瀝青混凝土路面結構設計探析

1、    瀝青混凝土路面結構設計探析    王軍【摘 要】文章對瀝青混凝土路面結構設計中的常見問題進行了總結，提出了結構設計中應該注意的問題，最后對瀝青路面加鋪的結構設計進行了分析，確保瀝青混凝土路面結構的設計質量?！娟P鍵詞】瀝青混凝土路面；結構設計；問題1 瀝青混凝土路面結構設計中常見問墨1.1 理論驗算結果缺乏準確性按照現(xiàn)行道路路面設計規(guī)范，在驗算路面結構拉彎應力時，要假定道路層間接觸條件為連續(xù)接觸，在這種情況下，獲得的應力驗算結果顯示道路路面結構不會發(fā)生拉彎疲勞。但是在實際施工過程中，道路瀝青面層與半剛性基層并不能做到連續(xù)，而施工過程中的污染、施工的

2、非連續(xù)也被排除在應力驗算之外，最終導致驗算結果缺乏準確性，路面結構設計也會因此而出現(xiàn)不合理的結果。1.2 設計指標不可控設計指標不可控是瀝青混凝土路面結構設計中存在的主要問題。目前，國內道路路面建設過程仍以道路彎沉指標作為基本標準，許多道路建設理論彎沉值非常小，道路本不應該出現(xiàn)破壞問題，但是實際上卻發(fā)生了滲水、車轍、裂縫等諸多病害，這與設計指標不可控有必然關系。1.3 路面材料設計參數(shù)脫離實際路用性能在路面設計過程中，需要借助大量理論計算，以評估和分析路面材料設計參數(shù)，使路面計算結果呈現(xiàn)出較強的科學性和先進性。但是，由于材料設計參數(shù)一般都是在實驗室中獲取與實際施工環(huán)境存在著非常明顯的區(qū)別，這就

3、導致路面材料設計參數(shù)嚴重脫離了實際路用性能，路面結構的不可控性也因此而大大增強。2 瀝膏混凝土路面結構設計注意的問題2.1 選用優(yōu)質的原材料瀝青材料會在一定程度上影響到路面的高溫抗車轍能力、低溫抗裂能力及耐久性，在選擇瀝青材料時，不僅要滿足基本的規(guī)范要求，還要盡量提高指標要求。以高速公路路面為例，其路面上面層要盡量選用改性瀝青，改性瀝青因摻加了高分子聚合物、樹脂、橡膠等改進劑，或進行了輕度氧化加工，因而比普通瀝青擁有更好的高溫穩(wěn)定性，對低溫彎曲試驗的破壞應變能力也有很大提高。對于重載較多或環(huán)境條件惡劣的路段，道路中面層也要盡量選用改性瀝青。路面面層石料要選用耐磨性好、強度高，且與瀝青有較好粘結

4、性的中基性石料，若石料與瀝青的粘結性較差，需在瀝青中添加抗剝落劑等表面活性劑，以增加瀝青對集料的粘結力。3 選擇合適的路面結構類型3.1 面層、基層與底基層、墊層結構瀝青面層有熱拌瀝青混合料、冷拌瀝青混合料、瀝青貫入式、瀝青表面處治與稀漿封層幾種不同類型。熱拌瀝青混合料、瀝青貫入式適用于二、三級公路面層，以及柔性基層、調平層。瀝青表面處治與稀漿封層適合用在三、四級公路面層及各級公路上、下封層。冷拌瀝青混合料宜用在三、四級公路面層。對于基層與底基層，應依據(jù)實際交通量大小、材料力學性能以及擴散應力效果，充分利用壓實機具的功能，各結構層的材料變化不宜頻繁，要以便于施工組織、質量控制為原則。墊層材料宜

5、使用砂礫、粗砂、碎石、煤渣等粒料，或水泥、石灰煤渣穩(wěn)定粗粒土等。為了避免軟弱路基對粒料底基層、墊層造成污染，同時對地下水加以隔斷，應在路基頂面鋪設土工合成材料作為隔離層。墊層需與路基保持同寬，其厚度不得低于15cm。3.2 瀝青混凝土路面結構設計瀝青混凝土路面結構的水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性是路面結構設計中需要重點考慮的指標，對于路面結構設計中車轍動穩(wěn)定度應該不低于1200次/min，同時，對于礦料設計孔隙率的取值范圍，對于上面層應該在5%-10%，中面層為4%-6%，對于下面層3%-5%。對于集料的選擇，應該從性能指標和集料的質量等多方面進行控制，對混合料的配合比進行合理的設計，確保瀝青混合料的各

6、項性能指標滿足要求，確保路面結構的水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性滿足要求。對于高速公路的路面結構下面層混凝土厚度應該不低于8cm，中層改性瀝青混合料的厚度不低于5cm，對于上層改性瀝青的厚度應該大于4cm，從而確保路面結構的強度滿足要求，有效延長路面的使用壽命。3.3 路面排水設計路面排水系統(tǒng)的設計是防止路面結構出現(xiàn)破壞現(xiàn)象的關鍵。路面長時間的積水容易導致道路骨架結構受到雨水的侵蝕，進而出現(xiàn)嚴重的路面形變和開裂等問題。因此，在實際的設計過程中，應該盡量保持路面良好的排水性能，保持道路排水系統(tǒng)的通暢性。4 瀝青路面加鋪設計對于一些舊水泥混凝土或者瀝青路面，可以直接加鋪瀝青路面來改善路面結構，依據(jù)瀝青路面舊

7、路評價結果的不同，加鋪層結構的設計和重點主要包括以下兩種：第一種屬于功能性恢復，處理方法主要有兩種：一種是先處理瀝青路面的表面，然后直接將一層罩面加鋪其上；另一種是在瀝青路面上銑刨一層路面，然后將兩層罩面加鋪其上。第二種屬于補強結構，按照瀝青路面不同的結構強度，來選擇和設計不同的補強方案，例如，如果瀝青路面有網(wǎng)裂出現(xiàn)于面層內部，那么需要使用瀝青面層翻修補強的方法；如果已經(jīng)有部分基層出現(xiàn)病害，且存在非常明顯的沉陷和疲勞破壞在路面之上，那么針對缺少基層承載能力的路段，應當使用高模量瀝青混凝土或者瀝青混凝土基層進行補強；如果瀝青路面出現(xiàn)非常嚴重的病害，且對路面結構進行檢測后，發(fā)現(xiàn)彎沉已經(jīng)達到設計彎沉

8、的150%至200%，那么應當使用水泥穩(wěn)定級配碎石材料或者高模量瀝青混凝土進行補強；如果瀝青路面的危害程度已經(jīng)達到一定水平，如路面彎沉已經(jīng)達到設計彎沉的200%以上，那么必須采用水泥混凝土或者貧混凝土對其進行補強。需要注意的是，在補強完舊路基層后，應當保證新建瀝青路面的結構符合最初設計的加鋪瀝青面層結構。由于影響瀝青路面加鋪的因素非常多樣，因此，針對加鋪層的最底層，應當控制好最小厚度，同時做好最下一層路面的調平。此外，城市道路相對比較復雜，所以在設計加鋪結構時，必須與施工進程保持呼應，如果實際情況有所變化，必須第一時間調整設計方案。同時，可以專門設計行車道中的檢查井，避免出現(xiàn)沉陷病害，保障路面能夠順平的連接。5 總結綜上所述，基于我國城市化進程的不斷加快，城市人口數(shù)量逐年增加，城市道路所承載的壓力也越來越大，如果瀝青混凝土路面結構的強度不滿足設計要求，必然會引起早期病害的出現(xiàn)。因此，無論是新修瀝青路面還是改擴建加鋪瀝青路面，都應該做好相應的結構設計，確保瀝青路面的使用壽命?！緟⒖嘉墨I】1李星星.公路瀝青路面設計相關問題研究j.低碳世界，2016（23）.2謝文怡.淺談瀝