瀝青路面設計中存在的問題與改進方法研究

王永健 張 斌 吳鑫瀧

（中國華西工程設計建設有限公司， 四川 成都 610043）

0 前言

近年來，在道路工程設計中，瀝青路面應用十分廣泛。城市道路和公路作為道路的主要組成部分，不論是在功能使用、交通特點上都存在很大差異，而城市道路自身所具有的功能特點也決定了路面設計的特殊性。如果公路路面的設計環節方案不合理，不僅會影響施工質量與效率，還會造成大量的施工資源損耗，無法控制公路路面的后期維護費用等。因此，本文首先對瀝青路面的設計流程進行闡述，其次指出現階段瀝青路面設計中的主要問題，最后提出相應的改進措施，并且對公路瀝青路面的設計發展趨勢進行展望，對促進我國公路橋梁建設行業的永續發展具有重要意義。

1 瀝青路面的設計流程

1.1 收集相關資料

在進行瀝青路面設計時，首先要對工程項目相關資料進行收集，具體為施工環境的地質情況、水文情況以及天氣濕度等，同時還要對施工中的潛在影響因素進行匯總分析，找出影響瀝青路面的主要問題，這樣才能在設計環節制定相應的優化措施，為后續施工提供良好的技術支持。此外，在施工過程中也要對設計方案中的數值變化情況進行核對，根據實際情況對瀝青路面施工方案作出調整，保證二者之間的契合程度，這樣才能體現出數據分析工作的作用與價值，有效延長瀝青路面的使用壽命，減少施工中的資源損耗[1]。

1.2 明確路面結構組合模式

其次要根據瀝青路面的設計方案，對結構組合模式進行確定，例如在設計分析環節，對工程項目所在區域的地質水文條件進行分析，保證結構設計方案的可行性。同時對瀝青路面施工中的應用技術、設備、材料進行分析，如果公路工程規模較大，還要圍繞特殊區域制定差異性的結構組合模式，以此來保證瀝青路面的設計質量。通常情況下，需要針對公路工程提出多種結構組合方案，而技術人員要結合設計要求，對瀝青路面后期使用中的標準軸線、彎沉系數、剛性底基層以及路面厚度等情況分析，必須保證結構組合方式符合上述作業要求，結合基層功能特性與拉應力特點，對路面層的最終結構進行確定[2]。

1.3 對比分析設計方案

在明確瀝青路面的結構組合方案后，還要提出施工設計方案，并且對不同方案的優勢與劣勢進行對比分析，此環節需要結合公路建筑企業自身的技術水平與資源情況，從施工技術難度、成本投入、環境要求等方面，對瀝青路面的設計方案進行綜合分析，不僅要保證公路工程的施工質量與效率，還要盡量應用環保型材料，降低整體成本投入，這樣才能與公路橋梁行業的綠色可持續發展理念相契合。此外，還要對設計方案的潛在影響因素展開分析，配合路面施工規劃制定相應的保障措施，科學防治瀝青路面施工中的裂縫與病害問題。

2 當前瀝青路面設計中存在的主要問題

2.1 彎沉值缺乏準確性

對于現階段的瀝青路面設計工作來說，雖然建筑企業認識到推廣瀝青混合料的重要性，但是卻無法保證設計方案與執行措施的契合程度，多數企業的路面設計方案形同虛設，無法對實際施工提供數據支持。當然，這也與設計環節的資料收集分析存在直接關系，例如彎沉值缺乏準確性，對于不同的公路工程來說，其彎沉值存在明顯差異，只有將彎沉值的變化影響延伸至設計方案中，才能為路面施工提供保障。但是，部分公路建筑企業缺乏對彎沉值有效性的保證，并且在彎沉值與路面結構組合融合計算時，也存在較大的分析變量，無法為設計方案提供數值參考[3]。

2.2 材料參數設計方案有待完善

在進行瀝青設計方案結構組合分析時，需要保證相關材料參數的準確性，同時在對材料參數進行設定時，不要從以往的設計方案中進行照搬，要圍繞設計參數計算出相應的變量數值，根據數值情況對施工技術、設備、材料等提出質量要求。但是，當前根據流程規劃提供的數值僅為區間數值，在對材料參數進行計算時，無法提供準確的數值基礎，使最終的計算結果存在一定的偏差性，導致公路路面施工環節存在諸多安全質量隱患，無法為公路路面的后續使用效果作出保證[4]。

2.3 缺乏對原材料質量的嚴格要求

瀝青路面要求具備較好的高溫抗車轍性能。同時對使用壽命與抗裂性能也有嚴格要求，而上述性能都是瀝青混合料的性能體現，當瀝青路面原材料的質量無法保證，便會影響到路面應用效率。例如透水瀝青混凝土路面，是瀝青路面的升級模式，不僅對瀝青混合料的配比情況有著明確要求，同時對粗骨料的占比情況也存在嚴格要求。因此，關于原材料的質量信息，需要在路面設計方案中得到明確制定，一方面要從整體層面要求瀝青路面的交通運輸能力，另一方面要從具體層面入手，對瀝青路面的抗滑能力、降噪能力、抗裂能力等提出要求。在公路工程施工完畢后，要及時對各類性能指標進行測試，保證實際結果與預計方案相符合。然而，當前公路建設企業還是采用傳統的路面材料管理方式，沒能在混合料入廠與保存提出詳細的監管方案，從而導致瀝青路面的施工環節頻頻出現問題。

3 強化瀝青路面設計質量的改進措施

3.1 科學優化設計控制指標

基于上述問題，公路橋梁建設企業要對瀝青路面設計方案進行全面優化，保證設計施工方案的技術含量，進而對公路質量作出保證。首先要優化設計控制指標，具體工作內容如下：（1）對國內外公路建設企業的瀝青路面設計模式進行參考學習，根據企業實際技術水平對控制指標數值進行優化，例如在處理車轍問題時，要對路基的重復荷作用進行分析，結合路基垂直應變系數，準確判定水平拉應力小路基與路面的變化情況，將相關范圍代入到瀝青路面的應力測試中，對混合料的級配方案進行調整，以此來提升瀝青路面的應用質量。（2）對公路工程的經濟因素、環境因素等進行綜合分析，提升控制指標項目質量要求的契合性，使路面設計結果更加合理，這樣才能有效推進瀝青路面工程的施工進程[5]。

3.2 明確材料參數情況

對于瀝青路面設計材料的回彈模量而言，通常情況下要對靜態環境下的變化系數進行分析，并且將抗壓模量作為參考指標，對路面設計參數進行調整，使瀝青路面在不同應力情況下都能夠保證應用質量。因此，在對路基與路面的回彈模量進行測算時，要以瀝青路面的設計控制指標為基礎，將相關數值代入到回彈數量計算模板中，借助動態彎沉系數與測振數值，對材料的參數情況進行判定，并且在瀝青混合料的配比設計中，將材料參數代入到設計模板中，這樣可以得到瀝青路面結構穩定性與應力情況，再次借助動態儀對材料參數進行對比分析，可以保證瀝青路面設計方案的真實有效[6]。

3.3 革新瀝青路面設計標準

針對瀝青路面的設計指標內容進行優化完善，保證路面設計指標體系可以兼容瀝青路面結構、材料特性以及結構特性等要求。由于公路橋梁工程涉及范圍比較廣泛，尤其是公路工程需要在不同環境下進行施工，為應對不同的環境影響因素，還要選擇針對性的瀝青路面設計方案，而瀝青路面的整體設計標準則要包含多種方案設計原則與控制指標。例如根據設計指標對瀝青面層的疲勞開裂情況進行分析，計算出破壞水平拉應力的具體數值，或者將路面車轍問題進行相應的控制指標轉化，這樣可以從數據參數層面，提升瀝青路面設計方案的可行性，為混合料的級配方案提供數據支持。

3.4 保證瀝青混合料級配方案的可行性

瀝青混合料的原材料質量與級配方案都會影響到瀝青路面的施工質量，因此要從級配方案的分析工作入手，例如在選擇密集配合混合料時，要選擇粗型密集瀝青混合料，同時還要考慮夏季與冬季的溫度差異，提升級配方案的抗溫度應力能力以及抗開裂能力。當級配方案的設計孔隙較小時，則要以細型密集瀝青混合料為主，強化瀝青路面與路基的結構穩定性，加強各路面結構之間的契合程度，盡量保證級配范圍為S型，使瀝青混合料的級配方案始終處于中等或偏離水平。

3.5 嚴格要求施工材料質量

最后要從瀝青路面的施工原材料入手，一方面要對瀝青混合料的應用質量提出明確要求，根據不同路面施工方案，提出不同的級配方案。另一方面則要對公路工程施工中的所有材料質量提出嚴格要求，具體內容如下（1）在高速公路中選用改性瀝青，或者根據情況選擇透水瀝青混凝土路面，這兩種瀝青材料比傳統瀝青材料具有更好的應用效果，尤其是透水瀝青混凝土里面，可以快速排除公路積水，避免對路面與路基造成的腐蝕與壓力負荷。（2）瀝青路面施工材料應從入廠檢驗和儲存管理兩方面著手，在入廠檢驗環節，根據材料的性能、強度、尺寸等要求，對材料進行全方位的檢驗，如發現質量問題，應及時報告，對不合格材料應予以更換。在材料的儲存管理階段，應保證庫房的整體環境，根據材料的性質定期進行檢查，并在施工材料投入生產之前進行最終確認。（3）從后期養護工作入手，對路面的滲漏性能和降噪性能提出要求，冬季施工時，由于表層孔隙堵塞，會降低路面的防滑能力，因此在設計方案中要規定瀝青路面的管養環境。

4 瀝青路面設計工作的發展趨勢

4.1 以提升瀝青混合料的結構穩定性為目標

今后在進行瀝青路面的設計工作時，還要結合瀝青混合料的發展趨勢，要充分分析公路工程的綜合質量需求，才能使路面設計方案更具可行性，進而為交通運輸事業提供穩固動力。具體要從混合料的結合穩定性、抗噪能力、防滑性能以及結構排水能力等入手，實踐結果表明，瀝青混合料的厚度與車轍深度存在直接聯系，當瀝青路面比較薄時，車輛行駛時造成的車轍印會較淺，因此從力學角度來說，可以對瀝青混合料中的碎石含量進行調整，適當加入粗骨料，增加瀝青路面的結構孔隙嗎，以此來緩沖車輛對瀝青路面造成的沖擊剪力，最大限度的提升瀝青路面的使用壽命。

4.2 以提升瀝青混合料的結構排水能力為目標

與此同時，還要從混合料的排水性能與抗滑能力方面出發，一方面要根據公路工程區域的降水情況，對瀝青混合料的排水能力進行調整，通過對結構設計方案與級配方案進行優化，有效控制瀝青路面的滲水率，尤其是在氣溫較高或濕度較大的環境中，瀝青路面的表層容易產生脫落現象，其主要原因為瀝青表面出現泛油情況，因此要根據對瀝青路面設計方案制定相應的養護措施，以此來提升路面的排水性能。此外在防滑性能設計方面，要從瀝青路面的抗滑系數和構造深度兩個方面進行分析，兩項指標在不同條件下，路面的抗滑性能也存在一定的差異。例如應用SMA和SAC新型瀝青混凝土，由于此類混凝土材料的構造深度大，且密實度好，可以有效防止雨水滲入瀝青路面結構，進而提高路面抗滑能力。

5 結論

綜上所述，在社會經濟建設戰略的推動下，道橋建筑行業已成為國家綜合經濟體系的重要組成部分，科學提升公路橋梁的應用質量，不僅有利于國家基礎設施工程的推進，還可以提升人們工作與生活的便捷程度。因此，公路橋梁建設企業在開展公路工程中，要合理應用瀝青路面的優勢，從多方面入手加強瀝青路面的設計質量，以此來促進設計方案的合理性與科學性，本文首先對瀝青路面的設計流程進行闡述，其次指出現階段瀝青路面設計中的主要問題，最后提出相應的改進措施，具體為科學優化設計控制指標，明確材料參數情況，革新瀝青路面設計標準，保證設計方案可行性，嚴格要求施工材料質量等。并且對公路瀝青路面的設計發展趨勢進行展望，這樣才能持續提升路面交通運輸性能，加強公路橋梁企業的綜合技術水平。