瀝青路面合理結構的研究

摘要：在我國高等級公路的建設中，瀝青混凝土路面已成為主要的路面形式。論文通過對瀝青路面的結構進行分類，提出了瀝青路面的功能作用和要求。以級配碎石基層施工為例，對瀝青路面合理結構進行了探討。僅供參考。

關鍵詞：瀝青路面 合理結構 級配碎石 基層施工

1 瀝青路面結構的相關概述

1.1瀝青路面結構的分類從大的分類來說，公路路面可以按照使用的材料、施工方法、工程造價的多少或使用的品質及承受的交通荷載的方式進行分類。目前常用的做法是按照荷載來分，承受的交通荷載的方式分類可以分為柔性路面和剛性路面，我國還增加了半剛性路面。此種方式還可以認為是根據路面的力學特性進行劃分的。在我國的瀝青混凝土結構的劃分中主要由以下幾點：

1.1.1柔性路面。柔性路面是由具有粘性、彈塑性結合料和顆粒礦料組成的路面。其特點是抗彎強度低，主要依靠抗壓、抗剪強度來抵抗交通車輛的荷載作用。其破壞取決于荷載作用下的極限垂直變形和水平彎拉應變。柔性路面包括鋪筑在非剛性基層上的各種瀝青路面、各種粒料路面和土壤路面等。

1.1.2剛性路面。剛性路面的特點是在荷載作用下起板體作用，具有較高的抗彎拉強度和較小的變形，因而它能減輕路基所受的應力。一般來說剛性路面是在彈性狀態下工作，基礎對板體起支撐作用，因此剛性路面的強度取決于板體的抗彎拉強度和基礎的強度。水泥混凝土路面屬于剛性路面。

1.1.3半剛性路面。半剛性路面所用的混合料在前期具有柔性路面的性質，隨著時間的增長，到后期則逐漸向剛性路面轉化，但它的抗彎拉強度仍較剛性路面低。石灰或水泥穩定加固土路面屬于此類。

1.2瀝青路面的功能作用和要求瀝青路面的功能和作用不言而喻是以滿足交通車輛安全、舒適通行為目的的，由于公路是暴露在自然環境條件下的土工工程構造物，因此，瀝青路面還需滿足并適應自然環境條件。

根據路面的功能和作用，對瀝青路面結構的基本要求包括以下幾個方面：①強度公路路面的強度是指路面結構層對于行車和自然因素等作用的抵抗能力即承載能力。在自然因素作用下，要求路面結構不產生過大的變形和發生過渡的磨損、壓碎及疲勞等破壞。②穩定性公路路面的強度經常受到自然氣候和水文因素的影響而發生變化，為了保證路面滿足交通車輛行駛的需要，要求路面結構在任何氣候和水文條件下都必須保持穩定的強度。⑨平整度路面越平整，交通車輛行駛時的振動、沖擊越小，行車的滾動阻力也越小，這樣就能保證交通車輛以較高的車速行駛，并使車輛的損壞減少，燃油和輪胎磨耗降低，行車更舒適。④粗糙度路面粗糙度的大小關系到行車安全，因此瀝青路面必須滿足一定的抗滑要求。因此，路面的要求與其相應的功能是統一的。

2 瀝青路面合理結構的選擇(以級配碎石基層施工為例)

半剛性基層材料的研究和應用逐漸成熟，在以后的近二十年中，我國百分之九十以上的高等級公路瀝青路面的基層或底基層一般都采用半剛性材料。幾年來，由于半剛性基層開裂導致瀝青路面結構反射裂縫問題日益突出，路面早期損壞嚴重，而我國級配碎石等粒料材料在高等級公路基層中的應用經驗幾乎沒有。對此針對半剛性基層瀝青路面結構早期損壞問題，希望通過對級配碎石材料的研究，將級配碎石材料在級配碎石基層施工中進行應用探討。

2.1級配碎石材料的準備

2.1.1巖質的選擇。級配碎石基層石料最好采用石灰巖，是因為石灰巖粗集料具有一定的韌性，細集料具有一定的塑性，這樣在級配碎石混合料施工時，其和易性和保水性都比較好，易于碾壓成型，不易離析：同時石灰巖粉末類同于石灰粉，與水反應后可以形成一定的強度，有利于路面結構的強度和長期使用的提高。在石灰巖短缺的地區其他巖質的集料也可采用如安山巖、花崗巖。

2.1.2集料的要求。對級配碎石混合料來講，其強度主要來源于集料顆粒間的嵌擠，所以粗集料的棱角和破碎面至關重要，采用軋制工藝生產級配碎石集料最好。對級配碎石混合料采用的細集料來講，盡可能采用石灰巖石屑，并嚴格控制含泥量。

2.1.3堆放要求。級配碎石集料堆放場地必須硬化，保證集料不被污染。料場中各檔石料的堆放必須嚴格分開，不許竄料，否則級配難以控制。對于級配碎石的集料需要搭棚堆放，以保證混合料的含水量不受降雨的影響。

2.2現場施工前的準備工作級配碎石混合料攤鋪前，首先恢復中線，進行標高控制和灑水預濕。在攤鋪前，應檢查下層的施工情況，下層的坡度、高程、橫斷面應該滿足要求。級配碎石層最好采用全鋪斷面形式進行攤鋪，以利路面結構內部排水，但會給邊坡防護帶來一定難度，主要是裸露的級配碎石層易被雨水沖刷而淘空。國外一般都采用這種方式，但由于我國高速公路或一級公路的路基有時會較高，因此這種方式需要進行調整。研究表明，由于瀝青面層損壞或空隙率大而滲入基層內部的水分較集中，且不均勻，15％左右的級配碎石的空隙率很快會使水重新分布，不會形成動水壓力，也就是說級配碎石的水分重分布功效要大干其排水功效。

2.3現場攤鋪級配碎石的攤鋪有推土機攤鋪十平地機整平和攤鋪機攤鋪兩種方式，根據青海與四川實體工程修建過程中的經驗，高速公路的基層應采用攤鋪機攤鋪。山西平遙試驗段由于較短，采用了推土機攤鋪十平地機整平的組合方式基本可行，但根據承載板測定結果看，級配碎石基層的強度不太均勻，仍有離析發生。在使用平地機整平時，需要反復刮料，使粗骨料被刮起，集中在低洼處，形成離析帶，刮平的遍數越多，級配碎石混合料的水分蒸發越嚴重，離析也越嚴重，針對以上情況在使用平地機攤鋪時應注意以下幾點：①級配碎石的拌和含水量應稍大，可以高出最佳含水量2％左右。②松鋪系數應根據試鋪段確定，一般在1.15～1.25之間，攤鋪時要給刮平留有余地。③整平后應及時碾壓。

2.4級配碎石的碾壓

2.4.1碾壓方式。直線和不設超高的平曲線段，由兩側路肩開始向路中心碾壓：在設超高的平曲線段，由內側路肩向外側路肩進行碾壓，路面的兩側應多壓1～2遍。嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調頭或急剎車。碾壓不平之處，移除多余部分，然后碾壓整平。施工后的級配碎石層坡度、高程及橫斷面必須達到設計要求。

2.4.2碾壓速度。壓路機的碾壓速度，頭兩遍以1.5～1.7km／h為宜，以后用2.0～2.5km／h。碾壓是級配碎石施工中非常重要的環節之一。級配碎石結構層的強度主要通過碾壓而獲得粗顆粒的嵌擠、鎖結以及細集料的填充形成的聯結強度，因此，提高碾壓工作的質量是提高級配碎石結構強度的直接手段。

2.5級配碎石基層的施工管理級配碎石基層的施工質量管理，國內外的規范主要在于材料、壓實度控制。其中重點是以下幾個指標：碎石混合料的級配，材料質量(材料的塑性指數及砂當量指標)，壓實度等。成型后的級配碎石層要實行交通限制，對于底基層或級配類的在保濕養生情況下車輛可以行走，車速控制在20km／h，禁止急剎車和急轉彎，級配碎石層應及時鋪筑瀝青層，鋪筑前石硝要清掃干凈，以利于瀝青層與級配碎石層的聯結。

3 結語

總之，根據目前瀝青路面結構設計指標的選擇情況以及路面結構設計方法的現狀，進一步明確了瀝青路面結構各層的功能和作用，通過級配碎石基層施工，提出了優化設計、提高現場施工質量，加強養護工作等措施去預防，將其危害降到最低，從而延長瀝青混凝土路面的使用壽命，提高投資效益。