改进的沥青路面的制作方法

专利名称:改进的沥青路面的制作方法
本发明涉及承载路面及其施工，进一步讲与改进的优质沥青路面有关。
优质沥青路面具有多种重要用途，例如，它用于汽车和载重卡车流量大，交通繁忙的高速公路。飞机起落架次频繁，负荷很大的飞机跑道及滑行道，以及集装箱货物贮运装卸的港口建筑。
这里所使用的优质沥青路面是指主要用优质建筑材料铺筑的沥青路面。这种优质建筑材料通常只能由中心工厂加工制造并使用专用铺筑设备施工。这就保证了不同的铺地材料合理均匀地被压实。铺地材料呈合适的层、级配和厚度，确保了最上部面层均匀光滑，以保证高速运输车辆的安全行驶。
与刚性的或波特兰水泥混凝土铺地材料比较沥青混凝土铺路的材料可归为柔性铺筑材料类，两种基本的柔性铺地材料是分层的、单层沥青铺地材料，单层沥青铺地材料仅仅由直接铺在地基上的密级配沥青混凝土构成，在分层沥青路面中，最优质材料铺筑在最接近表面的那一层，这些材料按其大概在结构截面中位置顺序，从路基开始。包括土壤，毛料石子，加工过的石子，管道和混凝土碎石块和沥青混凝土，稳定仪测量值和石子等效因数仍是数值评价质量参数，虽然近几年已经承认，沥青混凝土具有某些结构混凝土路面的特性。
实验的方法和机械方法目前都应用于柔性路面设计上。指数参数经常用来说明铺地材料，路基特性和交通运输。铺地材料层系一般符合先有技术设计基本原理的配制，所包括的上述参考设计的变种在美国专利号Travilla a.936，493，Davis 984801。美国专利号Ebberts etal 2083900和Sommer3044373中已做说明。
实验上的设计方法利用铺地材料截面厚度与所计划的交通运输及再造路基土壤强度相联系的设计方程和一系列图表，把交通运输和铺地材料的性能普遍结合起来，等效材料厚度因数可用以结构截面材料的替换依据，所使用的等效因数因特殊的设计方法而异，但当骨料基替换密级配沥青混凝土时，厚度减少40%-60%。
早期的以实验为依据的设计技术是由美国加利福尼亚开发的稳定仪设计程序并在几个西方国家得到使用，近来，更先进的方法是美国各洲公路工作者协会(旧)(AASHO)的软路面设计方法。
路面的机械设计方法部分地建立力学基础上，并且以公认的分析技术为依据。在机械设计中，路面层系内应力应变场得到鉴别，路面截面特性得到具体描述，合理的特性描述必须反映温度和截荷速率对沥青混凝土韧性和疲劳寿命的影响。应力状态对骨料基和松极配的沥青混凝土韧性的影响，应力状态和含湿量对于路基土壤的韧性和永久形变的影响。
应力应变场的鉴定通常借助于弹性常数与载荷速率、温度、应力状态和湿度相容的弹性成层计算机代码来完成的，可以使用的近代技术反映应力状态对于弹性常数的影响，计算机分析的温度和湿度场可以帮助选择适合反映环境因素这种弹性常数。
机械设计的评价是通过对临界区(即浑度)结构截面设计的应变与预定材料破坏判据做比较而完成的。当对普通使用的铺路建筑材料及其对于截荷响应的一定意义的机械特征做出深入了解时，根据普通材料承受应力的量，先有技术就不能利用知识得到最佳层系。(即路面结构)。因此，有效的力学法分析技术以前就不能从原理上产生新的最佳的路面设计。
本发明提出和克服了先有技术上述和其它缺点，一方面提供了覆盖地面的沥青铺地结构截面，结构截面包括多层材料，这种层以所选择的顺序排列，从地面到最上表面，抗拉强度最高的层排列在临近路基。
另一方面，本发明包含一种沥青路面结构截面的改进方法，这种方法包括排列多层材料步骤，以便在只有压缩应力或拉力承截时，基本上使截荷遍布每一层。
本发明的上述和另外特点及优点将在后面最佳实施例中详细的说明中进一步阐明。该说明中有一系列图表，其中数码对应于整个发明的细节。
图1是根据本发明的改进沥青的路面剖面图;
图2是根据先有技术的单层沥青铺地材料结构截面的剖面图;
图3是根据先有技术的多层结构截面的剖面图;
图4是图示在前面图3的先有技术的路面结构模型。
(图5(a)和5(b)是分别在一个轮和二个轮载荷下的图3先有技术路面的应力图。
图6图示了密级配混凝土典型的疲劳破裂关系。
图7表示了密级配沥青杨氏模量对承载时间和混合温度的函数关系。
图8表示了密级配骨料的泊松比对应力的函数关系。
图9是半对数坐标图表明了垂直应力和截荷重现数之间的关系。
图10(a)和10(b)分别是一个轮和二个轮承载时本发明路面的应力图;
图11表示了拉应变对本发明沥青混凝土层厚度的函数关系。
图12表示了临界拉应变时单位成本的函数关系;
图13表示了临界压应变对单位成本的函数关系。
翻到图中，图1是根据本发明的改进沥青路面结构结面的横剖面图，结构剖面图包括对平整后的路基12覆盖的预定排列层。
由本发明构成的排列包括1/2～2英寸厚厚表面层14。表示层14靠紧级配骨料16支承，它又覆盖在松级配骨料层18上，松级配骨料层18铺筑在改进的密级配混凝土底层20的顶部上。
平整耐磨损防滑表面层14可以是密级配沥青混凝土，松级配沥青混凝土或表面处理，在使用密级配或松级配沥青混凝土中，根据铺筑要求层14一般将是较厚的，这是由于单沥青表面处理产生一3/8英寸薄层。在者情况下，层14的厚度取决于表面处理的次数和在处理过程中使用石块的尺寸。使用1/2或3/8英寸最大石块的单一表面处理，对于大多数的应用是合适的。所选用松级配沥青混凝土习惯上按上述所讨论标准程序铺复和压实。接着再铺筑，常用的密集配沥青混凝土层，正如所示的密级配骨料层16并不是一种主要结构材料，它主要起到使表面层14更容易铺复其上的作用，不难理解层16具有无限定刚度，以便支持表面层14所承受的交通量。
松级配骨料层18基本上是最大直径在1～2英寸之间均一尺寸的碎石块，有不到2%～3%可通200号筛。层18的施工(即铺展和压实)基本上与密级配骨料的施工相同，多数是利用压路机对密级配骨料层16压实的。
改进密级配沥青混凝土层20的施工基本上类似于常用的密级配沥青混凝土的施工，改进层却不同，合理混料设计可以利用较高的粘度铺地用沥青水泥和利用在大于标准密级配沥青混凝土的沥青含量(约0.5%～1.5%)其沥青含量大于先有技术密级配沥青混凝土，考虑到石块等级，确切含量根据标准工程施工而变化)。另外，层20可在高密实度下浇筑，它与百分比含量高的沥青水泥一起，具有高韧性，高疲劳寿命和很低的导水性。
图2和图3是根据先有技术的常用沥青混凝土路面的横剖面图。图2中图示了已公开的常用的单层沥青混凝土路面，它是由单一混凝土或覆盖在路基24的密级配沥青层22构成。先有技术的图3包括一个密级配表面层26构成。它复盖密级配骨料基30之上的层28上。成层结构截面覆盖在路基30之上。
下面讨论本发明和普通路面所使用的材料的特征及其基本特性。如上面所提到的，结构材料包括密级配和开式级配沥青混凝土及其密级配和开式级配骨料基。
材料级成沥青混凝土基本上由好的(密级)或差的(松级配)混合骨料及铺地用沥青水泥在高温时组成。在一定条件下，松级配沥青混凝土。可以用乳化沥青制成-但经常在部分高温，即高于环境温度但低于液体沥青水泥使用所需要的正常温度。松级配沥青混凝土是一种新型的材料，问世不到20年，在过去10年里，人们已经把松级配沥青当作高质量铺地材料，由于它具有高度耐滑性的特点，主要用于路面中。与松极配沥青混合土不同，密集配沥青混凝土须经铺地用沥青水泥加工制成，以保证控制密度以及空隙含量，而这不能利用引起施工后液体流失的冷混工艺(如乳状或液态沥青)来达到。沥青混凝土的特性受沥青含量的影响。沥青含量起到了控制密级配沥青混凝土中空穴的作用，一般寻求4%～6%之间的值，但实际值一般在5%～10%之间，下面列出表格有代表性地说明铺地用沥青。
铺地用沥青概要铺地用沥青应是蒸汽精制沥青，是从粗沥青石油产品或者精制液态沥青和精制土沥青的混合物中产生的，它应是均匀的，不含水及煤，煤焦油，或石蜡蒸馏的残存物。
试验要求由粘度级配规定沥青并应符合下表要求这张表以及下面所有其它表摘自美国公共工程学会南加利福尼亚章节距的联合合作委员会及南加利福尼亚联合承担人“公共工程建筑标准说明”。
松级配和密级配混凝土的石块部分的骨料与圆的颗粒不同，是由尖角的颗粒构成，通常对于每单位石料中的断裂面最小值做了规定。就密级配沥青混凝土而论，可以含有矿物填充料。这种填充料比200号筛细，一般占总量的最大值为3%～5%。沥青混凝土的骨料应服从耐久性技术要求，至少应服从颗粒硬度和矿物学技术规范。这些特征可以从设计粉碎骨料或产生水泥砖破裂的机械和化学试验中得到判断。所用骨料的典型技术要求如下材料沥青与骨料混合的沥青是铺地用沥青骨料碎骨料是石块且适合下述要求试验 试验方法编号 要求磨损百分率 ASTM C131100转 15Max500转 52Max沥青混凝土的细骨料是沙子，石粉未，碎渣，矿物填充物或者这些材料的掺合物。
如果用过200号筛中的材料中沥青混凝土的细骨料不充足，要添加矿物填充剂以适合合成级配。
矿物填充料矿物填充料由波特兰水泥或通过机械作用由粉碎石块而产生的细粉末材料组成，按ASTM D422试验，机械法产生的碎石要符合下表级配粒度 百分率过200号筛 75-100小于0.05mm 65-100
小于0.02mm 35-65小于0.01mm 26-35小于0.005mm 10-22合成骨料总则在除加入沥青和矿物填充物以外的所有工序中，合成骨料样品按试验方法加利福尼亚217号试验时，应具有最小50等效砂。
组成和级配合成骨料的级配和沥青百分率要符合下表中指出的要求，表中所示百分比均以干骨料的重量计。
通过百分比类别 A B C D E超细和筛 粗 中粗 中 细 限定尺寸(mm)最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大1-1/2(38.1) 1001 (25.4) 90 100 1003/4 (19.0) 78 90 95 1001/2 (12.7) 64 78 74 88 95 100 1003/8 (9.5) 54 68 62 76 72 88 95 100 100 1004号 34 48 38 62 46 60 58 72 65 858号 25 35 28 40 28 42 34 48 45 6530号 12 22 14 24 15 27 18 32 22 3850号 8 16 10 18 10 20 13 23 16 28200号 3 6 3 7 4 7 5 9 6 12沥青粘合剂% 4.5 5.5 4.6 5.8 4.8 6.0 4.8 6.5 6.0 8.0
注释使用矿渣骨料时，沥青粘合剂的百分率可超过上述值2.0。
骨料精确比例和每种类型混合物的沥青粘合剂量应在工程师指导下调配。
密级配和松级配沥青混凝土设计颗粒的技术要求(如磨损百分率和硬度)是相同的。含有3% AR 4000铺地用沥青的松级配沥青混凝土混合物列表如下筛子尺寸 通过百分率(筛子)1.0英寸 100＃10 0-12＃200 0-2骨料也可以是密级配或松级配的，优质材料石块部分具有梭角粒子特点，就断裂面和耐久性而论与对沥青混凝土中所使用的骨料的技术要求相同，尽管这不是唯一的，但典型的用在密级配骨料和松级配骨料中的骨料技术要求例表如下总则碎骨料要完全由碎石块和石粉组成。
等级骨料应均匀并符合下面级配筛子尺寸(mm) 过筛百分率1-1/2″(38.1) 1003/4″(19.0) 90-1003/8″(9.5) 50-80第4号 35-55第30号 10-30
第200号 2-9ASTMC131级配质量要求材料要符合下述要求试验 试验方法编号 要求R-值1加利福尼亚301 最小80含沙当量 加利福尼亚217 最小50磨损百分率 ASTMC131100转 最大15500转 最大52比重 ASTMC127 2.58英寸2(毛体饱和表面干燥)1、如果材料具有55SE或更多时，R-值的要求将不考虑。
2、按重量计不高于15%应是毛体比重低于2.5的颗粒。
按试验方法加利福尼亚229，如果该材料具有小40的耐久性，工程师具可以不考虑磨损百分率和比重的要求。
碎石产品总则下面的说明提出了对碎石块和砂砾的要求。
所有石块产品质量上应是干净，坚硬坚固，耐久均匀，没有任何有害于质量的，硬度低的，松散的，易碎，薄的，长粒的或层状片，粉碎材料，有机物质，含油，含碱或其它有害物质。除非另外说明，所有百分率人们都按重量计算。
碎石块和石粉碎石块是粉碎了的石块或砂砾产品。通过大于3/8英寸那一部分材料(9.5mm)筛，至少含有50%具有三个或更多的断裂面的颗粒，在粉碎中没有产生上述要求断面粒料的不应超过5%，在通过3/8英寸(9.5mm)筛但不通过4号筛的部分，10%以下是砂砾颗粒。碎石块按公称尺寸设计且应符合下面的级配过筛百分率筛子尺寸 1″ 3/4″ 1/2″1-1/2″ 100 - -1″ 90-100 100 -3/4″ 30-60 90-100 1001/2″ 0-20 30-60 90-1003/8″ - 0-20 20-604号 0-5 0-5 0-158号 - - 0-5试验级配 A B B砂砾应完全由具有不超过一个断裂面的颗粒组成。
施工工艺标准实施经常是以合适的公共代办规则确定，就结构截面分布面存在。通常，路基平整到要求的准直(水平和垂直)和深度，然后在施工前把低密度路基部分压实。市政局压实技术要求(列在公众工程施工表中)规定支持基或底基的最上部六英寸，根据ASTM试验规定D1557-70，分别压实到最大密度为90%和95%。
先有技术结构截面的施工是把骨料基或沥青混凝土直接填筑在平整后的路基上。一种天然存在的比称作底基的地表土壤优质的材料，在填筑底基或沥青混凝土以前，填放在路基。在这种情况下，压实这种层的技术要求与那些对路基的要求相同。
密级配骨料一般被压实为实验最大密度的95%。但是，松级配骨料压实技术要求一般不作规定，因为除了主要作为下排水外层条件下，这种层很少做为结构材料中使用。当使用时，要特别小心，以保证从相邻来连接材料中的物理分层，在使用原土壤而不是使用好的配级砂砾时，偶尔也使用铺路材料分离器。
密集配沥青混凝土的压实是根据实验或理论的最大密度规定的。按前者规定时，如上所述，一般压实要求是95%;使用后者时，常用的压实标准是92%。
在现行工序中，沥青混凝土层的压实工具的搁置温度和类型以及数量同样是标准化的。松级配沥青混凝土技术要求一般是与密级配沥青混凝土相同。但是松级配沥青混凝土最小压实密度通常并不规定。然而在压实时，在很热情况下，最上层沥青混凝土可以被填充(即每平方米码沙子覆盖5-10磅之间)以及用乳化或热铺路级配沥青(常用含量在每平方码0.15～0.25加仑)喷射以提供致密的表面。
当松级配沥青混凝土表面是为了提供摩擦和耐滑的基本作用时，在后面的工艺一般有省略。
机械特性图4是如图3所示的常用层压路面的结构模型。图4中示出的参数定义如下e1＝密级配沥青混凝土临界拉应度e0＝路基临界压应变h1＝层1的厚度E1＝层1的杨氏模量U1＝层1的泊松比对使用着路面测量表明了图4的结构模型的计算机分析的有效性，提供了近似反映材料特征参数的载荷，保压时间和环境条件。图示在与5(a)和5(b)中这种层系的应力分布很典型的，该图是计算机制出的先有技术成层施工截面(图3示出)应力对典型的公路截荷特性曲线。如图所示，在一个轮(图5〔a〕和两个轮载荷下的垂直应力在密级配沥青混凝土层26中迅速衰减(随深度增加)，但在层26之下的密级配骨料基层28中其衰变速度明显地降低另外一个高径向应力层存在于层26的上部表面，在中轴附近转向，在沥青混凝土层底部成为高拉应变。在层26下，骨料基28承受只很低的压应力，这种应力随深度而减少。
当表面层26变得破碎和变型时，路面就被破坏了。当足够的重复载荷，使松级配沥青混凝土随着在路基的底部产生裂缝并向上通过该层传展疲劳破坏就产生了。当足够的重复载荷使路基土壤产生了累积塑性变型，产生车辙龟裂。
在试验室和现场研究已经表明，重复的短持续拉应力载荷下，密级配沥青混凝土产生疲劳断裂。载荷重复数和拉应变在松级配沥青混凝土层之间的一般关系在图6中表明。破坏一般表示成重复最大应变和材料破裂的重复数量之间的对数关系。
在连续温度引起的形变下，沥青的粘度允许沥青混凝土在载荷下松弛，以防止中等温度下和/或温度变化迅速情况下所引起的温度破裂。填充剂的特点和数量，堆放密度以及空穴含量等混合变量都影响疲劳强度和刚度。图6中，曲线“A”根据温度(较高)载荷速度(较低)，沥青粘度(较小)，级配(松级)、空气穴含量(增加)和沥青含量(减小)的特性不同于曲线“B”。象温度和保压时间一类的变量，当破坏是以疲劳应力而不是疲劳应力变表示时，可能对疲劳强度有着明显的相反作用。例如增加温度或减少保压时间。可能使材料在破裂前产生较大的应变水平，但增加了脆性，产生了低破裂应变。其它变化影响不太明显。如增加沥青含量一般增加了疲劳寿命而使材料变软。另一方面增加沥青含量一般增加了压实密度，产生了稠的混合物，低的空气穴含量以及必然延长疲劳寿命。
如图1所示的密级配沥青混凝土的杨氏模量是承载时间的增函数，是温度的减函数。常用的密级配沥青混凝土泊松比在0.4～0.5之间。
密级配沥青混凝土的导水性对沥青含量极为敏感。一般空气穴含量大于5～6%的混合物常用值为在0.1～1.0英寸/每天之间。当空气穴含量小于2～3%时，0.0001英寸/每天的低值可以达到密级配沥青混凝土的热特性包括近似于每华氏度每小时每英尺深度0.8BTU传导性和近似于每华氏度每磅0.15BTU的比热。
松级配沥青混凝土当它有比较小的抗拉强度，通常并不以抗拉疲劳破坏标准为特征的，松级配沥青混凝土一般破坏应力数量级低于同温同载荷条件下的密级配沥青混凝土。
申请人:发现松级配沥青混凝土在张力下具有低的刚度并且在低载荷下使用(每平方英寸应力低于10磅)时松散开。尽管如此，在承受压力时，它的杨氏模量相同甚至超过密级配沥青混凝土，这样生成理想的路面。因此，松级配沥青混凝土的刚度随着界限显著增加，观察到下述关系E＝KQn其中E是杨氏模，Q是初始应力不变量，K和n是载荷时间和温度影响系数。一般交通运输载荷和温度条件的K值和n值，当杨氏模量初始应力不变量是每平方英尺磅单位时，其值是100000和0.3～0.5。一般超过20%的高空气穴含量使水自由的通过松级配沥青混凝土。典型的导水性超过1000英尺/天。其热性质与密级配沥青混凝土相同。
骨料的刚度对其应力环境同样是敏感的。描述松级配沥青混凝土的指数函数关系也可用以表示典型的骨料刚度。当杨氏模量和初始应力不变量以磅/平方英寸表示时，一般情况下，密级配骨料的骨料基的K值和n值在2000～3000之间和0.4～0.7之间。松级配骨料模量在同样应力环境下稍高于密级配。
密级配骨料的泊松比如在图8所示，也是应力的函数。泊松比对应力的依赖性同在松级配骨料中相同，但大概对湿度条件并不敏感。密级配骨料导水性一般在每天0.1～10英尺之间。松级配骨料导水性一般超过每天1000英尺。骨料导热性变化很大，反映了水含量和单位重量的变化。对于饱合密级配骨料，超过每华氏度每小时每英尺深25BTU值是比较好的。个别情况下近似于玻璃与水的导热性接近每华氏度每小时每英尺深度的0.5～300BTU。在松级配骨料中，导热性接近沥青混凝土，不到1.0BTU每华氏度每小时每英尺深。当水和矿物质的个别单位值是1.0和0.17BTU每华氏度每小时每英尺深时，骨料的比热还反映了湿含量。
天然土壤的刚度对湿含量和应力状态的敏感性依赖于地基土壤的特性，一般来说，杨氏模量随应力差数的反函数减小。
塑性较强的粘土壤对湿含量最敏感，一般杨氏模量在每平方英寸2000～10000磅之间，高湿含量的塑性粘土取下限而沙子取上限。一般地基的破坏以如图9示出的垂直应变和重复数量以半对数关系表示。破坏标准已经从对正在使用的路面车辙深度和交通载荷测量中制定出来，一般把路面破坏车辙深度0.5英寸或高大些的地方进行分类类。
路面特征申请人已经申申上述机械特性和在图1中表明的其它已经得到的改进成层沥青路面，在设计本发明路面中，申请人设法得到一种结构材料排列，综合起来有在最小的耗费下获得最高的路面强度以及耐疲劳破坏;最小的对底基导水性;提供有效的来自路面的表面渗透水的侧面的排水;提供岂今为止抗拉结构要素的热绝缘性，而不利用先有技术路面;改善路基的热绝缘性因而减少了潜在的抗拉力结构元素的有害热破裂及路基的冻裂;提供平滑耐磨路面以及其它有利优点。
总之，申请人已经发现本发明的成层路面具有以下机理为特征的密级配沥青混凝土层20疲劳破裂应变(或应力)和杨氏模量(刚度量度)是沥青混合物，承载温度和持续承载时的函数;松级配沥青混凝土层14的杨氏模量在承载和持续承载时取决于应力和环境温度;骨料层16的杨氏模量和泊松比是应力的函数;路基土壤12是应力状态和湿含量的函数。另外，密级配骨料基层16的杨氏模量是湿含量的函数。这样，饱和时如不允许承载时排水，杨氏模量也许受到很大的影响。此外，由截面10构成层的温度，导湿性和扩散性影响了路面对自然环境的响应。本发明路面的这些特点反映了岂今尚未实现的结构截面和路基的结构层机械特性的结合。
与先有技术路面作比较，本发明的经济性是显而易见的，密级配沥青混凝土层的相对费用与松级配沥青混凝土，密级配骨料基和松级配骨料基存在着近似比率20∶15∶5∶4。低价格材料的使用比仅使用最贵的材料的先有技术全深度路面提供了明显的效益。如后面所示，按照本发明分布的层，由于力的辐射传播作用，在路面上部产生了压应力，在其低部产生拉应力，这就使密级配沥青混凝土层主要受到拉应力。将会看到覆盖层把沥青混凝土层与压力隔绝。这种隔绝层使用价格较高的材料薄层而不在先有技术全深度或成层路面中使用，而这些材料把裂缝进展的弯曲施加在沥青混凝土上。由此覆盖层在压力下发挥了充分的刚度，使层体的结合起了单独整体力的辐射传播的结构。
下面的附图提供了本发明路面的机理与先有技术成层沥青路面的力学方面的图示比较。图10(a)和10(b)是根据本发明(即如图所示)在一轮或两轮载荷下计算机制的应力图。这些图反映了载荷与先有技术成层路面同与先有技术成层路面对照本发明整个结构剖面起了单一结构力的辐射传播的作用，这在图10(a)和10(b)中通过径向应力分量从压应力到拉应力在整个剖面的多数层中的逐渐反向而可看出。在先有技术全深度和成层路面中，唯一承受拉应力层位于剖面顶部。其结果，仅这一层显示出力的辐射传播作用(顶部受压和底部受拉)。其余的层质量差，附着力小，抗拉强度小，不参与力的辐射传播的响应。然而只有底层和/或路基承受垂直的径向压力。
在本发明中，如图10(a)和10(b)示出的力的辐射传播作用层和对于承压层14、16、18结合，在优质密级配沥青混凝土层20中基本上产生纯拉力。因此层14，16和18机械的起了把层20与压应力隔绝的作用。通过保持在纯拉力下的拉应力承受层20。在重复载荷下几乎避免了发生在先有技术拉力承受层中的弯曲现象。这种弯曲的减少是本发明设计的重要特征。路面的破裂是拉应力造成的。破裂或裂缝的扩展以及由此产生的整个路面的破坏由于这种弯曲变得非常容易。尽管裂缝发生在层20的底部表面，但它其后向上通过整个结构剖面的扩展，由于比先有技术路面破坏慢的多而得到防止。
再则，破裂过程本身由于提高沥青含量而推迟，部分通过提高上述提到的辅助沥青混凝土混合物的层20的密度，基本上改善了沥青混凝土的耐疲劳性。提高沥青含量与减少拉应力承载层的弯曲的结构设计的结合便于了具有薄薄的沥青混凝土层的路面施工，因此降低了整个路面的造价。最后，通过把提高了沥青含量的密级配沥青混凝土层20放在结构截面的底部，产生的象薄膜样隔水层限制了对路基的渗流，另一方面在沥青混凝土上部较少的密级配层使具有优点的从结构截面侧向排水成为可能，维持了刚度和整个设计的压应力承载能力。泄水的骨料大大地改善了耐热性。
图11，12和13是一套计算机制的图，比较了根据本发明和常用的如图3所示的成层先有技术路面的某些力学基础和耗费。根据假设分析密级配路面和改进密级配沥青混凝土的模量是300000磅/吋2，路基模量是5000磅/吋2。
图11的曲线表示了当公路载荷和环境条件作为层厚的函数下沥青混凝土层底部的最大或者对比拉应变。曲线A为本发明的改进密级配沥青混凝土层20的关系特性。曲线，而曲线B为图3密级配沥青混凝土层26的特性曲线。明显看出，本发明沥青混凝土层拉应变大大小于先有技术中给定厚度层拉应变。相反，在本发明沥青路面中已知拉应变数量级的沥青混凝土层比在先有技术成层路面薄，它指出应变是层厚的减函数。
从图12和13可以明显看出，包括薄沥青混凝土层的路面设计有着明显的成本优点。曲线代表了路面沥青混凝土层中的临界拉应力与压应变之间的关系以及整个路面每平方英尺美元的单价。
曲线A指的是本发明路面，曲线B指的是先有技术成层路面。显然，本发明薄沥青混凝土层路面产生了比先有技术具有更高的经济效益。
因此，可以看出一种由新型的成层结构截面构成的改进路面的结构技术问世。通过利用此技术，人们可以辅筑一种路面，这种材料根据维护、耐久力、持续交通质量，折余值以及施工费用等方面，比先有技术优质沥青路面优越的多。
本发明已在现在最佳实施例中公布，但它决不意味着受此局限，而其范围只由后面的权项中的定义所限制。
权利要求
1.一种辅在路基上的沥青路面结构截面，综合起来其特征在于它是由a.多种材料层，所述层按所选择顺序分布，从所述路基到上表面；b.具有最大拉应力强度的层分布在靠近所述的路基。
2.据权项1所述的沥青路面，结构截面其特征进一步在于余留层具有预选压应力承受能力。
3.据权项2所述的沥青路面结构截面，其特征进一步在于靠近所述的路基层在所述的所有层中具有最小的导水性。
4.据权项3所述的沥青路面，结构截面，其中靠近所述路基层是密级配沥青混凝土。
5.据权项4所述沥青路面结构截面，其特征在于进一步包含至少一层骨料基。
6.据权项5所述沥青路面结构截面，其特征在于进一步包含松级配和密级配骨料基层。
7.据权项6所述的沥青路面结构截面，其特征进一步在于所述松级配骨料基层靠近沥青层混凝土层。
8.设计一种沥青路面结构截面的方法，其特征在于包括分布多种材料步骤，以便承载中在所述的每一层中基本上只承受压应力或拉应力。
9.据权项8所述方法，其特征在于进一步包括分布所述多种层的步骤，以便在整个底层基本上承受拉应力。
10.据权项9所述方法，其中分布所述层，以便在所述底层专门承受拉应力。
专利摘要
一种沥青路面结构截面是多种材料层的分布。其分布起到了整体力的辐射传播的作用。这些层按预先选择的顺序分布，从路基到上表面。靠近路基层上，具有最大拉伸强度。
文档编号E01C7/00GK85105302SQ85105302
公开日1987年1月14日 申请日期1985年7月10日
发明者伊·詹姆斯·米勒 申请人:伊·詹姆斯·米勒导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan