國省道瀝青路面設(shè)計中存在的問題及改進策略分析

梁世超　杜松

摘要：近些年我國國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，交通運輸行業(yè)也取得了很大的進步，耐久高效的運輸條件在很大程度上推動我國綜合實力的不斷提升，而路面設(shè)計是道路工程建設(shè)過程中最為重要的一項內(nèi)容，路面結(jié)構(gòu)一旦受到破壞就會嚴重威脅到整個道路工程的使用安全性和壽命，特別是隨著車輛載重和交通量的持續(xù)不斷增長，想要不斷延長路面和道路工程使用壽命就對路面設(shè)計工作提出了更大的挑戰(zhàn)，要求在具體設(shè)計過程中要結(jié)合實際情況合理設(shè)計路面結(jié)構(gòu)和混合料配比，并保證施工原材料質(zhì)量符合工程建設(shè)實際要求。就我國目前情況來看，瀝青路面是綜合性能比較高的一種路面形式，本文就國省道瀝青路面設(shè)計中存在的問題及改進策略進行簡要分析。

Abstract： In recent years， China's national economy has developed rapidly， and the transportation industry has made great progress. Durable and efficient transportation conditions have promoted the continuous improvement of China's comprehensive strength. The pavement design is the most important content in the road engineering construction process. Once the pavement structure is damaged， it will seriously threaten the safety and life of the entire road project. Especially with the continuous increase of vehicle load and traffic volume， continuously extending the service life of pavement and road engineering poses greater challenges to pavement design. It is required to reasonably design the pavement structure and the mix ratio in the specific design process in accordance with the actual situation， and ensure that the quality of the construction raw materials meets the actual requirements of the project construction. As far as the current situation in China is concerned， asphalt pavement is a kind of pavement with relatively high comprehensive performance. This article briefly analyzes the problems and improvement strategies in the design of national and provincial highway asphalt pavement.

關(guān)鍵詞：國省道;瀝青路面;設(shè)計;存在問題;改進策略

Key words： national and provincial highway;asphalt pavement;design;problems;improvement strategies

中圖分類號：U416? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）05-0078-02

1? 瀝青路面設(shè)計流程

1.1 搜集整理資料? 在瀝青路面設(shè)計工作開始之前，相關(guān)工作人員就應(yīng)該深入現(xiàn)場對該區(qū)域的氣溫、地質(zhì)、水文以及濕度等各方面情況進行詳細勘察和了解，同時還需要對項目范圍內(nèi)相關(guān)的建筑情況，環(huán)境影響因素、設(shè)計年限、項目交通量以及交通組成等多方面資料進行搜集與整理，為設(shè)計工作提供可靠真實的依據(jù)。

1.2 完成路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計? 在路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計過程當中，首先是充分結(jié)合工程項目所在區(qū)域的地質(zhì)水文條件和氣候環(huán)境等確定出最為科學(xué)合理的路面基本結(jié)構(gòu)類型和施工過程中所需要用到的施工材料。其次還需要對一些區(qū)域性的筑路材料進行詳細了解，在具體設(shè)計過程中要對材料的特性和相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)充分明確，然后結(jié)合實際情況設(shè)計出幾種組合方案，并從中選出一種最為科學(xué)合理的方案。由專業(yè)人員對國省道路工程實際運營過程中需要承受的彎沉情況、累計標準軸載、路面厚度以及半剛性底基層所承受的拉應(yīng)力，再根據(jù)路面具體厚度對瀝青碎石上基層最大剪應(yīng)力、基層上面層進行計算。最后再結(jié)合基層功能特性、拉應(yīng)力特點和具體大小合理確定路面層結(jié)構(gòu)類型。

1.3 不同設(shè)計方案選擇? 在對設(shè)計方案選擇的時候，工作人員不但要考慮各種設(shè)計影響因素，同時還要對經(jīng)濟和技術(shù)層面相關(guān)因素引起足夠的重視，并結(jié)合以往的瀝青路面設(shè)計和養(yǎng)護經(jīng)驗總結(jié)，準確估算每一種設(shè)計方案需要投入的養(yǎng)護費用和全部成本，然后從中選出性價比最高的一種。與此同時在選擇設(shè)計方案的時候還要對瀝青路面建設(shè)方對工程建設(shè)所提出的各項要求引起重點關(guān)注，總是綜合多方面因素進行分析，最終選擇出最為科學(xué)合理的一種方案。

2? 國省道瀝青路面設(shè)計

2.1 面層結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1.1 面層? 我國現(xiàn)如今在國省道公路建設(shè)過程中所采用的瀝青路面面層施工技術(shù)通常情況下包括瀝青混合料冷拌、稀漿封層、瀝青貫入和瀝青混合料熱拌幾大類，其中瀝青混合料熱拌在柔性基層、調(diào)平層、二級和三級公路路面應(yīng)用較為廣泛。

2.1.2 基層與底基層? 在對基層和底基層厚度進行確定的時候，需要我們對施工過程中所采用原材料的應(yīng)力擴散效果、力學(xué)性能還有實際交通量情況和壓實機械設(shè)備是否可以在環(huán)境下順利開展壓力作業(yè)等多方面影響因素，為了更好地保證工程最終施工質(zhì)量和管理工作的順利開展，通常情況下不同結(jié)構(gòu)層所選用的施工材料不能出現(xiàn)差別過大的情況。

2.1.3 墊層? 國省道瀝青路面墊層材料一般采用礦渣、砂礫、粗砂或者是煤渣，如果選用的粗粒土則還需要石灰粉、水泥、石灰煤渣以及煤炭的輔助，以更好地保證結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性，墊層的設(shè)計寬度一般情況下應(yīng)該和路基保持一致，并將其控制在15厘米以上。如果路基地下水比較淺的話，還需要施工人員做好相應(yīng)的排水處理措施，防止墊層材料的使用污染地下水資源。

2.2 結(jié)構(gòu)層層間結(jié)合設(shè)計? 根據(jù)以往經(jīng)驗總結(jié)，半剛性基層瀝青路面在實際應(yīng)用過程中很容易出現(xiàn)收縮裂縫和反射裂縫病害，這就要求在前期設(shè)計工作中對密實性骨架進行選擇的時候，一定要對施工材料中的結(jié)合料、細料和水分含量進行嚴格把控，在條件允許前提之下盡量增加瀝青面層厚度，也可以在半剛性基層上適當增加一定的應(yīng)力吸收層，該層一般情況下可以利用能夠承受高溫的合成材料或者是改性瀝青吸收膜進行鋪設(shè)。通過有效提高路面不同結(jié)構(gòu)層之間的緊密度而大大提升路面結(jié)構(gòu)的整體性能，同時也避免了各層間發(fā)生滑移現(xiàn)象，設(shè)計人員在設(shè)計結(jié)構(gòu)層層間結(jié)構(gòu)的時候，最好在不同層面之間適當增加一定量的黏層瀝青，我國目前比較常見的是乳化瀝青或者是0.3到0.6.kg/m2的改性瀝青，也可以將液體瀝青和稀釋瀝青灑布到基層結(jié)構(gòu)以形成一層透層瀝青，具體灑布的數(shù)量需要根據(jù)現(xiàn)場具體情況進行合理確定，目的就是將透層瀝青的滲透性能發(fā)揮到最大，一般滲入系數(shù)應(yīng)該控制在3mm到6mm之間。另外還需要注意的是，半剛性基層一般設(shè)置在下封層的下方，封層厚度一般為6mm左右，采取改性瀝青稀漿或者是瀝青單層表面處理，如果設(shè)計方案當中出現(xiàn)了雙層的半剛性基層，那么工作就還需要實施碾壓和連續(xù)攤鋪等施工工藝。

3? 設(shè)計要點

3.1 提高瀝青混合料結(jié)構(gòu)層的高溫穩(wěn)定性? 瀝青路面高溫穩(wěn)定性其實就指的是路面的抗車轍能力，相關(guān)研究表明，瀝青混凝土材料性能和厚度與混凝土的車轍深度之間存在非常緊密的關(guān)聯(lián)，一般規(guī)律為瀝青混凝土層越薄，車轍就會越淺。站在抗車轍角度來看，半剛性基層瀝青混凝土結(jié)構(gòu)面層不需要太厚，想要提升其高溫穩(wěn)定性可以對混合料的力學(xué)性質(zhì)進行改善，具體可以從以下幾個方面進行著手：通過提高碎石的含量可以降低粗骨料結(jié)構(gòu)的空隙率，同時還需要對中層和下層混合料的抗車轍性能進行充分考慮，研究發(fā)現(xiàn)瀝青路面下8cm到10cm所承受的車輛沖擊剪力達到最高值，所以可以通過提高瀝青路面中面層抗車轍性能來增強瀝青路面整體質(zhì)量。

3.2 改善瀝青混合料結(jié)構(gòu)層的排水、防水能力? 現(xiàn)如今人們對國省道瀝青路面早期各種破壞現(xiàn)象引起了高度重視，在各種損害現(xiàn)象當中，水害是最為常見的一種，所以在瀝青路面設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要對水損害引起足夠的重視。瀝青路面水損害其實就是瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層當中滲入了一定的雨水，當車輛經(jīng)過此路段的時候會使瀝青混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生動水壓力，在濕度較大和氣溫較高環(huán)境下，石料上的瀝青就很容易發(fā)生脫落現(xiàn)象，也就是我們常說的瀝青路面泛油，嚴重的時候還有可能會導(dǎo)致坑槽或者是松散現(xiàn)象的發(fā)生。瀝青路面如果早期出現(xiàn)車槽大多數(shù)情況下都是中層和下層路面發(fā)生了松散現(xiàn)象，為了更好地避免瀝青路面發(fā)生水害現(xiàn)象，我國以往傳統(tǒng)的瀝青路面面層結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中上中下三層都采用的密實性瀝青混凝土，但是也存在一定的應(yīng)用缺陷，根據(jù)相關(guān)規(guī)范與標準要求，密實性瀝青混凝土的設(shè)計空隙率一般情況應(yīng)該控制在3%到6%之間，同時還要對現(xiàn)場的密實度引起重點關(guān)注，實踐證明，混合料空隙率和瀝青混凝土水損害之間存在較大的關(guān)聯(lián)，因為孔隙越大，雨水就更加容易滲入。所以如果只是依靠堵水和防水措施想要完全規(guī)避瀝青路面水損害是不可能實現(xiàn)的，在瀝青路面防水設(shè)計過程中一定要結(jié)合實際情況選擇最為科學(xué)合理的排水和堵水方案，并將兩項防水措施進行緊密結(jié)合?？刹捎酶男詾r青稀漿封層作下封層，防止雨水滲入到基層，同時防止地下毛細水滲入到瀝青面層中。并設(shè)置瀝青混凝土層的排水功能。

3.3 保證瀝青混合料表面層的抗滑能力? 抗滑能力同樣也是瀝青路面設(shè)計過程中非常重要的一項內(nèi)容，就我國目前情況來看，國省道瀝青路面抗滑設(shè)計指標主要包括抗滑系數(shù)和構(gòu)造深度兩個方面，站在不同的角度，兩項指標在不同條件下路面的抗滑性能存在一定的差異。我國早期修建的國省道公路瀝青路面構(gòu)造深度都不是很明確，直到90年代中期我國才開始將SMA和SAC新型瀝青混凝土應(yīng)用到路面表面層結(jié)構(gòu)當中。由于此類混凝土材料的構(gòu)造深度大，且密實度好，所以可以很好地防止雨水滲入瀝青路面結(jié)構(gòu)，根據(jù)以往經(jīng)驗總結(jié)，提高路面抗滑能力和防止水害是我國瀝青路面表面層設(shè)計工作中的一個重點問題。

3.4 保證瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層與基面的粘接性? 瀝青路面各層間之間的粘結(jié)性也是設(shè)計工作中的重點內(nèi)容，瀝青混凝土路面基層和土層之間的粘結(jié)，尤其是路面下臥層和瀝青鋪裝層之間的粘結(jié)更是重中之重，同時也是設(shè)計中的難點，不管是哪一類界面粘結(jié)，都需要我們采用質(zhì)量過硬的粘結(jié)材料，保證粘結(jié)力符合工程建設(shè)實際要求，提升層間的抗剪強度。

3.5 降低瀝青路面的滾動噪聲? 噪音同樣也是一種主要的環(huán)境污染源，而車輛在行駛過程中難免會出現(xiàn)一定的滾動噪音，這也屬于交通道路噪音的一種類型，瀝青路面噪音一般在73到76dB之間，研究表明影響輪胎滾動噪音大小的主要因素是其表面構(gòu)造情況，通過采用嵌壓石屑、增大集料粒徑或者是表面處治等措施提高瀝青面層的抗滑性能，同時也可以在一定程度上增加路面表面的滾動噪聲。將其應(yīng)用到多孔李其功能混凝土面層可以有效提高其排水能力，同時也可以有效的吸收滾動噪聲，并減弱聲音在路表面的傳播，是我國目前降低瀝青路面滾動噪聲較為不錯的一種措施。

總而言之，路面設(shè)計工作對國省道瀝青路面施工質(zhì)量具有決定性作用，而設(shè)計方法是否合理也和整條道路最終建設(shè)質(zhì)量之間存在非常緊密的關(guān)聯(lián)，同時還應(yīng)該充分結(jié)合現(xiàn)代化新型設(shè)計理念和環(huán)保要求，保證設(shè)計方案的科學(xué)性和合理性，也可以對現(xiàn)代化設(shè)計軟件進行一定的運用，以有效提高道路路面設(shè)計質(zhì)量，提高路面交通運輸性能，促進我國交通運輸行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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