瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)分析

蘭空勘察設(shè)計(jì)院 甘肅蘭州 730020

摘要：文章在闡述國(guó)內(nèi)外瀝青路面設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，探討我國(guó)現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，可為瀝青路面設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土路面；設(shè)計(jì)；要點(diǎn)；注意事項(xiàng)

引言

瀝青路面是現(xiàn)代公路的主要路面結(jié)構(gòu)和形式，由于瀝青路面在成本、效率、性能方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)使瀝青路面得以在市政道路、等級(jí)公路中普遍應(yīng)用。瀝青路面設(shè)計(jì)是瀝青路面建設(shè)階段的初期，合理運(yùn)用技術(shù)和管理手段可以在瀝青路面設(shè)計(jì)時(shí)期消除瀝青路面的病害。

1國(guó)外瀝青路面設(shè)計(jì)方法

1.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

經(jīng)驗(yàn)法主要是對(duì)試驗(yàn)路段或者運(yùn)營(yíng)中的試驗(yàn)道路進(jìn)行觀測(cè)，從而建立路基、路面、荷載與路面性能之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。其中較為成熟的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法有CBR法和AASHTO法。

1）CBR法。CBR法主要是將CBR數(shù)值作為檢測(cè)路基土與路面材料性能的指標(biāo)。在已經(jīng)破損的路段或使用良好的路面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和CBR檢測(cè)，從而建立起 CBR—汽車(chē)荷載—路面結(jié)構(gòu)層厚度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，并繪制出三者的關(guān)系曲線。通過(guò)分析該曲線，將各層材料的CBR值進(jìn)行材料層厚度換算，進(jìn)而確定出所需路面層的厚度。

2）AASHTO法。AASHTO法是在AASHTO試驗(yàn)路面的基礎(chǔ)上建立的瀝青路面設(shè)計(jì)方法。通過(guò)整理試驗(yàn)路段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，從而總結(jié)出路面結(jié)構(gòu)—軸載—路面使用性能的關(guān)系方程。該方法只是試驗(yàn)路段的數(shù)據(jù)，存在一定的局限性，但是AASHTO路段檢測(cè)數(shù)據(jù)得到了很好的整理保存，為力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法的設(shè)計(jì)提供了豐富的數(shù)據(jù)保證。

1.2力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法主要是分析荷載和環(huán)境作用下路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)反應(yīng)量，根據(jù)這些力學(xué)反應(yīng)量與破損模式之間的關(guān)系建立路面性能模型，從而設(shè)計(jì)出瀝青路面結(jié)構(gòu)。自上世紀(jì)60年代，各國(guó)就致力于力學(xué)—經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的研究工作，其中較為成熟的有AI法和Shell法。在第一屆瀝青路面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)國(guó)際會(huì)議中，殼牌公司的兩位科研人員提出了針對(duì)于瀝青路面設(shè)計(jì)的力學(xué)—經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法大體框架，隨后這一框架成為了Shell設(shè)計(jì)法的雛形。

2我國(guó)瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)方法及要點(diǎn)

目前我國(guó)的瀝青路面設(shè)計(jì)采用力學(xué)—經(jīng)驗(yàn)法，以雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性體系為計(jì)算模型，各層面之間的接觸狀況按照連續(xù)體系處理。在彈性層狀體系理論的基礎(chǔ)上，以路表回彈彎沉值和整體性材料層底彎拉應(yīng)力為主要設(shè)計(jì)指標(biāo)。路表回彈彎沉表征了路面整體的強(qiáng)度與剛度特性，整體性材料層底的彎拉應(yīng)力則用來(lái)控制疲勞開(kāi)裂。交通荷載采用重量為100kN的雙輪組單軸軸載為標(biāo)準(zhǔn)軸載。在計(jì)算中，各層材料的模量均采用不利季節(jié)的抗壓回彈模量。瀝青混凝土和半剛性材料的抗拉強(qiáng)度采用劈裂試驗(yàn)得到的劈裂強(qiáng)度。

通過(guò)國(guó)內(nèi)外瀝青路面設(shè)計(jì)方法的簡(jiǎn)介、對(duì)比，借鑒國(guó)外的設(shè)計(jì)方法，針對(duì)我國(guó)的設(shè)計(jì)方法，提出以下建議：（1）我國(guó)的設(shè)計(jì)方法中采用的模量都是靜態(tài)下的，由于路面實(shí)際所受荷載大多數(shù)情況下是移動(dòng)的車(chē)輛荷載，所以在計(jì)算中為了更接近實(shí)際情況，可以考慮采用動(dòng)態(tài)模量。（2）我國(guó)的設(shè)計(jì)方法中采用Shell法的多層連續(xù)彈性層狀體模型，但是實(shí)際上層間接觸并不一定是完全連續(xù)的，可以考慮更改模型中的接觸條件。如果難以完成，參照經(jīng)驗(yàn)法的部分實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)然后回歸分析可能是一個(gè)解決此問(wèn)題的方向。（3）在設(shè)計(jì)中，對(duì)于路面的損壞控制不應(yīng)該僅限于整體強(qiáng)度與剛度特性和疲勞開(kāi)裂這兩個(gè)方面，可以參照AASHTO經(jīng)驗(yàn)法的 PSI 指標(biāo)，對(duì)于路面病害、損壞程度和服務(wù)能力做出一套更為細(xì)化、更貼近實(shí)際使用情況的描述和相關(guān)的控制指標(biāo)。

3瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)分析

3.1瀝青路面設(shè)計(jì)中交通量預(yù)測(cè)問(wèn)題的處理方法

1）交通量預(yù)測(cè)問(wèn)題的表現(xiàn)。在公路瀝青路面設(shè)計(jì)中，最為困擾的問(wèn)題是交通量預(yù)測(cè)沒(méi)有一個(gè)貼近現(xiàn)實(shí)的預(yù)測(cè)。這一問(wèn)題的產(chǎn)生原因有：觀測(cè)站資料失真、交通增長(zhǎng)率劃定不合理、代表車(chē)型選定錯(cuò)誤，這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致公路瀝青路面設(shè)計(jì)中資料失去可靠性，設(shè)計(jì)出現(xiàn)盲目和主觀，交通量參數(shù)難于確定等等問(wèn)題，進(jìn)而使公路瀝青路面的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、壽命難以保障。

2）交通量預(yù)測(cè)問(wèn)題的處理方法。公路管理部門(mén)應(yīng)該加大對(duì)交通觀測(cè)站的資金和人力投入，加強(qiáng)對(duì)交通站的管理確保觀測(cè)站資料的真實(shí)和準(zhǔn)確。要結(jié)合設(shè)計(jì)公路區(qū)域的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)實(shí)際，特別是交通發(fā)展實(shí)際，科學(xué)、準(zhǔn)確劃定交通增長(zhǎng)率。要增設(shè)軸載儀科學(xué)選定代表車(chē)型，使交通量預(yù)測(cè)變得更加精確。

3.2瀝青路面設(shè)計(jì)中力學(xué)問(wèn)題的處理方法

1）公路瀝青路面設(shè)計(jì)中土基模量問(wèn)題的處理。土基模量受到多種因素的影響，主要包括填料、高度、壓實(shí)和季節(jié)等因素。如果公路瀝青路面設(shè)計(jì)中沒(méi)有做好土基模量的控制，則很容易出現(xiàn)公路瀝青路面的病害隱患。在公路瀝青路面設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該與當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)部門(mén)進(jìn)行有效溝通，取得區(qū)域土基模量的參考數(shù)據(jù)，以便保優(yōu)化設(shè)計(jì)并證公路瀝青路面的質(zhì)量。

2）公路瀝青路面設(shè)計(jì)中季節(jié)系數(shù)問(wèn)題的處理。在公路瀝青路面設(shè)計(jì)中，一個(gè)重要的問(wèn)題是工程區(qū)域內(nèi)季節(jié)系數(shù)存在較大的差別，特別是地形和地質(zhì)復(fù)雜的區(qū)域，季節(jié)系數(shù)更是難于確定。應(yīng)該在公路瀝青路面設(shè)計(jì)中，由建設(shè)方牽頭，與相關(guān)的管理和科研部門(mén)取得聯(lián)系，將季節(jié)系數(shù)的資料作為公路瀝青路面設(shè)計(jì)的參考，以便提高公路瀝青路面設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3）公路瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)問(wèn)題的處理。在公路瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)中，應(yīng)該集中在回彈彎沉值、拉應(yīng)力、車(chē)由載、厚度等參數(shù)的確定，其中軸載是最重要的指標(biāo)參數(shù)，由于公路瀝青路面設(shè)計(jì)中沒(méi)有來(lái)自于實(shí)際的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致軸載參數(shù)確定上的困難。對(duì)于公路瀝青路面軸載參數(shù)，應(yīng)該以實(shí)地調(diào)研和科學(xué)預(yù)測(cè)為主，在調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過(guò)放大預(yù)估量來(lái)確定軸載數(shù)據(jù)。這樣可以提高公路瀝青路面設(shè)計(jì)的合理性，并可以使公路瀝青路面能夠適應(yīng)日后交通壓力增大的情況。

3.3瀝青路面設(shè)計(jì)中材料問(wèn)題的處理方法

1）公路瀝青路面設(shè)計(jì)中材料的問(wèn)題。材料設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題有兩個(gè)：第一，加果用水泥作為公路瀝青路面穩(wěn)定層，會(huì)提高公路瀝青路面設(shè)計(jì)造價(jià)。第二，加果應(yīng)用地產(chǎn)材料、粉煤灰等材料，會(huì)因材料性質(zhì)難于確定而影響公路瀝青路面質(zhì)量。

2）公路瀝青路面設(shè)計(jì)材料問(wèn)題的處理。當(dāng)前公路瀝青路面設(shè)計(jì)中一般采用雙基層結(jié)構(gòu)，可以在下基層采用地產(chǎn)材料和工業(yè)廢料來(lái)降低工程造價(jià)，在上基層采用水泥作為穩(wěn)定材料，以控制地基的穩(wěn)定性。

3.4瀝青路面設(shè)計(jì)的應(yīng)對(duì)方案

1）加寬部分與補(bǔ)強(qiáng)部分路面結(jié)構(gòu)的配合。加寬路面結(jié)構(gòu)的選擇取決于補(bǔ)強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)的選定。如果舊路采用半剛性基層，補(bǔ)強(qiáng)加寬部分也應(yīng)采用半剛性基層。如果舊路面補(bǔ)強(qiáng)采用柔性結(jié)構(gòu)，加寬部分宜采用混合式基層，并盡量使黑色結(jié)構(gòu)層在道路全斷面上基本等厚。

2）改性瀝青的應(yīng)用。SBS價(jià)格較高，能兼顧高低溫性能，而高溫車(chē)轍病害原因主要來(lái)自于中下面層，故僅為改善路表低溫性能時(shí)，表面層宜采用價(jià)格較低的SBR改性瀝青。改性瀝青不可再生，尤其是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)熱再生工藝更不適用，以后的維修只能采用加鋪的方式。

結(jié)語(yǔ)

以瀝青路面為表面結(jié)構(gòu)形式的公路越來(lái)越多，應(yīng)該做好瀝青路面的設(shè)計(jì)工作，使瀝青路面在更大的范圍和更多的公路建設(shè)中得以運(yùn)用。要看到公路瀝青路面設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和特殊性要針對(duì)公路瀝青路面設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題尋求良好運(yùn)用設(shè)計(jì)的途徑，在加強(qiáng)公路瀝青路面設(shè)計(jì)管理的基礎(chǔ)上，提升公路瀝青路面設(shè)計(jì)的質(zhì)量進(jìn)而確保公路瀝青路面的行車(chē)舒適性與安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李松粟彬丁世寧.淺談瀝青混凝土路面平整度的影響因素及控制措施[J].經(jīng)營(yíng)管理者，2010（17）.

[2]宋華東佘建浩.農(nóng)村公路瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施探討[J].科技信息，2009（13）.

[3]周曉光穆道彬.瀝青路面質(zhì)量控制體系的建立及質(zhì)量控制措施的分析[J].中小企業(yè)管理與科技.2010（12）.