瀝青路面損壞及結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)實(shí)踐

何 淺

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，交通建設(shè)行業(yè)蓬勃發(fā)展。近年來，道路工程數(shù)量越來越多，規(guī)模越來越大，人們對(duì)道路施工質(zhì)量也提出了更高要求。作為道路工程的重要組成和關(guān)鍵部分，路面結(jié)構(gòu)層質(zhì)量直接關(guān)系到道路整體質(zhì)量。瀝青材料性能優(yōu)越，因此被廣泛應(yīng)用到道路施工中。但是調(diào)查研究顯示，受多方面因素影響，瀝青路面結(jié)構(gòu)層存在諸多病害，路面損壞問題時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致行車安全得不到有效保障。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真研究瀝青路面損壞原因，采取有效措施進(jìn)行解決，加強(qiáng)瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)，把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，切實(shí)保障瀝青路面結(jié)構(gòu)層質(zhì)量，以此確保道路運(yùn)行的安全性、可靠性及長(zhǎng)久性。

1 瀝青路面損壞及維修措施

1.1 裂縫

隨著道路施工技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)階段新建高速公路基本很少出現(xiàn)路面裂縫，但是早期修建的高速公路依然存在裂縫問題。造成路面裂縫的原因有很多種，包括溫度、基層強(qiáng)度等。高速公路對(duì)瀝青面層有著較高要求，因此必須嚴(yán)格按照規(guī)定要求處理路面裂縫。對(duì)于寬度不超過5mm的橫向裂縫，可以采取將熱瀝青灌入的方法進(jìn)行處理；對(duì)于寬度超過5mm的裂縫，首先利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開槽處理，然后使用瀝青混合料進(jìn)行填充，并確保其振搗密實(shí)；當(dāng)瀝青路面存在較多裂縫時(shí)，通常使用乳化瀝青漿液進(jìn)行封層處理；當(dāng)基層強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)時(shí)，很容易造成網(wǎng)狀裂縫，對(duì)于這類裂縫，首先要對(duì)表面瀝青進(jìn)行拉毛處理，然后將一層混凝土鋪設(shè)其上用于封層。

1.2 車轍

在處理瀝青路面的車轍之前，首先要對(duì)車轍出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，從而確定車轍類型。對(duì)于因表面過度磨損而造成的車轍，首先要將面層清理干凈，然后使用瀝青混凝土重新鋪筑；對(duì)于因基層強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)造成的車轍，需要將面層銑掉，之后再次鋪筑面層；對(duì)于因混凝土級(jí)配不合理造成的車轍，先把級(jí)配不合理的面層銑掉，然后使用具備抗車轍性能的瀝青混合料進(jìn)行鋪筑。

1.3 路面凍脹與翻漿

受技術(shù)條件限制，早期高速公路時(shí)常會(huì)產(chǎn)生凍脹、翻漿等病害。開山路塹段是凍脹病害多發(fā)地帶。在處理路面凍脹問題時(shí)，首先將橫向、縱向盲溝或者集水井設(shè)置在路基下部，然后重做路面；在處理路面翻漿問題時(shí)，首先全部挖掉原有路面，然后使用砂礫墊層進(jìn)行重新填筑，使用水泥砂礫等材料制作半剛性基層，最后使用瀝青混凝土進(jìn)行面層鋪筑[2]。

2 瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)實(shí)踐分析

2.1 瀝青路面結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

根據(jù)公路建設(shè)要求合理確定路面等級(jí)、面層類型，對(duì)使用年限內(nèi)的道路設(shè)計(jì)彎沉值、累計(jì)當(dāng)量軸次進(jìn)行計(jì)算；認(rèn)真研究工程地質(zhì)勘察報(bào)告，對(duì)路基鋪筑材料進(jìn)行科學(xué)分析，合理劃分道路路段，對(duì)每個(gè)路段的土基回彈模量值進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)；以路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ)，認(rèn)真做好材料配合比試驗(yàn)工作，對(duì)路面結(jié)構(gòu)層各層鋪筑材料的抗拉強(qiáng)度、抗壓回彈模量等進(jìn)行測(cè)定，在此基礎(chǔ)上得出材料設(shè)計(jì)參數(shù)；根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值進(jìn)行路面鋪筑厚度的計(jì)算。

2.2 設(shè)汁中應(yīng)注意的問題

第一，加強(qiáng)路床設(shè)計(jì)。瀝青路面對(duì)于路基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性有一定要求，路面結(jié)構(gòu)層下部0～80cm的路基被稱為路床，屬于路基主要承重區(qū)。在市政道路建設(shè)過程中，由于需要考慮道路兩側(cè)建筑，因此路面標(biāo)高比較接近原地面標(biāo)高。受路面標(biāo)高限制，路床高低一般比原地面標(biāo)高要低。再加上地下水因素，導(dǎo)致路床設(shè)計(jì)強(qiáng)度很難符合規(guī)定要求。因此，在瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真研究該區(qū)域的地質(zhì)勘察報(bào)告，同時(shí)考慮到土基干濕類型、道路設(shè)計(jì)高程等因素，在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)路床處理。通常來說，換填材料選用符合加州承載比（CBR）要求的材料，并根據(jù)實(shí)際情況確定換填深度。如果原狀土沒有受到擾動(dòng)，并且土壤含水量高，采用砂石作為換填材料時(shí)，換填深度通常控制在50～80cm；如果路基土屬于膨脹土，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到膨脹土的強(qiáng)弱程度[3]。

第二，合理設(shè)置墊層或底基層。半剛性基層在瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中比較常用，一般采用水泥穩(wěn)定碎石作為基層。部分設(shè)計(jì)直接把水泥穩(wěn)定碎石基層鋪筑在土層上，這種做法存在一定不足。眾所周知，針對(duì)土基與路面底基層，二者之間的模量比最好控制在2.5～12.5之間，合適的模量會(huì)改善結(jié)構(gòu)層的受力狀況，確保層間處于連續(xù)性結(jié)合狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)路面耐久性的提升。不僅如此，為避免地下水、雨水等破壞路面，可以采用粒料類材料作為墊層或者底基層，以此延長(zhǎng)路面壽命。

第三，確定基層鋪筑厚度。作為瀝青路面結(jié)構(gòu)層的關(guān)鍵性承重層，基層必須具備較強(qiáng)的耐久性、穩(wěn)定性，并且能夠承擔(dān)較大荷載。在確定基層鋪筑厚度時(shí)，應(yīng)綜合考慮鋪筑材料性質(zhì)、路面交通狀況等，將壓實(shí)設(shè)備的功能充分發(fā)揮出來，根據(jù)施工條件合理確定基層厚度。一般來說，半剛性基層在瀝青路面結(jié)構(gòu)中比較常見，包括石灰穩(wěn)定類基層、水泥穩(wěn)定類基層以及石灰粉煤灰穩(wěn)定類基層等，采用穩(wěn)定類材料作為基層鋪筑材料時(shí)，鋪筑厚度最好控制在18～20cm。如果壓實(shí)設(shè)備比較先進(jìn)，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加壓實(shí)厚度。

第四，稀漿封層。在道路施工過程中，新建路面下封層、瀝青路面罩面等都可應(yīng)用稀漿封層，以下具體介紹新建路面下封層對(duì)稀漿封層的應(yīng)用。在計(jì)算瀝青路面的結(jié)構(gòu)厚度時(shí)，通常不考慮稀漿封層厚度，因此經(jīng)常被設(shè)計(jì)師忽視。將鋪筑乳化瀝青稀漿下封層鋪筑在瀝青面層與水泥穩(wěn)定碎石基層二者之間，能夠起到以下作用：在瀝青面層鋪筑之前通車時(shí)，稀漿封層能對(duì)路面基層起到有效的保護(hù)作用；在雨季施工時(shí)，稀漿封層能避免雨水向基層滲漏，以免路面受損；提高瀝青面層和基層二者間的連接性，確保路面結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的整體性等。因此，在瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)中，對(duì)于下封層的設(shè)置要重視起來，尤其是高等級(jí)公路、主干道等。在選擇材料種類時(shí)，可選用6mm厚度的ES-2型的乳化瀝青。值得重視的是，瀝青路面的透層油不能用下封層代替，下封層施工要在透層油噴灑后進(jìn)行。

第五，選擇瀝青面層。瀝青面層在平整度、密實(shí)度、耐久性以及抗滑性等方面均有較高要求，同時(shí)還要具備優(yōu)良的抗裂性、抗?jié)B性。瀝青面層主要分為三類，即瀝青貫入式、瀝青表面處治和熱拌瀝青混合料。后兩類由于使用年限短、質(zhì)量等級(jí)低，通常不用于城市道路建設(shè)，而熱拌瀝青混合料在城市道路面層施工中最為常用。熱拌瀝青混合料又分為三類，即密級(jí)配瀝青混凝土、開級(jí)配抗滑面層以及瀝青瑪蹄脂碎石。要想切實(shí)保障瀝青路面施工質(zhì)量，確保路面使用功能得以充分發(fā)揮，首先要合理選擇瀝青混合料類型，并且科學(xué)設(shè)計(jì)材料配合比。

首先，密級(jí)配瀝青混凝土。密級(jí)配瀝青混合料分為粗級(jí)配、細(xì)級(jí)配兩種。粗級(jí)配瀝青混合料具有良好的抗變形、抗車轍能力，在交通需求量大、雨季較多的道路工程中比較適用，在瀝青路面結(jié)構(gòu)層中，粗級(jí)配材料通常用于表面層，以此實(shí)現(xiàn)路面抗車轍性能的強(qiáng)化。值得注意的是，在瀝青路面中采用粗級(jí)配混合料時(shí)，應(yīng)當(dāng)做好壓實(shí)工作；細(xì)級(jí)配瀝青混合料具有良好的和易性、水穩(wěn)性以及抗裂性，但是構(gòu)造深度不如粗級(jí)配，以此交通需求量不大、氣候寒冷區(qū)域的道路工程中比較適用，細(xì)級(jí)配材料通常用于路面的抗疲勞結(jié)構(gòu)層。

其次，開級(jí)配抗滑面層。此類面層采用開級(jí)配瀝青混合料，具有良好的抗滑性，同時(shí)能減少噪聲影響。由于表面凹凸不平，因此可以提高雨水向面層下部的滲入及排出速度。

最后，瀝青瑪蹄脂碎石面層。此類面層采用間斷級(jí)配的瀝青混合料，材料包括礦粉、改性瀝青和木質(zhì)纖維素等。瀝青碎石面層具有較大的構(gòu)造深度，因此在抗滑性、抗疲勞性、抗車轍性、抗裂性以及耐磨性等方面性能優(yōu)良。

3 結(jié)語

綜上所述，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了交通行業(yè)發(fā)展。作為交通系統(tǒng)的重要組成，公路建設(shè)量和規(guī)模在近年來有了較大提升，交通建設(shè)事業(yè)取得了顯著成就。然而，瀝青路面病害問題層出不窮，不僅對(duì)行車舒適度造成很大影響，而且威脅公路運(yùn)行安全，甚至帶來嚴(yán)重的交通事故。因此，加強(qiáng)瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)具有重要意義。要想充分實(shí)現(xiàn)瀝青路面的優(yōu)良性能，首先要掌握影響瀝青路面質(zhì)量的各類因素，并采取有效措施進(jìn)行預(yù)防，在結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用新材料、新技術(shù)與新工藝，不斷提高瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)水平，并將其應(yīng)用到施工過程中，以此提高路面質(zhì)量，延長(zhǎng)路面壽命。