1．1综合排水设计的原则在对沥青路面结构进行优化时，要做好路面排水设计，这样可以延长路面的耐久性，也可以增强路面的承载能力。南方地区，由于夏季雨水比较多，如果路面排水设计存在漏洞，很容易造成路面积水问题。另外，设计人员还要合理布局道路周围的排水设施，需要充分考虑路面结构组合设计。另外，在进行路面改建施工时，也需要结合实际，对道路排水系统进行更改，提高路面的防渗性以及路基的承载能力，使沥青路面结构组合设计更加优质。
1．2增加路面结构层功能性的原则沥青路面是道路施工中常见的类型，沥青这种材料的性能比较强，在设计其层面结构时，要注意提高路面的抗滑性以及耐磨性，还要提高路面结构的抗剪性以及抗拉能力。由于道路暴露在外界环境中，所以自然气候因素以及车载作用力对其质量影响比较大，如果面层材料的强度不高，粘结力不强，则会影响路面的整体质量，还会影响其功能的发挥。面层的等级越高，其承受车载的能力则越强。在城市快速路以及一级公路设计中，由于交通量比较大，所以设计人员需要增强路面结构层的功能，要选择优质的施工材料，提高混凝土面层的质量。沥青结构层一般是由细粒式沥青混凝土作为表面层，中、粗粒式沥青混凝土作为中下面层构成，既可有效防水又可保证强度，所以，优化路面结构层设计，应注意确保路面的刚度以及稳定性。
2沥青路面结构组合类型之间的影响
2．1各结构层荷载应用分布特点路面在投入使用后，其各个结构层会受到荷载作用力的影响，而且荷载的大小随道路结构层的深度而递减，在不同的层面中，需要应用不同的施工材料，这些材料的强度会随道路结构层的深度而减小。所以，在设计路面结构层时，需要以强度自上而下的递减方式进行组合，这种组合类型在沥青路面设计中应用较为广泛，而且收到了较好的效果。在对路面基层进行施工时，要充分利用施工材料，按照就近的原则多利用当地材料，这样有助于降低工程造价。在对沥青路面的组成材料以及构件进行重新组合时，要分析材料强度随深度的变化规律，当路面结构层之间的模量相差较大时，要注意控制结构层间的拉应力，如果其差值超过材料的承受范围，则可能出现沥青路面结构层断裂的问题。根据以往设计经验，土基与基层的模量之比需要控制在0．08～0．40之间，而基层与面层回弹模量之比需要控制在0．3，道路设计人员，在对沥青路面结构组合进行优化时，要避免出现拉应力过大的问题，要根据不同的结构层，选择不同的材料，只有掌握好各结构层材料变化规律，才能设计出最佳的组合方案。
2．2各结构层特性以及相互影响沥青路面结构是由多种材料构成，在不同的层面上，需要应用不同的施工材料，这样材料的强度以及影响有一定差异。在组合的过程中，要注意其相互之间的影响，消除各结构层特性的不利因素，并采用有限的措施，对结构层组合类型进行限制。在沥青混凝土道路工程中，经常会用到石灰以及水泥这类材料，其受温度影响比较大，如果施工工艺存在漏洞，会导致路面出现大量的裂缝现象，所以，设计人员需要采取有效的措施降低基层材料的收缩问题，可以增加细料含量，还可以增大结合料的剂量，从而降低反射裂缝出现的概率。设计人员可以适当增加面层厚度、设置沥青碎石缓冲层、设置应力消散层或吸收层等;在潮湿的粉土或粘性土路基上，不宜直接铺筑碎(砾)石等粗颗粒材料。必要时可在路基顶面设土工布隔离层，以防止相互掺杂而污染基层，或导致过大变形而使面层损坏。层间结合应尽量紧密，避免产生滑移，以保证结构的整体性和应力分布的连续性。沥青面层与半刚性基层或粒料层之间应设置透层沥青，根据施工条件如多层沥青层次能否连续施工、施工期内是否多雨等采取相应的层间结合措施。
3结语
关键词:沥青路面;水损坏;路面结构;持续粘附能力;表面能理论;分子定向理论
中图分类号:U416
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2009)18-0186-03
一、沥青路面水损坏的特性
沥青路面水损坏是一个普遍存在的问题,也决不是一个过时的话题,特别是在中国南方地区。沥青路面水损坏问题的本质是沥青与集料在静、动水压力作用下的持续粘附能力,这也是该问题的核心。沥青混合料水损坏的作用机理,主要依据是沥青对集料的粘附理论,包括力学理论、化学反应理论、表面能理论和分子定向理论。
(一)沥青特性
沥青一般带负电荷,由于含有少量羧酸和亚枫而呈弱酸性;而集料的岩性决定了集料表面电荷的性质和酸碱特性。所以,按照化学反应理论,沥青对集料的粘附性决定于集料的岩性。
(二)集料特性
某些集料过分坚硬致密,破碎后表面光滑不利于沥青粘附。潮湿的集料与沥青的粘附性大大降低。滞留在混合料内部的水分夏季遇高温会变为水蒸汽,使沥青膜从集料表面撑开。而有些吸水率稍大的集料,只要施工时彻底干燥,沥青将会被吸入集料内部一部分,反而有良好的水稳定性。集料中含有泥土对沥青混合料得水稳定性的影响很大,土壤都带有负电荷,它是强亲水物质。单从材料本身的角度而言,水渗入路面中的途径还是很多的,例如施工时集料本身是含水的,而生产混合料时又不可能完全烘干,又例如施工时由于石料本身压碎值较大或压路机振幅过大,路面表面露白,给水进入沥青与集料之间的界面提供了条件,还有开放交通后集料表面沥青的磨耗、集料本身的损失等,都造成路面内部实际上是长时间处于潮湿状态的,如果沥青与集料粘附性不良,剥落也是不可避免的。排水不良、路面渗水是我国高速公路沥青路面水损害的重要原因,但并非根本原因,根本的原因是沥青与集料的粘附性不良。要防止或减轻沥青路面水损害,最好是能提高沥青与集料的粘附性。但是,消石灰和水泥的添加不可能完全搅拌均匀,抗剥落剂的性能参差不齐,目前国内抗剥落剂的添加工艺的不成熟导致添加效果差,都给沥青与集料的粘附性留下了隐患。
因此,在改善沥青对集料粘附性的同时,对路面结构和排水进行研究改善显然是十分必要的,国内、外对透水基层、抗滑密实的上封层和排水设施等进行了研究与应用,这是疏导的方法。
二、现行设计规范对沥青路面水损坏的考虑
我国现行沥青路面设计规范针对沥青路面水损坏现象作了如下规定:
1.粗集料与沥青应具有良好的粘附性,对年平均降雨量1000mm以上的高速公路和一级公路,表面层所用集料与沥青的粘附性应达到5级;其他情况粘附性不宜低于4级。
2.当粘附性达不到要求时,应通过掺入适量的消石灰、水泥或抗剥落剂等措施,提高粘附性等级及混合料的水稳定性。
3.矿粉必须采用石灰石等碱性石料磨细的石粉,不得使用酸性岩石等其他矿物的矿粉。
4.为防止雨雪下渗,浸入基层、土基,沥青面层应选用密级配沥青混合料。当采用排水基层时,其下均应设防水层,并设置结构内部的排水系统,将雨水排除路基外。
5.为排除路面、路基中滞留的自由水,确保路面结构处于干燥或中湿状态,下列情况下的路基应设置垫层:(1)地下水位高,排水不良,路基经常处于潮湿、过湿状态的路段;(2)排水不良的土质路堑,有裂隙水、泉眼等水文不良的岩石挖方路段;(3)季节性冰冻地区的中湿、潮湿路段,可能产生冻胀需设防冻垫层的路段;(4)基层或底基层可能受污染以及路基软弱的路段。
6.现行沥青路面设计规范还规定沥青混合料的空隙率较大、路面渗水严重时宜设上封层。可以看出,现行规范对沥青路面水损坏的防治还停留在给出设计原则阶段,因而是粗线条的,对于中央分隔带、路缘石如何设计、路面结构组合应选用哪些类型的混合料还不够详尽,不能很好地指导建设、施工。
三、影响沥青路面水损坏的路面结构因素分析
路面结构组合和路面排水设计合理时,路面排水通畅,路面结构内部基本无积水或不至于产生动水压力,有利于沥青混合料的水稳定性,反之则不利于沥青混合料的水稳定性。
(一)路面结构组合设计
1.材料――沥青混合料类型。沥青混合料为全开式结构或密实式结构时,路面不易发生水损坏;沥青混合料为半开式结构时,路面易发生水损坏。随着公称最大粒径的增大,渗水系数将增加,所以为了做到密水,减小公称最大粒径是有效的。
施工失败时以上关于沥青混合料类型对路面水损坏的影响的分析不适用。沥青路面密实度小,则孔隙率大,路面结构内部积水,在车辆荷载作用下易产生动水压力。
2.结构组合。路面结构组合设计包括给路面不同层位选择恰当的材料类型,保证路面结构的整体承载力和水稳定性。这包括选择密实而具有良好骨架结构的沥青混合料,使得路面不至于发生表面型水损坏;选择良好的透层和粘层材料,使得路面整体强度足够,不至于发生内部型水损坏;处理好接缝,避免缝边级配离析和压实不足。
例如,近年来广泛采用的三层式沥青路面结构中,上面层普遍设计为AK类沥青混合料,是一种半开式结构,再加上施工离析等原因,路面水损坏严重,在排水不畅的桥面情况更严重;下面层普遍设计为AC-25I型,而实际使用效果该层由于施工离析严重,导致透水严重,大量发生内部型水损坏,使得路面疲劳耐久性差,有时甚至中面层AC-20I型沥青混合料也存在相同的问题。湖北省和广东省就提出将下面层设计为AC-20I型沥青混合料,这一建议显然具有进步性。但是,由于加工更小粒径的碎石工艺流程更繁杂、产量更低和单价较高等原因,这一建议一直没有得到采纳。
对于沥青面层的厚度与公称最大粒径的关系一定要引起注意,必须保证厚度不小于公称最大粒径的3倍,对SMA要求甚至更高。然而,国内一些高速公路建设忽视了这个问题,例如有些公路由于造价的原因减薄了路面结构厚度,却没有相应调整沥青混合料类型,导致两者不相匹配。厚度与公称最大粒径不相匹配一般是厚度偏薄,其后果是级配离析严重,表面缺粒严重,导致压实离析,路面渗水。相反的例子是,施工单位私自调整级配,名义是按设计混合料类型施工,实际调细级配甚至将公称最大粒径减小一个筛孔,使得上述不良现象大大减轻甚至基本消失。
由于国内长期以来注重路面平整度等原因,路面结构设计的主流一直是半刚性基层沥青路面,对于柔性基层结构使用较少,在沥青下面层和上基层之间采用碎石层作排水层的做法自然就难以实施。许多国家在水泥稳定碎石集料上面设置级配碎石层作为过渡层,以减少路面的开裂和有利于排水,成为倒装结构,如南非、法国和德国等。我们经常说有些国家也使用半刚性基层,实际上是组合式基层沥青路面。
过去较多地使用乳化沥青类、稀释沥青类材料作为透层、粘层,但实际使用效果较差,不仅层间脱空,而且水容易渗透进入路面结构,或积存在上基层表面,造成沥青路面唧浆等。稀释沥青类材料作为透层、粘层存在的问题是,我国工程建设往往工期十分紧张,特别是新建公路,有时存在作为稀释剂的煤油还没有挥发就摊铺上一层混合料,影响了路面质量。近年来较多地使用热沥青类材料作为透层、封层,层间结合加强的同时,路面结构防水能力也得到加强。
近年来越来越注重施工缝的设置,这也是结构方面的很好的考虑,例如,相邻两幅及上下层的横向接缝均应错位1m以上,上面层应采用垂直的平接缝。上、下层的纵缝应错开150mm(热接缝)或300～400mm(冷接缝)以上。这些措施有利于防止集料离析上下重叠或左右紧邻,防止形成联通的透水面积。
(二)路面排水设计
路面排水设计与沥青路面水损坏密切相关,适当的路面排水设计与路面结构设计组合可以极大地减缓路面水损坏。路面排水设计应遵循几个原则,使得路面降水尽快通过路表迳流排走,进入路面结构内部的水以尽量快的速度通过路面结构内部排水系统排走。
1.中央分隔带排水。在我国,中央分隔带植树防眩而不加封闭带来的水损坏现象一直以来没有得到改善,但近年来,一些公路特别是改扩建的公路开始将植树以外的面积采用浆砌片石等措施进行封闭。遭受抱怨的还有反滤土工布被立柱打穿,造成中央分隔带渗水,但可从设计上检查立柱尺寸是否足以穿透土工布。
2.硬路肩排水。挡水式的路缘石使路面表面排水滞留在路面上成为水坑,也妨碍了具有一定透水能力的表面层的内部积水从硬路肩排出。近年来较多采用了平放的路缘石,不至于使水滞留在路面上。
3.路面结构内部排水。挖方路段的排水往往是薄弱环节,尤其要注意边沟的深度,不仅能排路表水,还应能排结构层的水,使路面内部的水能排入边沟。路基中有地下水或裂隙水冒出时,将使路基含水量过大,承载能力严重降低,所以挖方路段的纵向排水盲沟也是很重要的。在沥青层下设置排水层,可以是级配碎石层,也可以是嵌挤良好的沥青或水泥稳定碎石(或贯入式结构层),空隙率应达到15%以上。但施工期间必须保证路面不被污染,以防止将空隙堵住。
(三)施工质量和工艺
施工质量和工艺的可靠、合理是一切设计得到体现的保证,是工程建设的生命。没有施工质量和合理的工艺作保障,任何完美的设计都只是一纸空文。
以上路面材料、结构组合和路面排水系统等几个影响因素都对沥青路面水损坏存在影响,相互之间一方面普遍存在联系,另一方面又存在相对独立性。它们是通过沥青与集料在静、动水压力作用下的持续粘附能力这一内部影响因素而相互联系的,故属于内部联系、本质联系。
四、沥青路面水损坏的室内试验研究方法简介
一般而言,沥青路面水损坏研究以沥青路面在车辆荷载和路面结构内部水的双重作用下的损坏为研究对象。没有车辆荷载的作用,动水压力无从产生;没有路面结构内部水的存在,即使有车辆荷载,也不会产生动水压力,故车辆荷载和动水压力对沥青路面的水损坏研究缺一不可。
目前,有关水对沥青混合料性能影响的研究大部分集中在分析沥青混合料的水敏感性和抗水损坏材料的开发上,而有关水的作用对沥青混合料长期性能的影响,以及路面在此条件下的疲劳寿命衰减等方面的研究工作进行得较少。
常规的描述水对沥青混合料性能影响的试验方法大致可分为两类:
一类是将未经压实的松散沥青混合料浸于水中一段时间后,主观评价或利用试验仪器检查集料裹覆沥青膜的剥蚀程度,并据此作为判定沥青混合料水稳定性的依据。这类方法以水煮法、浸水法和光电分光度法为代表,美国SHRP研究内容中还发展了一种搅动水净吸附法。目前有研究改变这类试验的试验参数如试验温度、试验时间等进行试验,取得了初步效果。
另一类评价方法是将沥青混合料试件或芯样置于一定的水浸蚀环境条件下,以某些物理力学指标的衰减程度来表征混合料的水稳定性。这类方法有马歇尔试验、冻融劈裂试验、洛特曼试验、改进的洛特曼试验以及浸水轮辄试验等。
也有过一些研究从一定角度模拟了水对沥青混合料的动态作用,如Jimenez在亚利桑那大学提出重复孔隙水压力的作用。为了能够模拟孔隙水压力,将试件浸入水中,同时施加一个能够产生35～217kPa的孔隙水压力的循环应力作用。Jimenez认为这个水压力范围与饱和状态沥青路面在车辆荷载作用下产生的孔隙水压力范围是相吻合的。
工欲善其事,必先利其器。恰当的试验方法是通向研究成功的第一步,也是关键的一步。在目前沥青路面水损坏普遍严重存在的情况下,研究有效评价沥青混合料或沥青路面水稳定性的室内试验方法,是十分有必要的,也是十分紧迫的。
五、沥青路面水损坏的现场试验研究方法
为了使沥青混合料水稳定性研究符合实际、接近实际,光凭室内试验分析是不够的,有必要在实体工程中开展现场试验研究。然而到目前为止,国内外还没有完整地提出过进行沥青路面水损坏现场试验研究的思想,已有的研究还只限于在路况调查阶段对沥青路面水损坏进行分类、归纳、统计和分析查明原因。沥青路面水损坏现场试验研究方法的提出,无疑将成为本课题研究的一个创新点。
1.比较研究不同结构组合沥青路面的水稳定性,如半刚性基层与沥青稳定基层沥青路面,又如表面层设计为AK-13A、SAC-13的和SMA-13A的进行比较,中、下面层设计为AC类结构的和FAC类的结构进行比较,层间结合采用乳化沥青的和采用热沥青的进行比较,下封层采用应力吸收层的与采用热沥青上撒布瓜米石的进行比较。比较的具体方法可以采用现场病害调查(反映表面水损坏情况),也可以采用路表弯沉检测分析(反映内部水损坏情况),既能调查得到需要的数据,又不对路面造成破坏。
2.利用TBR仪等无损检测手段检测路面结构内部实际含水情况,比较不同路面结构表面和内部排水设计的沥青路面的水稳定性,例如对是否设置排水垫层的路面进行对比,对是否封闭中央分隔带除植树以外部分的路面进行对比,对是否设置硬路肩路缘石的路面水稳定性进行对比。
3.利用动水压力测试系统,对车轮荷载作用下动水压力进行测试,为路面结构受力分析提供更多参数。
4.利用公路改扩建的机会,进行开挖试验,检验不同路面结构组合、不同路面排水设计情况时的沥青路面水稳定性。
六、结语
沥青路面水损坏涉及设计、施工和养护等众多环节,而路面结构设计的影响尤其重要。针对沥青路面水损坏的现状,显然应该从设计的角度下更多的功夫,例如现行设计规范主要从力学的角度考虑沥青路面结构承载能力,对水损坏的考虑就有很大的欠缺,没有针对路面使用性能进行设计。要想在短时间内解决路面设计方法体系显然是有不小困难的,然而,从材料的角度对沥青路面水损坏的室内、外试验研究也还很不够,特别是没有从理论上很好地解决沥青混合料水稳定性的原理,这也是沥青混合料水稳定性设计和检验的难题所在。
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沥青混合料水损坏的作用机理，主要依据是沥青对集料的粘附理论，包括力学理论、化学反应理论、表面能理论和分子定向理论。
1.1沥青特性沥青一般带负电荷，由于含有少量羧酸和亚枫而呈弱酸性；而集料的岩性决定了集料表面电荷的性质和酸碱特性。所以，按照化学反应理论，沥青对集料的粘附性决定于集料的岩性。
1.2集料特性某些集料过分坚硬致密，破碎后表面光滑不利于沥青粘附。潮湿的集料与沥青的粘附性大大降低。滞留在混合料内部的水分夏季遇高温会变为水蒸汽，使沥青膜从集料表面撑开。而有些吸水率稍大的集料，只要施工时彻底干燥，沥青将会被吸入集料内部一部分，反而有良好的水稳定性。集料中含有泥土对沥青混合料得水稳定性的影响很大，土壤都带有负电荷，它是强亲水物质。单从材料本身的角度而言，水渗入路面中的途径还是很多的。
因此，在改善沥青对集料粘附性的同时，对路面结构和排水进行研究改善显然是十分必要的，国内、外对透水基层、抗滑密实的上封层和排水设施等进行了研究与应用，这是疏导的方法。
2影响沥青路面水损坏的路面结构因素分析
路面结构组合和路面排水设计合理时，路面排水通畅，路面结构内部基本无积水或不至于产生动水压力，有利于沥青混合料的水稳定性，反之则不利于沥青混合料的水稳定性。
2.1路面结构组合设计
2.1.1材料——沥青混合料类型。沥青混合料为全开式结构或密实式结构时，路面不易发生水损坏；沥青混合料为半开式结构时，路面易发生水损坏。随着公称最大粒径的增大，渗水系数将增加，所以为了做到密水，减小公称最大粒径是有效的。
施工失败时以上关于沥青混合料类型对路面水损坏的影响的分析不适用。沥青路面密实度小，则孔隙率大，路面结构内部积水，在车辆荷载作用下易产生动水压力。
2.1.2结构组合。路面结构组合设计包括给路面不同层位选择恰当的材料类型，保证路面结构的整体承载力和水稳定性。这包括选择密实而具有良好骨架结构的沥青混合料，使得路面不至于发生表面型水损坏；选择良好的透层和粘层材料，使得路面整体强度足够，不至于发生内部型水损坏；处理好接缝，避免缝边级配离析和压实不足。
2.2路面排水设计路面排水设计与沥青路面水损坏密切相关，适当的路面排水设计与路面结构设计组合可以极大地减缓路面水损坏。路面排水设计应遵循几个原则，使得路面降水尽快通过路表迳流排走，进入路面结构内部的水以尽量快的速度通过路面结构内部排水系统排走。
2.2.1中央分隔带排水。在我国，中央分隔带植树防眩而不加封闭带来的水损坏现象一直以来没有得到改善，但近年来，一些公路特别是改扩建的公路开始将植树以外的面积采用浆砌片石等措施进行封闭。遭受抱怨的还有反滤土工布被立柱打穿，造成中央分隔带渗水，但可从设计上检查立柱尺寸是否足以穿透土工布。
2.2.2硬路肩排水。挡水式的路缘石使路面表面排水滞留在路面上成为水坑，也妨碍了具有一定透水能力的表面层的内部积水从硬路肩排出。近年来较多采用了平放的路缘石，不至于使水滞留在路面上。
2.2.3路面结构内部排水。挖方路段的排水往往是薄弱环节，尤其要注意边沟的深度，不仅能排路表水，还应能排结构层的水，使路面内部的水能排入边沟。路基中有地下水或裂隙水冒出时，将使路基含水量过大，承载能力严重降低，所以挖方路段的纵向排水盲沟也是很重要的。
2.3施工质量和工艺施工质量和工艺的可靠、合理是一切设计得到体现的保证，是工程建设的生命。没有施工质量和合理的工艺作保障，任何完美的设计都只是一纸空文。
3水损的防治
水是水损害之源，对付水损害可采取封（堵）排的方法，防治水损主要从设计和施工两方面入手：
3.1设计方面为防止沥青路面因水而引发的早期破坏，除要求路基、路面必须具备足够的稳定性和强度外，路面必须具有良好的排水功能。为此，路面排水设计应成为路面设计中的重要内容。
3.1.1路面结构防水设计沥青路面结构组合设计中，应根据沥青混合料粒料公称最大直径确定合理的面层厚度，防止离析，以减少路面渗水。此外，应尽可能采用有利于减轻沥青路面裂缝的设计方案。
3.1.2路面结构排水设计路面排水可分为路表排水和结构排水。路表排水是指水沿路面横坡和路线纵坡所合成的坡度流至路基边坡直至边沟，排出路基之外，这点在路面排水设计中已考虑到，而路面结构排水考虑的还不够充分，是导致水损的重要原因。可以采取以下措施：①设置沥青下封层。一方面将基层封闭起来，避免直接受到水的冲刷，另一方面形成一个光滑的界面，以利基层表面水的排泄。②硬路肩的结构设计，应考虑将路面结构内的水迅速引向路基之外。可采用设置碎（砾）石垫层或外包土工布的纵横向盲沟等措施。③设置中央分隔带时，同样也应考虑沿界面水的排出通道，如弯道处的中央分隔带必须设置纵向排水沟，然后通过集水井、横向排水等设施，既排路表水，又排下渗水。另外，填土的分隔带顶部做成抛物线拱起，并大面积种植草皮封盖，尽可能减少雨水下渗。④地处软土地基或高填土路基的路面，由于路基沉降作用，随着时间的推移，路在横坡度逐渐变小，严重时会出现平坡甚至倒坡现象。因此，建议路面横坡度的设计值，在规范值的基础上增加0.5％-1％的预拱度，以抵消路面横坡度的损失，使渗入面层的水能沿着基层较大的横坡向外排泄。⑤设置内部排水层。将积滞在路面结构在内的水份及时排至路面和路基结构外，将有利于改善路面的使用性能，大大提高路面的使用寿命。⑥地下水位较高路段，可设置垫层以隔断毛细水，垫层应具有排除上下两方面来水的作用。
3.2施工方面
3.2.1确保面层质量注重混合料、摊铺及碾压质量，切实提高沥青和矿粉的粘结力、路面压实度与平整度，努力降低不均匀性和渗水率。
3.2.2控制基层质量摊铺基层过程中，严禁出现明显的离析现象，尤真在主车道位置上。防止出现薄弱夹层，找平过程中“宁高勿低”，严禁“薄层贴补”，并要加强养生期的养护，以防养护不到位裂缝增多。
3.2.3增强层间粘结沥青下封层施工前，必须将基层表面的浮灰全部清除干净。
沥青路面水损坏涉及设计、施工和养护等众多环节，而路面结构设计的影响尤其重要。针对沥青路面水损坏的现状，显然应该从设计的角度下更多的功夫，要想在短时间内解决路面设计方法体系显然是有不小困难的，然而，从材料的角度对沥青路面水损坏的室内、外试验研究也还很不够，特别是没有从理论上很好地解决沥青混合料水稳定性的原理，这也是沥青混合料水稳定性设计和检验的难题所在。
本文主要对沥青路面的水损害问题进行分析探讨，提出一些防治措施，延长公路的寿命。
关键词：沥青路面水损害防治
1、沥青路面水损害研究现状分析
随着沥青路面在高等级公路中广泛使用，其路面耐久性和早期破坏问题也日
益突出。调查表明，许多高速公路通车一至两年以后，甚至不到一年，其沥青面层就产生了大量麻面、松散、掉粒、卿浆、坑洞、网裂等破坏现象，结构内部剥
蚀程度相当严重。这些现象都严重削弱了沥青路面的使用性能，大大缩短了其使
用寿命，同时也带来了巨大的经济损失，阻碍了沥青路面及其应用技术的进一步
推广。在对路面早期破坏现象广泛调查的基础上，各国道路科研工作者发现，沥
青路面的早期破坏现象都与水有关，即水的破坏作用是关键因素之一。为此，开
展沥青路面水损害问题的研究很有必要。
国外发达国家早在二十个世纪60年代开始，就开始沥青路面水损害的研究。
从水损害的形成机理、影响因素，评价水损害的试验方法到水损害的控制、防治
等各个方面都进行过研究，并取得了相应的成果。但由于沥青路面水损害所涉及
的因素极其复杂，至今许多问题都没有得到很好解决，因此还在不断地研究之中。
国外在提高沥青路面水稳定性方面所做的研究工作，研究内容主要分为：对评价沥青混凝土水稳定性试验方法的研究；对混合料离析与不均匀问题的研究；对排水结构层的研究；对抗剥落剂与集料性质的研究；在粘附一剥落理论方面的研究常见的粘附理论研究等。
在我国，汽车工业起步较晚，轴载轻，高等级路面在改革开放以后才得到广泛发展，在水损害方面的认识相对滞后，理论研究起步较晚。无论是在对水损害的机理认识，还是在对防治沥青路面水损害的应用性研究方面，其深度、广度都与国外有相当大的距离。对于沥青与集料粘附性能的研究，国内多是从改善沥青在温度、老化方面的路用性能着手的，而在集料的性质对沥青与集料之间粘结性能的影响方面研究较少。
2、沥青路面水损害的原因分析
通过研究分析，本文把沥青路面产生水损害的原因只要分为以下几个方面：
（1）设计因素
随着市场经济的日渐繁荣，交通流量的结构组成发生了巨大的变化，高等级
公路的建设速度突飞猛进，这就给设计和施工周期提出了严峻考验。近年来工程
项目一旦立项就对设计周期提出了严格的时限要求，致使在勘测设计过程中外业调查不够深入、细致。如有些项目采用“边设计、边施工、边变更”的方法。近些年技术人员流动也相对频繁，且有些设计人员缺乏新技术、新工艺的学习培训和应具备的设计经验与工程实践经验，设计单位在完工后工程回访很不够，以致设计很难完全达到从实际出发、因地制宜的目的。
（2）施工管理及施工因素
这方面的因素主要是人为因素。现在公路施工人员的素质、技术良莠不齐，存在相当的差异性。有些施工队伍对公路路面施工技术更是陌生，特别是路面工程师对高速公路用沥青混凝土及沥青面层结构还缺乏应有的了解；对沥青混凝土的拌合、摊铺和压实机械设备的使用性能都不熟悉。施工的管理人员也缺乏高速公路工程实施的管理经验；在这种情况下，沥青路面难免出现一些严重的早期破坏。
（3）裂缝导致的水损害
裂缝主要分为两种：横向裂缝、纵向裂缝。横向裂缝反映在面层上主要是沥青混凝土的温缩裂缝，沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料，温度下降时，沥青混合料逐渐变硬变脆，并发生收缩变形，当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时，沥青路面表面就会被拉裂，并逐步向下发展，形成上宽下窄的横向裂缝。当土基含水量较高施工时未做等载或超载预压在高填土后土基出现不均匀沉降。土基施工时天气干燥，局部路堤填料土块粉碎不足，路基压实不均匀，
暗埋式构造物因构造物长度限制，路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度
不够。半填挖路基或旧路加宽路基由于填料不同或土体固结程度不同往往发生纵向裂缝。这两类裂缝都会增加沥青路面的渗水性，加快路面的水损害程度。
除了以上几个因素外，造成水损害加剧的因素还有：车辆超载、土基和基层因素等。
3、沥青路面水损害的一些防治措施
（1）完善路面的结构设计
“强基薄面”一直是我国路面结构设计的指导思想高速重载交通的发展正在
冲击着我国原有路面结构设计的方法和理论。我国的路面结构设计和材料设计的
方法是脱节的，各自独立进行，存在着严重的理论缺陷。而实际上结构设计是材
料设计的前提，材料设计是结构设计的保障与载体，二者相辅相承，密不可分。
这也是导致我国部分沥青路面产生水损害的原因之一。结构与材料设计的合理性，以及二者的统一性是从根本上减少早期破坏的前提。因此，提高路面结构和材料设计的合理性，实现结构设计与材料设计的一体化具有重大的现实意义。
（2）提高路面的排水设计系统要求，建设畅通排水系统
沥青路面应设计良好的排水系统，使路面水很快排除，做好各层排水，防止
水份从基层、垫层进入混合料中，使面层高出地下水位足够高度，确保路基稳定。
（3）加强施工阶段的管理
加强施工阶段的管理主要包括原材料的控制和施工人员的监督两个方面。
国外路面施工质量离散性很小，首先一点是材料非常标准。若材料的均匀性
差，即使试验室、试验路做出再好的结果，工程中也难以实现。因此完善管理，
严格购货合同，有效控制集料的颗粒形状、颗粒组成和力学性质才是保证混合料
的均匀性的前提之一。首先要把好招标及订货关，进货关，使用及保管关;同时材料进场后一定必须严格按规格分别堆放，并要有严格的隔离措施，避免不同规格的集料堆交错，避免人为增大集料变异性。
对施工人员的监督，可以采用施工质量动态控制的方法，随时检查施工的质量，对存在问题的地方及时更正，提高施工人员的基本素质。
（4）加大公路的养护管理
在养护维修时应考虑以下因素:一是水损害的平面位置及对行车的影响大小，行车对水损害的继续发展有什么影响;二是水损害的严重程度，仅仅是沥青面层破坏还是基层出现破损，是结构性破坏还是非结构性破坏;三是经济条件可供使用的维修费用有多少，或者怎么样做是经济的;四是维修的目标是一次性完全恢复还是采取分期维修措施。
关键词：高速公路；永久性沥青路面
1引言
随着我国高速公路里程数的不断增长，政府及相关部门在高速公路养护上投入的资金也越来越多，而这其中由于沥青路面使用寿命过短而造成的大修大补更是占用了大部分的养护资金。国外研究认为，只要路面不发生结构性破坏，就可以长久的使用下去。也就是说，只要维修养护及时，沥青路面可以长期使用。永久性沥青路面就是在这样的背景下应运而生。因此，如何能够将永久性沥青路面与我国高速公路有机结合就是本文的研究目的。
2我国高速公路发展现状
高等级公路成为我国经济增长和社会发展的重要条件，我国长久以来在公路建设方面投入的大量的财力。我国公路总量规模实现跨越式增长，到2010年底，全国公路通车总里程达到398.4万公里，从改革开放之初的世界第7位跃居第2位；高速公路从无到有达7.4万公里，居世界第2位。“五纵七横”国道干线网络全部建成，规模效益逐步显现。随着经济的发展，交通量、荷载急剧增长，其中重载交通量增幅很大，给我国的沥青路面带来了很大压力。
3永久性沥青路面定义
长寿命路面的设计理念最初是由欧洲国家发展提出的，欧洲称之为永久性沥青路面或耐久性沥青路面（Long-Life Asphalt Pavements,Extended Life Pavements, Long-Lasting Pavements）。美国沥青路面联盟（APA）对长寿命路面设计理念进行了发展，提出了永久性路面（Perpetual Pavement）这一概念。美国APA的定义：永久性路面是一种设计和修筑良好的沥青路面，使用寿命可超过50年，期间不需要对主要结构进行修复或者改造，仅仅需要对产生在路面顶部的损坏进行周期性维护。欧洲国家公路研究实验室论坛的长寿命路面工作组（ELLPAG）的定义：长寿命路面是一种持久的结构，可以被看成一种不会由于交通荷载、环境状况、施工质量或材料退化的影响而在路基和基层产生任何形式结构损坏的路面。欧美虽然对永久性路面定义和名称有所不同，但是基本设计理念是一样，即要求路面结构在足够长的设计年限内路用性能、耐久性较好，不会发生结构性损坏。根据现阶段的国情，永久性沥青路面必须吸收国外成熟先进的设计思想，给出我们自己的永久性沥青路面定义，明确什么是永久性沥青路面，永久性沥青路面应满足那些要求等。
4永久性沥青路面结构
永久性沥青路面的设计主要是针对重交通量道路，当然也可以适合于中、轻交通道路。永久性路面也用于旧路如水泥混凝土道路的维修和重建。典型的长寿命路面结构如下图：
图1永久性沥青路面结构
其主要特点为:
①轮载下100~150mm区域是高受力区也是各种病害(主要是轮辙)的发
生区域；
②面层为40~50mm厚的高质量沥青混凝土，需为车辆提供良好的行驶界
面，应具有足够的表面构造深度、抗车辙能力、水稳定性好的特点；
③中间层为100~175mm厚的高模量抗车辙沥青混凝土，起到连接和扩散荷载的作用，应具有高模量（刚度）、抗车辙的特点；
④HMA基层为75~100mm厚的高柔性抗疲劳沥青混凝土，应具备高柔性、抗疲劳、水稳定性好的特点；
⑤最大拉应变产生在HMA基层的底部，该区域最易发生疲劳破坏，该区域的拉应变，对于控制沥青混凝土层自下而上的疲劳开裂，防止路面过早出现结构
损坏具有特别重要的意义。
5永久性沥青路面国内外研究应用概况
5.1国外研究概况
自上世纪90年代以来，各国逐渐把永久性沥青路面作为研究的热点，在欧洲、美国、加拿大、澳洲和南非都有广泛的研究。
英国的Michael Nunn（1997）在世界沥青路面协会（ISAP）举办的第八届沥青路面国际会议上提交的报告称中首次提出了长寿命柔性路面的概念，并在同年的TRL 250号报告中详细论述了如何针对重载交通道路设计长寿命柔性路面。
美国沥青路面联盟（APA）的Huddelston等人首次在APA公开出刊物中使用了永久沥青路面这一概念。美国沥青路面联盟于2002年第一次系统介绍永久性沥青路面的设计概念、力学―经验设计法、路基要求和各层HMA的要求，并讨论了永久性沥青路面的性能目标和一些工程实践。美国联邦公路局（FHWA）提出了一项永久性路面计划，拟建能满足消费者安全需要，且经济效益好，并能维持较高性能的长寿命路面。
欧洲专门成立了长寿命路面研究小组，以报道欧洲的长寿命路面的研究发现为主，特别是关于设计、施工和养护等方面，研究目标是：
① 更好的理解施工和养护长寿命路面的经济可行性；
② 更好理解长寿命路面的破坏机理和路面分类；
③ 确定不发生结构破坏的路面设计、施工、评估和养护的最佳方法；
④ 概括长寿命路面概念框架中的研究需要；
⑤ 鼓励使用长寿命路面设计和养护方法。
5.2国内应用概况
近几年我国也在永久性路面应用方面做了一些尝试性的应用。2003年同济大学在广州-梧州高速云浮市境内修筑1km的试验路。试验路采用了两种路面结构，结构A为半刚性基层厚沥青层路面，磨耗层为采用4cm SBS改性沥青SMA-13，起到抗滑作用，具有足够的抗剪切能力；沥青中间层的厚度为13 cm，采用AC16-I橡胶粉改性沥青混合料；沥青基层的厚度为8 cm，采用AC25-I。沥青层的总厚度为25 cm。采用水泥稳定碎石底基层，厚度32 cm，土基的模量达到35MPa以上。结构B为柔性基层厚沥青层路面，中间层及磨耗层和结构A相同，基层厚度为15cm，沥青层的总厚度为32 cm。采用级配碎石底基层,厚度40 cm，土基的模量达到35MPa以上。
2005年，山东省公路局和美国联邦公路局、美国国家沥青研究中心等合作项目《永久性沥青路面》在滨州修筑4段永久性路面试验段，其中三种为全厚式结构，一种采用水泥稳定材料的厚沥青层。
6结论
目前我国在永久性沥青路面的研究应用才刚起步，相对研究成果较少，很多还不成熟。现阶段应综合国外研究，将重点放在路基要求、沥青层结构与材料设计、合理的设计指标和标准及寿命周期成本分析等方面。
参考文献
[1] MICHAEL NUNN，BRIANW.FERNE.Design and Assessment of Long―life Flexible Pavements.“Perpetual Bituminous Pavements”CIRCULAR of TRANSPORTATION RESEARCH.2001.
[2] 冯治安，王选仓，李国胜.长寿命路面典型结构研究、设计与施工技术.北
京:人民交通出版社，2007.
关键词：重载交通沥青混凝土路面材料结构
随着我国国民经济的快速发展，高速公路的建设进入高潮。由于沥青路面作为一种无接缝的连续式路面，具有足够的力学强度，能适应各种行车荷载，且行车平稳、舒适、噪音低以及工期短、维修方便等优点，已建和在建的高速公路绝大部分采用沥青路面，这也促使其质量及使用性能取得了长足的进步。但我国的高速公路沥青路面在投入运营后仍出现了不少早期破坏现象，主要体现在局部沉陷、开裂、水损害(坑洞、网裂、唧浆)、高温车辙、泛油及路面平整度迅速下降等诸多方面。上述破坏现象的产生有的与下卧层的施工质量密切相关，而大多数情况下则与沥青路面本身的材料、结构设计及施工质量有密切关系。本文主要探讨如何从沥青路面本身的材料选择和结构设计来进一步提高沥青路面的质量，增长高速公路的使用寿命。
一、 重载交通对沥青混凝土路面设计的影响
重载交通是指道路通车后交通量与累计当量标准轴次之比超过一般水平，路面性能衰减超常规发展的现象，国际道路界称为重任务交通，在国内被称为重载交通，主要表现形式为车辆超限、超载。
超载车辆对沥青混凝土路面设计中弯沉值和厚度选取有重大影响。《公路沥青路面设计规范（JTJO14―97）》是以设计弯沉值为路面整体刚度的控制指标，对高等级公路的沥青混凝土面层，半刚性基层和底基层进行弯拉应力验算，采用多层弹性层状理论公式进行验算，并以ZZ―100为设计标准轴。对于汽车的超载情况按超载50%时、100%进行当量轴次换算，我们发现当车辆超载50%时标准轴的数量增大约3倍；当车辆超载100%时，标准轴的数量增大约7倍。可见，车辆超载相当于增加了我们设计中的标准轴的数量。路面设计中，弯沉值是表征路面整体刚度大小的指标，当路面结构确定之后，其设计的弯沉的大小主要取决于累计轴次的大小。设计弯沉的大小又影响路面的设计厚度，因此，超载车辆对路面设计弯沉值和厚度选取有重大影响。
车辆超载对结构层弯拉应力也有影响。根据设计弯沉值对路面厚度计算时，应对面层及半刚性基层、底基层的拉应力进行验算，以此确定路面设计厚度。在目前公路施工中，普遍采用的水泥稳定碎石基层，水泥稳定土底基层为半刚性基层，所以设计时我们应对这些基层进行层底拉应力验算。
按照超载50%、100%对车辆进行当量轴次换算，以黄河JN150为例，折算为BZZ―100标准轴次，其疲劳作用已远远超出设计规范允许的正常范围。由于半刚性基层及底基层产生拉应力的大小完全取决于标准轴的数量，所以按正常设计的公路基层或底基层抗拉强度不能满足超载车辆行驶，使基层或底基层提前开裂，从而造成路面提前破坏。
通过对重载交通沥青路面的大量调查资料显示,重载交通可致使路面产生以下几种快速破坏：
(1)一次性破坏。一辆运货的特重车，在正常道路上行驶一次，便可将路面彻底压坏，即一次性破坏作用。由于其重量大，加之车辆的振动冲击作用，一次作用就可能使基层底面产生微细裂缝造成一次性破坏。
(2)车辙。沥青路面具有高温软化，粘滞流动、基层和土基的变形的特性,并包括一定程度的压实作用和材料磨耗。加之公路的渠化交通作用，在车辆的反复作用下将产生车辙；而半刚性基层沥青混凝土路面的车辙主要来源于沥青混合料的粘滞流动和一定程度的压实作用。重载车辆由于重量大、速度慢，将会大大加快车辙的形成。
(3)剪切推动。车辆在刹车、上下坡即转弯过程中，将会产生较大的推动力，重载车辆的这种剪切推动将显著增强，加速沥青面层的剪切破坏，致使重车行驶的行车道上推移、拥包明显增多。所以，重载交通将加速沥青面层的剪切破坏。
(4)结构性破坏。在重载交通的作用下,原设计的路面弯沉值、路面结构层厚度及沥青混凝土面层、半刚性材料基层、底基层弯拉强度可能无法满足实际要求，从而使路面结构提前破坏。
（5）泛油。泛油是指沥青面层重的自由沥青受热膨胀,直至沥青混凝土空隙无法容纳,溢出到路表的现象。泛油现象的产生会导致路面抗滑性能迅速降低,影响行车安全,进一步发展将会导致车辙的产生。沥青用量过多和设计空隙率过小都会使沥青混合料的饱和度过高,另外,在大量重型荷载的反复作用下,混合料不断地被压密,矿料间隙率逐渐减小,也会导致混合料无法容纳原来的沥青量而导致泛油。
（6）水破坏。轮迹带车辙裂缝类损害本身对路面承载能力影响并不大,对路面危害主要是由此带来的水损坏:当车辙达到一定的深度时,在辙槽内易积水,路表水会沿裂缝进入结构层内部。一方面,水分逐步侵入到沥青与集料的界面上,引起沥青与石料界面粘附性降低,从而导致沥青薄膜渐渐从集料表面剥离;另一方面,若进入路面的水透过面层,并滞留在半刚性基层顶面,在大量重型车辆的反复作用下,自由水产生很大的动水压力并冲刷基层混合料的细料,这样会导致路面大面积的破坏。
以上的破坏现象反映了重载交通对沥青路面几个主要方面的破坏，因此，在重载交通下，我们要从沥青水泥混凝土路面的材料和结构着手，研究出一个合理的沥青水泥混凝土路面的方案，避免沥青水泥混凝土路面在投入使用不久就产生破坏。
二、重载交通下沥青混凝土路面设计
重载作用下沥青路面设计首先是合理的材料设计，其次是合理的结构设计。但当前，普遍存在将路面结构设计和材料设计割裂开来的现象，缺乏结构、材料一体化的设计思想。提高重载交通环境下沥青路面的行驶质量，关键还在于路面各个结构层的材料设计和组合设计，其中提高沥青路面结构的抗剪切能力是重载沥青路面结构设计的核心。具体包括：改善沥青混合料质量，合理选择沥青混凝土层厚度，加强结构层之间的粘结，同时，提高基层强度和路面结构的承载能力也是必不可少的措施。
1.材料设计要求
根据前面的分析，沥青路面在重载作用下，在车辆轮载附近产生较大的剪应力，这是造成沥青面层疲劳开裂和车辙损坏的主要原因。而沥青混合料在设计和性能分析时，并未考虑混合料的抗剪强度。因此，有必要对沥青混合料的设计方法进行分析，并提出相应的解决方法。
现行的沥青混合料设计方法是马歇尔法，是一种基于经验的设计方法，根据稳定度、流值、密度及孔隙率等指标提出适当的配合比。它不能恰当得评估沥青混合料的抗剪强度，不能反映路面材料的实际受力状态，所以不适应重载交通路面的要求。因此有关专家建议采用三轴试验方法按抗剪强度进行沥青混合料设计。同时，以现行的沥青混凝土设计方法为基础，对其中的一些参数指标进行完善，进而达到改善沥青混凝土品质的目的，一条切实可行的途径 并且，我们应该看到，改善沥青混凝土的质量不仅仅是采用优质的改性沥青，更主要是完善现行沥青混凝土的设计方法，选用优质的改性沥青作为混合料的结合料，有利于提高混合料的粘结力，但这仅仅是提高混合料抗剪强度的措施之一，石料的性质、颗粒形状、级配的类型等是提高混合料抗剪强度的另一方面；此外，混合料现场空隙率水平是影响其在高温条件下的抗剪切能力最主要的因素，所以说，为了改善沥青混凝土质量应该从合理选择原材料，调整混合料的级配，完善配合比设计等方面入手。
2.结构设计探讨
一定厚度的沥青混凝土面层对提高沥青路面整体承载能力是有一定作用的，但沥青面层过厚会导致较严重的车辙，增加沥青面层厚度对改善沥青混凝土面层内部的剪应力状态并不是很理想。因此，在重载条件下要选择合理的面层厚度范围，沥青面层厚度的选择应考虑两方面因素：一是理论上的厚度，二是考虑实际施工水平的安全厚度，一般来说安全厚度略大于理论厚度。
我国的高等级公路大部分为半刚性基层沥青路面结构，而这种结构在重载车辆的作用下，早期损坏现象十分严重，全厚式路面对重载车辆的适应性较强，尤其适合于目前高速公路上超载较多的情况。全厚式路面在英国、美国等国家已经取得了成功，其使用寿命可达到50年之久。因此，针对我国重载车辆较严重的现状，引入这种路面结构有其合理性和必要性。
全厚式路面的设计理念代表了国外高等级公路路面结构选择和设计的新趋势，具有一定的合理性。而且它的总厚度比常规基层的沥青路面结构更薄，同时可以减少疲劳裂缝的可能性，并使路面可能发生的破坏限制在路面结构的上部。这样，当路表面的破坏达到某一临界水平时，只需更换表面层，不需要改变路面标高。这是一种最经济的路面维修方式。
全厚式路面结构设计的核心是按功能合理设置路面结构层，要求路面结构的面层具有抗车辙、不透水和抗磨耗的能力，中间层要具有良好的耐久性，基层要具有抗疲劳和耐久的能力。但国内尚未修筑此类路面，作为重载交通条件下的路面结构类型，尚需要进行进一步的研究。
同时，加强沥青面层层间及与基层的粘结也至关重要。沥青面层与半刚性基层之间的粘接一直是路面设计和施工所关注的问题，特别对于薄沥青面层结构和刚性基层结构，这个问题尤为突出。理论上半刚性基层和沥青面层之间是按照完全连续状态计算的，在实际施工过程中基层顶面一般都喷洒透层油和粘层油，有的还做下封层，但有时这样处理却仍然无法保证层与层之间的完全连续。所以必须加强层间粘结的施工质量控制。
【关键词】沥青路面；车辙； 路面结构分析；材料组成设计；变I法
0 引言
由于车辆渠道化行驶，重载车辆和轮胎压力增加，我国高等级公路沥青路面大都产生了轻重不一的车辙。车辙的出现不仅影响了路面的平整度、舒适度、而且危及行车安全。车辙是路面结构层在一定的车辆荷载作用下产生的不可恢复的塑性变形的累计。在半刚性基层沥青路面总的永久变形中，沥青面层的贡献达到80%以上。车辙的影响深度在路表下10cm范围内。车辙形成的原因，总的来说，是由于沥青混合料的抗剪强度特别是在高温情况下抗剪切强度不足所致。
1 沥青面层应力应变分析
1.1 计算理论和结构参数的选取
弹性层状体系理论和相应的计算机程序的发展为分析路面应力应变状态提供了手段。在传递车辆荷载时，路面各层的作用大小是相对的，在一定的环境和交通条件下，路面内应力应变状态取决于：①材料力学性质（动态模量、 回弹模量）；②各层结构厚度；③结构形式（材料层次相对位置，各层刚度的相对性等）。应力应变分析时，根据弹性层状体系理论，把路面结构层简化为四层体系，主要考虑主承力结构层：沥青面层、基层、底基层和路基，用基于多层弹性层状体系理论专为道路设计而编制的Bisar程序计算分析标准荷载作用下路面结构内的应力应变大小，分布规律及影响因素。
计算图式如图1所示。其中荷载为标准轴载，既考虑垂直荷载，又考虑水平荷载，水平荷载系数取f=0.02；层间采用完全连续状态。
1.2 剪应力计算和结果分析
在常温条件下，考虑水平荷载（f=0.02）作用时，对于不同计算点（A、B、C、D），沥青面层范围内，剪应力和剪应变在路表下不同深度处的大小及分量值计算结果如表2。剪应力随深度的分布曲线如图2所示。
分析以上计算结果，可得如下一些结论：
（1）在沥青面层上部，轮隙中心处剪应力较大，且随计算点位向轮隙中心移动，主剪应力方向越趋向于水平；
（2）在沥青面层下部，单圆中心处剪应力最大，且随计算点位向单圆中心移动，主剪应力方向越趋向于竖直方向。
究其原因，主要是在沥青面层上部，由于水平、垂直荷载的共同作用，沥青面层发生剪切滑移；而在沥青面层下部，水平荷载的影响变得很微弱，沥青面层主要承受垂直荷载的作用，以发生竖向的压缩变形为主，这一点可从竖向压应变沿深度分布规律中得到验证。所以沥青面层的永久变形由两部分组成，一是表面（上层）的剪切滑移，二是中下层的竖向不可恢复变形的累积。
故对于半刚性基层上9cm厚的沥青面层，为了减少或避免车辙的产生，采用两层式的沥青面层结构组合方式时，上面层和下面具体的分层位置，可根据剪应力分布来确定。在不同计算点主剪应力分布图上作最大主剪应力沿深度分布趋势线，如图2所示（用max表示），从趋势线可以看出，在路表下4cm深度处曲线有一凹点，该点的剪应力值相对较小，所以以此点作为上下面层的分界点：一方面可以避免层间连接处剪应力过大，层间抗剪强度不足而发生层间剪切滑移；另一方面也方便层间分工，进一步提出对各结构层的功能要求。
1.3 竖向压应变的计算和结果分析
沥青面层的模量和基层的抗压回弹模量是影响较薄沥青面层（h1≤10cm）结构内的竖向压应变的最主要的因素。半刚性基层有相对较大的抗压回弹模量，且受环境的影响很小。沥青混合料中作为结合料的沥青是一种温度敏感性材料，在交通量一定的情况下，温度便成为影响沥青面层抗永久变形能力的主要因素：①温度升高使材料的模量和抗剪强度降低，即沥青面层抗永久变形能力降低；②温度升高更使沥青面层处于受压状态并增大竖向压应变。
温度升高，沥青混合料的模量明显降低，沥青面层内的应力应变状态也会发生相应的变化。为了考虑温度的影响，分别取不同的E1值进行沥青面层内应力应变计算。因在同一横断面上，单圆荷载中心处（A点）的竖向压应变最大，故取此点作为计算分析点。计算结果如表3和图3所示。
从以上计算结果，可得到以下基本结论：
（1）随沥青面层模量E1的减小，面层内的竖向压应变迅速增大；
（2）对于不同的E1值，竖向压应变的峰值位置位于沥青面层的中下部。
综合沥青面层的剪应力和竖向压应变的分析还可得到，为了减小车辙，上面层的沥青混合料，在高温时应具有较高的抗剪强度和较高的抗剪切变形能力；下面层的沥青混合料，当温度升高时不会因模量值降低太多而在车辆荷载作用下产生过大的竖向压缩变形。
2 沥青混合料组成设计
路面结构应力应变分析结果表明：基于半刚性基层沥青路面结构的抗车辙变形的要求，9cm厚的沥青面层采用4cm+5cm的两层式结构组合形式，且根据两结构层的层位功能，上面层的沥青混合料应具有较高的抗剪切变形能力，下面层的沥青混合料应具有较高的抗压缩变形能力。
2.1 沥青混合料类型的选择
近年来，我国修筑的大量高等级公路在使用过程中不同程度上都存在一些沥青路面的早期损坏，如：松散、泛油、剥落和坑洞等现象。分析这些早期损坏产生原因，就沥青路面本身来说，可归结为沥青混合料抗水损害能力不足、路面压实度不够。而影响沥青混合料抗水损坏的一个致命的原因就是沥青混合料类型与路面结构层厚度不匹配，由于集料最大粒径过大，公称最大粒径的集料偏多，因而造成混合料容易离析、压实困难、空隙率偏大，导致松散、剥落和坑洞等早期损坏。根据1998年出版的Superpave施工指南的建议，作为经验法则，沥青面层厚度应等于或大于集料公称最大粒径的3倍，对于粗的混合料，这个比例还应增加。
我国《公路沥青路面施工技术规范》对有关沥青混合料选择要求及组合原则要求中提到：沥青面层集料的最大粒径宜从上至下逐渐增大，并应与压实厚度相匹配。对热拌热铺密级配沥青混合料，沥青层一层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.5～3倍，对SMA和OGFC等嵌挤型混合料不宜小于公称最大粒径的2～2.5倍，以减少离析，便于压实。所以，对于4cm厚的上面层和5cm厚的下面层，分别选择公称最大粒径为13.2cm和19cm类型的混合料，如AC-13型和AC-20型沥青混合料。
解析沥青混合料强度形成机理的表面理论是采用库仑的内摩擦理论来分析沥青混合料的强度，认为它是由两部分组成的：一部分是矿质集料骨架的强度，表现为颗粒间由于嵌挤锁结而产生的摩阻力，另一部分是沥青的胶结强度，表现为沥青与集料间的粘结力和沥青本身的粘聚力。在高温状态下，沥青结合料的粘结作用大幅度下降，车辆荷载产生的强大的水平推挤力和水平剪切作用主要由矿料级配的嵌挤作用来抵抗。以集料嵌挤为主的骨架密实型沥青混合料，高温稳定性主要依靠粗集料的嵌挤作用，故一般具有较高的抗车辙能力。
2.2 沥青混合料级配设计
Superpave的集料组成是在集料的特性和质量符合其规范要求的前提下，总结了前人的理论和经验，以控制点和限制区的形式得出的，它给级配的选择提供了更大的余地。 Superpave的控制点是对粗集料进行控制，使其不离折、不推挤。是限制细集料特别是天然砂含量以防止出现“驼峰级配”，避免压实不稳定区的形成，保证集料具有适宜的矿料间隙率，减小车辙现象的产生。
贝雷法给Superpave级配骨架选择和评价提供了一个很好的思路，贝雷法对集料颗粒进行了分级细化，细集料逐级填充上一级粗颗粒形成的空隙，所需要的填料数量根据上一级集料所形成的空隙大小而定，粗细集料多级嵌挤填充以达到最大的密实度和最佳的嵌挤效果。级配组成计算的I法与传统使用的K法和西方国家采用的n法是相通的。具体表示如下：
沥青混合料集料组成中各级不同粒径d处的通过率：
Px=P0Ix （%） （1）
式中：P0DD公称最大粒径D处的通过率，以90%～100%控制；
xDD级数，x=3.32 lgD/d；
IDD通过率递减系数。
林绣贤先生给出的I=0.64～0.70的范围值，是借助于Superpave的集料级配设计法和贝雷法的检验标准而得到的，是Superpave法与贝雷法的综合而以I法的形式表示。以一式总成了两设计方法的精华，使用方便。下面就以式（1）为基础，采用变I法进行集料级配设计，其中以0.22D作为粗、细集料的分解点，对粗集料部分取I=0.65，细集料部分I=0.69，并结合实际情况进行适当调整。最终确定的集料各筛孔通过率如表4所示。
试验结果表明，两种沥青混合料均具有较高的抗车辙变形能力，完全满足规范要求，且其它路用性能如低温抗裂性、水稳性良好。由此也说明采用变I法进行集料级配设计是可行的。
3 结语
本文针对目前半刚性基层沥青路面的主要破坏形式-车辙，根据路面结构分析结果，指出沥青面层的永久变形主要由两部分组成；并依据应力应变分布规律确定了9cm厚沥青面层的合理分层位置；从结构分工角度出发，提出上下面层沥青混合料的功能和路用性能要求；按层位功能要求对沥青混合料进行了优化设计，同时验证了变I法在工程中应用的可行性。
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关键词：沥青，路面，裂缝，形成，防治
随着改革开放的步步深入，城市基础设施建设迅猛发展，特别是城市道路交通网的建设进入了一个崭新阶段。与其他类型路面相比，沥青路面具有表面平整、坚实、无接缝、振动小、桑音低、行车平稳舒适，养护维修简便等优点。多年来，机动车道基本百分之百铺筑了沥青路面，使道路总体水平有了极大改观，大幅度提高了道路能行能力，顺应了经济社会发展的形势，满足了人民群众对生活质量追求不断提高的客观要求。但是，沥青路面也存在着抗弯拉强度底、面层的温度稳定性较差等缺点。沥青路面在铺筑使用后会产生各种各样裂缝，由于路表水的浸入，裂缝两侧的路面结构层和土路基的含水量增大，致使路基和路面强度降低。随着交通量迅速增加，特别是大吨位车辆行车荷载的作用，路基、路面承受不了超载车辆荷载的作用，加快路面的裂缝产生，大大缩短沥青路面的使用寿命。为此对裂缝的形成与防治阐述如下：
一、沥青路面裂缝的形式：
就沥青路面而言，裂缝的类型可分为两大类：荷载型裂缝和非荷载型裂缝。
荷载型裂缝主要是由于路面结构受到了行车荷载作用，低部产生拉应力大于其材料的抗拉强度而产生的裂缝。这种裂缝反映在面层上，是网状的、稠密的、互相联系的裂缝。这种裂缝随着行车荷载的反复作用，使路面裂缝逐渐扩大，甚至产生变形，出现车辙或沉陷。
非荷载型裂缝主要是温缩裂缝和干缩裂缝。对温缩裂缝而言，当气温大幅度下降时，沥青面层表面的温度迅速变化，而温度向沥青面层底部传递需要一定的时间，这样沥青面层内部和底部的温度与其表面的温度存在着一个差值，从而在沥青表面产生较大的温度收缩应力。当这个应力超过沥青面层混合料的抗拉强度时，面层的表面就要开裂。随着持续低温或另一次降温的到来，在裂缝的尖端会产生较大的应力集中，使裂缝向下延伸并穿透整个沥青面层，甚至将基层拉裂。
干缩裂缝是由于半刚性基层材料的干缩而产生的反射裂缝。铺筑的半刚性基层随着混合料水分的减少要产生干缩应力。特别是刚刚铺筑的半刚性基层，水分散失的速度非常快，混合料产生的干缩应力也较大，此时基层的抗拉强度尚没有完全形成，若不能保证半刚性基层混合料的含水量，及时洒水养生，半刚性基层便会生产干缩裂缝。
二、沥青路面裂缝形成的原因：
①、设计因素：
1）路面结构设计不合理或厚度不足，路面厚度不能满足行车要求或者对路面设计年限内交通量年均增长率估计偏小，致使路面强度日趋不足，满足不了交通量迅速增长和汽车载重明显增大的需要。
2）地下管道设计深度不够，导致基层压实不平引起沥青路面的横向裂缝。
②、材料因素：
1）沥青结合料的温度稳定性差，延性低，不适应当地气候条件和行车作用，极易造成沥青路面早期裂缝。
2）沥青混合料搅拌不均或者温度过高，也是造成沥青路面裂缝的因素之一。
3）沥青混合即油石比过低；集料级配不佳，石料偏少，配合比不正确。
③、施工因素：
1）路基或基层结构强度不足，路基局部下沉，路面掰裂。博士论文，形成。
2）半刚性基层在铺建时随着混合料水分的减少产生干缩应力，形成干缩裂缝。博士论文，形成。
3）基层混合料的离析或碾压不密实及机械组合不合理，造成基层上部1-2cm细粒料上浮，形成强度较弱的薄层，在行车荷载作用下，易产生龟状裂缝。
4）半刚性基层养生不当或养生结束后，如果不及时洒铺封层或透层油，随着暴晒时间的增长产生干缩裂缝。
5）施工填土未压实，路基产生不均匀沉陷，接缝处压实未达到要求，在行车作用下形成纵向裂缝。
6）沥青混合料摊铺时间过长，其表面温度低，内部较热，用重型压路机碾压易引起路面表层切断。
7）施工接缝处理不当、碾压方式不正确易产生横向裂缝。
8）沥青混合料分幅碾压力或纵向接茬时，由于接茬处理不当造成接茬开裂。
9）对于水泥稳定类的半刚性基层，若水泥用量过大，基层的强度就高，刚性就大。基层材料与下层材料的模量比就会增加，从而增大基层底面由行车荷载而引起的拉应力，容易使底面由行车荷载而引起的拉应力，容易使基层在行车荷载的作用下开裂。
④、气候因素：
1）冬季气温下降，沥青面层或半刚性基层低温收缩易产生收缩缝或干缩裂缝，这种裂缝在路面重复荷载作用使沥青路面表面形成横向反射裂缝。
2）雨水等水的损害加剧了裂缝的产生。水分渗入到路面空隙和裂缝中，在外力作用下，导致沥青与集料之间粘结力降低并逐渐丧失粘结力。因为水分的不断侵入，在汽车车轮动态荷载的反复作用下，进入路面空隙裂缝中的水分不断产生动压力或真空负压抽吸的反复循环，水分逐渐渗入到沥青与集料的界面上，沥青膜从面料表面脱落，沥青混合料掉料、松散、开成网状裂缝并不断扩大。
三、裂缝的防治措施
1、 设计措施
1）在设计中，充分估计和预测远景交通量，适当考虑超载车辆的比例。在允许的情况下，适当提高路面结构层的标准。博士论文，形成。博士论文，形成。在设计半刚性路面结构时，优先选用抗压性能好，干缩系数和温缩系数小及抗拉强度高的半刚性材料做基层。博士论文，形成。
2）设计地下管线的埋深不能高于路面以下30cm。博士论文，形成。
2、材料措施
1）选择合适的道路材料和面层材料，进行合理的结构组织设计，确定沥青路面厚度。
2）在沥青混合料中添加石棉或木质纤维料或采用较厚的沥青面层减少或延缓由半刚性基层产生的反射裂缝。
3）面层沥青尽量选择底稠度、高延度、底含腊量的优质沥青，在满足稳定度要求的前提下，选择针入度较大的沥青，必要时可选用改性沥青：在沥青混合料中添加改性剂和木质纤维料或采用较厚的沥青面貌一新层，来减少或延缓由半刚性基层产生的反射裂缝。
4）严格控制半刚性基层碾压时的含水量，碾压成型后要及进覆盖洒水养生，确保混合料的含水量不受损失，切忌让基层直接暴晒；
5）在半刚性基层上锯缝，缝深为厚度的1/3-1/2，将缝口清扫干净后，浇灌乳沥青，并跨缝铺高玻璃纤维土工格栅，可时显减少干缩裂缝。
3、施工措施
1）填土中不得含有淤泥、腐殖土及有机物等，压实度达到规定值。
2）严把沥青混合料质量关，使沥青混合料级配最佳，矿料拌合粗细均匀一致，严格按配合比控制油石比。
3）严格控制各结构层混合料的材料质量和施工配合比，选择最佳的碾压方式，严格按操作规程科学施工。
四、结束语：
沥青路面裂缝产生的原因是多方面的，其防治措施也是多样的。在工程质量控制中，预防沥青路面裂缝与提高公路质量是联系在一起的，加强公路工程施工质量管理，提高投资效益，要做到事前积极防治，事中严格控制，事后及时处理，只有这样才能最大限度地降低沥青路面裂缝的产生，确保工程的使用寿命。
关键词：排水性沥青混凝土；路面；配合比设计；施工工艺；质量控制
Abstract: With the rapid development of our society and economy, the highway construction has entered a rapid development period. However, the increasing traffic and load conditions, constructed pavements exposed many problems in the use of the pavement materials and the traditional construction technology, especially in the rainy south road area, water and surface water damage to the phenomenon of performance very prominent. This has become a big difficulty in domestic and foreign road construction. Therefore, the traditional asphalt concrete pavement are needed to make improvements in the design and construction process. The asphalt concrete pavement is a new pavement structure adapted to the needs and develop, especially suitable for wet areas. This paper makes a simple study of this.
Key words: porous asphalt concrete; pavement; mix design; construction technology; quality control
中图分类号：TU2
一、研究背景
随着我国经济及社会快速进步，基础设施建设也正以前所未有的速度发展，高速公路建设就是基础设施建设的重点之一。截至2005年底，高速公路通车里程已超过4.1万公里。尽管随着新材料的应用和施工工艺的优化，沥青路面的质量不断提高，但仍有相当部分沥青混凝土路面在使用过程中发生一定程度的损坏现象，特别是由于各种综合因素引起的早期（使用3年左右）破坏，致使公路沥青路面的使用性能与寿命常达不到应有的设计水平，已严重影响了公路交通运输功能的正常发挥，造成巨大的经济损失，同时也在一定程度上制约了我国高速公路事业的发展。以往路面破坏形式主要表现为车辙、低温开裂和疲劳开裂，而采用了半刚性基层路面结构和对沥青混合料品质得到了有效缓解。但水损坏的破坏形式则取而代之，成为困扰我国高速公路发展的新课题。尤其是在我国南方多雨地区，高速公路在春融季节、梅雨季节及雨季，路面会出现麻面、松散、掉粒乃至坑槽，这种引人注目的早期破坏，是人们始料不及的。
二、水损害研究
沥青路面的水损坏问题，首先就要涉及到公路的排水系统。为保证公路路基的稳定、路面的良好使用性能以及行车的安全，公路都会设置完善的排水设施，以排除路界范围内的地表水和地下水。公路排水一般由路界地表排水、路面内部排水和地下排水三部分组成。路界地表排水包括路表排水、中央分隔带排水和坡面排水。路面内部排水包括多孔隙面层排水、路边缘排水及透水基层排水。地下排水包括渗沟、边沟、暗沟或暗管。研究表明，设置良好的排水系统，能提高沥青的使用寿命达30%以上。相反，排水不畅的沥青路面，其过早破坏通常是由于路面面层结构处于饱水状态下，又通行重载车辆引起的。路面结构层中任何一层处于饱水或泡水状态，都会导致结构层强度降低，加速路面各种病害的产生和发展。沥青路面的水损坏来源于水，只有水渗入路面才有可能引发沥青膜和集料剥离，从而造成路面的破坏。因此，渗水性是沥青路面会不会产生水损坏的关键性指标。应该说增加渗水系数指标对于提高沥青路面的施工质量，预防水损坏有重要意义。而排水性沥青路面正是基于公路排水系统的以上特点而发展起来的一种新型公路路面结构形式。排水沥青路面，又称透水沥青路面，针对表面层来说又称多孔隙沥青磨耗层;指压实后空隙率在20%左右，能够在混合料内部形成排水通道的新型沥青混凝土面层，其实质为按照嵌挤机理形成骨架-空隙结构的开级配沥青混合料。其特点为:第一，雨天能防止路表水膜的形成，抗滑性能好，提高路面粗糙度，抵抗车辆的滑移;消除或减轻车尾喷水花的现象，提高驾驶员视线的清晰度，从而提高行车安全性;第二，高温稳定性好，抗车辙能力强;第三，具有防眩光和降低交通噪声等功能。可见排水路面具有既利于环保，又利于交通安全的诸多特点，符合当前的技术发展及社会发展的趋势。
三、国内外研究现状
二十世纪六十年代以来，一些欧洲国家如德国、法国、英国和意大利相继提出了排水性沥青路面这种概念，并着手对沥青材料进行研究，取得了很多有益的成果，从而促进了该技术的推广应用。欧洲国家首先研究开发的是一种空隙率高达20%~25%，厚度为4~5cm的磨耗层。因为空隙率大，雨水可以渗入路面之中，由路面中的连通空隙向路面边缘排出。这样雨天不存在很厚的水膜，避免了“水漂”的产生，同时也不再出现溅水现象，有效地保证了行车的安全。因为这种多空隙的路面能很快地排水，所以称之为排水性沥青路面。迄今为止欧洲国家对排水性沥青路面的研究和使用已超过30年，部分国家排水性沥青混合料路面占道路面积约达10%以上。欧洲各国对沥青材料的选择达成的基本共识是使用改性沥青，并主要考虑以下要求:具有较好的高温稳定性、低温抗裂性以及抗氧化性能。美国在1973年通知全国建议使用开级配抗滑磨耗层路面，明显降低下雨天的“水漂”现象，取得了良好得效果。进入二十世纪末期以来，各国对排水性沥青路面的应用技术研究进入了一个新的阶段，美国公路计划中的路面长期性能项目中就有专门针对大孔隙沥青混合材料的试验路面研究的子项目;1990年在美国华盛顿召开了TRB年会，主要议题就是排水性沥青材料在道路工程中的应用经验。同年，美国联邦公路管理局制定了。开级配沥青抗滑表层混合料设计方法对表层得孔隙率、厚度及主要功能均进行了说明。英国从1984年起在全国各地铺筑了各种试验路，目的是为了验证排水性沥青路面的降噪效果和耐久性。奥地利出于环境保护的需要，在许多经过城镇的道路上铺筑了排水性路面，10多年前已累计有650万m2，并且计划将透水路面用于城市道路。该国己就多孔排水式路面制定了设计规范。荷兰每年铺设透水性路面250万m2，即荷兰已有15.4%的汽车专用道铺设了这种路面。法国采用排水性路面速度非常之快，几年前就己经铺筑了2000万m2，而且还以每年400万m2的速度递增。
四、排水性沥青混凝土面层设计要点
（一）排水量的确定
新建要点沥青混凝土路面结构内部排水的设计仍需计算所在地区正常情况下需要排出的排水量，计算公式同已建成的水泥混凝土路面结构内部排水量的计算公式。
（二） 排水结构的确定
公路路面结构内部排水结构分三种:第一种是中央分隔带排水，用于多雨地区分隔带无铺面的高速公路;第二种是路面边缘排水;第三种是设置排水基层。这几种结构形式的选择，可根据公路等级、路面结构类型及当地的降雨量等具体情况经过计算来确定。对于多雨地区的高速公路，在条件允许的情况下，以上三种结构最好能同时采用。
中央分隔带排水渗沟图
新建路面边缘及基层排水图
（三） 新建沥青混凝土路面结构排水系统材料及施工要求
1、主要材料及要求
因排水性沥青混合料空隙率大，受阳光、空气、雨水的影响也较大要求沥青粘度高，抗老化性能好，设计使用高粘度的改性沥青，增加沥青与集料的粘结力，防止骨料在车轮荷载作用下飞散，提高混合料的耐久性。高粘度沥青的主要特点是软化点高，60℃粘度高，韧性和粘韧性高。高粘度改性沥青性质要求见表4.1。
表4.1高粘度改性沥青性质要求表
2、中央分隔带排水系统施工要求
中央分隔带内倾的横向坡度使下渗的雨水流向分割带中央低凹处，并通过纵坡排流到泄水口或横穿路界的桥涵水道中。分隔带的横向坡度不得陡于1:6;分隔带的纵向排水坡度，在过水断面无铺面时不得缓于0.25%，有铺面时不得缓于0.12%。当水流速度超过地面土的最大允许流速时，应在过水断面宽度范围对地面图进行防冲刷处理，做成三角型或"U" 型断面的水沟。防冲刷层可采用石灰或水泥稳定土，或者采用浆砌片石铺砌，层厚10cm～15cm。渗沟周围
包裹反滤织物（土工布等），以免渗入水携带的细粒将渗沟堵塞。渗沟上的回填料与路面结构的交界面处铺设涂双层沥青的土工布隔渗层。排水管可采用直径70mm～150mm 的PVC 塑料管。
3、路面边缘排水系统的材料及施工要求
路面边缘排水填料由水泥处治开级配粗集料组成，材料与施工方法与已建成路面边缘排水填料相同，但集水沟底面的最小宽度不应小于30cm。
4、排水基层的材料及施工要求
排水基层直接设置在混凝土路面板下。排水基层由水泥或沥青处治不含或含少量粒径4.75mm 以下细料的开级配碎石集料组成，或者由未经结合料处治的开级配碎石集料组成。集料应选用洁净、坚硬而耐久的碎石，其压碎值不应大于30%。最大粒径可为20cm 或25cm，并不得超过层厚的2/3。粒径4.75mm 以下细料的含量不应大于10%。集料级配应满足透水性要求（渗透系数不得小于300m/d），可通过常水头或变水头渗透试验试配后确定。水泥处治碎石集料的水泥用量不宜少于160kg/m3， 其7d 浸水抗压强度不得低于3MPa～4MPa。沥青处治碎石集料的沥青用量约为集料干重的2.5%～4.5%。排水基层的厚度应按所需排放的水量和基层材料的渗透系数通过水力计算确定，通常在8cm～15cm 范围内选用，但最小厚度不得小于6cm（沥青处治碎石）或8cm（水泥处治碎石）。其宽度应视面层施工的需要超出面层宽度30cm～90cm。排水基层的下卧垫层应选用不透水或低透水性的密级配混合料，以阻截自由水的下渗和路基中细料土的上迁。
在地下水位较高的路段，为拦截地下水、滞留水或泉水进入路面结构，或者排除因负温差作用而积聚在路基上层的自由水，可直接在路基顶面设置透水性排水垫层，并酌情配置纵向集水沟。
五、总结
水是危害公路的主要自然因素，也是沥青混凝土路面早期损坏的主要原因之一。进入路面的水分和渗入的水分，是造成或加速路面结构过早损坏的主要原因之一，新型材料防水，无论从经济角度，还是施工工艺上来说，都可以有效提高路面使用性能，延长其使用寿命。为道路施工建设提供了有效的保障。
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