土路面类似情况)结构设计典型许做法国际通行做法没取良效果国际绝部分国家早20世纪70年代起采柔性基层沥青路面全厚式路面作重载交通路段常路面结构惟国千篇律采半刚性基层沥青路面甚结构层厚度差沥青路面力学模式国际采沥青层弯拉应变土基模量作设计指标惟国钟情表面弯沉指标指标实际没作许许国际致方遗憾半认先进
国早修建京津塘高速公路时基参国际路面结构沥青混合料级配做广深珠高速公路吸收国外结构2条高速公路10余年情况基良京津塘高速公路外国监理国开严格执行菲迪克条款先例实行动态质量理取良效果成国质量高速公路然工程土化监理素质明显降开始具国特点评分评奖评优质量检验评定验收理办法施工质量数弄虚作假已成公开秘密表面模样实际沆瀣气起造假结果工程验收分数快接100分优质工程皆常奖状手路坏
国世界第采弹性层状体系进行路面结构计算国家点始终处世界先进水先进方法落参数没设计起少作设计参数想然取值脑子里想什结构想少厚度计算成什结构少厚度实际拍脑袋结果天设计抄路面设计成数学游戏全国千篇律相较薄沥青面层半刚性基层沥青路面结构
沥青路面早期病害成心腹患
质量工程建设永恒题交通作社会提供公产品公服务部门新历史时期应社会民国家交份什样产品呢久耐外表美观方便优秀成果金玉外败絮中劣质产品关系交通行业形象关系交通行业负责行业问题 交通部部长张春贤2004年全国交通工作会议说质量工程生命更行业生命果年国建成万公里高速公路没修年限面积翻修天奋斗事业否定张部长段讲话时觉汗颜现许方进行高速公路修半开膛破肚连根拔式修社会交通影响极成交通厅工程部门头痛事造成种状态原复杂
交通部公路科学研究承担交通部西部开发研究项目高速公路早期病害预防措施研究课题高速公路沥青路面早期病害发生原预防进行认真研究通研究认高速公路沥青路面早期损坏两种类型
种沥青路面建成久年者23年沥青路面发生程度车辙坑槽网裂等早期损坏许属水损害伴着疲劳产生损坏损坏直接原施工质量位离析造成工程部分维修养护者局部铣刨重修短时间逐渐趋相稳定种类型早期损坏常理抢工材料严重离析压实位排水设计合理关严重超限超载车辆通路基变形关系工程施工结束时弯沉甚位数接零基层开裂较严重者路面离析严重路表裂缝孔隙中进水快基层排走基层沥青面层层面成连续状态路面沥青层施工污染严重连续沥青层处利受力状态重载交通作出现拉应变发生裂缝产生唧浆坑槽水损坏果效维修控制快发展成面积损坏外路段尤坡路段高温状态低劲度模量抵抗重载交通剪切变形出现车辙
种类型早期损坏指普遍达路面设计求设计年限(部分15年少数20年)更国际更长设计年限20年3040年相充量78年者10年左右必须进行修种修常开膛破肚式仅仅沥青面层维修必须时维修基层甚底基层种修仅成高工程社会影响种寿命短耐久性足情况十分忧虑日1963年名神高速公路起1998年7月建成高速公路总里程达6450公里中建成10年占341020年占3220年占34年限超20年高速公路约占总里程30沥青路面设计年限10年已远远超规定设计年限发生结构破坏段落少般表面进行反复维修直延续维修里程路面损坏原分析车辙超60裂缝进行维修保养里程约占20中许路面表层老化引起裂纹修补种情况国沥青路面寿命相形成鲜明反差
沥青路面早期损坏技术原
种早期损坏发生原复杂短期损坏受施工影响更较长时间损坏具某种性种影响相说更决国沥青路面耐久性差寿命短问题熟视睹
认真思考研究普遍认种情况国千篇律半刚性基层沥青路面结构定关系时造成沥青路面耐久性足原正张春贤部长全国交通工作会议谈设计问题时针见血指出样目前沥青路面建设中存设计千篇律搬抄死套标准情况较普遍张部长指示针性引进国外成熟技术标准规范科研成果实践验总结类文明结晶善鉴切先进科研成果公路建设理领域国国间技术问题解决方法具性发达国家研究早实践早积累丰富验许技术标准规范属政府没知识产权障碍技术引进作公路交通实现新跨越式发展重手段话确实语重心长解决公路早期损坏指出方必须部领导指示加快认真执行
沥青路面结构问题需放眼世界观国际高速公路重交通公路量全厚式路面者柔性基层沥青路面相反半刚性基层沥青路面普遍交通量公路者半刚性基层设置碎石渡层水泥稳定碎石基层贫混凝土基层性质安全两类型直混淆清名义铺筑机结合料稳定集料基层做成类似贫混凝土强度没贫混凝土方法做样称半刚性基层水泥稳定碎石基层强度求具体做法许处问题现已开始引起普遍重视开始关注沥青路面结构问题研究希改变目前单半刚性基层沥青路面状况路面结构合理
国际20世纪70年代前半刚性基层沥青路面普遍发生关基层黑白争柔性基层全厚式路面发展逐渐成流原半刚性基层优点背少缺点法克服
1)半刚性基层收缩开裂引起沥青路面反射性裂缝轻重存国外普遍采取裂缝进行封缝交通量繁重者高速公路种封缝工作十分困难国日前根没发现裂缝进行沥青封缝惯开裂效处理裂缝会导致2种果：裂缝进水二车轮裂缝侧达裂缝侧时荷载变化连续路面裂缝两侧发生应力突变形成剪切表面受拉
2)半刚性基层非常致密基透水者渗水性差材料水种途径进入路面达基层基层迅速排走沥青层基层界面扩散积聚水进入路面途径降雨(尤梅雨雨季集中降雨)降雪化雪表面水外种源说水进入沥青路面避免时排走造成危害称水造成沥青路面损坏元凶半刚性基层沥青路面部排水性差致命弱点
3)半刚性基层整体性程中半刚性基层材料强度模量会干湿冻融循环反复荷载作疲劳逐渐衰减南非理半刚性基层状态整块块块碎块变化整体结构设计路面偏安全
4)半刚性基层沥青路面重载车说具更轴载敏感性重载车换算标准轴载时柔性基层通常4次方换算半刚性基层说着基层沥青层模量增换算荷载次方数4次方12～15次方轴载加1倍柔性基层换算轴次增16倍半刚性基层变数十万次说样超载车半刚性基层沥青路面影响柔性基层沥青路面路面损伤
5)半刚性基层损坏没愈合力法进行修补层旦破坏便救药挖掉重建法沥青路面维修养护造成困难通常说进行补强实际现实半刚性基层加铺基层结合成整体
6)半刚性基层难跨年度施工直接暴露铺层面层冬避免会发生横收缩裂缝沥青路面横裂缝埋隐患甚冬天缝中进水(融雪)半刚性基层暴露冻疏影响强度形成季节性冰冻区半刚性基层冻融损坏难避免
半刚性基层强度模量抗疲劳性等会重复荷载作环境(干湿冻融等)影响断衰减总定寿命设计寿命基层会逐渐丧失功需重铺半刚性基层沥青路面寿命限制延长相国外沥青路面设计寿命越越长现出现永久性路面者长寿命沥青路面思想种理念已欧美许国家重视已重交**路应延长沥青路面寿命起极作
永久性路面理念设计沥青路面够40～50年采较厚沥青层柔性路面降低传统沥青层底开裂避免结构性车辙沥青层相较厚传统疲劳开裂性降低路面损坏位面层顶部(25～100毫)旦道路表面损坏达界水济性处理方法损坏顶层面层铣刨罩面者加铺沥青面层材料生利沥青路面年限需结构性重修重建企图限期
根前室疲劳方程力学设计程序沥青结构层厚结构会必然产生疲劳开裂车辙新理发现沥青层超定厚度时良施工路面结构会产生源层底疲劳开裂结构性车辙标准轴次超定次数沥青层厚度须增加说沥青层厚度层底拉应变定值沥青路面部限期永久性路面特点确保路面类损坏控制路面表面层顶部薄范围温度疲劳开裂车辙表面磨耗沥青老化努力限制磨耗层防止出现中面层结构性损坏表面层损坏需通预防性养护补救
种长寿命路面美国英国澳利亚进行定研究实践已引起国学者注意省正开展方面研究铺筑试验路件意义工作
路面早期损坏技术解决路
半刚性基层沥青路面达设计寿命发生结构性损坏需维修基层永久性路面确保维修表面层思想差两完全相反设计理念明显减社会交通影响愿意次连基层起开膛破肚式维修必须认真思考问题
现许方痛定思痛希国际通行方法建设柔性基层复合式基层沥青路面结构首先遇拦路虎公路沥青路面设计规范制约规范采弯沉惟设计指标甚成施工质量检验指标逼家设计成半刚性基层沥青路面设计出施工质量检验关新建高速公路采弯沉作设计指标施工质量检验指标世界家效反映路面结构承载力现想改改条高速公路改建时实测弯沉较(路面然开裂进水弯沉呢)面加铺沥青层设计出符合规范求路面结构面铺筑层甚两层半刚性基层加铺沥青路面结果桥梁等种结构物标高等原着遭殃工程需损失干亿元种设计国外专家百思解次讨公路沥青路面设计规范分歧总非常根法统规范设计出国际通行沥青路面结构路面结构型式全面封杀问题
种情况认真贯彻张部长讲话精神努力引进国际先进技术引进国外标准规范具特重现实意义十分意赞赏交通部组重决策通迅速引进国外标准规范实现交通建设跨越式发展否进行年研究未必够统意见年千公里高速公路等起种状况延续
综合国际沥青路面结构型式实际情况高速公路重交**路常全厚式路面柔性基层沥青路面混合式基层沥青路面鉴国实际情况全厚式路面沥青层求厚短期国应尚现实引进发展柔性基层沥青路面混合式基层沥青路面重国半刚性基层丰富应验充分握前应该首先发展混合式基层沥青路面沥青混凝土作面层沥青稳定碎石作基层机结合料稳定集料作底基层种结构型式半刚性基层加铺级配碎石渡层防止反射性裂缝利排水半刚性基层沥青路面全盘否定需认真总结吸取国外成功验失败教训结合国具体情况完善设计应明确适范围重新认识分析优缺点目扬长避短限度减少半刚性基层沥青路面早期损坏延长沥青路面寿命
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