城市道路设计专业文章汇编下册.pdf

1、 城市道路设计专业文章汇编城市道路设计专业文章汇编 (下下册册)作者作者 吴祖德吴祖德 2022 年年 6 月月 前前 言言 作者 吴祖德 男 1940 年 3 月生，汉族，江苏无锡人。退伍军人，中共党员，职称为教授级高级工程师。1962 年 8月毕业于南京工学院（现东南大学）土木工程系公路与城市道路专业，1962 年 10 月入伍，在南京军区后勤部营房部设计所任道路、桥梁、土建结构设计技术员，1969 年 9 月从部队复员（后改为转业）至常州市绝缘材料厂工作，1979 年 10月 26 日按时转正为中共党员。1981 年 2 月常州市人事局根据城市建设的需要，要求“技术归队”，调至常州市城建

2、局市政工程设计室任工程师，后任常州市市政工程设计室主任、常州市规划处副处长、常州市规划设计院院长、常州市市政工程设计院总工程师、兼任常州市城市综合交通规划办公室主任、常州市土木工程学会市政分会秘书长、顾问。1996 年享受政府特殊津贴，1998 年晋升职称为教授级高级工程师。2000 年 5 月退休后，曾被聘任为常州市市政工程设计院、常州市规划设计院顾问付总工程师，兼任常州市建筑工程施工图设计审查中心道路专业审查员。2009 年 7 月 2 日获中华人民共和国注册土木工程师（道路专业）资格证书。2012 年 7 月 1 日起，被聘为常州市建筑工程施工图设计审查中心道路专业全职审查员，直至 20

3、16 年 8 月止。2016 年 9 月被聘为常州市交通规划设计院顾问，任期 1 年，达到了学校毕业后，为祖国建设工作五十五年的目标。2017 年 10 月起结束退休后 17 年的返聘工作，在家休息，但继续担任从 2014 年 3 月 5日接受目前国内最好的建筑论坛之一筑龙网“道路设计探讨”小组的特邀专家，为小组的技术顾问，特别是积累了对城市道路施工图设计审查的经验，解答道路设计网友的发帖提问，义务的技术指导，发表技术文章（约 220 篇，浏览人数最多的一篇达 21312 次），转载博士硕士论文（约 405 篇），还有提供下载学习的技术电子书 22 本，还有为筑龙网网友提供专业视频讲座共 15

4、 课（已有听课者 1400 多人），深得广大筑龙网技术人员的好评。2017 年 5 月发表的“零路基工作区的路面设计内容介绍”技术论文，属国内首创，从理论上论证了这种路面结构的工作原理与计算方法，可广泛应用于立交下穿道路、路堑道路、管线复杂道路的翻建、绿化带的改建路面等。2014 年 4 月 29 日筑龙网页发帖：筑龙路桥专访 08：吴祖德“老树春深更著花”。采访内容称为：“筑龙网拥有 960 万注册用户，那么这庞大数字背后，有的是怎样的网友呢？我们秉承着“利用互联网改变建筑业”的使命，激励年轻人来此学习、成长，邀请前辈来我们的论坛上传道授业、分享经验。那么，论坛里又有哪些专家呢？想必会有部分

5、网友有此疑惑。别急，今天，就带你认识一位老先生。”，又称：苍龙日暮还行雨，老树春深更著花。我的感言是：“一生总得为自己的事业做出点成绩，但不是个人所想象的，随着社会的、个人的机遇走，走了一生。现在为何还在上班，一是闲在家里没事，二是我的专业上可为社会作点贡献，有做不完的事。”本汇编全部是 2014 年 3 月至 2021 年 11 月这 7 年时间所发表的技术文章，整理出来，供大家参考。作 者 2022 年 6 月 1 文 章 目 录(下册)序号 名 称 发布日期 页数 109 提问极重交通荷载情况下，标准轴载换为 170KN，在这种情况下，其后的应力荷载是否随之改变？2019.6.23 10

6、59-1066 110 提问地基承载力 60KPa 的土是够的，为是么？2019.6.24 1067-1069 111 提问设计零路基工作区的路面结构时，不用考虑规范对于土路基回弹模量的最低值要求？2019.6.25 1070-1071 112 提问AC-13S，其中 S 代表什么意思？2019.7.22 1072-1076 113 旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计介绍（讲座）2019.8.8 1077-1098 114 剖析城市道路的土基回弹模量（讲座）2019.8.9 1099-1117 115 城市道路施工图设计审查中所见问题（讲座）2019.8.10 1118-1147 116 加铺沥青

7、的水泥稳定碎石和水泥混凝土组成复合板的刚性路面计算书 2019.8.17 1148-1153 117 零路基工作区路面结构的发现介绍 2019.9.1 1154-1160 118 提问采用布辛尼斯克公式计算无路面时的路基工作区 2019.9.12 1161-1165 119 提问公路水泥路路肩和行车道必须分开浇筑？2019.9.12 1166 120 提问这类系数能否采用手工计算 2019.9.24 1167-1187 121 提问 计算的 B 值包括硬肩基宽度吗？2019.10.7 1188-1194 122 提问沥青路面水稳碎石弹性模量的取值？2019.11.21 1195-1196 12

8、3 提问沥青混合料车辙试验 R0 值是怎么来的？2019.11.3 1197-1198 124 历次公路桥梁设计荷载标准的变化 2019.12.4 1199-1221 125 追问沥青混合料车辙试验 R0 值是怎么来的？2019.12.6 1222-1224 126 路堤的沉降承载力和稳定计算介绍 2019.12.19 1225-1266 127 公路各类沥青路面结构的设计指标简解 2020.1.13 1267-1298 128 新建二级公路沥青路面设计指标计算实例介绍 2020.1.14 1299-1302 129 新建一级公路沥青路面设计指标计算实例介绍 2020.1.14 1303-13

9、06 130 新建高速公路沥青路面设计指标计算实例介绍 2020.1.14 1307-1310 131 改建高速公路沥青路面设计指标计算实例介绍 2020.1.14 1311-1314 132 水泥土搅拌桩复合地基设计计算介绍 2020.1.26 1315-1322 133 提问路基地基承载力的设计值应是多少 2020.2.14 1323-1330 134 介绍目前在道路上的新材料新技术 2020.3.26 1331-1340 135 如何用修正的布辛尼斯克公式计算路基工作区 2020.4.1 1341-1347 136 如何用修正的布氏公式计算水泥路路基工作区 2020.4.3 1348-1

10、357 137 道路工程中目标可靠度取值的原理和方法 2020.4.15 1358-1374 138 用零路基工作区原理分析特殊的路面结构 2020.4.26 1375-1381 139 零路基工作区路面结构的方案比选 2020.4.30 1382-1385 140 提问沥青路面两种规范中各自弯沉值的不同点 2020.05.3 1386-1394 141 追问沥青路面两种规范中各自弯沉值的不同点 2020.5.6 1395-1400 142 现行规范中土基回弹模量与弯沉值的换算介绍 2020.5.23 1401-1414 143 提问如何用落锤式弯沉仪反算路面结构层模量 2020.6.4 14

11、15-1416 2 144 经过路基工作区的计算发现现行规范的不足 2020.6.5 1417-1419 145 提问零路基工作区的路面结构直接置于原状土上？2020.6.11 1420-1421 146 提问小区道路经过地下室顶板如何处理？2020.6.16 1422-1426 147 提问城市道路直线路拱和曲线路拱的应用场合怎么判断 2020.6.19 1424-1442 148 提问杂填土上能筑路吗？2020.6.29 1443-1444 149 再议道路工程中的路基工作区 2020.7.2 1445-1480 150 提问水泥混凝土面层表面构造深度与刻糟深度关系 2020.7.29 1

12、481-1485 151 提问公路沥青路面施工单位经常问每层验收弯沉值 2020.9.22 1486-1489 152 提问路基工作区内外的土基强度要求有何不同 2020.12.14 1490-1507 153 提问建好的道路上能走多少吨车 2020.12.22 1508-1511 154 漏斗状下降的地下水位使住宅不均匀沉降开裂 2021.3.16 1512-1515 155 提问“土基回弹模量与弯沉值的计算”的有关问题 2021.3.21 1516-1520 156 介绍常州市区地面沉降的发生和遏制 2021.3.25 1521-1529 157 提问干湿或冻融循环条件下路基土模量折减系数

13、 2021.3.31 1530-1534 158 新建公路路基回弹模量设计值的确定介绍 2021.4.5 1535-1543 159 提问水泥混凝土路面设计规范后的附录 A.2.3-2 中的 Pk 2021.9.12 1544-1553 160 试论道路的最重荷载等级 2021.10.29 1554-1563 161 再轮路基工作区范围的取值 2021.11.17 1564-1592 1提问 极重交通荷载情况下，标准轴载换为 170KN，在这种情况下，其后的应力荷载是否随之改变？提问：wuzude 老师，不好意思打扰您，关于您在标准轴载和设计交通量的计算中提到，极重交通荷载情况下，标准轴载换为

14、 170KN，在这种情况下，其后的疲劳应力荷载和温度应力荷载参照标准是否随之改变，以及在 170KN 的情况下，路面初设是否也需要改变，恳请解惑，答复：当设计极重交通荷载等级的水泥混凝土路面时，宜选用货车中占主要份额特重车型的轴载作为设计轴载。因为水泥混凝土路面的疲劳损伤量对轴重很敏感（与轴重比成 16 次方的关系）,对于特重轴载采用 100kN 设计轴载进行设计时，基准期内的设计轴载累计作用次数往往会达到天文数字，无法进行工程计算。为了避免出现这种情况，对于极重交通等级的公路，建议选取货车中占主要份额特重车型的轴载作为设计轴载。举例 已知：某条公路为极重交通荷载等级，采用 100KN 设计轴

15、载时，基准期内的设计轴载累计作用次数为：5.293109次/车道；采用货车中占主要份额特重车型的轴载 170KN 作为设计轴载为：1.09106次/车道（见标准轴载和设计交通量的计算一文）。其计算结果，材料应力基本相同。1 相同交通量按不同轴载的作用次数算例轴载 100KN Ne=5.293109次/车道碾压混凝土基层上混凝土面板厚度计算要点（弹性地基双层板模型）序号路面结构厚度（m）备注1普通水泥混凝土面层0.30Fr=5.0 MPa2沥青混凝土夹层0.043碾压混凝土0.18Fr=4.0 MPa4级配碎石0.20E=250 MPa5路基:低液限粉土查表 E.0.1-1 E=95 MPa距地

16、下水位2.0m，查表E.0.1-2 湿度调正系数0.85路床顶综合回弹模量 E=950.85=80 MPa（1）一级公路设计轴载累计作用次数 Ne=5.293109次特重交通荷载等级；（2）板底当量回弹模量值 Et=130 MPa；（3）设计轴载 Ps=100 KN;最重轴载 Pm=250 KN；（4）由面板、半刚性基层的弯曲刚度，求出路面结构总想对刚度半径 rg,再计算面层、基层荷载、温度应力（下层板温度应力不需计算）；（5）面层与基层竖向接触刚度 设夹层取 3000 MPa,不设夹层按式（B.5.2-5）计算；（6）设计厚度 0.31m=计算厚度 0.30m+0.01m；10592标准轴载

17、 100KN:标准轴载 100KN:Ne=5.293109次/车道由表 3.0.7 可知，属特重交通荷载等级。10603MPakkkpscfrpr82.3062.115.1583.387.0=按式（B.2.6）计算面层最大荷载应力：按式（B.2.6）计算面层最大荷载应力：MPakkpmcrp51.2512.215.187.0max,=按式（B.4.2-1）计算基层荷载疲劳应力：按式（B.4.2-1）计算基层荷载疲劳应力：MPakkbpscfbps66.2539.015.1283.4=其中：接缝传荷应力折减系数其中：接缝传荷应力折减系数87.0=rk（B.2.1 条）；综合系数（B.2.1 条）

18、；综合系数15.1=ck（表 B.2.1）;面层疲劳应力系数（表 B.2.1）;面层疲劳应力系数()583.310293.5057.09=efNk式（B.2.3-1）基层疲劳应力系数式（B.2.3-1）基层疲劳应力系数()285.410293.5065.09=efNK式（B.2.3-1）式（B.2.3-1）10614()()MPatrprr64.552.082.330.1=+=+()()MPatpr02.535.151.230.1max,max,=+=+MPabprr45.366.230.1=2 相同交通量按不同轴载的作用次数算例轴载 170KNNe=1.09106次/车道碾压混凝土基层上混凝

19、土面板厚度计算要点（弹性地基双层板模型）序号路面结构厚度（m）备注1普通水泥混凝土面层0.30Fr=5.0 MPa2沥青混凝土夹层0.043碾压混凝土0.18Fr=4.0 MPa4级配碎石0.20E=250 MPa106255路基:低液限粉土查表 E.0.1-1 E=95 MPa距地下水位2.0m，查表E.0.1-2 湿度调正系数0.85路床顶综合回弹模量 E=950.85=80 MPa（7）一级公路设计轴载累计作用次数 Ne=1.09106次/特重交通荷载等级；（8）板底当量回弹模量值 Et=130 MPa；（9）设计轴载 Ps=100 KN;最重轴载 Pm=250 KN；（10）由面板、半

20、刚性基层的弯曲刚度，求出路面结构总想对刚度半径 rg,再计算面层、基层荷载、温度应力（下层板温度应力不需计算）；（11）面层与基层竖向接触刚度 设夹层取 3000 MPa,不设夹层按式（B.5.2-5）计算；（12）设计厚度 0.31m=计算厚度 0.30m+0.01m；设计轴载 170KN:设计轴载 170KN:Ne=1.09106次/车道属特重交通荷载等级。10636MPaphrDDscgCbps749.117030.0049.14.714.1311045.111045.194.0265.0394.0265.03=+=+=10647MPaphrDDscgbcps888.017018.004

21、9.14.134.7111045.111045.194.0265.0394.0265.03=+=+=MPakkkpscfrpr867.3749.115.121.287.0=按式（B.2.6）计算面层最大荷载应力：按式（B.2.6）计算面层最大荷载应力：MPakkpmcrp51.2512.215.187.0max,=按式（B.4.2-1）计算基层荷载疲劳应力：按式（B.4.2-1）计算基层荷载疲劳应力：MPakkbpscfbps539.2888.015.1486.2=其中：接缝传荷应力折减系数其中：接缝传荷应力折减系数87.0=rk（B.2.1 条）；综合系数（B.2.1 条）；综合系数15.1

22、=ck（表 B.2.1）;面层疲劳应力系数（表 B.2.1）;面层疲劳应力系数()21.21009.1057.06=efNk式（B.2.3-1）基层疲劳应力系数式（B.2.3-1）基层疲劳应力系数()468.21009.1065.06=efNK式（B.2.3-1）式（B.2.3-1）10658()()MPatrprr70.552.0867.330.1=+=+()()MPatpr02.535.151.230.1max,max,=+=+MPabprr30.3539.230.1=计算比较结果比较：采用的计算方法采用的计算方法()trprr+()max,max,tpr+bprr轴载 170KN Ne=

23、1.09106次/车道5.70MPa5,02MPa3.30MPa轴载 100KN Ne=5.293109次/车道5.64MPa5.02MPa3.45MPa相同的交通荷载强度，采用的两种标准轴载计算的结果，材料应力基本相同。也证明所使用的轴载换算公式是正确的。注：请参见我网页的文章标准轴载和设计交通量的计算一文。常州市市政工程设计研究院吴祖德2019 年 6 月 23 日10661提问地基承载力 60KPa 的土是够的，为什么？提问：你好!常州人老师,我问一下您,你说的地基承载力 60KPa 的土是够的，因为地下验算时，还有深度修正。这句话怎么理解呢？回答：本工程地基基础设计参数建议值表表 1层

24、号名称容重承载力特值值fk压缩模量Es1-2渗透系数k快剪强度(标准值)CkN/m3kPaMPacm/skPa度素填土17.81003.83.9010-419.011淤泥质粘土16.7602.614.06中砂20.01306.55.026粉质粘土18.01805.63.9010-436.013强风化粉砂岩23.0400/图 2工程地质剖面图图 2常州市沥青路面支路 1 在标准荷载 100KN 时路基中的应力分布图（路基工作区以下只承10672受土的自重应力，荷载应力忽略不计）图 3 最不利地质剖面柱状图处根据现有设计资料，旧的水泥混凝土路面拆除，新筑沥青混凝土路面标高为原地面标高，即现状特征点

25、如下：（1）建成沥青路面顶面标高为 0中间为素填土：容重（kN/m3）17.8承载力特值值 fk（kPa）100（2）淤泥质粘土顶面标高为-4m淤泥质粘土：容重（kN/m3）16.7承载力特值值 fk（kPa）60（3）淤泥质粘土底面标高为-14m地基土隨著埋置深度和宽度的修正公式()()5.03+=dbffmdbaka一 假定地下水位很低（1）验算特征点（2）淤泥质粘土顶面标高为-4m：土的自重应力：2/2.7148.17mKNh=根据埋置深度的土的承载力修正值：()()5.03+=dbffmdbaka=60+017.8（3-3）+117.8（4-0.5）=60+62.3=122.3KPa

26、71.2KPa（2）验算特征点（3）淤泥质粘土底面标高为-14m:土的自重应力：2/2.249148.17mKNh=()()5.03+=dbffmdbaka=60+017.8（3-3）+117.8（14-0.5）=60+240.3=300.3KPa 249.2KPa二 假定地下水位-1.0m（1）验算特征点（2）淤泥质粘土顶面标高为-4m：土的自重应力：2/2.413)18.17(18.17mKNh=+=根据埋置深度的土的承载力修正值：10683()()5.03+=dbffmdbaka=60+017.8（3-3）+17.8（4-0.5）=60+105.3=87.3KPa 41.2KPa（2）验

27、算特征点（3）淤泥质粘土底面标高为-14m:土的自重应力：2/2.119138.718.17mKNh=+=()()5.03+=dbffmdbaka=60+017.8（3-3）+17.8（14-0.5）=60+105.3=165.3KPa 119.2KPa结论：（1）地下虽有软弱下卧层，承载力为 60KPa 的土层，经验算，強度能达到设计要求的。（2）沉降量是否能达到规范要求，要按照新筑路堤的高度，来进行计算，沉降量是否满足规范要求。根据现有设计资料，旧的水泥混凝土路面拆除，新筑沥青混凝土路面标高为原地面标高，就是讲，原路基上没有增加新的荷载，原路基已经为固结的土，也不会有新的沉降的，对路基也不

28、需要做处理。常州市市政工程设计研究院吴祖德2019 年 6 月 24 日10691提问设计零路基工作区的路面结构时，不用考虑规范对于土路基回弹模量的最低值要求？提问：提问设计零路基工作区的路面结构时，不用考虑规范对于土路基回弹模量的最低值要求？提问：吴老师，又来打扰您了。最近看了您的许多论文，让我受益匪浅，对于以前的设计中误区和不足有了进一步的理解和认知，不过还是有一些困扰。经过改革开放了几十年，许多城市道路在未达到使用年限就已经出现了破坏，无法满足使用功能。有些县城可能因为前期的规划不足，需要重新进行管网改造。我觉得很大一部分原因就是因为设计工作者缺乏更深入的理论学习。现在工作中也越来越多的

29、遇到关于道路改造的项目，想请教您，管网改造道路破除路面再恢复，如果采用零路基路面设计结构层，设计中是否还需要给出各个结构层和路基的验收弯沉值。因为按照零路基设计理论，可以不对路基进行压实处理了。又或者说各层的交工验收弯沉值计算，可以直接参照您论文中常州市的过湿路基回弹模量 15Mpa 设计，而不用考虑规范对于土路基回弹模量的最低值要求。BISAR3.0 软件主要用于沥青路面的计算，在您的论文中也主要是关于沥青路面的路基零工作区分析，在零路基工作区的路面设计内容介绍这篇论文里提到用于零工作区的双层水泥混凝土路面结构，但是似乎没有这方面的深入分析，想问下老师是否有这方面的论文讨论可供学习。打字太多

30、，希望您不要介意。盼回复。答复：答复：您好！从您的来信看到你很用心学习了关于零路基工作区路面结构方面的文章，你提出的问题答复如下：零路基工作区路面结构的应用，在工程中早就有使用了，都是凭经验断面，也没有理论上的解释。如今有了使用BISAR3.0 软件层状体系理论，可计算出荷载（活载）应力，计算路基工作区，从而首次从理论上解释了过去所使用的路面结构断面的零路基工作区的原理，同时发现原来的断面厚度存在不足。（1）“管网改造道路破除路面再恢复，如果采用零路基路面设计结构层，设计中是否还需要给出各个结构层和路基的验收弯沉值。”路基回弹模量是按现状的值，强度要满足要求的，一般也能满足的，因为见“零路基工

31、作区路面结构由来的演化过程”一文，路基只承受路面的自重荷载，一般约为20KPa(2t/)左右，车轮荷载应力也仅有 1.102.02KPa（0.110.202t/）。所以，路面结构层和路基的验收弯沉值应该是可以算出，并提供施工控制。注：路面结构层的验收弯沉值，仅在全部是水泥稳定碎石结构路面时有，其他有水泥混凝土结构层的路面，是没有计算弯沉值的。（2）“各层的交工验收弯沉值计算，可以直接参照您论文中常州市的过湿路基回弹模量 15Mpa 设计，而不用考虑规范对于土路基回弹模量的最低值要求。”过湿路基回弹模量 15Mpa，是常州的值，各地不同，要根据本地实际情况确定。肯定是不用考虑规范对于土路基回弹模

32、量的最低值要求。因为这是目前规范外的新结构。（3）“在零路基工作区的路面设计内容介绍这篇论文里提到用于零工作区的双层水泥混凝土路面结构，但是似乎没有这方面的深入分析，想问下老师是否有这方面的论文讨论可供学习。”论文里提到用于零工作区的双层水泥混凝土路面结构，有满足通行交通量的计算书。零路基工作区的路面结构，应满足两个条件：路基工作区为零；满足通行交通量。不能都刚好满足，往往是满足零路基工作区要求后，满足通行交通量会大大的富裕。关于水泥混凝土路面的计算参考资料有：我写的文章“公路水泥混凝土路面设计新规范混凝土板厚计算示例”、“水泥混凝土路面“双层板”的设计注意事项”、“公路水泥混凝土路面板厚计算

33、示例的计算类型分析”等。本例中，双层水泥混凝土，按路基工作区深度计算时，为连续结构，层间应粘结的，10702而我在计算交通量强度时，为计算方便，变成双层板间为不连续结构。如要采用这种结构，建议可采用中间夹 4cm 的沥青混凝土，在计算示例中也有此内容，这样计算上符合要求，施工上也方便。顺便提醒，水泥混凝土板的路面结构设计，一定要分块、设缝。连续的双层板要上下缝对齐。如中间夹 4cm 沥青混凝土，上下板就不用对齐，施工方便。常州市市政工程设计研究院吴祖德2019 年 6 月 25 日10711提问AC-13S，其中 S 代表什么意思？提问：吴老，江苏规范上的 AC-13S，其中 S 代表什么意思

34、？回答：AC-13C，C 表示该配比为粗级配；AC-13F，F 表示该配比为细级配。AK-13A 是抗滑型沥青混凝土，主要特点是粗骨料多，建成后构造深度大，具有很好的抗滑性！在上世纪九十年代,我国将 AC 沥青混合料分为两种类型：型和型,两者区别在各自有相应的级配范围,设计的混合料主要区别在孔隙率不同,型的孔隙率为 36%,型的孔隙率为 410%.所以说：AC-13-是上世纪九十年代的叫法.AC-13S，S 表示是一种新的矿料级配范围，在以往的级配基础上改进。详见“S”型级配沥青混合料设计及应用试验研究”一文：10722107331074410755常州市市政工程设计研究院吴祖德2019 年

35、7 月 24 日10761旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计介绍（讲座）旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计介绍（讲座）吴祖德（常州市市政工程设计研究院有限公司）目录一、前言二、沥青加铺层防反射裂缝措施三、旧水泥混凝土路面破碎稳固技术四、沥青加铺层反射裂缝措施小结五、对旧水泥混凝土道路现状调查与评价六、旧水泥混凝土路面板病害维修七、常州地区及外省市已建工程的调查和分析八、“白改黑”工程的设计九、旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构设计方法十、结束语一、前 言目录一、前言二、沥青加铺层防反射裂缝措施三、旧水泥混凝土路面破碎稳固技术四、沥青加铺层反射裂缝措施小结五、对旧水泥混凝土道路现状调查与评价六、旧水泥混凝土

36、路面板病害维修七、常州地区及外省市已建工程的调查和分析八、“白改黑”工程的设计九、旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构设计方法十、结束语一、前 言在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层的做法简称“白改黑”工程。目前尚无完整的规范可遵照执行，国内外仍处于研究和试验阶段，主要没有具体有效的防治反射裂缝的措施，更没有形成一个体系来指导罩面设计。1.1 现行公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011）规定，在进行旧混凝土路面加铺层设计之前，应调查下列内容：1.1 现行公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011）规定，在进行旧混凝土路面加铺层设计之前，应调查下列内容：1 公路修建和养护技术

37、资料：路面结构和材料组成、接缝构造及养护历史等。2 路面损坏状况：损坏类型、轻重程度、范围及修补措施等。3 路面结构强度：路表弯沉、接缝专荷能力、板底脱空状况、面层厚度和混凝土强度等。4 已承受的交通荷载及预见的交通需求：交通量、轴载组成及增长率等。5 环境条件：沿线气候条件、地下水位以及路基和路面的排水状况等。6 桥隧净空：沿线跨线桥以及隧道的净空要求等。沥青加铺层结构设计，应根据气温、荷载、旧混凝土路面承载能力、接缝传荷能力等合理选用下述减缓反射裂缝的措施：1 增加沥青加铺层的厚度。2 在加铺层沥青混合料中参加纤维及橡胶等改性剂。3 在旧混凝土板顶面或加铺层内设置应力吸收层、聚酯玻纤布或者

38、土工织物夹层。4 沥青加铺层下层采用大粒径沥青碎石。沥青加铺层厚度应兼顾混合料的公称最大粒径相匹配和减缓反射裂缝的要求确定。高速公路和一级公路的最小厚度宜为 100mm,其他等级公路的最小厚度宜为 80mm。1.2 旧水泥混凝土路面改造一般可有三种情况：1.2 旧水泥混凝土路面改造一般可有三种情况：（1）完全挖除：翻修一般仅适用于旧水泥混凝土路面破损已经十分严重，无法进行水泥混凝土加铺、或沥青混凝土加铺、或路面标高受到限制的路段；（2）破碎利用：在旧水泥混凝土面层的结构损坏较严重，断板率较高，对损坏板进行修复后再采取其他措施已不经济时，才采用对旧水泥混凝土板进行破碎利用；（3）不破碎利用：加铺

39、沥青混凝土，即所谓“白改黑”加铺改造，造价较低、施工方便、对交通影响小，同时有效地改善了原水泥混凝土路面的行车条件，是目前经常采用的水泥路面修复措施。旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土层后，路面形成了刚柔相济的复合结构路面。两种材料性能差异大，又由于旧路面板上存在接缝和裂缝，并常常伴有错台、脱空现象，这使其路面结构10772内部应力分布极其不均匀。在温度和交通荷载的作用下，沥青加铺层在原有接（裂）缝处出现裂缝，即所谓的反射裂缝。反射裂缝本身对加铺层的使用性能影响不大，但是环境因素的负面影响（雨水、氧化等）使得裂缝迅速向四周扩散，同时随着雨水的进入，造成路面结构内部的破坏，从而引起加铺层的病害，如龟

40、裂、坑洞等。反射裂缝的发生将严重影响沥青加铺层的使用寿命，造成“白改黑”工程的失败。反射裂缝是“白改黑”工程的常见病害和主要问题，很多旧水泥混凝土路面沥青加铺层在通车 1至 2 年内路面就出现了开裂，有的 4 至 6 年后，路面局部出现反射裂缝和损害。如何控制与防止反射裂缝已成为旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计与研究的关键技术。二、沥青加铺层防反射裂缝措施二、沥青加铺层防反射裂缝措施一般认为温度变化而产生的水平位移导致接缝与沥青加铺层出现拉应力集中，以及交通荷载作用而产生的竖向弯沉使接缝上沥青加铺层经受较大的剪切应力。通常认为，温度应力引起反射裂缝的产生并参与了最初的扩展，而荷载应力加速了裂缝的

41、进一步扩展。所以首先要考虑提升沥青混合料的性能，主要对沥青进行改性，或进行加筋处理，如在沥青混合料中掺加改性剂、纤维，或植入玻璃格栅、金属格栅等，以提高其强度，增强其抗弯拉和剪切疲劳的能力。基于反射裂缝机理的研究，国内外研究人员先后尝试了各种方法和材料以防止或延缓反射裂缝。2.1 旧水泥板的修补与加固2.1 旧水泥板的修补与加固对旧水泥板的处治是共同采用的一种基本措施。但是这种措施的效果是有限的，首先它对于温度型反射裂缝基本起不到作用，其次由于这种处治方法不可能完全消除板块间弯沉差异，而且注浆区域原来就是基层病害区，其注浆强度在水等作用下会遂步下降。虽然“白改黑”工程均采用了对旧版处治，但仍然

42、出现了反射裂缝等病害。所以旧板处治肯定要做，加铺前把水泥混凝土板按公路养护技术规范要求处治好，尽量减少原水泥混凝土板接缝处的竖向和水平相对位移。强度上能满足通行汽车的要求，但还不能解决反射裂缝等的病害。2.2 增加沥青罩面层厚度2.2 增加沥青罩面层厚度国际上通用的结论是需要将沥青面层厚度增加至 15cm25cm。同济大学基于有限元的方法计算研究表明每增加 1cm 沥青层厚度，可减少加铺层底面弯沉差 5%左右；但是增加到一定厚度，防治反射裂缝的效果不明显，而会将大幅度增加路面造价，也不经济。有关资料表明：5cm 厚的加铺层，当年冬季就有部分反射裂缝发生，使用 4 年后有加铺层全部发生反射裂缝；

43、10cm 厚加铺层，使用 4 年后有 95%反射裂缝；15cm 厚加铺层，使用 4 年只有 24%的反射裂缝；另一方面可能会受到路面标高的限制，而且夏季高温时沥青混合料高温蠕变易产生车辙，而会削弱由于旧水泥混凝土板作基层而产生的强基薄面的优势，故这一方法有很大的局限性。2.3 设置应力或应变吸收夹层2.3 设置应力或应变吸收夹层在旧水泥混凝土路面和加铺层之间设置夹层，可以使沥青层底面应力或应变离开应力集中的接缝或裂缝端部而减低，同时也改变了加铺层结构（包括夹层在内）的抗拉和抗剪能力。其主要类型有橡胶沥青应力吸收夹层（1cmSAMI）、土工织物夹层、土工格栅夹层等三大类，这种结构一般设置于加铺层

44、底部，其目的是减少裂缝尖端的拉应力，起到应力缓解和加筋作用。能消散裂缝或接缝在荷载作用下的应力集中，也缓解来自车辆荷载的应力。同时可解决新建路面半刚性或刚性基层后期产生温缩、干缩裂缝引发路面早期反射裂缝的问题。SAMI 是一层柔韧的应力吸收层，内应力水平很低，只有 0.074MPa，但是应变很大，可以达到 969个微应变。它是一种高弹性、低劲度的软夹层，其作用是降低旧水泥混凝土与沥青加铺层之间的粘附阻力，从而减少温度下降引起的反射裂缝；它的弹性恢复好，变形能力强，可吸收水泥混凝土板接缝或裂缝的应力、应变。力学分析表明，设置应力吸收层后，接缝处剪应力减少为不设应力吸收层时的 1/2，拉应力减少

45、1/3，能有效减缓水泥混凝土板加铺层反射裂缝。它采用层铺法施工，目前已经实现了全机械施工，是一项成熟的技术。SAMI 实现从阻隔反射裂缝到消散反射裂缝的转变，着重从防裂机理上解决问题，符合辩证的思维方式。既考虑材料的特殊性，又分析路面结构对反射裂缝形成的影响。从材料和结构两方面解决沥青加铺层反射裂缝问题。应力吸收层防裂技术是在深入分析反射裂缝成因的基础10783上，提出的防裂措施，从粘弹流变的角度消除裂缝处的应力集中，吸收了来自交通荷载的应力，缓解了层间的张拉或剪切作用，具有显著的防裂效果。近年来采用同步碎石方法施工，有效地保证施工质量，提高了作业效率。根据原公路沥青路面设计规范（JTG D5

46、0-2006）提出在原水泥混凝土路面上加铺沥青层时，为防止渗水、减缓反射裂缝及加强层间结合，应设置 2025mm 厚的聚合物改性沥青应力吸收层、应力吸收膜，或铺设长纤维无纺聚酯类土工织物等。如 25mm STRATA 聚合物改性沥青应力吸收层。采用土工格栅和土工布作为夹层其防反射裂缝机理是土工织物和纤维格栅内应力通常随着降温速率的减少而增大；自身具有较高的抗拉模量，可以消散裂缝尖端的应力集中。另外土工织物和纤维格栅在一定程度上破坏了层间的连续状态，降低了结构的整体性，影响土工织物和格栅防裂作用的发挥。故采用土工织物时，一定要做到铺设平整，粘层油洒布均匀。2.4 设置裂缝松弛/延缓层2.4 设置

47、裂缝松弛/延缓层在沥青加铺层和旧水泥混凝土路面之间设置一层由开级配沥青碎石混合料或级配碎石组成裂缝缓解层。经试验检测表明，其防裂效果良好。实践效果也是很好的。2.5 沥青层锯切横缝2.5 沥青层锯切横缝在罩面层上，对准旧水泥混凝土路面上的横缝位置锯切新横缝，并灌缝，可控制随意裂缝的出现。实践统计，锯缝和灌缝可以减少反射裂缝 64%。施工关键在于切缝位置，必须在原有接缝 25mm 范围内切缝，否则会出现次生反射裂缝，因此对施工工艺要求较高，这种措施在我国几乎没有应用。但在国外有使用过，效果很好。三、旧水泥混凝土路面破碎稳固技术三、旧水泥混凝土路面破碎稳固技术研究表明，采用以上这些措施只是尽量推迟

48、产生早期裂缝的时间，以及一旦裂缝产生后，如何减缓其向上面发展的速度，从而达到延长其使用寿命的目的。因此，以上防反射裂缝措施不可能彻底消除反射裂缝。当旧水泥混凝土路面结构破坏严重，断板率较高，出现大量错台、翻浆和角隅破坏时，采用一种原位利用水泥混凝土路面的破碎稳固技术。破碎稳固技术先利用混凝土破碎机将水泥面板破碎，随后用重型压路机在碎块上碾压，形成小粒径嵌挤颗粒作为基层，并在上面加铺沥青罩面层。此种方法，消除了水泥板块的竖向位移，从而有效地防止反射裂缝的发生，特别适合于严重破碎的水泥路面加铺沥青罩面层。破碎稳固技术主要包括冲击压实、打裂压稳以及碎石化技术三种技术。经美国试验，认为冲击压实和打裂压

49、稳技术只能延缓而不能消除反射裂缝。碎石化技术是将水泥混凝土面板较为均匀地破碎成 1020cm 的颗粒，并经过压实稳定形成一种类似级配碎石结构的柔性基层，从而可以从根本上解决沥青混凝土加铺层反射裂缝的问题。图 1 IMPACTOR 2000 四边形冲击压路机图 2ANTIGO 8600 水泥混凝土路面破碎机10794图3多 锤 头 式 破 碎 机图 4共振式破碎机四、沥青加铺层防反射裂缝措施小结四、沥青加铺层防反射裂缝措施小结沥青混凝土罩面是旧水泥路修复改造的一种重要措施，但反射裂缝一直是“白改黑”工程的顽疾。如何控制与防止反射裂缝已成为旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计与研究的关键。多种防反射裂缝

50、措施，应用于“白改黑”工程中，并取得一定效果。为更加有效地控制反射裂缝，对于严重破损的水泥路面，可考虑采用破碎稳固技术。但值得注意的是旧水泥板破碎后，破坏了其整体性，造成这个结构层次结构强度的大幅度降低。同时这个结构层次的模量受到破坏程度、压实状况、原水泥板厚度和破损情况的影响，模量变化较大。另外，由于整体性的丧失而形成碎石结构层，容易诱发水损坏。这些问题在沥青加铺层结构设计时应给予充分重视。总之，“白改黑”是一个系统工程，必须根据实际情况综合考虑，各种反射裂缝措施适用性和经济性，同时努力提高沥青加铺层材料的抗裂性能，重视对基层及土基进行加固处理，才能取得较好的效果。五、对旧水泥混凝土道路现状