瀝青路面結構設計存在的問題

1、設計指標唯一。盡管瀝青路面結構設計中包含彎沉和彎拉應力驗算指標,但實際在瀝青路面結構設計中,彎沉成為路面結構設計的唯一指標,也即使說按照現(xiàn)有的規(guī)范方法,在路面設計彎沉滿足的條件下,彎拉應力驗算肯定是通過的,使得設計指標成為唯一。

2、設計指標不可控制。設計指標應該是路面結構可能產(chǎn)生損壞的控制指標,即設計模型與路面結構損壞模型應該一致,但實際情況告訴我們,彎沉指標無法與多種破壞類型和破壞標準相統(tǒng)一、協(xié)調(diào),現(xiàn)有瀝青路面的損壞湖設計模式大不相同,設計指標形同虛設。路面設計的宗旨是防止在設計年限內(nèi)總交通量反復荷載作用引起路面疲勞破壞,實際上絕大部分路面在交通量遠未達到設計交通量的早期已經(jīng)發(fā)生了破壞,疲勞破壞的指標還沒起到控制作用。路面結構設計基本思想是路面結構的承載能力主要依靠半剛性基層,路面結構破壞就意味著基層破壞。實際上現(xiàn)在許多高速公路的彎沉值都非常小,似乎路面不應該破壞,可是實際卻壞了。另一方面,一旦水滲入基層、路基、彎沉又會變得很大。也就是說,路面破壞程度與路面驗收時的彎沉經(jīng)常不相關。

 3、理論驗算定條件不準確。按照現(xiàn)有公路瀝青路面設計規(guī)范,在進行瀝青路面結構彎拉應力驗算時,假定層間接觸條件是連續(xù)接觸,在這種條件下進行應力驗算,半剛性基層頂面的瀝青面層處于受壓狀態(tài),所以瀝青面層不會發(fā)生彎拉疲勞破壞。實際上,很難做到瀝青層與半剛性基層的連續(xù),即使是瀝青的上、中、下面層之間,由于施工污染,施工非連續(xù)性等原因,瀝青層之間都有可能是部分連續(xù)或者滑動的,在荷載、水等外界因素作用下,層間界面連接狀態(tài)的改變是必然的,因此路面結構設計時的假定條件是不準確的,在這種情況下,理論驗算結果的準確性可想而知。

  4、對其他路面結構形式限制。由于瀝青路面彎沉設計指標的存在和指標標準的不斷提高,在國外大量成功應用的柔性基層瀝青路面結構在我國無法得到應用,盡管規(guī)范中也列出了柔性基層的結構形式,實際上從設計指標本身就已經(jīng)決定了柔性結構不可能應用。

  5、彎沉回歸公式不可隨意外延。1978年柔性路面設計規(guī)范中的彎沉公式是現(xiàn)行公路瀝青路面設計規(guī)范的基礎,原來的彎沉與累計通行軸軸載次數(shù)的關系式是根據(jù)對當時國內(nèi)瀝青路面結構和路況條件進行調(diào)查回歸得到的,現(xiàn)在路面結構形式以及交通荷載情況與30年前有很大的不同,決定路面設計的關鍵指標彎沉公式多年來雖幾經(jīng)修正,但其對現(xiàn)有交通條件路面結構形式下的適應性值得懷疑。

6、路面材料設計參數(shù)與實際路用性能缺乏關聯(lián)性。路面設計采用理論計算方法看似很先進,實際上材料設計參數(shù)一般只是通過室內(nèi)試驗確定。過很多研究表明,路面材料在實際使用過程,其室內(nèi)性能與路用性能之間的關系并沒有很好的相關性,而我們的設計人員在路面結構設計過程中,一般僅通過取規(guī)范推薦的材料參數(shù)中值得的簡單辦法進行設計,更談不到去建立路面材料室內(nèi)力學性能與野外路用性能的關系,所以其設計過程實際上只是個形式。通過對瀝青路面結構設計中存在問題的分析可以看出,在設計上,瀝青路面發(fā)生早期損壞現(xiàn)象是必然的。也就是說,瀝青路面結構設計本身就是矛盾的,設計模型的與瀝青路面早期損壞模式?jīng)]有較好的相關關系。