盧 剛
(雅安市興路工程咨詢有限公司,四川 雅安 625000)
瀝青路面因具有不透水、耐用性強和平整少塵等特點,故而被廣泛應(yīng)用于公路路面的鋪筑當中。對瀝青路面進行科學、合理設(shè)計的重要性主要表現(xiàn)在以下兩方面:一是提高公路質(zhì)量,降低養(yǎng)護成本。相較于傳統(tǒng)的水泥路面,瀝青路面不僅具有良好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性,而且還具有不透水與耐疲勞等特性,能夠有效減少天氣環(huán)境和交通荷載對路面質(zhì)量的影響,進而降低養(yǎng)護成本;二是能夠進一步促進交通事業(yè)的發(fā)展[1]。通過對瀝青路面進行科學設(shè)計,使其能夠憑借其各種優(yōu)良特性完成對交通運輸?shù)闹С郑貏e是對于高等級道路交通運輸?shù)闹С?,從而促進交通運輸事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。
瀝青材料直接關(guān)系著理清路面的各類性能,如高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和耐壓性等。目前,部分設(shè)計單位在設(shè)計過程中,會經(jīng)常出現(xiàn)公路面層結(jié)構(gòu)的粗集料壓碎值過低的情況,從而導(dǎo)致瀝青路面在行車荷載與外部環(huán)境的反復(fù)作用之下被壓碎,使得路面的抗變與抗壓性能大幅降低,不僅影響路面質(zhì)量,而且還易產(chǎn)生安全隱患。此外,原材料若含有大量的花崗石或石英石等酸性巖石,也可能加劇瀝青膜的脫落,降低集料間的粘合力,嚴重時,導(dǎo)致路面發(fā)生損壞[2]。
由于在尚未展開路面鋪設(shè)前,相關(guān)設(shè)計單位無法依據(jù)具體的材料測試來完成對各材料參數(shù)的確定,同時,由于受路面的鋪設(shè)、碾壓、蓋膜等相關(guān)工序的影響,想要獲得路面施工階段的第一手材料參數(shù)是較為困難的。在此種情況下,設(shè)計單位主要采用的是依據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》來完成對材料參數(shù)的確定的。然而,設(shè)計規(guī)范中所提供的參數(shù)大都是以范圍的形式給出的,僅僅依靠范圍選值并不能完全適用于不同地區(qū)的不同鋪設(shè)條件,這在一定程度上增加了材料參數(shù)選值的模糊性和隨意性,難以確保瀝青路面質(zhì)量。
混合料類型無法匹配結(jié)構(gòu)層厚度是當前瀝青路面設(shè)計的又一問題。就現(xiàn)階段而言,相關(guān)設(shè)計單位在具體的設(shè)計過程中選用的瀝青混合料類型與路面結(jié)構(gòu)層的厚度并不匹配,使得集料的最大粒徑過大,從而導(dǎo)致瀝青混合料產(chǎn)生較大的空隙率,繼而增加了混合料的離析風險,在路面壓實的過程中出現(xiàn)壓實困難,甚至會出現(xiàn)誰損害等問題,進一步影響了瀝青路面的質(zhì)量,同時,也大幅提升了后續(xù)的路面維護成本。
對瀝青路面原材料的科學選取至關(guān)重要,除了應(yīng)確保所選擇的原材料滿足基本設(shè)計規(guī)范的要求外,還應(yīng)盡量提高指標要求和層次,例如,可選用改性瀝青,在確保路面高溫穩(wěn)定性的同時,也能夠提高路面的低溫抗裂性。此外的,對于氣候條件較差或重載較多的路面,也可選用改性瀝青作為主材,以提高路面的抗壓性和防塵性。對于路面面層,應(yīng)選用具有較高強度且與瀝青具有良好粘合性的耐磨中基性石料,避免因酸性石料過多而導(dǎo)致瀝青膜脫落的情況。需要說明的是,若經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)石料同瀝青的粘合性較低,可通過在瀝青中添加活性劑的方式來提高二者粘性,使瀝青對集料的粘結(jié)力得以有效提升[3]。
對材料參數(shù)的合理選擇是確保瀝青質(zhì)量的關(guān)鍵。就現(xiàn)階段而言,大多數(shù)的設(shè)計單位在對瀝青路面進行設(shè)計時,所設(shè)計的材料回彈模量大都以靜態(tài)下的抗壓靜模量為主,無法將瀝青材料的回彈模量予以動態(tài)、實時反映。如基于單一載板法的瀝青材料回彈模量的測量,因并未考慮材料內(nèi)部的動態(tài)變化,而導(dǎo)致測量的結(jié)果與實際設(shè)計參數(shù)存在誤差。因此,在未來的材料參數(shù)設(shè)計過程中,除了利用這一方法和參照《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》來完成對材料參數(shù)的確定外,還應(yīng)適當借助測振儀或是動態(tài)彎沉儀對材料參數(shù)的動態(tài)測量,確保所設(shè)計的材料參數(shù)的準確性。
對瀝青路面的結(jié)構(gòu)層厚度予以科學設(shè)計是確保其與瀝青混合料相匹配的關(guān)鍵。通常,瀝青路面的結(jié)構(gòu)層厚度不應(yīng)小于3 倍的集料最大公稱尺寸,此外,若為粗集料,還應(yīng)確保瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度要超出3 倍的集料最大公稱尺寸?;诖?,AK-13(抗滑表層瀝青混合料,混合料公稱最大粒徑為13 毫米) 所對應(yīng)的瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度應(yīng)至少為4cm,AC-16C(瀝青混凝土混合料,混合料公稱最大粒徑為16 毫米)所對應(yīng)的瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度應(yīng)至少為5cm。按照這一原則,科學確定瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度,降低混合料的離析程度,為后續(xù)路面壓實和確保路面質(zhì)量夯實基礎(chǔ)。
對確保瀝青路面設(shè)計科學合理的重要性進行說明,進而針對當前瀝青路面設(shè)計存在的問題,提出了相應(yīng)的解決對策。研究結(jié)果表明,目前,瀝青路面的設(shè)計仍然存在原材料選取不科學、材料參數(shù)選擇不合理和混合料類型與結(jié)構(gòu)層厚度難以匹配等問題。未來,還需進一步加強對瀝青路面原材料的選材,通過科學設(shè)計材料參數(shù)和確保結(jié)構(gòu)層厚度的合理性來提高瀝青路面質(zhì)量,進而為我國交通運輸事業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。