塊料土路面

塊料混凝土路面是用混凝土預(yù)制塊做面層鋪筑在下承層上的路面結(jié)構(gòu)。大的塊料路面的塊料尺寸可達(dá)1～2m，小的塊體通常為20～30cm。由于可以使用石料打制較小的塊料，因此，認(rèn)為只有較大的塊料路面才能歸于水泥混凝土路面范疇，從而用剛性路面理論進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。塊料路面常用于城市道路、非機(jī)動(dòng)車道、低等級(jí)公路，或用于基礎(chǔ)不穩(wěn)定的道路交叉口、橋頭引道、過水路面等處。

預(yù)應(yīng)力

按路面構(gòu)造的不同分為三種：

①無筋預(yù)應(yīng)力混凝土路面。在混凝土板兩端設(shè)置墩座埋入地基內(nèi)，墩座與板之間設(shè)置彈力縫，放入G T 簧。板長(zhǎng)中央設(shè)置加力縫，縫內(nèi)設(shè)千斤頂，對(duì)混凝土板逐漸施加壓應(yīng)力至5兆帕，然后塞入混凝土預(yù)制塊，取出前 斤頂，用混凝土填塞縫隙。

②有筋預(yù)應(yīng)力混凝土路面。在混凝土板厚中央預(yù)留孔，穿進(jìn)鋼絲束，張拉后將兩頭錨固，并在孔內(nèi)注入水泥漿使鋼絲束與混凝土粘牢。較窄的板可僅在板的縱向加力，較寬的板需在縱橫向同時(shí)加力，或按與路中線成小于45°角的斜向加力（圖5）。后者可以連續(xù)澆筑很長(zhǎng)的板，在板的兩側(cè)施加應(yīng)力。所加預(yù)應(yīng)

:水泥混凝土路面施工

力，在縱向?yàn)?～4兆帕，在橫向?yàn)?.4～1.4兆帕。

③自應(yīng)力混凝土路面。用膨脹水泥制備混凝土鋪筑路面，借配筋或在板的兩端設(shè)置墩座，通過混凝土的膨脹施加預(yù)應(yīng)力。

預(yù)應(yīng)力混凝土路面板厚可減至10～15厘米，縮縫間距可增至100～150米。但因施工工藝復(fù)雜，所需機(jī)具性能要求較高，除在某些飛機(jī)場(chǎng)建設(shè)中獲得成功經(jīng)驗(yàn)外，尚未普遍推廣。

鋼纖維

水泥混凝土路面施工

于混凝土中摻入1.5～2.0%(體積比)的長(zhǎng)25～60毫米、直徑0.25～1毫米的鋼纖維，可使其28天極限抗壓強(qiáng)度和極限抗彎拉強(qiáng)度較素混凝土提高50%以上；而且它的抗皮老和抗裂縫能力也較素混凝土高（見纖維混凝土）。與素混凝土路面相比，鋼纖維混凝土路面板厚可減小30～50%，縮縫間距可增至15～30米，縱縫間距可增至8米，脹縫可以不設(shè)。鋼纖維混凝土路面施工工藝尚未定型，仍在試驗(yàn)階段。

配料：

瀝青路面公路按照集料和礦粉混合比例的不同，可以分為多碎石瀝青混凝土面層（SAC)和瀝青瑪蹄脂碎石混合料面層（SMA)兩種。

多碎石瀝青混合料是采用較多的粗碎石形成骨架，瀝青砂膠填充骨架中的孔隙并使骨架膠合在一起而形成的瀝青混合料形式。具體組成為：粗集料含量69%～78%，礦粉6%～10%，油石比5%左右。經(jīng)幾條高等公路的實(shí)踐證明，多碎石瀝青混凝土面層既能提供較深的表面構(gòu)造，又具有傳統(tǒng)Ⅰ型瀝青混凝土那樣的較小空隙及較小透水性，同時(shí)又具有較好的抗形變能力（動(dòng)穩(wěn)定度較高）。

20世紀(jì)80年代中期中國(guó)開始修筑高等級(jí)公路，從瀝青面層的結(jié)構(gòu)形式來看：Ⅰ型瀝青混凝土，空隙率3%～6%，透水性小，耐久性好，為了解決瀝青面層的抗滑性能，多碎石瀝青混凝土面層被加以研究和使用。

瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）是一種以瀝青、礦粉及纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料，填充于間斷級(jí)配的礦料骨架中，所形成的骨架密實(shí)混合料。SMA是一種間斷級(jí)配的瀝青混合料，5mm以上的粗集料比例高達(dá)70%～80%，礦粉的用量達(dá)7%～13%。由此形成的間斷級(jí)配，很少使用細(xì)集料；為加入較多的瀝青，一方面增加礦粉用量，同時(shí)使用纖維作為穩(wěn)定劑；瀝青用量較多，高達(dá)6.5%～7%，粘結(jié)性要求高，并希望選用針入度小、軟化點(diǎn)高、溫度穩(wěn)定性好的瀝青。

20世紀(jì)60年代的德國(guó)交通十分發(fā)達(dá)，根據(jù)德國(guó)的氣候特點(diǎn)，習(xí)慣修筑“澆筑式瀝青混凝土”路面。這種結(jié)構(gòu)中瀝青含量12%左右，礦粉含量高。使用中發(fā)現(xiàn)路面的車轍十分嚴(yán)重，另外當(dāng)時(shí)該國(guó)家的汽車為了防滑的需要，經(jīng)常使用帶釘?shù)妮喬?，其結(jié)果是路面磨耗十分嚴(yán)重（1年可減薄4cm左右）。為了克服日益嚴(yán)重的車轍，減少路面的磨耗，公路工作者對(duì)瀝青混合料的配合比進(jìn)行調(diào)整，增大粗集料的比例，添加纖維穩(wěn)定劑，形成了SMA結(jié)構(gòu)的初形。90年代初，美國(guó)公路界認(rèn)為其公路路面質(zhì)量不如歐洲國(guó)家的路面質(zhì)量好。經(jīng)考察發(fā)現(xiàn)存在兩個(gè)方面的差距：①在改性瀝青的運(yùn)用上；②在路面的結(jié)構(gòu)形式上（即SMA）。1991、1992年開始加以研究、推廣SMA這種結(jié)構(gòu)形式，最典型的是：1995年亞特蘭大市為舉辦奧運(yùn)會(huì)對(duì)公路網(wǎng)進(jìn)行改建和新建，全部采用了SMA這種結(jié)構(gòu)形式做路面。

4、裂縫

瀝青路面開裂的主要原因可分為兩大類：一種是由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫，一般稱之為荷載型裂縫。另一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，包括低溫收縮裂縫和疲勞裂縫，一般稱之為非荷載型裂縫。

非荷載型裂縫：

橫向收縮裂縫 位于路面面層的瀝青混合料結(jié)構(gòu)層，直接受到氣溫變化的影響，待溫度應(yīng)力積累到超過瀝青混合料的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，路面就將出現(xiàn)裂縫，以便將應(yīng)力釋放出去。另外，接近表面的瀝青比內(nèi)部瀝青更易老化。瀝青混合料的極限拉伸應(yīng)變小，應(yīng)力松馳性變差，也是容易產(chǎn)生裂縫的一個(gè)重要因素。瀝青材料在較高溫度條件下，具有良好的應(yīng)力松馳性能，溫度升降產(chǎn)生的變形不致于產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，但當(dāng)氣溫大幅度下降時(shí)，瀝青材料逐漸發(fā)硬并開始收縮。由于瀝青路面寬度有限，收縮受路面結(jié)構(gòu)的相互約束小，所以低溫裂縫主要是橫向的。 

溫度疲勞裂縫 產(chǎn)生低溫裂縫的是瀝青混凝土層，這種裂縫主要發(fā)生在日溫差大的地區(qū)。由于溫度反復(fù)升降導(dǎo)致瀝青面層溫度應(yīng)力疲勞，使瀝青混合料的極限拉伸應(yīng)變（或勁度模量）變小，加上瀝青的老化使瀝青勁度贈(zèng)膏，應(yīng)力松馳性能降低，最終達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度使路面產(chǎn)生裂縫。

反射裂縫 瀝青材料在較高溫度條件下，具有良好的應(yīng)力松弛性能，溫度升降產(chǎn)生的變形不至于產(chǎn)生過高的溫度應(yīng)力。但在冬季氣溫驟降時(shí)，土基和路面基層由于受溫度變化，冬季冰凍產(chǎn)生的膨脹，導(dǎo)致路基和基層產(chǎn)生裂縫并反射到瀝青面層，瀝青混合料的應(yīng)力松弛趕不上溫度應(yīng)力的增長(zhǎng)，同時(shí)勁度急劇增大，超過混合料的極限強(qiáng)度或極限拉伸應(yīng)變，便會(huì)產(chǎn)生開裂。那就是由于水泥、石灰、粉煤灰穩(wěn)定類的半剛性基層的收縮中，或者已經(jīng)開裂了的半剛性基層在裂縫部位的應(yīng)力集中與瀝青面層的低溫收縮、荷載作用產(chǎn)生的綜合作用，使溫度裂縫較多地產(chǎn)生。這些裂縫實(shí)際上是溫縮裂縫和半剛性基層收縮裂縫的反射裂縫的反射性裂縫的綜合裂縫。

（1）半剛性路面的反射裂縫和對(duì)應(yīng)裂縫：

冬季或在寒冷地區(qū)，在結(jié)合得好的瀝青面層下，開裂的半剛性基層的水平位移使得直接在裂縫上的面層內(nèi)產(chǎn)生大的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，由于在較低溫度下瀝青面層通常較硬，它只能承受小的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，因此容易被拉裂，并且裂縫的擴(kuò)展途徑是由下至上的。瀝青面層的厚度愈薄，反射裂縫形成的愈早和愈多。

由半剛性基層干縮開裂引起的反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫

對(duì)于新鋪的半剛性基層，隨著混合料中水分的減少，要產(chǎn)生干縮和干縮應(yīng)力；水分減少得愈多愈快，產(chǎn)生的干縮應(yīng)力和干縮應(yīng)變就愈大。在已經(jīng)產(chǎn)生干縮裂縫的半剛性基層上鋪筑瀝青面層，在較薄瀝青面層的情況下，半剛性基層的裂縫會(huì)由于溫度應(yīng)力而使面層底部先開裂，并較快形成反射裂縫。

凍縮裂縫：

凍縮裂縫主要是路基凍脹及收縮產(chǎn)生的開裂。這種裂縫在路面與路肩交界處最常見。

影響瀝青混合料低溫抗裂性的因素 影響瀝青混合料低溫抗裂性的主要因素有：材料特性如瀝青的感溫性、敢時(shí)性、老化性能等，路面結(jié)構(gòu)幾何尺寸如面層的厚度等，氣溫等環(huán)境因素如溫差等。

荷載型裂縫：

（1）瀝青路面的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫主要是由于行車荷載引起的。在車輪荷載作用下，大于半剛性基層材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，半剛性基層的底部就會(huì)很快開裂。在行車荷載的反復(fù)作用下，底部的裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)展到上部，并使瀝青面層也產(chǎn)生開裂破壞。影響拉應(yīng)力主要因素有面層的厚度、基層本身的厚度、基層的回彈模量和下承層的回彈模量。選取不同的瀝青面層厚度和半剛性基層厚度，通過試驗(yàn)得出半剛性基層底部的拉應(yīng)力與半剛性材料回彈模量間的關(guān)系曲線。

在半剛性基層下采用半剛性材料做底基層，可使基層底面由行車荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力明顯減小，甚至還小于半剛性底基層底面產(chǎn)生的拉應(yīng)力，這對(duì)半剛性基層承受行車荷載的反復(fù)作用是十分有利的。

裂縫產(chǎn)生因素有：1、瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)是影響瀝青路面溫度開裂的罪豬妖原因。瀝青的品種和等級(jí)也是影響瀝青路面開裂的重要因素。在長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中，選用高粘度、低稠度的瀝青，其溫度敏感性較低，能延遲溫度裂縫的產(chǎn)生。

2、基層材料的性質(zhì)基層材料的收縮性愈小，面層裂縫愈少?；鶎由嫌型笇佑鸵约訌?qiáng)與面層的粘結(jié)對(duì)抗開裂是有好處的，基層材料種類對(duì)瀝青面層的裂縫率有明顯影響。

3、氣候條件 ：

瀝青未達(dá)到適合本地區(qū)氣候條件和使用要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，低溫抗變形能力較差，致使瀝青面層在低溫下產(chǎn)生收縮開裂。地基處理不當(dāng)，路基碾壓不均勻，造成路基沉降不均勻。

3、交通量和車輛類型 

隨著交通運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展。原有的路面強(qiáng)度日趨不足，路面滿足不了交通量迅速增長(zhǎng)和汽車載重明顯增大的需求，瀝青路面過早產(chǎn)生疲勞破壞，瀝青路面很快開裂。

4、原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，未充分考慮到各種不利因素，施工質(zhì)量不好，瀝青路面面層厚度不足，瀝青路面原材料的品質(zhì)不符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，路面強(qiáng)度明顯不能滿足行車要求。在行車作用下，特別是超大噸位車輛的頻繁碾壓，瀝青路面很快開裂。

 施工因素主要指半剛性基層材料的碾壓含水量，半剛性基層完成后的暴曬時(shí)間等因素。