楊亦丁

摘 要 近年來我國公路網(wǎng)絡(luò)中瀝青路面的應(yīng)用越加廣泛，逐漸占據(jù)了核心地位，其在平整度、抗變形以及維修便利性方面具有顯著優(yōu)勢。本文首先對瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了簡要介紹，其后具體探討了瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，最后圍繞工程案例展開論述，以期可供參考。

關(guān)鍵詞 瀝青混凝土路面;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)要求;工程案例

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，區(qū)域交通越加繁忙，不僅表現(xiàn)在交通量的增加，也有重載交通占比的增多，由此對路面性能提出了更高的要求。本文研究對象為瀝青混凝土路面，需嚴(yán)格根據(jù)區(qū)域環(huán)境、交通調(diào)查結(jié)果等確定路面結(jié)構(gòu)方案，科學(xué)選擇材料、計(jì)算各項(xiàng)參數(shù)，保證路面整體性能滿足要求的同時(shí)，提高其經(jīng)濟(jì)性，真正獲得最優(yōu)方案。

1瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)要求

現(xiàn)代公路修建中，面臨著大交通量、重載等問題，不少公路出現(xiàn)了尚未達(dá)到正常使用年限，就出現(xiàn)了嚴(yán)重?fù)p壞，如擁包、沉陷、坑槽、嚴(yán)重裂縫等等，必須進(jìn)行大中修，嚴(yán)重影響正常交通。對此，為保證公路正常運(yùn)營，減少養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用，必須要對瀝青路面受力、損壞 機(jī)理進(jìn)行分析，科學(xué)開展瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證路面性能滿足規(guī)范與實(shí)際使用要求。

瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)做好公路沿線氣候、自然條件以及交通情況的調(diào)查工作，綜合確定路面性能要求，并根據(jù)路面結(jié)構(gòu)組合力學(xué)與使用性能開展綜合設(shè)計(jì)，保證瀝青路面耐久性、安全性、經(jīng)濟(jì)性[1]。

2瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 結(jié)構(gòu)層功能要求

瀝青路面各個(gè)結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)要求歸納如下：①面層：面層直接受到外界環(huán)境影響、承受各種荷載，極易出現(xiàn)各種病害問題，對其抗車轍、抗疲勞開裂、抗低溫開裂、抗水損壞等性能要求十分高。不同面層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)不同，如：上面層—路面抗滑、低溫抗開裂性;中面層—抗車轍性;底層—密水性、疲勞開裂性。②基層：基層對水穩(wěn)性要求高，需根據(jù)實(shí)際情況選取瀝青路面的不同基層類型; ③墊層：主要用于改善土基的溫、濕度。

2.2 結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）材料選擇。不同結(jié)構(gòu)層的功能要求不同，選擇合適的材料十分重要：①上面層：常用的有SBS改性瀝青、SMA瀝青、AC13 瀝青等，其中SBS改性瀝青穩(wěn)定好，抗車轍能力有限;SMA瀝青、AC13 瀝青在低溫抗裂、耐疲勞性等方面表現(xiàn)較好，具體需根據(jù)區(qū)域環(huán)境、路面需求進(jìn)行合理選用。②中、下面層：中面層承受的剪應(yīng)力較大，因此對材料性能要求也較高，美國規(guī)范中SMA-25、SMA-19為中、下面層材料推薦選擇，下面層以粗粒式瀝青混凝土為宜，可有效避免自由水滯留，此外也可選用橡膠瀝青作為結(jié)合料，有效提高中、下面層性能，經(jīng)濟(jì)性較好;③基層：包括半剛性基層、柔性基層、剛性基層、組合式基層等，半剛性基層包括水泥穩(wěn)定類、石灰粉煤灰穩(wěn)定類，可通過改變水泥摻量調(diào)整基層剛性;組合式基層，采用瀝青碎石層，常用材料有ATB-25、ATB-30，其排水性能較好，可有效遏制溫縮、反射裂縫等。④層間材料：此為改善結(jié)構(gòu)層間接觸狀態(tài)的重要部分，包括透層、封層、粘層，推薦材料有SBR改性乳化瀝青、橡膠瀝青、陽離子中裂乳化瀝青等。

（2）路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)。瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)是一個(gè)整體，因此必須要進(jìn)行綜合分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定結(jié)構(gòu)方案，主要考量因素包括：交通量、重載交通比例、當(dāng)?shù)貧夂颉⒔ㄔO(shè)資金、施工條件等，切實(shí)延長路面使用壽命、提高經(jīng)濟(jì)性[2]。

根據(jù)已有的結(jié)構(gòu)方案，采用彎沉指標(biāo)對路面結(jié)構(gòu)層厚度進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，綜合環(huán)境、材料性能參數(shù)的影響，從力學(xué)、使用性能等方面的要求出發(fā)，對結(jié)構(gòu)組合方案進(jìn)行驗(yàn)證;最后開展極限壽命、全壽命費(fèi)用分析，取得最優(yōu)方案。

3工程實(shí)例

3.1 項(xiàng)目背景

本文主要以某公路工程項(xiàng)目瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例展開分析，此項(xiàng)目在區(qū)域運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)著重要地位。根據(jù)調(diào)查顯示，近些年區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，公路交通量快速增長，尤其是重載交通特性比較明顯，對此在進(jìn)行瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要求高、難度大，在保證路面性能與使用壽命的同時(shí)，需控制好成本問題，保證最終路面方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性良好[3]。

3.2 路面結(jié)構(gòu)方案比選

本項(xiàng)目在充分參考已建公路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域筑路材料特點(diǎn)、工程質(zhì)量與效益等進(jìn)行綜合分析，初步確定采用以半剛性基層瀝青路面為主導(dǎo)的路面結(jié)構(gòu)。

（1）結(jié)構(gòu)方案比選。本項(xiàng)目初期設(shè)計(jì)階段，對水泥混凝土與瀝青混凝土路面兩種方案進(jìn)行了比選，具體分析如下：方案一：瀝青混凝土路面：路面平整、噪音小;路基變形適應(yīng)性強(qiáng);維修養(yǎng)護(hù)便利;方案二：水泥混凝土路面：路面強(qiáng)度高，耐久性好;造價(jià)較低;路基變形適應(yīng)性較弱;維修養(yǎng)護(hù)難度大。

通過兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)綜合分析，確定采用瀝青混凝土路面。

（2）面層方案比選。本項(xiàng)目在面層材料選擇上，初步確定了兩種材料，具體分析如下：方案一：中粒式密級(jí)配瀝青混凝土（AC-16）：此材料的優(yōu)點(diǎn)在于抗滑性、防水性好，且設(shè)計(jì)、施工方案相對成熟，造價(jià)較低;但是在耐久性、水穩(wěn)定性方面存在一定不足[4];方案二：瀝青馬蹄脂碎石混合料（SMA-13）：此材料的優(yōu)點(diǎn)在于抗滑性、抗高溫變形與低溫開裂性均較好，尤其適用于高溫多雨區(qū)域;但是此材料施工要求高，造價(jià)也相對較高。

結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，經(jīng)綜合分析后決定選用AC-16，同時(shí)在考慮路面性能要求的基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目提出采用兩層瀝青混凝土路面。

（3）基層方案比選。基層是重要的承重層，強(qiáng)度、水穩(wěn)方面要求高，本項(xiàng)目初步確定兩種方案，具體分析如下：方案一： ATB-30 柔性基層：此種材料在國內(nèi)應(yīng)用廣泛，其主要優(yōu)勢在于可顯著減少反射裂縫，與面層呈現(xiàn)為一個(gè)良好的接觸狀態(tài)，變形適應(yīng)能力強(qiáng);但是此種基層的強(qiáng)度方面相對較弱，承載力不強(qiáng)，易出現(xiàn)車轍，工程造價(jià)相對較高;方案二：水泥穩(wěn)定碎石半剛性基層：此種基層的板體性十分好，提供了良好的承載力，在抗變形、抗凍、水穩(wěn)等方面表現(xiàn)優(yōu)異，同時(shí)其施工較為簡單、造價(jià)低;但是使用此種基層極易導(dǎo)致反射裂縫的出現(xiàn)。

結(jié)合項(xiàng)目情況與性能要求，綜合分析后決定采用水泥穩(wěn)定碎石基層[5]。

（4）底基層方案比選。在進(jìn)行底基層方案設(shè)計(jì)與選擇時(shí)，抗疲勞、抗沖刷性能是優(yōu)先考慮因素，結(jié)合本地筑路材料情況，本項(xiàng)目決定采用水穩(wěn)碎石、水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石兩種方案，具體分析如下：方案一：水穩(wěn)碎石：采用4%水泥配比方案，其早期強(qiáng)度高、抗沖刷性能好，同時(shí)取材方便、施工簡單;方案二：水泥石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石：配比方案2：5：13：80，其可有效減少干縮裂縫，造價(jià)低，但是初期強(qiáng)度不高，容易造成周邊污染。

基于本項(xiàng)目交通情況分析顯示，重載車輛較多，因此推薦采用水穩(wěn)碎石基層，提供更為強(qiáng)大的承載力。

3.3 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況

本項(xiàng)目嚴(yán)格按照《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》開展路面厚度計(jì)算、彎拉應(yīng)力驗(yàn)算，采用HPDS2011設(shè)計(jì)軟件開展設(shè)計(jì)計(jì)算，確定本項(xiàng)目瀝青混凝土路面總厚度為84cm，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況見表1[6]。

4結(jié)束語

綜上所述，合理的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是減少道路早期損害的重要措施，不僅可延長道路使用壽命，也有利于減少維修費(fèi)用，為區(qū)域交通正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供更好的保障。在進(jìn)行瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需明確各個(gè)結(jié)構(gòu)層功能要求，并據(jù)此開展各結(jié)構(gòu)層方案選擇與組合設(shè)計(jì)，做好性能驗(yàn)證與優(yōu)化工作，切實(shí)滿足實(shí)際功能需要，提高道路服務(wù)水平。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

楊亦?。?982-），男，貴州省福泉市;學(xué)歷：碩士，高級(jí)工程師，現(xiàn)就職單位：重慶市設(shè)計(jì)院，研究方向：主要從事市政道路橋梁設(shè)計(jì)。