合 肥 工 业 大 学
毕 业 论 文
设 计 题 目 学 生 姓 名学 号专 业 班 级: 指 导 教 师院 系 名 称
2012 年 6 月 14 日
摘要：
关键词：
Abstract:
Keyword：
一 绪论
1.1课题的提出
我国交通事业的飞速发展对公路建设提出了更高的要求。纵观我国高等级公路路面现状，仍主要以半刚性基层沥青路面结构为主。由于半刚性基层具有强度高、水稳性和冰冻稳定性好、刚性较大等优点，同时，半刚性基层材料板体性好，利于机械化施工且工程造价低，能适应重交通发展的需要，为实现“强基薄面”的结构提供了可靠保证。因此，我国高等级公路建设中越来越多地采用了半刚性材料基层和底基层。
目前我国90%以上的高等级公路沥青路面基层和底基层采用了半刚性材料。然而，在实际使用过程中半刚性基层沥青路面出现了不少问题，半刚性基层沥青路面的早期破坏一直是困扰我国工程技术人员的一个主要问题，尤其是裂缝问题日益突出，并成为该结构的主要缺陷。部分高速公路在开放交通1-2年就出现了开裂、车辙、坑槽、抗滑性能不足等早期破坏类型，严重影响道路使用性能，不得不进行修复，从而造成严重的经济损失和很坏社会影响。虽然道路的设计使用年限为10-15年，但是现有道路的实际使用寿命只有8-12年，有的甚至3-4年或交工验收至竣工验收期就出现了严重的破坏。特别是近年来早期修建的一些高速公路己相继进入大修或改建期，“开膛破肚式”的处理方式已经让我们付出了巨大的经济成本和社会代价。所以开发出新的稳定性价比高的新型机构是我国未来沥青路面发展的最大目标。
中国现阶段研究的复合式基层沥青路面大部分为沥青稳定碎石基层或大粒径沥青混合料基层，这种由级配碎石和沥青材料混合而成的设计是在级配碎石的基础上上发展起来的，这俩种设计都有很多优点如足够的强度和刚度，较强的裂缝自愈能力等等。但是随着国际油价的上涨，优质沥青的价格也在不停地上升，在我国内普及沥青稳定碎石基层复合式道路还有待于讨论，在这种条件下有部分
研究人员把目标放在了最初的柔性级配碎石基层上，级配碎石基层有着和沥青稳定碎石基层同等的优点，而且其造价要远远低于沥青稳定碎石基层，所以在中国普及级配碎石复合式基层是有前景和意义的。
级配碎石复合式基层有如下的有点优点：
（1）既有半刚性基层强度高，刚度大的优点，又有柔性基层较强的抗变形能力。
（2）防止和减缓半刚性基层的反射裂缝向上延伸。一方面改善了半刚性层的温度、湿度状况，减小了半刚性层的温度变化、温度梯度和湿度变化，从而减轻了半刚性层的温、干缩开裂，延缓路面反射裂缝的发生;沥青稳定碎石层可有效阻断裂缝尖端的扩展路径，削弱拉应力、拉应变的传递能力，并且能消散、吸收由交通荷载及环境温度变化所产生的荷载应力和温度应力，从而延缓反射裂缝向上扩展的速度。1【】
（3）级配碎石基层造价低，可以节约资源，且在道路使用寿命结束级配碎石不会给改建或维修带来麻烦。
综上所述级配碎石复合式基层在中国有良好的发展前景和应用，我国应用级配碎石较早，但主要用于一般公路的基层和低等级公路的路面，或作为排水垫层，而且对碎石材料的级配要求不严，随意性较大，若将其大面积用于高等级公路，尚需进一步研究。本文从基础方面论证级配碎石复合式基层的可使用性。
1.2国内外研究现状
目前世界上的复合式沥青基层道路其基层都以在级配碎石基础上发展而来的各类沥青碎石材料为主，如沥青稳定碎石基层等等。国外沥青路面都以柔性性基层为主，沥青稳定碎石基层得到大范围的使用，而我国沥青路面复合式基层的研究刚刚起步，相比国外而言复合式沥青基层使用还无法普及。
1.2.1国外研究现状
国外的沥青路面一般都采用柔性基层，沥青稳定碎石基层已经得到了广泛应用，而这种道路结构在中国被称为长寿沥青结构。
（1）美国：二十世纪50年代，美国各州公路工作者协会（AASHTO）进行
了著名的AASHTO试验路研究，分别比较了级配碎石基层、级配砾石基层、水泥处治基层和沥青稳定基层。研究结果显示，虽然沥青稳定基层路面与半刚性基层路面相比车辙变形比较大，但其路面的使用品质高于水泥稳定类基层。以现时服务指数(PSI)来衡量，可以得出相同单位的沥青稳定基层的服务质量是水泥处治基层的1.3倍，由此可得，采用沥青稳定碎石基层的路面结构可以降低路面的总厚度。
（2）德国：二十世纪60年代，德国的典型路面结构是采用沥青混凝土与级配碎石的组合。由于要满足抗冻厚度，需要大量优质的级配碎石，提高了路面造价，并且材料运输也为道路交通带来了较大负担。因此，德国公路部门开始考虑采用较薄的结构层来取代厚级配碎石层。1969年，研究人员将美国全厚式沥青路面结构引入德国的道路建设，进行了大量的比较研究，用14cm的沥青基层代替了60cm厚的粒料基层，从而节省了石料的用量，从总的经济效益上看采用全厚式结构更为有利。
(3)二十世纪60年代，德国的典型路面结构是采用沥青混凝土与级配碎石的组合。由于要满足抗冻厚度，需要大量优质的级配碎石，提高了路面造价，并且材料运输也为道路交通带来了较大负担。因此，德国公路部门开始考虑采用较薄的结构层来取代厚级配碎石层。1969年，研究人员将美国全厚式沥青路面结构引入德国的道路建设，进行了大量的比较研究，用14cm的沥青基层代替了60cm厚的粒料基层，从而节省了石料的用量，从总的经济效益上看采用全厚式结构更为有利。
(4)日木从东名高速公路开始采用沥青稳定碎石基层，目前多采用10cm沥青混凝土面层和8-25cm的沥青稳定碎石基层，下设10-30cm粒料底基层。一般要求沥青层最小厚度不小于18cm，寒冷积雪地区不小于20cm。传统的沥青稳定碎石基层粒径为37.5mm，目前也使用31.5~混合料[6]。日本高速公路绝大部分都采用沥青稳定碎石基层，级配碎石和水泥稳定材料作为底基层，采用沥青稳定碎石基层的沥青路面在车辆荷载作用下耐疲劳性能好，但车辙问题较为严重。对比研究不同基层的沥青路面发现，较厚的半刚性基层反射裂缝严重，级配碎石基层模量太低，较薄的沥青面层在重交通条件下会迅速产生破坏。采用沥青稳定碎石基层的沥青路面的使用年限都远远大于设计使用年限，基本都没有发生结构性破坏，仅进行表面维修就能恢复良好的路面性能，即使是车辙现象严重的路段进行表面处治后使用性能即可被全面恢复，路面面层以下的结构层次状态良好。
(5)欧洲除法国外，一般采用粒径较粗的沥青稳定碎石做基层，最常用的粒径为25mm、28~、犯~和4Omm。欧洲目前正在逐渐统一规范，建议沥青稳定基层混合料统一采用32~混合料117]。欧洲北部等国如挪威、瑞典、丹麦、芬兰、冰岛等，属于潮湿、冰冻气候区，半刚性基层的使用效果很差，因此高速公路绝大多数采用沥青稳定碎石基层，较为典型的路面结构是较厚的沥青层和特厚的粒料底基层。西班牙、意大利、比利时等国高速公路以柔性基层沥青路面为主，大交通量情况下多选用沥青稳定碎石基层，也常选用半刚性材料作为沥青稳定碎石基层的底基层使用。西班牙的典型路面结构是20cm半刚性底基层上铺筑22-40cm沥青层;意大利典型路面结构是20cm半刚性底基层上铺筑20-35。m沥青层;比利时典型路面结构是15-45cm粒料底基层上铺筑20-35cm沥青层;其中较厚的沥青层为沥青稳定碎石基层和沥青混凝土面层组合。
可以看出，欧美各国及日本等经济发达国家的高速公路沥青路面结构中绝大部分采用了沥青稳定基层，而级配碎石复合式基层由于沥青稳定碎石基层技术已非常成熟基本上作为复合基层的第二选择存在,配碎石作为半刚性基层与沥青面层之间的中间层尚不多见，但在美国、澳大利亚及南非作为减少沥青路面反射裂缝措施仍获得较多利用，且效果较好。
1.2.2国内研究现状
如何减轻路面的反射裂缝是一个世界性的难题，各国提出了各种方法来减轻反射裂缝。近年来国内半刚性沥青路面使用过程中反射裂缝问题日益突出，为研究防止反射裂缝的问题，铺筑了一些试验路。我国在“七五”期间铺筑过一些倒装结构的沥青路面试验段，如京石高速公路河北正定试验路段的改性沥青应力吸收膜上基层及级配碎石基层防裂对比研究，西安试验路级配碎石基层防裂对比研究，沪宁高速公路无锡试验路级配碎石基层防裂对比研究。研究表明级配碎石能有效防止反射裂缝。但针对级配碎石材料本身的力学特性研究不够全面、系统，对级配碎石的稳定性研究较少，而且一些试验路没有在多雨潮湿地区铺筑，没有发挥出级配碎石的排水性的优点，致使此种结构并没有在工程中得到推广应用。“八五”攻关报告指出级配碎石基层适合在累计轴次小于500万以下的道路使用，这基本上限制了级配碎石作为柔性基层在沥青路面在高等级道路上的应用。东南大学的何兆益博士通过试验路的观测以及室内试验对级配碎石进行了分析
研究。通过不同级配的试验结果对比，得到力学性能良好的级配以及成型方法。考虑了级配碎石的非线性特性，对其分别进行了动三轴和静三轴的试验。提出级配碎石半刚性基层的合理厚度，并对级配碎石层控制反射裂缝的原因以及施工方法进行了初步的探讨。哈尔滨大学的曹建新就级配碎石基层材料的组成结构和动力特性进行了研究。通过对主骨架、细集料以及混合料的CBR值、回弹模量值与永久变形的对比研究，得出组成结构是影响物理力学性质的决定性因素，而组成结构的形成是级配与工艺综合作用的结果。通过不同试验的对比，得出具有较高强度的优质级配以及成型方式。北京公路研究所采用弹塑性有限元法，分析了不同模量、不同厚度的级配碎石对沥青面层，半刚性基层层底应力影响，不同模量、不同厚度的半刚性基层对沥青面层，半刚性基层层底应力影响，从而提出合理的级配碎石模量、厚度。提出了Al体系级配碎石设计参数建。长安大学莫石秀对多年冻土地区级配碎石最大干密度的影响因素，单个粒径变化对CBR响，动态回弹模量、抗剪强度及稳定性进行了研究[5]。论文推荐了关键性筛孔通过率，最大粒径以及最佳n值。分析了剪切速率对剪切试验各项指标的影响。从渗水、导热性能、抗冻三方面分析了级配碎石稳定性。提出了多年冻土地区级配碎石设计方案。长安大学徐鸥明研究分析了粒料的室内振动压实试验方法以及影响粒料CBR值的因素，为了评价粒料的嵌挤强度，还进行了室内大型直接剪切试验。在结合室内研究和试验路研究的基础上，推荐了适合牧区道路粒料基层的材料选择参数及配合比设计。从以上的国内研究现状可以知道，虽然试验路的观测结果均表明级配碎石防止反射裂缝的作用，但对级配碎石的设计原则和级配设计方法研究的并不多，对级配碎石这类[2] 松散级料的施工方法与质量控制均未提出要求。因此对于级配设计方法，结构设计参数的选取以及影响因素的分析等问题还有待进一步的研究。
1.2.3发展趋势
国外的沥青路面结构有向进一步加厚沥青层的厚度并提高沥青稳定类基层强度的方向发展。
随着沥青路面的不断普及以及其优于水泥混领土路面的结构和特性，我国在学习外国有技术的基础上提出属于自己独立创新的技术和道路结构。世界沥青路面的整体发展趋势即长寿化（即采用不同的技术和结构使得路面的抗反射能力等
大大上升延长路面寿面）合理化（即使用更符合当地地质条件的技术和结构）经济化（性价比最高的材料技术和结构）。
1.3研究内容和技术路线
1.3.1研究内容
国外采用的道路结构均为沥青稳定碎石基层沥青路面结构，但国外的沥青路面结构中沥青含量较大，相对我国的半刚性基层路面来说相对偏柔性。但是由于各方面的原因在中国推广使用类似国外的沥青稳定碎石阶层的方案还有待商榷（例如技术不能满足要求，国际油价攀升使得沥青的价格上升等），而沥青稳定碎石基层是在级配碎石基层的基础上发展起来的，我国在很早就开始使用级配碎石了但是但主要用于一般公路的基层和低等级公路的路面，或作为排水垫层，而且对碎石材料的级配要求不严，随意性较大。
本文主要研究的即是对采取特定的级配碎石作为上基层的沥青路面与采取其他材料的和结构的沥青路面性能的对比，对我国能否在一定程度上采用级配碎石作为柔性基层材料进行定性的探讨。在已有的研究成果的基础上通过规律探索和理论分析，对级配碎石基层的级配方案以及其与其他复合式基层，普通基层的各项性能的对比，在对比的基础上提出合适的沥青路面基层结构。主要针对以下内容进行研究：
1、安徽省内碎石材料的各项指标，及其其它地区碎石的性能对比
这部分内容主要以收集为主，本文的所有级配碎石都是采用安徽省内存在的可作为基层碎石的岩石，后期所有的材料选择都是在收集到的安徽省内的岩石中选择。
2、最初级配碎石方案的选择
要研究级配碎石的方案比较必须要最初的基础方案，在使用安徽省碎石的基础上设计最初级配。
3、级配碎石级配方案的选取
采用对比试验法在不同级配和结构条件下对级配碎石基层的形变能力和排水能力进行对比分析，选出最优方案作为级配碎石基层方案。主要通过三轴压缩
实验计算由振动法成型的样块的弹性模量能。
4、复合式基层和普通基层性能对比
对级配碎石复合基层，沥青稳定碎石复合式基层和普通沥青混凝土道路进行各方面的对比，得出目前比较适合中国国情的道路结构。
5、最终寿命的计算
分别使用Shell法、规范法、AASHTO法对已有结构道路进行寿命估计。
1.3.2技术路线
1、广泛查阅国内外有关“复合沥青+基层”的复合基层结构的应用和情况以及相关文献，了解、掌握国内外在该领域的研究成果，并对相关资料进行归纳总结。
2、考虑中国技术现状和材料获取，选择级配碎石作为复合式基层路面上基层的材料。
3、调查安徽省内碎石种类和规格及其性能，针对其特性在兼顾道路的形变性能和排水的条件下提出适合的级配碎石基层的级配方案。
4、对比级配碎石基层路面方案和其他沥青结构道路，分别从抗反射裂缝能力，价格等对不同的施工方案比较选出目前适合我国现阶段的方案并计算采用合适方案道路的寿命和承载力。
二 复合基层中级配碎石柔性材料基本路用性能
2.1安徽省碎石种类和产品规格
安徽省地华东地区，全境从北向南由平原过度到丘陵地带，山石较多，有多种矿物和岩石带。
2.1.1 碎石种类产品规格
安徽省地质条件比较优良，岩石层带复杂。安徽境内适合作为级配碎石的岩石种类有安山岩，玄武岩，石灰岩。
碎石的产品规格包括表观密度，孔隙率，最大公称直径，真实密度，如下表
安徽省内岩石碎石产品规格
2.2 安徽省碎石的基本力学性能以及影响因素
初加工的碎石是不能直接作为基层使用的，很多碎石的各项指标都不满足道路使用的要求，对其进行定性定量的检测和实验，选出可使用的碎石成为了道路选用碎石必须经过的步骤。本小结对安徽省内的几种岩石对应的碎石的力学性能指标进行分析选出安徽省内适宜作为级配碎石的材料，主要针对碎石的抗压强度，剪切强度和永久变形3个方面讨论其适用性。
2.2.1 抗压强度
抗压强度是指材料在被施加应力但未达到剪切破坏时的弹性变化。影响粒状材料抗压强度的主要因素有【2】：
(1)颗粒的大小和形状：粒状材料的强度随着最大粒径的增大而增大，特别是具有相同数量的细料和相似的级配曲线时。对于给定的限制范围，较大的粒径能够提供较大的强度，这主要由于颗粒之间的接触比较少。当荷载通过粗颗粒传递时，颗粒之间的接触点少，整体变形小因此有较大的强度。
(2)细料含量以及细料的塑性：具有粘性和塑性的细料对吸力有影响，因此可以假设抗压强度同样受到这些因素的影响。特别是当吸力为粘结颗粒的主要应力时（例如在没有限制或者低围压的状况下以及或者干燥的情况下）。在这一情况下，较高细料含量和较高粘性的细料将会导致较高的吸力，因此，有较高的强度。然而，当相对于周围应力，吸力很小的时候（例如在浸润的情况下），较高的细料含量和较高粘度的细料会由于上述的颗粒大小以及润滑的作用导致强度减小。
(3)密度以及含水量：压实层的特性（例如密度，含水量和颗粒的排列方向）对材料的强度影响很大。当密度增加的时候，材料的刚度也在增加。在湿润程度较高的时候，如果排水以及渗透能力较差，则抗压强度也会降低。道路应该具足够的刚度以扩散从路面传来的应力和应变并将其传至下面的路层，同时保证下面的各层不会出现较大的变形。
以上3个方面决定了材料的抗压强度的大小。
2.2.2剪切强度
粒状材料的剪切强度可以被定义为材料抵抗剪切应力的能力。影响剪切强度的因素有：
(1)颗粒形状和表面纹理（摩擦和粗糙程度）。在固定的孔隙度下，颗粒的形状以及表面纹理将会影响无粘结材料的剪切强度。通常认为具有棱角和表面粗糙、的轧制岩石抗剪切性能较好，相比较而言，棱角光滑以及光滑表面的河砂则性能较差。
(2)细料的百分含量以及细料的塑性。通常细料含量过多将阻止大颗粒之间的嵌锁，而细料含量过少则会减小密度。当细料含量在8%～12%的时候，材料
比较稳定。细料塑性含量大则会降低材料的剪切强度。当细料含量比较少（小于8%）时，则细料的塑性对于材料的剪切强度影响不大。然而，当细料含量大的时候，细料塑性变大时就会减小材料的剪切强度。
(3)颗粒大小或者级配。通常认为材料在最大密度时具有最大的稳定性以及强度。
(4)密度和含水量。随密度的增加以及含水量的减小，材料的剪切强度增加。含水量的少量增加会微小的减少颗粒之间的摩擦力，但同时也会增加颗粒之间的毛细吸引力。然而，浸润的程度较高会产生较高的孔隙压力（或者是较低的有效应力），这样就会导致较低的剪切强度。因此在施工时应控制目标密度以及含水量。
2.2.3 永久变形
永久变形是指压实材料的体积在施加一段时间应力后卸载，产生的不可恢复的变形。影响的因素有：
(1)颗粒形状。一些研究人员认为，当不同的材料压实成相同的密度，具有棱角的材料与棱角光滑的材料相比永久变形要小。
(2)级配。对于给定的压实功，具有最佳级配指数的级配所产生的永久变形较小。
(3)细料含量。当细料的含量超过某一界限值（8%～12%，依材料而定），永久变形将会增加。在弹性区域（应力远低于剪切强度）细料含量对永久变形的影响不大，但在破坏区域附近则影响很大。这说明细料含量过大会阻止大粒径颗粒之间的嵌锁。
(4)密度和含水量。随着密度的增加，永久变形显著的减小。在低含水量的情况下永久变形相对比较小。
2.2.4 安徽省碎石的力学性能指标对比
综上的三项指标以及其各自的影响因素可得出对于抗压强度，剪切强度和永久变形共同的影响因素为细集料，级配，密度，含水量和颗粒形状。
三 复合基层排水性能与变形性能的关系
3.1 级配碎石基层
级配碎石基层是世界各国普遍采用的基层类型之一，采用具有一定厚度和严格级配要求的优质级配碎石作为上基层，而半刚性材料作为底基层。这种上柔下刚的倒装结构，使上下基层优势互补，既充分发挥半刚性基层沥青路面强度较高的优点，同时克服其缺点，能在很大程度上防治和减少半刚性基层的反射裂缝。但是，级配碎石层整体强度不足，抵抗变形能力差，在荷载多次重复作用下易产生塑性变形积累，为达到较高的压实度应采用重型压实标准。然而当其厚度较大时，即使达到较高压实度，在重复荷载作用下也会产生较大的残余变形。级配碎石基层除可作为应力消散层用在沥青面层与半刚性基层之间外，还可在轻交通道路上用作薄沥青面层的基层，作为路面的主要承重层(此时厚度较厚)，或在中重交通道路上用作厚沥青面层的基层或设置在一定厚度的沥青稳定碎石下作为底基层。虽然我国应用级配碎石较早，但主要用于一般公路的基层和低等级公路的路面，或作为排水垫层，而且对碎石材料的级配要求不严，随意性较大，若将其大面积用于高等级公路，尚需进一步研究。
级配碎石作为上基层的条件下：（1）在中国沥青面层采用的是从上到下为细中粗的沥青混凝土结构，所以在级配碎石上与面层相结合的条件下要有足够的排水性能；（2）级配碎石为基层时，其下层一般为水泥稳定或二灰碎石，强度较高，级配碎石所受的三向应力较大，表现出的强度较高，所以要有足够的弹性模量和塑性变形才能减缓反射裂缝等的发生。
3.2最初级配方案的选择
参照规范同时考虑材料强度，集料形状、构造，液限、塑限指数，最大粒径，0.075mm通过率和公称粒径对应筛孔通过率，在不同最大粒径的条件下设计密，中间，和粗3种不同的级配设计如下：
实验级配
最大粒径31.5mm的级配设计曲线
最大粒径26.5mm的级配设计曲线
接下来的最初分析即是上述的6种最初级配设计开展的。接下来就是针对级配碎石的形变性能和排水性能俩个方面对级配方案是否可以作为道路基层展开讨论。
3.3.1形变性能
级配碎石较低的刚度对应着沥青路面的疲劳开裂，较大的塑性变形对应着较大的车辙，二者是制约其在我国大面积推广使用的主要原因。为提高级配碎石基层沥青路面的使用性能，必须提高级配碎石的强度和降低塑性变形，而提高级配碎石基层的弹性模量是减少沥青路面疲劳开裂的关键因素，级配碎石的塑性变形是沥青路面产生车辙的因素之一。
如何延长沥青道路的寿命在于减缓沥青面层的疲劳应力即减少沥青面层层底的拉应力，可采用两种途径：一是增加沥青面层的厚度；二是提高级配碎石基层的弹性模量，在此我们主要采用的是提高级配碎石基层的弹性模量的方法，讨论的即是级配碎石的级配方案与级配碎石的回弹模量之间的关系。
对级配碎石材料相关规范规定可以采用击实法和振动法，振动成型具有明显优势．当振动频率与散碎颗粒的固有频率相近时，产生共振，压实过程中颗粒间的静摩阻转化成动摩阻，易于压实并形成结构。所以在此采用振动法生成连续级配碎石实验试件，对其进行三轴压缩实验得出其弹性模量并按下公式计算不d同应力作用下的回弹模量。
其中：Er为材料的回弹模量，
E
d
r
r
为试件的偏应力，εr为试件的回弹模量
3.3.2排水性能
道路在使用过程中直接暴露于自然环境作用之下 ,受到雨水, 温度 湿度等因素的影响 ,严重影响到道路的使用寿命和服务质量 ,其中水对道路的影响更大，降落在路表面的水分虽然大部分可以通过路 表的横向和纵向坡度排出路基,但仍有一部分水分可以通过路面裂缝,混合料的孔隙等渗入到路面结构内部，另外当地下水位较高时 ,地下水也可通过毛细作用进入到路面结构内部 .这些水分首先会浸湿路面各结构层材料 ,使其强度下降 ,降低了路面结构的承载能力,在行车荷载等因素的作用下,极易在路面内部产生高孔隙水压力,高速水流冲刷,使路面产生水损害,加速了路面结构的破坏。因此将存在于路面结构中的水分迅速排除出路基范围以外是路面结构内部排水的主要任务。而在级配碎石作为基层的同时也要考虑排水的性能合理设计级配碎石基层的排水性能减缓或防止唧浆现象出现,从而有利于延长沥青路面使用寿命。
级配碎石基层主要依靠材料直接的空隙的排水，有面层下来的水在级配碎石颗粒间的缝隙流动相下或两边排出去。所以对于级配碎石有其排水性能由其孔隙度直接影响，其他因素可以忽略不计。
3.4 对比而得的最优级配方案，即兼顾排水和形变的级配方案
四 复合基层的优缺点分析与最佳施工工艺
4.1 复合基层沥青路面的结构
复合基层沥青路面采取刚柔并济的结构，采用具有一定厚度和严格级配要求的柔性材料作为上基层，而半刚性材料作为底基层，采用这种特殊的结构可以减小半刚性基层的反射裂缝的产生。以下是两种复合式基层和普通混凝土基层结构
的对比。 有级配碎石基层的道路设计方案
4.2 优缺点对比（沥青水稳+二灰/级配 与沥青级配水稳以及沥青ATB水稳组合的对比）
4.2.1 抗反射裂缝等性能
4.2.2 价格
4.3施工的工艺对比
4.3.1 三者的施工条件，施工方式等
4.3.2 完成后的寿命和承载力（对比性价）
4.4本章小结
五 结语
5.1 总结
5.1.1 论文内容总结
5.1.2学习过程总结
5.2 进一步的研究的设想
5.3 参考文献
致谢
合 肥 工 业 大 学
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一 绪论
1.1课题的提出
我国交通事业的飞速发展对公路建设提出了更高的要求。纵观我国高等级公路路面现状，仍主要以半刚性基层沥青路面结构为主。由于半刚性基层具有强度高、水稳性和冰冻稳定性好、刚性较大等优点，同时，半刚性基层材料板体性好，利于机械化施工且工程造价低，能适应重交通发展的需要，为实现“强基薄面”的结构提供了可靠保证。因此，我国高等级公路建设中越来越多地采用了半刚性材料基层和底基层。
目前我国90%以上的高等级公路沥青路面基层和底基层采用了半刚性材料。然而，在实际使用过程中半刚性基层沥青路面出现了不少问题，半刚性基层沥青路面的早期破坏一直是困扰我国工程技术人员的一个主要问题，尤其是裂缝问题日益突出，并成为该结构的主要缺陷。部分高速公路在开放交通1-2年就出现了开裂、车辙、坑槽、抗滑性能不足等早期破坏类型，严重影响道路使用性能，不得不进行修复，从而造成严重的经济损失和很坏社会影响。虽然道路的设计使用年限为10-15年，但是现有道路的实际使用寿命只有8-12年，有的甚至3-4年或交工验收至竣工验收期就出现了严重的破坏。特别是近年来早期修建的一些高速公路己相继进入大修或改建期，“开膛破肚式”的处理方式已经让我们付出了巨大的经济成本和社会代价。所以开发出新的稳定性价比高的新型机构是我国未来沥青路面发展的最大目标。
中国现阶段研究的复合式基层沥青路面大部分为沥青稳定碎石基层或大粒径沥青混合料基层，这种由级配碎石和沥青材料混合而成的设计是在级配碎石的基础上上发展起来的，这俩种设计都有很多优点如足够的强度和刚度，较强的裂缝自愈能力等等。但是随着国际油价的上涨，优质沥青的价格也在不停地上升，在我国内普及沥青稳定碎石基层复合式道路还有待于讨论，在这种条件下有部分
研究人员把目标放在了最初的柔性级配碎石基层上，级配碎石基层有着和沥青稳定碎石基层同等的优点，而且其造价要远远低于沥青稳定碎石基层，所以在中国普及级配碎石复合式基层是有前景和意义的。
级配碎石复合式基层有如下的有点优点：
（1）既有半刚性基层强度高，刚度大的优点，又有柔性基层较强的抗变形能力。
（2）防止和减缓半刚性基层的反射裂缝向上延伸。一方面改善了半刚性层的温度、湿度状况，减小了半刚性层的温度变化、温度梯度和湿度变化，从而减轻了半刚性层的温、干缩开裂，延缓路面反射裂缝的发生;沥青稳定碎石层可有效阻断裂缝尖端的扩展路径，削弱拉应力、拉应变的传递能力，并且能消散、吸收由交通荷载及环境温度变化所产生的荷载应力和温度应力，从而延缓反射裂缝向上扩展的速度。1【】
（3）级配碎石基层造价低，可以节约资源，且在道路使用寿命结束级配碎石不会给改建或维修带来麻烦。
综上所述级配碎石复合式基层在中国有良好的发展前景和应用，我国应用级配碎石较早，但主要用于一般公路的基层和低等级公路的路面，或作为排水垫层，而且对碎石材料的级配要求不严，随意性较大，若将其大面积用于高等级公路，尚需进一步研究。本文从基础方面论证级配碎石复合式基层的可使用性。
1.2国内外研究现状
目前世界上的复合式沥青基层道路其基层都以在级配碎石基础上发展而来的各类沥青碎石材料为主，如沥青稳定碎石基层等等。国外沥青路面都以柔性性基层为主，沥青稳定碎石基层得到大范围的使用，而我国沥青路面复合式基层的研究刚刚起步，相比国外而言复合式沥青基层使用还无法普及。
1.2.1国外研究现状
国外的沥青路面一般都采用柔性基层，沥青稳定碎石基层已经得到了广泛应用，而这种道路结构在中国被称为长寿沥青结构。
（1）美国：二十世纪50年代，美国各州公路工作者协会（AASHTO）进行
了著名的AASHTO试验路研究，分别比较了级配碎石基层、级配砾石基层、水泥处治基层和沥青稳定基层。研究结果显示，虽然沥青稳定基层路面与半刚性基层路面相比车辙变形比较大，但其路面的使用品质高于水泥稳定类基层。以现时服务指数(PSI)来衡量，可以得出相同单位的沥青稳定基层的服务质量是水泥处治基层的1.3倍，由此可得，采用沥青稳定碎石基层的路面结构可以降低路面的总厚度。
（2）德国：二十世纪60年代，德国的典型路面结构是采用沥青混凝土与级配碎石的组合。由于要满足抗冻厚度，需要大量优质的级配碎石，提高了路面造价，并且材料运输也为道路交通带来了较大负担。因此，德国公路部门开始考虑采用较薄的结构层来取代厚级配碎石层。1969年，研究人员将美国全厚式沥青路面结构引入德国的道路建设，进行了大量的比较研究，用14cm的沥青基层代替了60cm厚的粒料基层，从而节省了石料的用量，从总的经济效益上看采用全厚式结构更为有利。
(3)二十世纪60年代，德国的典型路面结构是采用沥青混凝土与级配碎石的组合。由于要满足抗冻厚度，需要大量优质的级配碎石，提高了路面造价，并且材料运输也为道路交通带来了较大负担。因此，德国公路部门开始考虑采用较薄的结构层来取代厚级配碎石层。1969年，研究人员将美国全厚式沥青路面结构引入德国的道路建设，进行了大量的比较研究，用14cm的沥青基层代替了60cm厚的粒料基层，从而节省了石料的用量，从总的经济效益上看采用全厚式结构更为有利。
(4)日木从东名高速公路开始采用沥青稳定碎石基层，目前多采用10cm沥青混凝土面层和8-25cm的沥青稳定碎石基层，下设10-30cm粒料底基层。一般要求沥青层最小厚度不小于18cm，寒冷积雪地区不小于20cm。传统的沥青稳定碎石基层粒径为37.5mm，目前也使用31.5~混合料[6]。日本高速公路绝大部分都采用沥青稳定碎石基层，级配碎石和水泥稳定材料作为底基层，采用沥青稳定碎石基层的沥青路面在车辆荷载作用下耐疲劳性能好，但车辙问题较为严重。对比研究不同基层的沥青路面发现，较厚的半刚性基层反射裂缝严重，级配碎石基层模量太低，较薄的沥青面层在重交通条件下会迅速产生破坏。采用沥青稳定碎石基层的沥青路面的使用年限都远远大于设计使用年限，基本都没有发生结构性破坏，仅进行表面维修就能恢复良好的路面性能，即使是车辙现象严重的路段进行表面处治后使用性能即可被全面恢复，路面面层以下的结构层次状态良好。
(5)欧洲除法国外，一般采用粒径较粗的沥青稳定碎石做基层，最常用的粒径为25mm、28~、犯~和4Omm。欧洲目前正在逐渐统一规范，建议沥青稳定基层混合料统一采用32~混合料117]。欧洲北部等国如挪威、瑞典、丹麦、芬兰、冰岛等，属于潮湿、冰冻气候区，半刚性基层的使用效果很差，因此高速公路绝大多数采用沥青稳定碎石基层，较为典型的路面结构是较厚的沥青层和特厚的粒料底基层。西班牙、意大利、比利时等国高速公路以柔性基层沥青路面为主，大交通量情况下多选用沥青稳定碎石基层，也常选用半刚性材料作为沥青稳定碎石基层的底基层使用。西班牙的典型路面结构是20cm半刚性底基层上铺筑22-40cm沥青层;意大利典型路面结构是20cm半刚性底基层上铺筑20-35。m沥青层;比利时典型路面结构是15-45cm粒料底基层上铺筑20-35cm沥青层;其中较厚的沥青层为沥青稳定碎石基层和沥青混凝土面层组合。
可以看出，欧美各国及日本等经济发达国家的高速公路沥青路面结构中绝大部分采用了沥青稳定基层，而级配碎石复合式基层由于沥青稳定碎石基层技术已非常成熟基本上作为复合基层的第二选择存在,配碎石作为半刚性基层与沥青面层之间的中间层尚不多见，但在美国、澳大利亚及南非作为减少沥青路面反射裂缝措施仍获得较多利用，且效果较好。
1.2.2国内研究现状
如何减轻路面的反射裂缝是一个世界性的难题，各国提出了各种方法来减轻反射裂缝。近年来国内半刚性沥青路面使用过程中反射裂缝问题日益突出，为研究防止反射裂缝的问题，铺筑了一些试验路。我国在“七五”期间铺筑过一些倒装结构的沥青路面试验段，如京石高速公路河北正定试验路段的改性沥青应力吸收膜上基层及级配碎石基层防裂对比研究，西安试验路级配碎石基层防裂对比研究，沪宁高速公路无锡试验路级配碎石基层防裂对比研究。研究表明级配碎石能有效防止反射裂缝。但针对级配碎石材料本身的力学特性研究不够全面、系统，对级配碎石的稳定性研究较少，而且一些试验路没有在多雨潮湿地区铺筑，没有发挥出级配碎石的排水性的优点，致使此种结构并没有在工程中得到推广应用。“八五”攻关报告指出级配碎石基层适合在累计轴次小于500万以下的道路使用，这基本上限制了级配碎石作为柔性基层在沥青路面在高等级道路上的应用。东南大学的何兆益博士通过试验路的观测以及室内试验对级配碎石进行了分析
研究。通过不同级配的试验结果对比，得到力学性能良好的级配以及成型方法。考虑了级配碎石的非线性特性，对其分别进行了动三轴和静三轴的试验。提出级配碎石半刚性基层的合理厚度，并对级配碎石层控制反射裂缝的原因以及施工方法进行了初步的探讨。哈尔滨大学的曹建新就级配碎石基层材料的组成结构和动力特性进行了研究。通过对主骨架、细集料以及混合料的CBR值、回弹模量值与永久变形的对比研究，得出组成结构是影响物理力学性质的决定性因素，而组成结构的形成是级配与工艺综合作用的结果。通过不同试验的对比，得出具有较高强度的优质级配以及成型方式。北京公路研究所采用弹塑性有限元法，分析了不同模量、不同厚度的级配碎石对沥青面层，半刚性基层层底应力影响，不同模量、不同厚度的半刚性基层对沥青面层，半刚性基层层底应力影响，从而提出合理的级配碎石模量、厚度。提出了Al体系级配碎石设计参数建。长安大学莫石秀对多年冻土地区级配碎石最大干密度的影响因素，单个粒径变化对CBR响，动态回弹模量、抗剪强度及稳定性进行了研究[5]。论文推荐了关键性筛孔通过率，最大粒径以及最佳n值。分析了剪切速率对剪切试验各项指标的影响。从渗水、导热性能、抗冻三方面分析了级配碎石稳定性。提出了多年冻土地区级配碎石设计方案。长安大学徐鸥明研究分析了粒料的室内振动压实试验方法以及影响粒料CBR值的因素，为了评价粒料的嵌挤强度，还进行了室内大型直接剪切试验。在结合室内研究和试验路研究的基础上，推荐了适合牧区道路粒料基层的材料选择参数及配合比设计。从以上的国内研究现状可以知道，虽然试验路的观测结果均表明级配碎石防止反射裂缝的作用，但对级配碎石的设计原则和级配设计方法研究的并不多，对级配碎石这类[2] 松散级料的施工方法与质量控制均未提出要求。因此对于级配设计方法，结构设计参数的选取以及影响因素的分析等问题还有待进一步的研究。
1.2.3发展趋势
国外的沥青路面结构有向进一步加厚沥青层的厚度并提高沥青稳定类基层强度的方向发展。
随着沥青路面的不断普及以及其优于水泥混领土路面的结构和特性，我国在学习外国有技术的基础上提出属于自己独立创新的技术和道路结构。世界沥青路面的整体发展趋势即长寿化（即采用不同的技术和结构使得路面的抗反射能力等
大大上升延长路面寿面）合理化（即使用更符合当地地质条件的技术和结构）经济化（性价比最高的材料技术和结构）。
1.3研究内容和技术路线
1.3.1研究内容
国外采用的道路结构均为沥青稳定碎石基层沥青路面结构，但国外的沥青路面结构中沥青含量较大，相对我国的半刚性基层路面来说相对偏柔性。但是由于各方面的原因在中国推广使用类似国外的沥青稳定碎石阶层的方案还有待商榷（例如技术不能满足要求，国际油价攀升使得沥青的价格上升等），而沥青稳定碎石基层是在级配碎石基层的基础上发展起来的，我国在很早就开始使用级配碎石了但是但主要用于一般公路的基层和低等级公路的路面，或作为排水垫层，而且对碎石材料的级配要求不严，随意性较大。
本文主要研究的即是对采取特定的级配碎石作为上基层的沥青路面与采取其他材料的和结构的沥青路面性能的对比，对我国能否在一定程度上采用级配碎石作为柔性基层材料进行定性的探讨。在已有的研究成果的基础上通过规律探索和理论分析，对级配碎石基层的级配方案以及其与其他复合式基层，普通基层的各项性能的对比，在对比的基础上提出合适的沥青路面基层结构。主要针对以下内容进行研究：
1、安徽省内碎石材料的各项指标，及其其它地区碎石的性能对比
这部分内容主要以收集为主，本文的所有级配碎石都是采用安徽省内存在的可作为基层碎石的岩石，后期所有的材料选择都是在收集到的安徽省内的岩石中选择。
2、最初级配碎石方案的选择
要研究级配碎石的方案比较必须要最初的基础方案，在使用安徽省碎石的基础上设计最初级配。
3、级配碎石级配方案的选取
采用对比试验法在不同级配和结构条件下对级配碎石基层的形变能力和排水能力进行对比分析，选出最优方案作为级配碎石基层方案。主要通过三轴压缩
实验计算由振动法成型的样块的弹性模量能。
4、复合式基层和普通基层性能对比
对级配碎石复合基层，沥青稳定碎石复合式基层和普通沥青混凝土道路进行各方面的对比，得出目前比较适合中国国情的道路结构。
5、最终寿命的计算
分别使用Shell法、规范法、AASHTO法对已有结构道路进行寿命估计。
1.3.2技术路线
1、广泛查阅国内外有关“复合沥青+基层”的复合基层结构的应用和情况以及相关文献，了解、掌握国内外在该领域的研究成果，并对相关资料进行归纳总结。
2、考虑中国技术现状和材料获取，选择级配碎石作为复合式基层路面上基层的材料。
3、调查安徽省内碎石种类和规格及其性能，针对其特性在兼顾道路的形变性能和排水的条件下提出适合的级配碎石基层的级配方案。
4、对比级配碎石基层路面方案和其他沥青结构道路，分别从抗反射裂缝能力，价格等对不同的施工方案比较选出目前适合我国现阶段的方案并计算采用合适方案道路的寿命和承载力。
二 复合基层中级配碎石柔性材料基本路用性能
2.1安徽省碎石种类和产品规格
安徽省地华东地区，全境从北向南由平原过度到丘陵地带，山石较多，有多种矿物和岩石带。
2.1.1 碎石种类产品规格
安徽省地质条件比较优良，岩石层带复杂。安徽境内适合作为级配碎石的岩石种类有安山岩，玄武岩，石灰岩。
碎石的产品规格包括表观密度，孔隙率，最大公称直径，真实密度，如下表
安徽省内岩石碎石产品规格
2.2 安徽省碎石的基本力学性能以及影响因素
初加工的碎石是不能直接作为基层使用的，很多碎石的各项指标都不满足道路使用的要求，对其进行定性定量的检测和实验，选出可使用的碎石成为了道路选用碎石必须经过的步骤。本小结对安徽省内的几种岩石对应的碎石的力学性能指标进行分析选出安徽省内适宜作为级配碎石的材料，主要针对碎石的抗压强度，剪切强度和永久变形3个方面讨论其适用性。
2.2.1 抗压强度
抗压强度是指材料在被施加应力但未达到剪切破坏时的弹性变化。影响粒状材料抗压强度的主要因素有【2】：
(1)颗粒的大小和形状：粒状材料的强度随着最大粒径的增大而增大，特别是具有相同数量的细料和相似的级配曲线时。对于给定的限制范围，较大的粒径能够提供较大的强度，这主要由于颗粒之间的接触比较少。当荷载通过粗颗粒传递时，颗粒之间的接触点少，整体变形小因此有较大的强度。
(2)细料含量以及细料的塑性：具有粘性和塑性的细料对吸力有影响，因此可以假设抗压强度同样受到这些因素的影响。特别是当吸力为粘结颗粒的主要应力时（例如在没有限制或者低围压的状况下以及或者干燥的情况下）。在这一情况下，较高细料含量和较高粘性的细料将会导致较高的吸力，因此，有较高的强度。然而，当相对于周围应力，吸力很小的时候（例如在浸润的情况下），较高的细料含量和较高粘度的细料会由于上述的颗粒大小以及润滑的作用导致强度减小。
(3)密度以及含水量：压实层的特性（例如密度，含水量和颗粒的排列方向）对材料的强度影响很大。当密度增加的时候，材料的刚度也在增加。在湿润程度较高的时候，如果排水以及渗透能力较差，则抗压强度也会降低。道路应该具足够的刚度以扩散从路面传来的应力和应变并将其传至下面的路层，同时保证下面的各层不会出现较大的变形。
以上3个方面决定了材料的抗压强度的大小。
2.2.2剪切强度
粒状材料的剪切强度可以被定义为材料抵抗剪切应力的能力。影响剪切强度的因素有：
(1)颗粒形状和表面纹理（摩擦和粗糙程度）。在固定的孔隙度下，颗粒的形状以及表面纹理将会影响无粘结材料的剪切强度。通常认为具有棱角和表面粗糙、的轧制岩石抗剪切性能较好，相比较而言，棱角光滑以及光滑表面的河砂则性能较差。
(2)细料的百分含量以及细料的塑性。通常细料含量过多将阻止大颗粒之间的嵌锁，而细料含量过少则会减小密度。当细料含量在8%～12%的时候，材料
比较稳定。细料塑性含量大则会降低材料的剪切强度。当细料含量比较少（小于8%）时，则细料的塑性对于材料的剪切强度影响不大。然而，当细料含量大的时候，细料塑性变大时就会减小材料的剪切强度。
(3)颗粒大小或者级配。通常认为材料在最大密度时具有最大的稳定性以及强度。
(4)密度和含水量。随密度的增加以及含水量的减小，材料的剪切强度增加。含水量的少量增加会微小的减少颗粒之间的摩擦力，但同时也会增加颗粒之间的毛细吸引力。然而，浸润的程度较高会产生较高的孔隙压力（或者是较低的有效应力），这样就会导致较低的剪切强度。因此在施工时应控制目标密度以及含水量。
2.2.3 永久变形
永久变形是指压实材料的体积在施加一段时间应力后卸载，产生的不可恢复的变形。影响的因素有：
(1)颗粒形状。一些研究人员认为，当不同的材料压实成相同的密度，具有棱角的材料与棱角光滑的材料相比永久变形要小。
(2)级配。对于给定的压实功，具有最佳级配指数的级配所产生的永久变形较小。
(3)细料含量。当细料的含量超过某一界限值（8%～12%，依材料而定），永久变形将会增加。在弹性区域（应力远低于剪切强度）细料含量对永久变形的影响不大，但在破坏区域附近则影响很大。这说明细料含量过大会阻止大粒径颗粒之间的嵌锁。
(4)密度和含水量。随着密度的增加，永久变形显著的减小。在低含水量的情况下永久变形相对比较小。
2.2.4 安徽省碎石的力学性能指标对比
综上的三项指标以及其各自的影响因素可得出对于抗压强度，剪切强度和永久变形共同的影响因素为细集料，级配，密度，含水量和颗粒形状。
三 复合基层排水性能与变形性能的关系
3.1 级配碎石基层
级配碎石基层是世界各国普遍采用的基层类型之一，采用具有一定厚度和严格级配要求的优质级配碎石作为上基层，而半刚性材料作为底基层。这种上柔下刚的倒装结构，使上下基层优势互补，既充分发挥半刚性基层沥青路面强度较高的优点，同时克服其缺点，能在很大程度上防治和减少半刚性基层的反射裂缝。但是，级配碎石层整体强度不足，抵抗变形能力差，在荷载多次重复作用下易产生塑性变形积累，为达到较高的压实度应采用重型压实标准。然而当其厚度较大时，即使达到较高压实度，在重复荷载作用下也会产生较大的残余变形。级配碎石基层除可作为应力消散层用在沥青面层与半刚性基层之间外，还可在轻交通道路上用作薄沥青面层的基层，作为路面的主要承重层(此时厚度较厚)，或在中重交通道路上用作厚沥青面层的基层或设置在一定厚度的沥青稳定碎石下作为底基层。虽然我国应用级配碎石较早，但主要用于一般公路的基层和低等级公路的路面，或作为排水垫层，而且对碎石材料的级配要求不严，随意性较大，若将其大面积用于高等级公路，尚需进一步研究。
级配碎石作为上基层的条件下：（1）在中国沥青面层采用的是从上到下为细中粗的沥青混凝土结构，所以在级配碎石上与面层相结合的条件下要有足够的排水性能；（2）级配碎石为基层时，其下层一般为水泥稳定或二灰碎石，强度较高，级配碎石所受的三向应力较大，表现出的强度较高，所以要有足够的弹性模量和塑性变形才能减缓反射裂缝等的发生。
3.2最初级配方案的选择
参照规范同时考虑材料强度，集料形状、构造，液限、塑限指数，最大粒径，0.075mm通过率和公称粒径对应筛孔通过率，在不同最大粒径的条件下设计密，中间，和粗3种不同的级配设计如下：
实验级配
最大粒径31.5mm的级配设计曲线
最大粒径26.5mm的级配设计曲线
接下来的最初分析即是上述的6种最初级配设计开展的。接下来就是针对级配碎石的形变性能和排水性能俩个方面对级配方案是否可以作为道路基层展开讨论。
3.3.1形变性能
级配碎石较低的刚度对应着沥青路面的疲劳开裂，较大的塑性变形对应着较大的车辙，二者是制约其在我国大面积推广使用的主要原因。为提高级配碎石基层沥青路面的使用性能，必须提高级配碎石的强度和降低塑性变形，而提高级配碎石基层的弹性模量是减少沥青路面疲劳开裂的关键因素，级配碎石的塑性变形是沥青路面产生车辙的因素之一。
如何延长沥青道路的寿命在于减缓沥青面层的疲劳应力即减少沥青面层层底的拉应力，可采用两种途径：一是增加沥青面层的厚度；二是提高级配碎石基层的弹性模量，在此我们主要采用的是提高级配碎石基层的弹性模量的方法，讨论的即是级配碎石的级配方案与级配碎石的回弹模量之间的关系。
对级配碎石材料相关规范规定可以采用击实法和振动法，振动成型具有明显优势．当振动频率与散碎颗粒的固有频率相近时，产生共振，压实过程中颗粒间的静摩阻转化成动摩阻，易于压实并形成结构。所以在此采用振动法生成连续级配碎石实验试件，对其进行三轴压缩实验得出其弹性模量并按下公式计算不d同应力作用下的回弹模量。
其中：Er为材料的回弹模量，
E
d
r
r
为试件的偏应力，εr为试件的回弹模量
3.3.2排水性能
道路在使用过程中直接暴露于自然环境作用之下 ,受到雨水, 温度 湿度等因素的影响 ,严重影响到道路的使用寿命和服务质量 ,其中水对道路的影响更大，降落在路表面的水分虽然大部分可以通过路 表的横向和纵向坡度排出路基,但仍有一部分水分可以通过路面裂缝,混合料的孔隙等渗入到路面结构内部，另外当地下水位较高时 ,地下水也可通过毛细作用进入到路面结构内部 .这些水分首先会浸湿路面各结构层材料 ,使其强度下降 ,降低了路面结构的承载能力,在行车荷载等因素的作用下,极易在路面内部产生高孔隙水压力,高速水流冲刷,使路面产生水损害,加速了路面结构的破坏。因此将存在于路面结构中的水分迅速排除出路基范围以外是路面结构内部排水的主要任务。而在级配碎石作为基层的同时也要考虑排水的性能合理设计级配碎石基层的排水性能减缓或防止唧浆现象出现,从而有利于延长沥青路面使用寿命。
级配碎石基层主要依靠材料直接的空隙的排水，有面层下来的水在级配碎石颗粒间的缝隙流动相下或两边排出去。所以对于级配碎石有其排水性能由其孔隙度直接影响，其他因素可以忽略不计。
3.4 对比而得的最优级配方案，即兼顾排水和形变的级配方案
四 复合基层的优缺点分析与最佳施工工艺
4.1 复合基层沥青路面的结构
复合基层沥青路面采取刚柔并济的结构，采用具有一定厚度和严格级配要求的柔性材料作为上基层，而半刚性材料作为底基层，采用这种特殊的结构可以减小半刚性基层的反射裂缝的产生。以下是两种复合式基层和普通混凝土基层结构
的对比。 有级配碎石基层的道路设计方案
4.2 优缺点对比（沥青水稳+二灰/级配 与沥青级配水稳以及沥青ATB水稳组合的对比）
4.2.1 抗反射裂缝等性能
4.2.2 价格
4.3施工的工艺对比
4.3.1 三者的施工条件，施工方式等
4.3.2 完成后的寿命和承载力（对比性价）
4.4本章小结
五 结语
5.1 总结
5.1.1 论文内容总结
5.1.2学习过程总结
5.2 进一步的研究的设想
5.3 参考文献
致谢