2025年长寿命半刚性基层沥青路面的设计原理及方法(1).pdf

志不强者智不达，言不信者行不果。——墨翟

长寿命半刚性基层沥青路面的设计原理及方法

摘要：本文论述了长寿命半刚性基层沥青路面的设计原理及方

法，指出了我国传统沥青路面设计方法存在的缺陷，简要说明了路

面结构动载性能分析方法。认为我国完全可以利用国外的永久性沥

青路面设计原理开发自己的长寿命半刚性基层沥青路面。

关键词：长寿命半刚性基层沥青路面路面结构动载性能。

序言：

半刚性基层沥青路面是我国公路的主要结构形式，要实现我国的长寿命半

刚性基层沥青路面，路面设计是第一位的。施工不可能超出设计的范畴，要掌

握长寿命半刚性基层沥青路面设计的核心技术。

我国传统的沥青路面设计方法存在缺陷，即缺少路面结构动载性能分析，

把汽车荷载当作静载，运用弹性层状连续体系理论进行计算，往往造成路面结

构动载性能不良，路面结构动载性能不良的半刚性基层沥青路面很难达到长寿

命，容易发生结构性损坏。因此，我们的沥青路面设计中的结构层与组合设计

要把汽车荷载当作动载，增加路面结构动载性能分析这一关键环节。

一、路面结构动载性能分析

那么如何进行路面结构动载性能分析呢？对路面结构的动载性能进行分

析，首先要把汽车荷载看作动载，分析汽车驶过路面时，汽车荷载在路面各结

构层的传递、扩散，分析路面各结构层的结合状态，是趋于连续状态还是滑动

状态。下面作者浅谈对路面结构的理解，供大家参考。路面结构实质是一种“介

质”，把汽车动载快捷、均匀地传递给路基，即扩散传递荷载的作用；另一方

面路面结构自身承受汽车荷载的压力即承重层的作用。习惯上我们以为半刚性

基层是主要承重层，半刚性底基层是次承重层，而忽略了对路基承重的理解和

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去留无意，闲看庭前花开花落；宠辱不惊，漫随天外云卷云舒。——《幽窗小记》

认识，路基是最终的“承重层”。路面结构包括基层、底基层的承重作用是与

桥梁中的梁板的承重作用有着本质区别的，公路路面与铁路在结构上异曲同

工。火车的载重量要比汽车大，速度也快，铁路表现出了良好的使用性能，这

说明铁路结构设计是很成功的。铁路结构很简单，从下至上依次是路基、道碴、

枕木、铁轨。

半刚性材料优缺点再认识，要扬长避短。半刚性材料优点是板体性好、刚

度大，承载能力强，半刚性基层沥青路面弯沉小，有时甚至接近于零（贝克曼

梁法测回弹弯沉）。缺点是结构层间滑动性大，而且不同半刚性材料间滑动性

更大，路面结构动载性能不好。

例如：路面设计使用年限15年的高速公路普遍采用以下结构形式：

4cmAC-13细粒式沥青混凝土上面层；

6cmAC-20中粒式沥青混凝土中面层；

8cmAC-25粗粒式沥青混凝土下面层；

18cm4MPa(7d无侧限抗压强度)水泥稳定碎石上基层；

18cm0.8MPa(7d无侧限抗压强度)石灰粉煤灰稳定碎石下基层；

18cm0.6MPa(7d无侧限抗压强度)二灰土底基层；

路基

作者认为该路面结构形式路面结构动载性能不良。为什么呢？汽车动

载在不同材料的半刚性板间扩散传递不良。汽车荷载要通过四层板体即沥

青层、水泥稳定碎石上基层、二灰碎石下基层、二灰土底基层，最后传递、

扩散到路基，汽车动载在不同性质材料的半刚性板间传递性不良。上基层、

下基层、底基层三层半刚性版体间滑动性大，不能形成一个连续的整体半

刚性板承受荷载作用。该路面结构易发生结构性破坏，首先发生疲劳损坏

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长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。——李白

的层次一般是水稳碎石上基层，实际情况也是经常发生水稳碎石上基层连

同沥青层损坏被洗刨，留下二灰碎石。

这不是正常的沥青路面疲劳损坏，正常的疲劳损坏是沥青路面在预期

的使用寿命期限内，首先在底基层底部发生疲劳裂缝，缓慢向上延深到水