1、关于公路沥青混凝土路面设计的探讨摘要：公路沥青路面结构是公路承载的直接载体，同时也由于其特殊性也受到外界因素的影响，因此公路路面的设计至关重要，文章主要介绍不同的沥青路面的设计方法，加强对沥青路面设计和施工相关知识的掌握，以便提高项目工程质量。 关键词：沥青 路面 设计 中图分类号： U416.217 文献标识码： A 1 前言 路面作为道路建设最主要的部分，在设计时就应该引起足够的重视。就我国目前修建的沥青路面的使用状况看来，因为交通量的急剧增加、交通超载现象严重，在道路的早期运营时就已经损坏了路面。我国现行的公路沥青路面设计规范是由中交公路规划设计院指导，由相关院校、设计单位、科研小组共同
2、组成的编制组经过大量地考察调研，反复修正才完成的。在现行的规范中，虽然较原有的规范更贴近实际状况，但是，在工程施工进行过程中还是会出现一些不足。这些不足就会导致在以后道路的使用过程中出现不同种类的质量问题。 2 当前设计方法中的不足 综合对现阶段成熟的路面设计方法与我国沥青路面设计方法进行比较，发现沥青路面设计方法的设计指标和参数并不能起到很好的控制作用，许多半刚性路面在出现损坏后，实测弯沉也远小于设计弯沉; 在温度变化明显的地区，对温度应力是否超过结构层抗拉强度和土基顶面压应变与重复荷载作用次数之间的关系没有充分考虑，容易引起温度裂缝和车辙问题，难以保证沥青路面的使用性能。 2 1 路面弯沉
3、 长期以来，容许弯沉都是我国沥青路面设计的重要设计指标，它不仅能够反映路面各结构层及土基的整体强度和刚度，而且与路面的使用状态存在一定的内在联系。不过，弯沉指标虽然与路面的使用性能具有一定的联系，却不能在路面力学行为和使用性能之间建立明确的关系。现有许多高速公路的检测表明，路表虽然存在裂缝但其弯沉值仍然满足要求。 2 2 路基顶面压应变 土基顶面压应变是当今世界上一些具有较大影响力的沥青路面设计方法所选择的设计指标，以土基顶面压应变作为设计准则，通过控制土基顶面的变形和破坏控制路表车辙，相对路表弯沉准则更为合理，也更符合材料的破坏准则，虽然路表弯沉与土基压应变存在一定的关系，但路表弯沉并不能完
4、全反映土基顶面的压应变状态。 2 3 温度应力 裂缝是沥青路面的主要病害之一，引起沥青路面裂缝的主要原因是荷载因素和气候因素，其中气候影响主要是指温度的影响，路面是一种建筑在野外的结构物，不可避免的受周围环境及其变化的直接作用，在季节气温变化显著，具有明显年周期性变化规律的地区，温度在下降过程中，沥青面层产生收缩变形，由于路面纵向无限长，在热胀冷缩的作用下，其纵向收缩受到约束无法实现，导致产生温度收缩应力，使路面横断面容易产生横向裂缝。半刚性材料由于本身应力松弛能力较差，且弯拉模量非常大，通常在很小的温降过程中就会发生明显的温缩裂缝。 2 4 车辙控制指标 我国现行沥青路面设计方法采用路表弯沉
5、值表征路面结构抵抗垂直荷载作用产生变形的能力，是控制路面结构永久变形量的设计指标。但我国沥青路面以半刚性基层为主，难以用反映整体刚度要求的路表弯沉控制结构变形量，且路表弯沉是一项整体性、综合性和表观性的指标，并不能反映路面结构层中的具体受力特性，尤其是剪应力的分布特性，因此，尽管路面设计弯沉己经和竣工验收时的弯沉均符合要求，理论上可以达到规定的设计使用年限，但很多沥青路面仍在通车不久就发生严重的车辙破坏。 2 设计解决方案 2.1 柔性基层结构路面的采用 新建路面采用柔性结构增加投资较大，目前普通公路仍难以承受。补强路面采用柔性结构增加投资有限，应积极采用。从技术上讲，进人大修期的旧路实测路表
6、弯沉往往已超过其容许弯沉值，根据容许弯沉值的定义，可以认为旧路半刚性基层疲劳破坏后，已退化为柔性基层，按柔性结构理论补强与实际情况吻合。按柔性结构补强设计，一般会形成包括旧路面层在内的总厚度 20cm 以上的沥青混凝土层，对路面的耐久性、对下一周期的维修方案确定都比较有利。从经济性上讲，按柔性结构计算的补强厚度一般不大，而按半刚性结构计算补强厚度时，往往计算厚度仅需 5 10cm 时，也从施工最小层厚方面考虑。人为的将补强基层厚度设计为 1820cm，总体而言造价节约有限。 2.2 加宽部分与补强部分路面结构的配合 加宽路面结构的选择取决于补强路面结构的选定。如果旧路采用半刚性基层补强，加宽部
7、分也应采用半刚性基层。如果旧路面补强采用柔性结构，加宽部分宜采用混合式基层，并尽量使黑色结构层在道路全断面上基本等厚。这种方式既不过多增加造价，又有利于下一个维修期的大修方案确定。 2.3 改性沥青的应用 目前,省内普通公路普遍在上面层采用 SBS 改性沥青，确实对改善路表低温缩裂等方面效果显著，但也存在两方面问题。 1)SBS 价格较高，能兼顾高低温性能，而高温车辙病害原因主要来自于中下面层，故仅为改善路表低温性能时，表面层宜采用价格较低的SBR 改性沥青。 2)改性沥青不可再生，尤其是对现场热再生工艺更不适用，以后的维修只能采用加铺的方式。 2.4 层间连接 目前,设计、施工部门对层问连接
8、问题均重视不足，加速了路面的早期破坏。面层与面层之间连接的关键是减少层次组合，需要分层时，必须切实做好粘层油。面层与基层的连接，规范规定必须设置透层，部分工程采用稀浆封层代替透层，实际上变成了隔离层，未能达到乳化沥青渗入基层的连接目的。基层与基层的连接应推广采用两层连续摊铺碾压工艺，并通过洒水泥浆等方式加强层间连接。 2.5 中修薄层罩面 目前，中修工程普遍采用了 3cm 厚沥青混凝土薄层罩面的方式，部分工程中修后破坏很快。分析其原因，有关资料表明，在车载作用下，薄层沥青混凝土底面与下承层之间的水平剪应力很大，只有层厚增至 6cm 以上时，剪应力才会锐减。由于旧路面污染、黏层油洒布不匀、加铺层与旧路面施工时的巨大温度差、旧路裂缝严重等原因，使加铺薄层未能与旧路面连成整体、共同受力。限于各种原因，必须采用沥青混凝土薄层罩面的工程，建议采用改性乳化沥青黏层油，并控制路面污染、施工温差等因素。当旧路状况相对较差、裂缝较多时，宜采用旧路表面层现场热再生或热再生后加铺沥青混凝土的中修方式，以期彻底解决旧路面病害、同时增加整体强度。 3 结语 公路沥青路面设计的因素较多，涉及面较宽, 简单的套用现行规范难以设计出经济合理的路面结构。本文着重探讨了沥青路面设计中存在的几个问题, 提出了解决的办法, 用来指导沥青混凝土路面设计和管理, 提高沥青路面的使用年限,提高公路的服务水平,保证行车安全。
