【正文】 同時(shí)可延緩裂縫發(fā)展過程，從而延長路面的使 用壽命； （ 2）瀝青層較厚的柔性基層瀝青路面不象薄瀝青層半剛性基層瀝青路面容易發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞，車轍和裂縫等路面的損害主要發(fā)生在瀝青層表面，因而在路面維修及重建中不必從基層開始，只需對(duì)表面瀝青層進(jìn)行周期性更換或維修，可極大的減小工程量，縮短工期，從而節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，減小對(duì)既有交通的影響； （ 3）較厚瀝青層可降低水分滲入基層和底基層的可能性，減少水損害的發(fā)生； 【平鎖高速公路柔性基層瀝青路面質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究】 研究 報(bào)告 2 （ 4）級(jí)配碎石柔性基層通過合理設(shè)置可作為排水層，可減少路面的水損害； （ 5）柔性基層幾乎不產(chǎn)生反射裂縫，可以克服半剛性基層容易引起反射裂縫的缺點(diǎn)。當(dāng)然，由于國外的荷載類型、地理?xiàng)l件、氣候條件等與我國有較大的差異，云南省更是有自身特殊的地理氣候條件，簡單地照搬照抄國外經(jīng)驗(yàn)顯然不行，有必要在充分借鑒國內(nèi)外的先進(jìn)研究成果和成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合我國的實(shí)際情況，開展柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu) 、 材料 及施工工藝 方面的研究。全長，設(shè)計(jì)交通量： 2025 年遠(yuǎn)景交通量為 52898 輛 /晝夜。 本項(xiàng)目擬通過平鎖高速公路柔性基層瀝青路面的鋪筑 ，成功總結(jié)出柔性基 層瀝青路面各結(jié)構(gòu)的材料要求和組合設(shè)計(jì)方法，使設(shè)計(jì)出的各結(jié)構(gòu)層符合相應(yīng)的功能要求。 同時(shí)，通過兩種結(jié)構(gòu) 形式（半剛性基層和柔性基層）的使用對(duì)比，提出柔性基層瀝青路面適用的條件和范圍。 （ 2）國外高速公路瀝青層（包括瀝青面層和瀝青穩(wěn)定層）一般較厚，大部分超過 20cm。如日本的高速公路有不少采用了水穩(wěn)碎石的底基層，但基層采用了 15～ 20cm 的瀝青碎石，面層則為 10cm 的中粗粒瀝青混凝土，瀝青層厚度為 20～ 30cm。在早期修建的柔性基層瀝青路面中， 一部分雖然承受了繁重的交通，但仍提供了良好的服務(wù)性能和使用壽命。通過對(duì)這些路面工程的回顧和評(píng)價(jià)，歐美等國提出了長壽命瀝青路面（ longlife asphalt pavement） 或永久性路面（ perpetual pavements） 概念。 近年來，為了達(dá)到長壽命的目的，在歐洲，特別是在英國，鋪筑于一層或多層粒料層上的厚瀝青路面的所謂“長壽命路面”觀念已獲得廣泛接受，建議在設(shè)計(jì)長壽命的瀝青路面時(shí)，即使是輕交通，瀝青面層的厚度也不應(yīng)低于 20cm，對(duì)于設(shè)計(jì)壽命為 40年的瀝青路面厚度大致應(yīng)在 28～ 35cm 之間。 在美國，伊利諾斯州立大學(xué)、州運(yùn)輸部、熱拌瀝青混合料工業(yè)界正在共同開發(fā)永久性瀝青路面設(shè)計(jì)方法；密歇根州、威斯康星州、德克薩斯州等也在進(jìn)行著同樣的工作 [5]；而加州大學(xué)伯克里分校與熱拌瀝青混合料工業(yè)界一起，提出洛杉磯的 710 號(hào)州際高速公路特重交通段的水泥混凝土路面的修復(fù)戰(zhàn)略，其設(shè)計(jì)壽命為 30～ 40 年，其中全厚式重建瀝青路面結(jié)構(gòu)方案采用的瀝青面層總厚度為，采取罩面設(shè)計(jì)的修復(fù)方案的瀝青面層總厚度為 [6]。 伊利諾斯州一個(gè)由運(yùn)輸部工程師、學(xué)者、建筑商、供應(yīng)商組成的團(tuán)隊(duì)對(duì)長壽命瀝青路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、施工進(jìn)行了研究，于 2020 年提出了一個(gè)延長瀝青路面使用壽命的草案，提出的長壽命路面結(jié)構(gòu)組合為： 5～ 15cm 改性瀝青SMA混合料＋密級(jí)配瀝青混合料（厚度根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算確定）＋ 10cm 低孔隙瀝青混合料（采用 Superpave 方法設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)空隙率 ％）；基層采用 30cm 石灰土或粒料基層；要求瀝青混合料底層拉應(yīng)變小于 60με [7]。 國內(nèi)柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)和材料的研究現(xiàn)狀 柔性基層瀝青路面，早期在我國的一些非高速公路 的省道或國道上也曾經(jīng)得到過廣泛應(yīng)用，如： （ 1）廣西 321 國道南寧三塘至五塘段舊路面改造采用了柔性基層，路面結(jié)構(gòu)為： 5cm 瀝青碎石 +1cm 封層 +17cm 級(jí)配碎石 +10cm 未篩分碎石 +原路面。 （ 2）國道 322 線南寧～梧州二級(jí)公路采用類似結(jié)構(gòu)，到 1997 年路面良好，路面平整、無坑槽、無車轍。玉林－山口二級(jí)公路 【平鎖高速公路柔性基層瀝青路面質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究】 研究 報(bào)告 5 倒裝結(jié)構(gòu)試驗(yàn)路，路面結(jié)構(gòu)厚度為 3cm 瀝青表面處治 +1015cm 級(jí)配碎石層過渡層 +1724cm 摻 5％的水泥穩(wěn)定山砂礫。 （ 3）北京市 101 國道京沈路 (京密一級(jí)公路 )、老 107 國道、京周公路等鋪筑于 20 世紀(jì) 70 年代，瀝青層大部分是貫入式路面或上拌下貫式路面，面層厚度一般不到 10cm，天然砂礫和碎石基層材料也很不規(guī)范，但都經(jīng)過約 10年才開始第一次加鋪罩面 [13]。與廣深高速幾乎同期建設(shè)的京津塘高速公路 1993 年全線通車 ，該公路路面瀝青層厚23cm，其中包括 12cm 的瀝青碎石上基層。 2020 年 5 月起對(duì)廣深高速公路全路段的路面進(jìn)行了檢測(cè)，裂縫類的破壞比較少，較厚的面層對(duì)防止反射裂縫、疲勞裂縫的產(chǎn)生起到 了至關(guān)重要的作用，從而也減少了路面因裂縫而產(chǎn)生的各類早期破壞現(xiàn)象。自 1993 年通車以來，半剛性基層和柔性基層瀝青路面都發(fā)生了不同程度損壞。 在上述 3條高速公路修建之后，強(qiáng)基薄面的設(shè)計(jì)思想在國內(nèi)得到普遍應(yīng) 用，修建的高速公路瀝青路面基本上都采用了半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)， 2020 年底高速公路通車?yán)锍桃淹黄?4萬公里，其中絕大多數(shù)都采用了薄瀝青層或較薄瀝青層的半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)。 該路面結(jié)構(gòu)基本滿足了近十年公路交通運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展【平鎖高速公路柔性基層瀝青路面質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究】 研究 報(bào)告 6 需要，極大減輕了過去公路上的網(wǎng)裂、龜裂，尤其 是翻漿、沉陷、鼓包等嚴(yán)重病害。除了設(shè)計(jì)、施工方面的原因外，半剛性基層材料和瀝青面層材料性能差是導(dǎo)致瀝青路面早期損壞的重要原因。為了解決這類早期破壞現(xiàn)象，可以采取兩種措施：一是采用抗裂性能和抗沖刷性能較好的半剛性基層，充分挖掘半剛性基層應(yīng)用潛力， 最大限度地提高半剛性基層抗裂性能和抗沖刷 性能；二是采用柔性基層。 2020～ 2020 年，江蘇滬寧高速公路、江蘇省沿江高速公路、廣東省云浮河高速公路等鋪筑了各種不同結(jié)構(gòu)形式的 柔性基層 瀝青路面結(jié)構(gòu)試驗(yàn)段。因此，有必要深入開展半剛性基層和柔性基層材料的合理組成設(shè)計(jì)、參數(shù)、性能與工藝的研究，優(yōu)化現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同自然氣 候特點(diǎn)及交通組成的要求。國內(nèi)對(duì)于柔性基層的定義也各不相同，有的認(rèn)為柔性基層包括級(jí)配碎石等粒料基層，也包括瀝青碎石基層，有的則將瀝青碎石層單獨(dú)稱為聯(lián)結(jié)層。 課題的研究內(nèi)容及技術(shù)路線 研究內(nèi)容 本 項(xiàng)目 研究 開展了各結(jié)構(gòu)層的配合比設(shè)計(jì)、 路用性能 研究、施工工藝及質(zhì)量控制研究、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等四方面的研究工作。瀝青混合料 以2020 年 《 瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范 》 瀝青混合料配合比方法為基礎(chǔ)， 根據(jù)該路段的氣候及交通條件選擇不同的材料組成，設(shè)計(jì) 3種混合料，比較其馬歇爾技術(shù)指標(biāo)，并在 后面的路用性能研究中進(jìn)行對(duì) 比研究，提出各結(jié)構(gòu)層的級(jí)配范圍及目標(biāo)配合比。重點(diǎn)放在 各結(jié)構(gòu)層的抗變形能力的 的檢驗(yàn)上，方法主要有兩種： 對(duì)級(jí)配碎石采用擊實(shí)試驗(yàn)、 CBR 試驗(yàn)獲取最大干密度，并通過試驗(yàn)路鋪筑測(cè)定其真是的干密度進(jìn)行檢驗(yàn)。 （三）各結(jié)構(gòu)層施工工藝及質(zhì)量控制技術(shù)研究 通過試驗(yàn)路段的鋪筑，總結(jié)各結(jié)構(gòu)層的施工工藝及質(zhì)量控制方法。 技術(shù)路線 資料查詢 — 專題調(diào)研 — 形成研究大綱 — 開展專題研究 — 各結(jié)構(gòu)層 的配合比設(shè)計(jì)研究 — 瀝青混合料的路用性能研究 — 試驗(yàn)路鋪筑 — 施工控制研究 — 路面 ch成品 檢測(cè) — 路面使用一段時(shí)間后檢測(cè) — 編寫研究報(bào)告 — 申請(qǐng) 驗(yàn)收 。從各檢驗(yàn)指標(biāo)得到課題組所設(shè)計(jì)的各結(jié)構(gòu)層混合料的 級(jí)配范圍是合理的， 各結(jié)構(gòu)層混合料 具有較強(qiáng)的抗永久變形性能和抵抗輪載直接作用的能力。 通過試驗(yàn)路及實(shí)體工程的鋪筑，編寫出了較全面的柔性基層瀝青路面的《施工指南》，可以用于指導(dǎo)云南鋪筑柔性基層瀝青路面。 【平鎖高速公路柔性基層瀝青路面質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究】 研究 報(bào)告 9 第二章 各結(jié)構(gòu)層 的配合比設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)形式 平鎖高速公路 K67+— K82+300全長 16420米及平遠(yuǎn)互通式立交 立交區(qū)域采用柔性基層結(jié)構(gòu)（見下圖），其余路段采用半剛性結(jié)構(gòu) 。因此，對(duì)于級(jí)配碎石基層應(yīng)保證高質(zhì)量的碎石，有研究表明 【 1】 集料中小于 含量及其塑性指數(shù)對(duì)級(jí)配碎石的力學(xué)性質(zhì)有明顯的影響，因此本路段規(guī)定小于 的 細(xì)料應(yīng)無塑性，如果確實(shí)難以做到，則塑性指數(shù)要求小于 4。 表 檢驗(yàn)頂目 試驗(yàn)結(jié)果 技術(shù)要求 試驗(yàn)方法 1 2 3 4 石料壓碎值（ %） ≤ 26 T0316 針片狀顆粒含量（ %） — ≤ 20 T0312 細(xì)集料水洗法 （ %） ≤ 7 T0302 塑性指數(shù)（ %） ≤ 4 T0118 上面層： 4cm SMA13 改性瀝青 中 間 層： 8cm 改性瀝青 下面層： 8cm 改性瀝青 柔性基層： 13cm ATB25 普通 瀝青 下封層： 乳化瀝青稀漿封層 路面總厚度 60cm 瀝青砼厚度 33m 柔性基層： 35cm 級(jí)配碎石 柔性 底基層： 2 15cm 級(jí)配碎石 柔性基層： 級(jí)配碎石 柔性 底基層： 2 15cm 級(jí)配碎石 【平鎖高速公路柔性基層瀝青路面質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究】 研究 報(bào)告 10 2 級(jí)配碎石的級(jí)配設(shè)計(jì)思路和設(shè) 計(jì)結(jié)果 級(jí)配是影響級(jí)配碎石強(qiáng)度和剛度的重要因素。本項(xiàng)目級(jí)配碎石級(jí)配設(shè)計(jì)思路就是使設(shè)計(jì)出的級(jí)配碎石其級(jí)配能獲得最大密度的集料，并具有良好的透水性?！豆窞r青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTG D502020）則根據(jù)級(jí)配碎石使用的不同層位和骨架結(jié)構(gòu)提出了級(jí)配組成范圍如表 所 示。初 擬級(jí)配采用 JTG D502020 規(guī)范中的級(jí)配 4 為控制范圍，根據(jù)各檔集料的篩分試驗(yàn)，本路段所備集料 3＃、 4＃ 料偏細(xì)， 無法逐級(jí)填充達(dá)到骨架密實(shí)型的要求，當(dāng)骨架形成時(shí)，孔隙率始終偏大，混合料不能獲得最大密度的集料。 采用 《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（ JTJ 05193）中 CBR 承載比試驗(yàn)方法 浸水 96 小時(shí) CBR 值為 %。 表 級(jí)配碎石設(shè)計(jì)級(jí)配組成 通過下列篩孔子 (mm)的質(zhì)量百分率 (%) 篩 孔 級(jí)配 范圍 100 85100 5274 2954 1737 820 07 設(shè)計(jì) 級(jí)配 100 摻配比例 1料 :2料 :3料 :4料 =10%:28%:18%:44% 【平鎖高速公路柔性基層瀝青路面質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究】 研究 報(bào)告 12 0102030405060708090100篩孔尺寸（m m ）通過率（％）級(jí)配上限級(jí)配下限設(shè)計(jì)級(jí)配 圖 設(shè)計(jì)級(jí)配示意圖 ATB25 瀝青碎石混合料配合比設(shè)計(jì) 目標(biāo)配合比 1 集料檢驗(yàn) ATB25 采用水城石料場(chǎng)提供的 1料、 2料、 3料、 4料、礦粉，檢測(cè)的結(jié)果見表 、 ，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。 瀝青各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果見表 。 ATB25 混合料設(shè)計(jì)與檢驗(yàn)結(jié)果 ATB25 瀝青混合料 使用集料的篩分、密度試驗(yàn)結(jié)果 如表 所示 : 表 、密度以及其他性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果 篩孔尺寸（ mm） 集 料 1料 2料 3料 4料 礦粉 備注 19 16 0 【平鎖高速公路柔性基層瀝青路面質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究】 研究 報(bào)告 14 毛體積相對(duì)密度 表觀相對(duì)密度 / 表干相對(duì)密度 / 吸水率，％ / 注： 采用水洗法確定各料堆中 。 表 ATB25混合料 料堆比例 及級(jí)配 設(shè)計(jì)混合料類型 :ATB25 各料堆 組成比例 (%) 1 2 3 4 礦粉 32 18 14 33 3 通過下列篩孔尺寸 (mm)的百分通過率 (%) 篩孔尺寸 19 16 設(shè)計(jì)級(jí)配 100 71 49 表 設(shè)計(jì)混合料馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo) 檢驗(yàn)指標(biāo) 瀝青用量(%) 試驗(yàn)密度(g/cm3) 空隙率(%) 礦料間隙率 (%) 飽和度