公路瀝青路面層優化設計的措施

摘要：瀝青是建筑行業常用的混合材料，近年來公路工程建設中運用瀝青材料改善路面性能更加普遍。公路瀝青路面結構相對復雜，需經過多層構造組合才能形成牢固的路面層，日常使用期間可發揮出防水、防潮、防腐等多種效果。施工單位引入瀝青材料必須按照公路圖紙規范使用，尤其是路面層結構的設計要滿足后期使用的性能強度，否則整套方案的實施將面臨巨大的難度。文章分析了公路瀝青路面層優化設計的相關問題。

關鍵詞：公路；瀝青；混凝土；優化設計

中圖分類號：U418.6文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2012）08-0146-02

公路工程是維持社會交通運輸的主要項目，政府投資當地公路建設可帶動區域經濟的發展，滿足了區域交通線路正常行駛的需求。早期公路路面只利用混凝土材料鋪設施工，長期勘測發現這種方案在雨水或潮濕季節易引發公路病害，公路路面層會出現裂縫、沉降等病害。這不僅降低了公路瀝青層面的結構性能，也破壞降低了工程投資的經濟收益。

1瀝青混凝土材料的推廣運用

瀝青混凝土俗稱瀝青砼，經人工選配具有一定級配組成的礦料與一定比例的路用瀝青材料，在嚴格控制條件下拌制而成的混合料。瀝青混凝土是公路項目施工的新材料，其能擺脫傳統施工工藝及路面結構存在的諸多不足，顯著改善了瀝青路面各層面的綜合性能。現場施工人員結合瀝青路面層性能要求，應從配料組合及制作工藝兩方面加以控制。

1.1配料組合

瀝青混合料的強度主要表現在兩個方面。一方面是瀝青與礦粉形成的膠結料粘結力；另一方面是集料顆粒間的內摩阻力和鎖結力。礦粉細顆粒的巨大表面積使瀝青材料形成薄膜，從而提高了瀝青材料的粘結強度和溫度穩定性。選擇瀝青混凝土礦料級配時要兼顧兩者，以達到加入適量瀝青后混合料能形成密實、穩定、粗糙度適宜、經久耐用的路面。瀝青混合料中的瀝青適宜用量，應以試驗室試驗結果和工地實用情況來確定。

1.2制備工藝

熱拌的瀝青混合料宜在集中地點用機械拌制。一般選用固定式熱拌廠，在線路較長時宜選用移動式熱拌機。瀝青拌和廠的主要設備包括：瀝青加熱鍋、砂石貯存處、礦粉倉、加熱滾筒、蒸汽鍋爐、除塵設施等。拌和機又可分為連續式和分批式兩大類。在制備工藝上，過去多采用先將砂石料烘干加熱后，再與熱瀝青和冷的礦粉拌和。為了防止殘留在混合料中的水分影響瀝青混凝土使用壽命，最好能同時采用瀝青抗剝落劑，以增強抗水能力。

2公路瀝青路面主要的病害形式

社會經濟的快速發展促進了交通行業的改革，隨著城市與農村地區的經濟往來日趨頻繁，公路成為了交通網絡運行的主要載體。車流量增多對瀝青路面造成的破壞作用也日趨明顯，尤其是交通主干要道的瀝青路面更容易受到損壞。經專家實地勘測總結，瀝青路面層常見的病害包括：裂縫、車轍、沉降等。設計人員在規劃瀝青路面層時要考慮到各種病害的防范。

2.1裂縫

對于公路工程而言，裂縫是項目施工期間常見的通病，也是路面層設計控制的難點。比較常見的裂縫是溫度差異過大所致，瀝青路面混合料凝固階段，由于溫度高低變化幅度超出標準范圍，破壞了瀝青路面結構的牢固性。另外，瀝青原始材料的質量及混合料的性能，也容易導致裂縫的出現，嚴重損壞了瀝青路面層的完整性，不利于公路交通的安全行駛。

2.2車轍

車輛行駛時瀝青路面外部產生力作用，地面荷載超標會造成路面層結構材料發生異向偏移，經過一段時間的沖壓會形成“車轍”。引起車轍現象的因素包括：一是混合料凝固不完全，路面層的強度性能弱而難以抵制外力荷載的破壞；二是滲水量過多，瀝青路面在雨水季節的滲入量增大，混凝土內水分過多使材料變得松散，難以承受路面荷載而產生變形。

2.3沉降

地理環境對公路瀝青路面層也會造成不利的影響，特殊區域的路基形式復雜多變，地下水流的沖蝕極易損壞路基結構的牢固性。沉降病害多數由于公路的地基構造不穩定所致，如：施工單位開挖路基的面積、深度、坡度等參數與工程圖紙的標準不一致；道路基坑未設置加固或支護體系，這些都不利于瀝青路面層的結構要求，給上層路面造成一定程度的破壞。

3瀝青路面層結構加固設計的重點

新時期國家對道路工程的監管力度更嚴，瀝青路面層的作業質量、結構性能、日常病害等已成為竣工考慮的重要內容。瀝青混凝土材料已逐漸取代土石材料，在水利工程建設中的運用范圍越來越廣。為了避免滲漏病害對瀝青路面造成的破壞作用，施工單位應根據滲漏的實際情況制定加固方案，及時控制瀝青路面病害。瀝青路面加固設計要從基坑處理、路面支護、材料配制等方面進行。

3.1基坑處理

公路結構大體分為上部、中部、底部等三個層面，而基坑是瀝青路面的最底層結構，也是承受水流沖擊力的重點位置。水利施工初期，要對基坑實施綜合性的加固處理。如：設計人員可按照基坑面積的大小，設計鋼筋加固、坡面加固等形式，改善基坑的抗病害能力。設計人員應按照瀝青路面層的結構狀況，合理編制基坑處理方案。

3.2路面支護

設計支護結構是防范或處理公路病害的最佳方式。首先，對未發生病害的路段設置支護結構，可增強其抵抗病害的能力；若瀝青路面已經出現滲漏病害，施工單位需及時安排技術人員修補處理，以免滲漏問題進一步擴大。設計人員根據材料體滲漏的程度，制定結構加固方案。小范圍滲漏可用土工膜材料攤鋪，大范圍滲漏要利用鋼筋混凝土整體加固支撐。

3.3材料配制

瀝青材料與混凝土材料混合使用，其配制工藝的科學性決定了后期材料使用的性能。因此，優化設計混合料的調配方案也是很關鍵的。施工單位設計混合料的配合比時要考慮路面層的“抗病害”要求，除了對水泥、砂石、水等基本要素加以控制外，可適當添加化學試劑增強材料性能。抽樣檢測瀝青混凝土材料的性能，符合要求后再正式運用于路面施工。

4路面層設計需注意的其它問題

除了對公路瀝青路面層的主體結構進行優化設計外，還需考慮結構之間的配合問題。如：公路瀝青道路的排水系統、路面層的攤鋪厚度等，這些方面經過優化設計后可顯著改善瀝青路面的耐久性。結合長期積累的設計經驗，筆者總結了瀝青路面層優化設計中需要注意的其它內容。

4.1排水系統

給排水系統的功能是及時調配路面聚集的水分，以免積水時間過長浸入路面層。設計排水系統的具體方法：一是吸水，為防止下雨時期路面水量聚集過多，在瀝青道路的土層結構里鋪設過濾層及吸水管道；二是排水，排水管道的設計要防止阻塞現象，應盡量布置大管徑的水管，保持路面排水暢通無阻。

4.2層面厚度

瀝青道路各層面之間的厚度大小需嚴格控制，設計人員要掌握公路所處區域的地質環境，確定層面厚度的尺寸大小。正常情況下，層面厚度最基本的要求是達到實用性、耐久性、抗災性等要求，可參照這些要求適當調整路面層的構造。如：公路瀝青道路的基層、底基層的厚度標準分別為15 cm、20 cm，也可適當擴大層面的尺寸。

5結語

總之，瀝青混合料用于路面層施工可大大改善道路的結構性能，避免外界因素造成的各種病害。設計人員在規劃瀝青路面層結構時要充分考慮材料、結構、支護等因素，設計出更加完善的公路瀝青建設方案。此外，對于瀝青路面層的輔助結構也應詳細地設計安排，及時排出路面聚集的雨水。

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