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摘要：不同等級的瀝青路面有著不同的極限荷載，而極限荷載的差別直接關(guān)系到瀝青路面的使用年限，為了不斷提高瀝青路面的極限荷載和使用年限我們應(yīng)當加強對瀝青路面極限荷載和使用年限探索與研究。本文基于此論述了瀝青路面極限荷載和使用年限的評價指標，并在此基礎(chǔ)上對瀝青路面極限荷載和使用年限的極限狀態(tài)進行了分析和證明。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；極限荷載；使用年限

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和經(jīng)濟聯(lián)系的日益密切，我國的公路運輸事業(yè)獲得了巨大的進步，公路運輸人員為了降低運輸成本和提高經(jīng)濟效益，越來越多地采用大噸位的重型汽車來進行運輸。然而我國目前的公路網(wǎng)中大多數(shù)公路都是低等級的公路，很多重型汽車在高級公路上不會超限，但是一旦行駛在低級公路上，很快就會對公路造成嚴重的損害，大大降低公路的使用年限。隨著我國的經(jīng)濟進一步發(fā)展，重型汽車的運輸是不可避免的，而且會越來越多，因此科學地對瀝青路面極限荷載和使用年限進行探索和確定具有十分重要的意義。

一、瀝青路面極限荷載和使用年限的評價指標

1、我國瀝青路面的特點

我國的經(jīng)濟基礎(chǔ)較差，因此高速公路的建設(shè)起步較晚，施工技術(shù)水平也與發(fā)達國家存在一定的差距，再加上復(fù)雜多樣的氣候條件和地質(zhì)條件，使得我國的各級道路受到嚴峻的考驗。由于我國過去技術(shù)水平比較落后，大多數(shù)的瀝青不得不依賴進口，因而我國過去所修建的大量公路沒有很厚的瀝青層，因此我國公路的路面結(jié)構(gòu)主要由半剛性材料底基層、瀝青面層和基層構(gòu)成，其中被用來承重的是半剛性材料底基層，被用作功能層的是瀝青層。經(jīng)過幾十年的研究和實踐證明，半剛性材料底基層具有較強的力學性能和路用性能，因此它提供瀝青路面所需要的全面承載能力。在我國的已經(jīng)修建完成的三級公路，尤其是高速公路中，絕大部分都采用了半剛性材料底基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)。

2、具體評價指標

做好瀝青路面的設(shè)計首先要對彎沉、應(yīng)變、疲勞、車轍和低溫開裂等幾個關(guān)鍵指標進行科學的控制，同時要注意考慮到交通條件和溫度變化對路面的影響，并注意節(jié)約經(jīng)濟成本，爭取以最小的經(jīng)濟費用達到最高的綜合效益[1]。表一列舉出了部分典型瀝青路面的關(guān)鍵性設(shè)計指標。一般情況下，如果路基受到了過大的應(yīng)力沖擊，那么就會發(fā)生永久變形，嚴重的還會引起路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開裂的現(xiàn)象。因此通常情況下，采用面層或者基層底面的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變來作為瀝青路面極限荷載和使用年限的重要評價指標，以此來對瀝青路面的整體性結(jié)構(gòu)層和混合料面層的開裂情況。彎沉指標則反映了瀝青路面各層抵抗豎向變形的能力，因此它著重體現(xiàn)了路基路面結(jié)構(gòu)的剛性，可以用于防止瀝青路面的沉陷和變形。另外，剪切指標則主要反映了瀝青路面混合料的熱穩(wěn)性，在坡度較大或坡度較長的瀝青路面上，車輛荷載往往會對路面產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，因此會對路面產(chǎn)生較大損壞，而通過剪切指標的檢驗就可以對瀝青路面極限荷載和使用年限進行判斷和研究。

二、瀝青路面極限荷載和使用年限的極限狀態(tài)

一般情況而言，瀝青混合料的斷裂應(yīng)變是比較大的，這一點我們可以通過舉例的方式來加以證明，在現(xiàn)行的瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，對高級瀝青公路的瀝青混合料進行符合實驗規(guī)程的彎曲檢驗，實驗在在-10℃的溫度條件下進行，瀝青路面的極限破壞應(yīng)變實驗結(jié)果如表二所示。對于剛性基層的瀝青路面來說，如果半剛性結(jié)構(gòu)層并沒有到安全損壞的地步，那么瀝青層底部的拉應(yīng)變會比較小，因而無法不能有效控制極限荷載。

1、瀝青層極限使用狀態(tài)

由于我國的瀝青研究起步較晚，因此與發(fā)達國家在這方面的研究成果相比存在較大的差距，國外對瀝青混合料特性的研究已經(jīng)有六十年的歷史，在瀝青路面的各種指標的研究中得出了較好的成績，諸如梯形梁試件二點法和棱柱體梁試件三點法等疲勞試驗方法被廣泛應(yīng)用到瀝青混合料的彎曲疲勞試驗研究中[2]。因為各國采用的試驗方法不同，再加上試驗的儀器和設(shè)備有所差別，并且瀝青混合料的具體性質(zhì)差異也比較大，因此很難得到一個比較統(tǒng)一的疲勞關(guān)系式，但是各國所采用的試驗方法大多是針對瀝青面層地步的拉應(yīng)力試驗研究，其中最典型的試驗就是小梁重復(fù)彎曲試驗，因此在這一點上各國是沒有爭議的。

2、土基的極限使用狀態(tài)

一般情況下，如果瀝青路面受到的荷載過大，那么就會發(fā)生永久變形而變得不平整，嚴重的甚至會出現(xiàn)開裂，嚴重影響了行車的舒適與安全。為了解決這個難題，各國都采用限制路基頂面縱向壓應(yīng)變的方法來防止和避免瀝青路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)永久變形的現(xiàn)象，為此建立了路基頂面縱向壓應(yīng)變與標準荷載作用次數(shù)的關(guān)系式，通過對此關(guān)系式的整理分析與實踐研究發(fā)現(xiàn)，采用路基頂面壓應(yīng)力可以使關(guān)系式不隨路基模量而發(fā)生太大的變化。因此AI法、Shell法、澳大利亞法和比利時法等均采用了路基頂面縱向壓應(yīng)變與標準荷載作用次數(shù)的關(guān)系式，并取得了良好的成效。

3、瀝青路面較強極限荷載和較長使用年限的要求

永久性路面的概念于二十世紀九十年代在歐洲被提出來，之后世界各國的相關(guān)專家學者便對其展開了廣泛而深入的研究[3]。其中一個英國的學者發(fā)現(xiàn)，如果瀝青路面存在一個厚度的極限，那么經(jīng)過科學合理的設(shè)計與施工，超過厚度極限數(shù)值的瀝青路面結(jié)構(gòu)就不會因為疲勞而產(chǎn)生永久性的變形和開裂。而且瀝青的混合料存在著一個彎拉應(yīng)變的臨界點，如果路面結(jié)構(gòu)彎拉應(yīng)變的程度沒有達到此臨界點，那么瀝青混合料的彎拉應(yīng)變值與其可承受的極限荷載次數(shù)呈現(xiàn)一條水平的漸進關(guān)系線，這樣就證明了瀝青路面結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生疲勞損害。經(jīng)過具體的試驗研究以后，最后得出的結(jié)果表明瀝青混合料應(yīng)變低于100時可以獲得較長的使用年限。AI協(xié)會對瀝青混合料的疲勞極限進行實驗以后發(fā)現(xiàn)，應(yīng)變值在70以下時沒有出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。美國的一些路段正常使用了40年左右而沒有出現(xiàn)任何結(jié)構(gòu)性損壞，通過對這些路段的研究，最后的結(jié)果表明這些路段的瀝青層底拉應(yīng)變值在100以下，土基頂面壓應(yīng)變值在200左右。因此上述研究結(jié)論表明，想要使瀝青路面獲得較強極限荷載和較長使用年限，建議將瀝青混合料的彎拉臨界點數(shù)值控制在100左右，土基頂面的壓應(yīng)變值在200以下。

結(jié)語

綜上所述，本文在科學實驗和準確論證的基礎(chǔ)上對瀝青路面極限荷載和使用年限的評價指標和極限狀態(tài)進行了分析和研究，并得出了一定的結(jié)論，這對于進一步加強瀝青路面的科學實驗和研究，不斷提高我國瀝青路面的極限荷載和使用年限具有重大的幫助。

參考文獻：

[1]劉忠根，劉曉紅，李元新，李鴻偉，楊兆億.路基壓實與瀝青路面使用壽命的關(guān)系[J].交通科技與經(jīng)濟，2010，01：93-95.

[2]陳晉華.瀝青路面極限承載力與壽命評估[J].交通科技與經(jīng)濟，2010，04：93-95.

[3]帥青燕，何亞伯.高速公路瀝青路面全壽命經(jīng)濟分析[J].工程管理學報，2011，06：649-652.