辽宁省公路勘测设计公司
行车舒适、施工工艺简单、噪声低以及容易修复等是沥青混凝土路面的明显优势与特征，这也是沥青混凝土路面可以实现在我国公路建设中大面积使用的主要原因。我国公路运输工作普遍存在严重的超载现象，这会在一定程度上改变路面的地层拉应力。同时我们也可在这一过程中实现对沥青路面疲劳破坏实验指标存在的问题进行仔细分析，并在科学分析其中存在问题的基础上制定有是针对性的解决策略。
一、我国沥青路面的破坏现象
在较为反复的交通负荷影响下路面会不可避免的产生一些疲劳破坏现象，这也是导致整个路面出现结构失效现象的主要原因。通过相关调查与研究发现，大规模的公路建设与大规模的公路维修与养护之间存在相当大的联系，这种关系在我国尤为明显。沥青在我国路面建设中始终占据主流地位，同时具有相当多较为复杂的病害，裂缝、车辙、坑槽、拥包等是沥青路面病害的几种主要形式，也就是说在实际治理沥青路面病害的过程中必须实现对上述问题的充分考虑。
二、我国沥青路面设计理论以及存在的问题
1.沥青路面设计理论
经验法以及理论法是现阶段沥青路面设计方法的两种主要形式，在实际对经验路或者道路长期使用性能进行分析后即可得到经验法，其中主要包括AASHTO法、CBR法以及德国以及法国的典型结构方法等。在实际作业过程中我们需要结合实际实现对上述方法的科学选择。理论法多半是在修正理论实验数据方法的基础上实现，弹性层状体系理论是理论法的基础与前提，Shell法可实现对上述内容的直观体现。
双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系理论是现阶段我国在实际对公路进行建设的过程中针对沥青路面设计所使用的主要方法，其中路面整体刚度的设计指标主要为设计弯沉值。在实际针对底层拉应力进行验算的过程中主要是针对沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层进行，注意在这一过程中使用合理的方法对验算结果的科学性以及合理性进行确定。
2.弯沉作为设计指标存在的问题
路面弯沉值的大小反映了路面整体刚度的大小，过大的塑性变形会导致路面下沉变形。当路面在车辆荷载反复作用下不断地弯曲，使变形积累、增大到某种程度时，路面结构产生了疲劳开裂。在目前路面质量评价指标中，弯沉是非常重要的一项指标。
然而在对多条新旧道路的弯沉检测中发现，对半刚性基层沥青路面而言，代表弯沉值均能满足设计弯沉值要求，甚至在有些已经破损的路面上也基本能达到设计弯沉值的要求。我国半刚性基层沥青路面在使用多年后，甚至在出现了各种病害的情况下，代表弯沉值也接近设计弯沉值，仅有少部分出现不满足设计弯沉值的情况。对这些地点进行取样，发现凡是弯沉值较大、不满足要求的都是半刚性基层破损导致的。
弯沉值满足要求的情况下，沥青路面仍会出现各种病害，例如车辙、裂缝、坑槽等，这与设计初衷不符。因此，我国沥青路面设计除了考虑弯沉之外，应考虑更多设计指标。此外，弯沉的测定都是采用标准轴载进行的，对超载和动荷载引起的路面破坏效果无法衡量。
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3.我国公路运输中的超载现象
公路的建设，尤其是高速公路的建设，为车辆的快速、高效、安全和舒适运行提供了良好的条件。随着货运市场需求的日益增长，车辆的超载超速现象也越来越普遍，特别是在我国及其他一些发展中国家，许多地区运输车辆的轴重己远远大于国家的相关规定。
4.沥青路面疲劳破坏标准存在的问题
我国沥青路面设计规范中规定，半刚性基层路面的面层层底拉应力和基层层底拉应力都需要验算。然而沥青混合料和半刚性基层材料的疲劳破坏标准都是采用试件进行室内试验得到的，试验过程中无论是沥青混合料还是半刚性基层材料都是无地基支撑，而实际路面结构是有路基、底基层等结构支撑的。本文通过铺筑试验路，采用加速加载试验设备采集路面动态响应数据，以此分析路面材料在路面结构中发生疲劳破坏的可能性。
三、改进的方向
通过以上分析可以看出，目前我国沥青路面设计理论存在的问题主要有：设计指标单一化，超载，以及疲劳方程计算结果与路面实际结构不符。因此，应从以下几个方面进行改进。
1.设计指标多样化
沥青路面出现的早期破坏现象与设计指标存在着密切关系。尽管我国路面设计考虑了将层底拉应力作为验算指标，但弯沉值作为唯一设计指标仍不能满足需要。许多国家都将车辙作为沥青路面设计中的一项重要指标，因此建议我国也将车辙纳入到设计指标中，从而避免早期车辙的发生。
2.控制超载
对于超载的控制，我国目前主要的方法是制定一系列政策并加大处罚力度，然而效果并不明显。由于我国经济发展的现状，货运车辆仍然存在严重的超载现象，这说明单纯对载重进行管控无法避免车辆超载现象。今后可以考虑从车辆生产商方面进行控制，通过增加货运车辆轴数，降低轮胎接地压强，避免车辆超载。
3.构建全新的疲劳破坏方程
从计算结果来看，半刚性基层沥青路面基本上不会产生疲劳破坏。然而，实际情况是路面的疲劳破坏现象广泛存在。这说明目前通过试件的室内试验建立疲劳方程，然后应用到实际路面结构中是不合理的，需要考虑路面整体结构，建立新的疲劳破坏方程。
另外，我国沥青路面设计对环境的影响考虑明显不足，尤其是对环境作用下沥青路面的老化考虑不足。沥青路面发生疲劳破坏时，路面已经经历了一定时期的老化，沥青混合料的疲劳性能是沥青混合料在不同老化程度下性能衰减的一个反映。
结语：研究沥青混合料的疲劳性能应该在不同老化程度下分别进行。而目前大多数研究都是将两者孤立的，所采用的试验方法也为传统的室内试验，无法反映路面整体疲劳性能与沥青路面病害的关系。为了更真实地反映路面的疲劳性能，很有必要在考虑老化效应的前提下构建沥青路面疲劳破坏方程。
参考文献：
[1]索函军.沥青路面设计方法中存在的问题探析[J].交通运输研究,2014,42(15):196-197.
[2]宋绍杰.浅析沥青路面设计中存在的问题及改进策略[J].城市建设理论研究:电子版,2012(18).
论文作者:黄明跃
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/19
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