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摘要：经济的发展促进了道路运输行业的进步。我国道路路面的设计水平也在不断提高，为人们的生产生活带来了很大的便利。本文对市政道路柔性基层沥青路面的结构设计进行详细研究。
关键词：市政道路；柔性基层；沥青路面；结构设计
中图分类号：TU99文献标识码： A
一、前言
当前交通运输行业的繁荣加大了货车的运输量，进而对路面质量提出了更高的要求。柔性基层沥青路面以其特有的优点成为当前路面的主要形式。
二、影响沥青路面的主要因素
在沥青路面施工中，路面平整度和抗滑性能是保证车辆平稳行驶、行车舒适及其安全性的重要条件。而相关试验证明，车辆在纵向且不平整的路面行驶时，其双轴在剧烈的振动下所爆发出的冲击力是静止时的两倍，从而加剧了对道路的破坏。因此，保证沥青路面的平整度，是确保道路质量，延长其使用寿命的关键所在。而在沥青路面施工中，如对沥青砼的搅拌不够均匀，将会加大空气间隙率及路面透水性，从而使路面遭受严重的水破坏，并产生裂痕等。而空气间隙率变大，空气进入路面结构将导致沥青氧化，出现沥青砼裂痕和结构不紧密的现象，从而加速了对沥青路面的破坏。而在路面施工中，混合料的集料离析加大了沥青砼的不均匀性能，同时增加了沥青砼的透水性和空气间隙率，并形成较为恶劣的水破坏现象，从而使进入沥青面层的自由水停留在其结构中，而在车辆快速行驶中所产生间隙水压较大，从而使路面沥青出现脱落及沥青砼结构松散、变形、坑洞等路面损伤现象，对道路的使用寿命有很大的影响。而在路面施工中，沥青混合料的温差是决定路面密度均匀度的关键因素。但因为沥青混合料受温度的影响较大，在温度较低的地方其空气间隙率会增大，并容易出现渗水现象，而当渗入的水冻结时，将会导致路面产生坑洞，使路面受到极为严重的破坏。
三、柔性基层沥青路面的结构型式现状及发展趋势
沥青路面结构层可由面层、基层、底基层、垫层等多层结构组成。一般将沥青路面结构大致分为半刚性基层沥青路面结构、组合式I结构、组合式Ⅱ结构、柔性基层沥青路面结构以及全厚式沥青路面结构五种类型。
早在七八十年代，柔性基层沥青路面的结构型式曾风靡全国，但由于当时没有解决好基层承载力问题，多在土质路槽上直接铺筑沥青硷面层，致使路面加速老化破损，后逐渐淡出。半刚性基层只是我国规范中路面基层类型中的其中一种，由于半刚性基层的强度高承载能力强，因此，目前这一基层类型己经几乎成为唯一选择，但这种结构也存在大量问题。我国新规范中在原有路面结构类型的基础上又提出了柔性路面，全厚式沥青路面等。如今由于柔性级配碎石基层沥青路面的结构型式对解决反射裂缝效果明显，且造价相对较低，因此如今已开始成为研究的热门话题。
四、柔性基层结构优势
级配碎石柔性基层沥青路面与半刚性基层相比，它受温度变化和湿度变化产生应力影响方面较小，一般不会出现反射裂缝问题，且由于基层较柔，模量变异性不大，不容易产生车辙，其抗疲劳能力也比半刚性基层较好。另外，柔性基层在以后路面的修复中，柔性基层材料可以完全被利用，不但可以大大降低维修费用，节约能源，而且能减少环境污染。因此，研究柔性基层沥青路面这种符合我国国情的路面新工艺、新结构形式，既能保证沥青混凝土路面的品质，又不会过多提高工程造价，对加快我国道路路面建设，提高路面铺装率，拉动地方财力增长有着十分重要的意义。
五、路面结构设计原则
沥青路面结构层次的选择与安排工作具有十分重要的意义，它们直接影响了路面结构在正常使用之后的承受行车荷载情况。不仅如此，在详细、全面的设计过程中还能够充分发挥出各个各结构层的所有效能，最终极大的降低了路面结构设计与施工的低成本。通过对相关理论的研究与长时间的实践经验，路面结构设计原则主要包括：
1、适应行车荷载作用的要求
一般情况下，人们将作用到路面中的行车荷载分为垂直力与水平力两种。其中，路面受到垂直力后，内部将会产生与应变，长时间之后又将会随深度逐渐向下递减。而受到水平力力后形成的的应力与应变则会随着深度的逐渐减小而提高速度。不仅如此，路面表面还会受到车轮的摩擦力，所以，路面结构设计首要遵循的原则就是大强度与抗变形。
2、在各种自然因素作用下稳定性好
怎样才能有效的提高沥青路面的水稳性已经成为了新时期路面结构层选用过程中必须要及时解决的关键问题之一。通常情况下部分中湿路段在进行沥青路面修建时，往往会因为沥青层不透气而造成路基与基层中水分逐渐朝着基层集合。特别是当土的塑性指数非常大，遇水强度减弱，同时其刚度也会有大幅度的减弱，最终造成路面开裂破损坏。因此，沥青路面的基层要尽可能选择用具有较强水稳性好的材料。
3、考虑结构层的特性
路面结构层构成方式一般包括密实级配、形成板体与嵌挤等多种，所以选择哪种方式来保证路面的强度与刚度，同时还保证结构层的稳定性是市政道路沥青路面建设施工中需要特别关注的环节。所以要想进一步实现路面结构的整体性与结构层应力传递的连续性，则必须要尽可能的保证结构层间的结合紧密稳定性。路面设计过程中，必须要根据面层耐久与土基稳定两大需求，同时从施工设计的实际出发，选用最合适的材料，最终做好图纸设计工作。
六、柔性基层路面的结构设计
1、路面结构组合设计
图1路面结构示意图
由上图1所示，路面结构按照不同的層位与功能通常包括面层、基层、底基层以及路基四方面内容。其中，面层还包括分成上面层与下面层。研究结果表明，轮胎对路面产生的摩擦力类似于长方形，而且当荷载增加时所形成的长方形也就愈加明显。超载与交通量之间有着紧密的联系，所以对于路面的设计必须要以超载的标准轴载次数为重要依据。我国规范路基土设计模量E0一般都保持在30到40兆帕之间。选用材料设计参数也是一项十分关键的环节，它与路面结构的强度存在了直接的关系。如果取值高，那么竣工后路面的结构可靠度将会大大减弱，最终造成路面使用年限大幅度减少。如果取值低，那么路面结构的可靠度就会有所增强，同时增加了一次性投资。
2、路面结构剪应力设计
市政道路中的车流量比较大，而且车辆的变速与制动发生频率十分高，因此，路面往往会承受非常大的剪切作用。所以，要想避免路面在使用过程中出现剪切损坏，还需要深入研究与分析剪应力。研究以JTGD50-2006《公路沥青路面设计规范》和CJJ37-90《城市道路设计规范》为重要依据。路面结构设计通常会选择双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论来完成计算，路面荷载与计算点如下图2所示。
图2弹性层状体系算图式
计算坐标点为A（0，0.1598）,B（0，0.1065）,G（0，0.0533），D（O，0.2663），E（-0.0959，0.1598），F（0.0959，0.1598）、0（0，0）。沥青混凝土路面的最大剪应力Tm按JTGD50-2006及CJJ37-90的电算程序或诺漠图计算。容许剪应力Tm=0.25Mpa。
路面水平力往往会受到行车状态的影响，而且具体的大小则取决于轮胎和路面间的摩擦阻力。所以，对于停车场、交义口等车辆行驶速度比较低的位置，路面出现车辙的几率比较高。正常行驶时，水平力系数通常比较小，人们习惯取0.3。但紧急制动或转弯时，水平力系数便增至0.5左右，所以，剪应力计算过程中水平力系数应按取0.5。
七、结束语
综上所述，柔性基层沥青路面是公路的主要形式之一，也是最容易出现安全隐患的。因此，在进行柔性基层沥青路面设计中要更加精细，为下一步施工奠定基础。
参考文献
[1]王树森，孔艳玲.高等级公路沥青路面柔性基层的研究[R].交通部优秀青年专业技术人才专项经费资助项目研究报告.2012
[2]李来海，土玉娟.沥青路面柔性基层与半刚性基层的优化组合研究[J].中外公路.2011,15（06）：31-32
关键词：市政道路；柔性基层；沥青路面；结构设计
中图分类号：TU99文献标识码： A
一、前言
当前交通运输行业的繁荣加大了货车的运输量，进而对路面质量提出了更高的要求。柔性基层沥青路面以其特有的优点成为当前路面的主要形式。
二、影响沥青路面的主要因素
在沥青路面施工中，路面平整度和抗滑性能是保证车辆平稳行驶、行车舒适及其安全性的重要条件。而相关试验证明，车辆在纵向且不平整的路面行驶时，其双轴在剧烈的振动下所爆发出的冲击力是静止时的两倍，从而加剧了对道路的破坏。因此，保证沥青路面的平整度，是确保道路质量，延长其使用寿命的关键所在。而在沥青路面施工中，如对沥青砼的搅拌不够均匀，将会加大空气间隙率及路面透水性，从而使路面遭受严重的水破坏，并产生裂痕等。而空气间隙率变大，空气进入路面结构将导致沥青氧化，出现沥青砼裂痕和结构不紧密的现象，从而加速了对沥青路面的破坏。而在路面施工中，混合料的集料离析加大了沥青砼的不均匀性能，同时增加了沥青砼的透水性和空气间隙率，并形成较为恶劣的水破坏现象，从而使进入沥青面层的自由水停留在其结构中，而在车辆快速行驶中所产生间隙水压较大，从而使路面沥青出现脱落及沥青砼结构松散、变形、坑洞等路面损伤现象，对道路的使用寿命有很大的影响。而在路面施工中，沥青混合料的温差是决定路面密度均匀度的关键因素。但因为沥青混合料受温度的影响较大，在温度较低的地方其空气间隙率会增大，并容易出现渗水现象，而当渗入的水冻结时，将会导致路面产生坑洞，使路面受到极为严重的破坏。
三、柔性基层沥青路面的结构型式现状及发展趋势
沥青路面结构层可由面层、基层、底基层、垫层等多层结构组成。一般将沥青路面结构大致分为半刚性基层沥青路面结构、组合式I结构、组合式Ⅱ结构、柔性基层沥青路面结构以及全厚式沥青路面结构五种类型。
早在七八十年代，柔性基层沥青路面的结构型式曾风靡全国，但由于当时没有解决好基层承载力问题，多在土质路槽上直接铺筑沥青硷面层，致使路面加速老化破损，后逐渐淡出。半刚性基层只是我国规范中路面基层类型中的其中一种，由于半刚性基层的强度高承载能力强，因此，目前这一基层类型己经几乎成为唯一选择，但这种结构也存在大量问题。我国新规范中在原有路面结构类型的基础上又提出了柔性路面，全厚式沥青路面等。如今由于柔性级配碎石基层沥青路面的结构型式对解决反射裂缝效果明显，且造价相对较低，因此如今已开始成为研究的热门话题。
四、柔性基层结构优势
级配碎石柔性基层沥青路面与半刚性基层相比，它受温度变化和湿度变化产生应力影响方面较小，一般不会出现反射裂缝问题，且由于基层较柔，模量变异性不大，不容易产生车辙，其抗疲劳能力也比半刚性基层较好。另外，柔性基层在以后路面的修复中，柔性基层材料可以完全被利用，不但可以大大降低维修费用，节约能源，而且能减少环境污染。因此，研究柔性基层沥青路面这种符合我国国情的路面新工艺、新结构形式，既能保证沥青混凝土路面的品质，又不会过多提高工程造价，对加快我国道路路面建设，提高路面铺装率，拉动地方财力增长有着十分重要的意义。
五、路面结构设计原则
沥青路面结构层次的选择与安排工作具有十分重要的意义，它们直接影响了路面结构在正常使用之后的承受行车荷载情况。不仅如此，在详细、全面的设计过程中还能够充分发挥出各个各结构层的所有效能，最终极大的降低了路面结构设计与施工的低成本。通过对相关理论的研究与长时间的实践经验，路面结构设计原则主要包括：
1、适应行车荷载作用的要求
一般情况下，人们将作用到路面中的行车荷载分为垂直力与水平力两种。其中，路面受到垂直力后，内部将会产生与应变，长时间之后又将会随深度逐渐向下递减。而受到水平力力后形成的的应力与应变则会随着深度的逐渐减小而提高速度。不仅如此，路面表面还会受到车轮的摩擦力，所以，路面结构设计首要遵循的原则就是大强度与抗变形。
2、在各种自然因素作用下稳定性好
怎样才能有效的提高沥青路面的水稳性已经成为了新时期路面结构层选用过程中必须要及时解决的关键问题之一。通常情况下部分中湿路段在进行沥青路面修建时，往往会因为沥青层不透气而造成路基与基层中水分逐渐朝着基层集合。特别是当土的塑性指数非常大，遇水强度减弱，同时其刚度也会有大幅度的减弱，最终造成路面开裂破损坏。因此，沥青路面的基层要尽可能选择用具有较强水稳性好的材料。
3、考虑结构层的特性
路面结构层构成方式一般包括密实级配、形成板体与嵌挤等多种，所以选择哪种方式来保证路面的强度与刚度，同时还保证结构层的稳定性是市政道路沥青路面建设施工中需要特别关注的环节。所以要想进一步实现路面结构的整体性与结构层应力传递的连续性，则必须要尽可能的保证结构层间的结合紧密稳定性。路面设计过程中，必须要根据面层耐久与土基稳定两大需求，同时从施工设计的实际出发，选用最合适的材料，最终做好图纸设计工作。
六、柔性基层路面的结构设计
1、路面结构组合设计
图1路面结构示意图
由上图1所示，路面结构按照不同的層位与功能通常包括面层、基层、底基层以及路基四方面内容。其中，面层还包括分成上面层与下面层。研究结果表明，轮胎对路面产生的摩擦力类似于长方形，而且当荷载增加时所形成的长方形也就愈加明显。超载与交通量之间有着紧密的联系，所以对于路面的设计必须要以超载的标准轴载次数为重要依据。我国规范路基土设计模量E0一般都保持在30到40兆帕之间。选用材料设计参数也是一项十分关键的环节，它与路面结构的强度存在了直接的关系。如果取值高，那么竣工后路面的结构可靠度将会大大减弱，最终造成路面使用年限大幅度减少。如果取值低，那么路面结构的可靠度就会有所增强，同时增加了一次性投资。
2、路面结构剪应力设计
市政道路中的车流量比较大，而且车辆的变速与制动发生频率十分高，因此，路面往往会承受非常大的剪切作用。所以，要想避免路面在使用过程中出现剪切损坏，还需要深入研究与分析剪应力。研究以JTGD50-2006《公路沥青路面设计规范》和CJJ37-90《城市道路设计规范》为重要依据。路面结构设计通常会选择双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论来完成计算，路面荷载与计算点如下图2所示。
图2弹性层状体系算图式
计算坐标点为A（0，0.1598）,B（0，0.1065）,G（0，0.0533），D（O，0.2663），E（-0.0959，0.1598），F（0.0959，0.1598）、0（0，0）。沥青混凝土路面的最大剪应力Tm按JTGD50-2006及CJJ37-90的电算程序或诺漠图计算。容许剪应力Tm=0.25Mpa。
路面水平力往往会受到行车状态的影响，而且具体的大小则取决于轮胎和路面间的摩擦阻力。所以，对于停车场、交义口等车辆行驶速度比较低的位置，路面出现车辙的几率比较高。正常行驶时，水平力系数通常比较小，人们习惯取0.3。但紧急制动或转弯时，水平力系数便增至0.5左右，所以，剪应力计算过程中水平力系数应按取0.5。
七、结束语
综上所述，柔性基层沥青路面是公路的主要形式之一，也是最容易出现安全隐患的。因此，在进行柔性基层沥青路面设计中要更加精细，为下一步施工奠定基础。
参考文献
[1]王树森，孔艳玲.高等级公路沥青路面柔性基层的研究[R].交通部优秀青年专业技术人才专项经费资助项目研究报告.2012
[2]李来海，土玉娟.沥青路面柔性基层与半刚性基层的优化组合研究[J].中外公路.2011,15（06）：31-32