基于結構層壽命遞增的耐久性瀝青路面設計新思想

李 娟

（天津城建設計院有限公司武侯區分公司 610000）

我國交通行業快速發展的同時，且現代公路主要是以瀝青路面為主。當前很多國家對公路使用壽命的規定都比較短，因此在規定的使用年限之后需要全面進行路面改造工作，同時也需要投入大量的人力與物力，甚至也會嚴重影響交通環境[1]。由此可見，當前人們應深入分析瀝青路面的使用周期問題。

1 路面結構層壽命設計問題分析

我國公路瀝青路面設計主要是以各個結構層的壽命設計理念為基礎。由于在較長的路段內汽車荷載與環境等方面的影響較大，因此也就很難保證各個結構層達到預期的使用壽命。實際的情況是當前我國高速公路路面使用情況能全面實現設計目標，但前期建設量較大，在近段時間內我國每年要進行瀝青路面、基層的大修與改造的路段大約有10000km[2]。這不僅造成了巨大的道路建設養護資金的浪費，同時也造成了交通擁堵以及額外的交通繞行的問題。

設計瀝青路面的目的是保證設計的瀝青路面在一定的年限內不發生結構性的破壞。但是就目前我國瀝青路面來分析，通常都是沒有達到預期的設計壽命，使用10 年左右就會出現不同層次的結構破壞問題，因此就需要加鋪或者是進行銑刨罩面。

根據我國瀝青路面設計的規范來看，在設計瀝青路面時要遵循相關的壽命原則來確定出各個結構層的使用年限，忽略了路面的維修養護措施對結構功能與使用功能的恢復，同時也沒有考慮到維修與養護方法成本差異問題。事實上，也不太可能實現等壽命設計理念設定的路面各個結構層同時達到使用壽命的假設。當前我國大部分高速公路的使用壽命都大于15 年，雖然說在使用期間也經過不同程度的翻修，但是大部分路段的基層也不需要翻修，且具有良好的使用狀況。雖然在設計的過程中為了能保證面層與基層的使用壽命盡可能相同，但是根據統計已建的高速公路使用情況來分析，基本上都是路面面層受到損壞，沒有發現基層損壞的情況，因此也就存在不同部位表現出使用壽命不同的情況。當前實行的等壽命設計理念設定的瀝青路面各結構層使用末期，很難實現同時損壞與統一進行翻修的目標，因此這一理念不科學也不經濟。這也就表明等壽命原則理念指導設計瀝青路面也存在較多無法解決的問題[2]。

2 結構層壽命遞增的耐久性瀝青路面設計新思想

現代公路比較常用的路面就是瀝青，在設計瀝青路面時要保證在設計的壽命年限中不受到結構型的破壞，避免影響交通。但是深入分析公路的使用情況來看，通常都是8～10 年后瀝青也會遭到結構型的破壞，因此還要強化對瀝青路面設計與施工的認識。

2.1 對瀝青路面生命周期的重新認識

以高速公路瀝青路面為例子，在設計瀝青路面時，無論是在設計哪個層面都應以使用壽命大于15 年為基準，而其他等級的公路設計情況為：四級公路設計壽命為6 年、三級公路設計壽命為8 年、二級公路設計壽命為12 年、一級、高速公路設計壽命為15 年[3]。若路面的使用年限大于15 年，那么無論是哪一個結構層都已經或者是即將受到結構破壞。雖然很多高速公路在使用年限中都需要不同程度的翻修，但是我國大部分的高速公路使用年限都已經達到標準。就瀝青面層的破壞情況來分析，主要是因為基本的結構面或者是車轍開裂導致。通過以上分析可知，公路的使用年限與設計年限的限制并未受到局限，也很少發現在設計年限內發生路面結構層破壞的情況。

除此之外，考慮到我國高速公路上行駛的車輛載重較大，且近年來汽車數量不斷增多，造成國省道干線以及高速公路運行過程的壓力也逐漸增加。為此，在開發我國省道干線公路以及高速公路后，由于超過了預期的交通量，受到車輛增加以及車輛載重的雙重影響下使得設計交通量峰值提前，因此也會導致公路在運行8～10 年內因為交通量較大最終引發各種問題。結合這些我們也能發現當前為我國瀝青路面設計與施工質量較好。

2.2 設計耐久性瀝青路面疲勞壽命的新理念

當前我國在設計高速公路路面結構疲勞壽命時主要是有兩種設計思路。一個是等壽命設計思路。其指的是按照統一的設計標準，來設計瀝青公路的各個結構層。在預期的設計中，若某一個部分的結構部件受損，那么其他部分的結構部件也可以接近使用壽命末期或者是也已經達到使用壽命末期。這一設計思路主要是為了保證整體結構在同一階段報廢，實現統一重建或者是翻修[4]。另一個是變壽命設計思路。其主要是根據各結構層的重要性、修復與重新建造的成本、修復與重建的便利性將其設計成不同的使用壽命。通常來說，其要遵循以下幾個方面的原則。一方面，考慮到重建以及修復外部結構部件的難度較高，且設計中使用的壽命也高，因此外部結構部件的修復與重建難度低，因此整體的設計使是很重要的結構部件就可以適當降低要求。當前我國主要是以等壽命設計思路為主，但是在應用該思路時也極易出現忽略日常維修以及高速公路瀝青路面結構與功能的情況。因此，我們要以瀝青路面層狀結構的特點為基礎，選擇變壽命的設計思路。

2.3 路基壽命設計

通常情況下，在設計高速公路時對路基設計壽命的要求應以永久性的路基設計方向為基礎。在實際的情況中，除非路基受到自然災害的損毀，否則就不會全面翻修。全面返修路基需要耗費大量的時間，同時也耗費大量的人力與物力，這對我國公路運輸狀況來說無疑是一種的較大負擔。與此同時，也不會出現因為高速公路達到了預期的使用壽命之后就廢棄這一段公路的情況。但是高速公路在運行的過程中也極易受到外界因素的影響，因此也就無法避免出現路基變形的問題。為此，在設計路基的壽命時首先要預測路基的變形，保證路基容許的變形與設計的基層壽命是統一的[5]。如此也能保證在翻修公路基層的同時修復路基的變形情況。這就要求相關設計人員在設計的過程中要高度重視路基的使用壽命，保證瀝青路面與其他部分工作的統一?？梢姡咚俟氛w結構中十分關鍵的基礎就是路基設計，因此要結合公路的實際情況科學設計。

3 結束語

綜上所述，要想設計出結構層壽命遞增的耐久性瀝青路面，相關工作人員在實際的工作中要針對不同的結構層，應選取不同的壽命設計方式，且結合當地的地質環境選擇科學的壽命設計方式，只有這樣才能設計出符合新時代發展需要的瀝青路面。