论沥青混凝土路面的基层

(1)最近几年来世界各国(苏联、美国、瑞典、挪威等)其中也包括中国高价的沥青混凝土路面由于道路基层强度不够而大量损坏。基层通常用碎石、大石块、砾石、泥结碎石和各种粘结料(沥青、柏油、水泥、石灰)改善的土壤建造。目前美国、西欧各国和苏联只有在偶而情况下才采用“大石块”基层。现在道路基层的材料主要是碎石、砾石、泥结碎石和稳定土壤。 (2)使用沥青混凝土路面的实践证明,只有在用碎石基层时这种路面的使用期限才能达到18—30年。采用其他柔性类基层时路面会出现大量损坏的现象,因为按混合料最佳级配原则来计设它们并不是适合的。最佳级配原则只有在由砾石、泥结碎石和其他相似材料构成过渡式路面时才是合理的。但是把它应用来建造沥青混凝土路面下的基层是不正确的。沥青混凝土路面的临界挠度比砾石、泥结碎石或稳定土壤等路面小1/2 或3/4。因此对沥青混凝土路面下道路基层材料的要求应该比用于建造过渡式路面时来得高。 (3)莫斯科建筑工程学院城市建设与经营教研组和全苏道路科学研究院进行的研究证明:砾石、泥结碎石和其他相似基层在潮湿时对自己强度的改变敏感性很高,这是因为基层包含细土粒(颗粒小于0.5公厘)之故,即使其数量不大于15％也是如此。 (4)野外和实验室试验曾经确定,例如砾石材料的含水量由4％增加到6％(按重量计),则其形变模量将由600公斤/平方公分降低到180,但是在设计沥青混凝土路面时,设计师总采用砾石材料的最大形变模量数值为800,甚至有时E=1000公斤/平方公分,却不管在混合料内细土的含量常常超过20％(按重量计)的事实,并且砾石和其他当地材料一样,其质量是非常不匀一的。我们的试验查明,只有筛过的砾石颗粒大小从60—15公厘时,其形变模量为E=800公斤/平方公分。但是,同样的砾石如果不过筛,又包含小于0.05公厘的颗粒为3％和小于2公厘的颗粒为17—20％,而细土粒在饱和状态下的塑性指数达4的话,则其变形模量仅350—500公斤/平方公分左右,甚至更低。 (5)1948—1956年对苏联各种自然条件下沥青混凝土路面损坏地段进行研究指出,大多数砾石、碎石(采用抗压强度小于500公斤/平方公分的石料)和泥结碎石基层在秋季特别是春季处于极潮湿的情况下,其形变模量不是设计值800—1000公斤/平方公分,而是E≤500公斤/平方公分。 (6)采用强度弱的石料建造沥青混凝土路面下的基层,特别在加强原有次高级路面时,显然是不利的。抗压强度小于500公斤/平方公分的软石料,只有预先用沥青或柏油处理后才能用来建造沥青混凝土路面的基层。 (7)在沥青或柏油处治的土壤基层上铺筑沥青混凝土路面,同样不是有效的。用水泥或石灰加固的当地土壤所建造的基层,此采用沥青或柏油处治的土壤时来得较为坚固。 (8)基层为混凝土甚至其中掺用碎砖的混凝土,则沥青混凝土路面的工作情况很好。 (9)分析提高沥青混凝土路面使用期限方面所积累的经验可得出下列各点结论: A.有适当垫层的混凝土基层应该认为是最完善的一种基层; B.沥青混凝土路面可以敷设在形变模量为E=1000公斤/平方公分(单层式时)和E=800公斤/平方公分(双层式时)的材料所组成的柔性的基层上; B.只有抗压强度超过R=800～1000公斤/平方公尺的石料所造成的基层方能满足上述要求,这种基层可按碎石路、弹石路和大石塊形式敷设。石料强度很小,但不小于R≥400公斤/平方公分时,这种材料只准用于冰冻深度小于0.3—0.4公尺地区的干燥地段上; Γ.沥青混凝土路面不宜铺筑在沥青或柏油处治土壤基层上; π.砾石或泥结碎石材料只应该用于干燥地段的道路基层中,假如其中包含小于5公厘的颗粒不超过20％,小于0.5公厘不大于10％,小于0.074公厘不超过3％,并且在使用石灰岩时材料的强度(根据苏联规定的石料分类)应该是2—3级。在潮湿地方也可使用泥结碎石或不低于2—3级石灰岩或砾石,但其中包含小于5公厘的颗粒要在10％以下,要完全没有小于0.5公厘的颗粒,即实质上使用冲洗过的砾石。如泥结碎石或砾石材料的质量较坏,只有先用各种粘结料改善后才能使用,或者按表1的标准用于道路基层下层。 (10)第(9)项中所规定的建造沥青混凝土路面基层的砾石和泥结碎石材料的标准,和瑞典、美国的道路建筑实践是相结合的。只有这一种质量的砾石,不论其含水量如何(最大含水量可达到按重量计的4—5％),能在10次重复加荷的情况下不呈现“弹簧”状态。 (11)在北京、上海、南京、杭州和中国其他城市内,黑色路面的总厚度多为25—40公分,在这些路面上观察到无数裂缝和损坏,这些显然与道路的基层上层中包含细土粒过多有关。中国设计和建筑路面的专家们,必须参考世界各国用砾石或泥结碎石为基层设计沥青混凝土路面的经验,再根据自己当地的特点来制订砾石或泥结碎石材料的适当的技术规范。     

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