浅谈沥青路面结构设计

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　　浅谈沥青路面结构设计：随着国民经济快、协调发展，我国道路交通量日益增大，车辆迅速大型化且严重超载，高速公路路面在车辆荷载的作用下和气候、水文等自然因素的影响下，常常在通车2-3年便出现了较为严重的早期破损现象，降低了公路服务能力，并对交通安全和环境保护等造成有害影响。　　关键词：沥青路面结构设计　　Abstract:yfast,thecoordinateddevelopment,ourcountryroadtrafficincreasesdaybyday,thelarge-scaleandsevereoverloadingvehiclesquickly,thehighentinvehicleloadundertheeffectofclimate,hydrologyandnaturalfactorsofinfluence,ofteninopentotraffic2-3yearsagephenomenon,reducethehighentprotectioncauseharmfuleffects.　　Keyentstructuredesign　　　　　　：U416.217：A： 　　引言：近年来，国内已通车的部分高速公路沥青路面，通车一、两年往往就出现不同程度的早期破坏现象，如:疲劳开裂和反射裂缝，麻面、剥离、掉粒松散、坑槽；车辙等等。原因是复杂的，施工质量控制不当、材料质量不高以及重载车辆多等均可导致沥青路面出现早期破坏，很大程度上是路面结构设计不完善。　　一、路面结构设计中所出现的几种问题　　1、结构类型选择不当　　在多雨潮湿地区，采用AK型上面层结构，空隙率较大，下雨后，水分容易渗入面层内，如果中、下面层采用AC-Ⅰ型相对密实的结构，水分则聚集在上面层和中面层之间，并使上面层长期浸泡在水中，导致路面发生松散、坑洞等破坏；反之若中、下面层采用AC-Ⅱ型结构，水分会直接渗入基层，基层长期浸泡在水中，会发生松散、唧浆，从而使整个路面结构破坏，危害更大。大量的调查研究资料表明，水损害是沥青路面早期破坏的主要原因。　　目前沥青路面中、下两层均采用常规或规范级配中值的AC-Ⅰ型结构，路面结构高温稳定性欠佳，在炎热气候及渠化、超重交通荷载的作用下容易导致路面出现车辙，此外由于其矿料间隙率也难以满足要求，通常采用减少沥青用量的方法来满足间隙率的要求，这样使沥青路面的耐久性能降低。　　2、下封层重视不够 　　沥青下封层有封闭路面下渗水、扩散路面应力、增强面层、基层的连接及减少基层反射裂缝至面层等等作用，是路面结构设计非常重要的一环。而目前设计中往往对此重视不足，对封层的合理作法及施工要求等方面所作的工作不多。　　3、路面排水系统不完善　　路面表面排水不畅，排水设施不完善，路面积水或水分滞留时间太长使水分渗入路面结构内部；路面结构层抗水损害性能差，水稳性不足。　　二、提高路面实用性能可采取的几点措施　　1、做好路面结构调查　　典型结构调查要求选择的路线及路段具有典型性，公路等级要求是二级或二级以上的半刚性基层沥青路面，施工质量达到一定的水平，或者由专业队伍承担施工任务。施工质量检查比较严格，如有相应的试验路段，尽可能根据当时试验目的及原始测试数据进行跟踪调查。选择的调查路段使用年限应达到三年以上，并有一定的交通量。路段应包括不同的路基结构(即填控情况)不同的地带类型，不同的路面结构(含不同材料和不同厚度)，不同的使用状态(如完好，临界和破坏)和不同的交通量。被选择的路段的基层结构应符合《公路路面基层施工技术规范》的规定，即不是用稳定细粒土或悬浮式石灰土粒料做的基层。路段长度在100～500m之间。　　2、把好路面设计关 　　设计质量是工程质量的基础和前提，路面设计中一定要从实际出发，对当地的地质、水文、气侯、材料交通量、载重进行认真调查，应综合各种因素，选择各种路面结构、各种材料、多种配合比、不同结构层厚进行试验、研究、比选、必要时应铺试验路段。合理组合路面结构。若结构组合不合理就会使整个路面结构既不能承受行车荷载和自然因素的作用，又不能发挥各结构层的最大效能，从而引起裂缝的产生。　　2.1合理进行路面结构组合设计　　根据本地区的实际，不同的地区地理、气候、环境和经济发展特点不同，交通组合也有较大的差距，在进行路面设计时，不能千篇一律地采用半刚性基层，在交通量不大，重载交通量很少的地区路面结构组合设计应考虑使用级配碎石柔性基层和低剂量水泥稳定碎石基层；对交通量大，但重载交通量较少的地区，可以在半刚性基层和沥青面层之间设置级配碎石柔性排水层，或采用低剂量的水泥稳定碎石基层，减少半刚性材料反射裂缝对路面的早期损害；对于交通量较大且重载交通较多的地区，在使用半刚性结构层时，可以考虑使用土工材料加强结构层之间的联系，同时改善层间的受力特性。　　2.2合理地选择路面结构类型　　a.上面层选择 　　SMA由于其良好的高温抗车辙、低温抗开裂、抗滑及耐久性，应该为路面上面层的首选。然而由于造价相对较高，因此在应用上受到一定的限制。虽然SMA相对AC、AK及Superpave在建设过程中的一次投资要高一些，但有调查资料显示SMA路面相对AC、AK及Superpave路面可以延长使用寿命20%～40%，因此SMA路面的综合经济效益往往要高于普通沥青混凝土路面。同时，使用SMA路面可提高路面服务质量，节省油耗，减少轮胎磨损及机件损坏，提高车速及舒适性，减少交通事故，节省运营费用等等，在高温、重载、量大的环境下SMA的效益更加突出。所以，在我国重要的公路运输主干线（重载车辆多、交通量大）的建设上，SMA路面具有极大的选择优势。　　b.中下面层选择　　Superpave高性能沥青路面在高温抗车辙方面具有很大的优势，混合料低温、疲劳抗开裂性能良好，此外，由于其空隙率相对较小，其抗水损害能力也较强，适合作高速公路中、下面层，尤其是在重载多的高速公路。当然，有些地方仍然习惯于采用AC-Ⅰ型沥青混凝土作中、下面层，但对规范密级配进行了改进，一定程度上提高了动稳定度。　　2.3、注意下封层质量 　　设计中对下封层必须提出明确的施工要求，施工方法以及封层材料，并且为了保证施工质量，应强调机械化、专业化施工。江苏等省份对下封层提出明确的施工指导意见，对此类较为先进成熟的做法值得在设计中推广。　　2.4、完善路面的防水设计　　首先，应迅速排除表面水，防止积水渗入下层，要求路拱和表面平整度符合规定，路表不得积水;其次，为防止面层渗水滞留基层表面，而使基层被浸软，在基层上做封层或透层，能够达到即使有水渗入也能及时沿基层表面的路拱排出的效果;第三，面层材料应选择能耐荷载与水分复合作用的材料;第四，设置排水层(垫层)，既能排水，也能隔断毛细水，使上升的毛细水也能及时排出。因此，此垫层或下基层应有排除上、下两方来水的作用，应用透水材料;第五，与路面结构排水有关的边沟、渗沟、排水沟等，必须按规范要求设置;第六，各层的强度自上而下逐渐减小，层次较多，虽受力情况较合理，但不同材料过多的层次将会给施工工艺及材料制备带来较大困难，因此，一般层次不宜过多，层间应尽量连续。　　三、结束语　　从以上分析可以看出，没有合理的路面结构设计，再好的施工也不能保证路面结构的整体稳定性。因此我们说设计是最关键的一环，没有合理的路面结构设计就没有坚固稳定的路面。总之在进行路面设计时，只要按照面层耐久、基层坚实和土基稳定的要求，贯彻因地制宜、合理选材、方便施工和利于养护的原则，经过方案比选就会取得满意的效果。　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。